Tugas 04 Welding

TUGAS 04 Penyambungan Material| Putu Calista Gitta K/1106052745 1

1. Jelaskan prinsip kerja las resistansi listrik. Jelaskan tahapan kerja dari las titik (spot welding).

Serta jelaskan mengapa pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung.

Jawab : Las resistansi dilakukan dengan cara memberikan tekanan dan arus melalui elektroda

yang memiliki kontak dengan logam-logam yang akan dilas. Elektroda yang digunakan pada

las resistansi listrik ini berbahan tembaga karena konduktivitas termal dan listriknya yang

tinggi, memiliki ketahan deformasi yang baik, dan tidak mudah terkontaminasi benda kerja.

Meskipun arus yang diberikan besar, risiko tersetrum kecil karena tegangan yang diberikan

kecil.

Pelelehan terjadi karena dihasilkannya panas karena resistansi pada antarmuka logam dan

membentuk nugget, yang menghasilkan sambungan logam. Resistansi terjadi karena adanya

arus listrik yang mengalir dari permukaan sampai ke bagian tengah kedua pelat, sehingga

pelat meleleh.

2. Jelaskan pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrik

Jawab :

Pengaruh arus terhadap hasil las resistansi listrik sesuai dengan persamaan

Dari persamaan tersebut dapat disimpulkan semakin besar arus yang diberikan, maka

akan semakin besar panas yang dihasilkan dan ukuran nugget yang dihasilkan akan

semakin besar. Akan tetapi, jika arus yang diberikan terlalu besar maka akan terjadi

metal expulsion yang mengakibatkan pembentukan rongga dan retak.

Pengaruh waktu terhadap hasil las resistansi listrik

Dari rumus di atas juga dapat dilihat hubungan panas yang dihasilkan dengan waktu.

Semakin lama waktu yang diberikan semakin besar panas yang dihasilkan dan

semakin besar pula nugget yang dihasilkan. Berikut ini adalah gambaran tahapan

welding dan hubungannya dengan tekanan dan arus yang diberikan

o Waktu tekan (squeeze time)

Merupakan wajtu dimana penekanan dimulai hingga arus mengalir

o Waktu tahan (hold time)

Merupakan waktu dimana elektroda masih ditahan menekan benda kerja

dengan arus yang sudah tidak mengalir lagi

o Waktu henti (off time)

Merupakan waktu akhir dari waktu tahan hingga waktu tekan berikutnya.

Pengaruh tekanan terhadap hasil las resistansi listrik


Peningkatan tekanan elektroda menyebabkan resistansi kontak menurun seperti yang

diperlihatkan pada grafik berikut.

Tekanan yang meningkat menyebabkan luas kontak menjadi lebih besar sehingga

rapat arus menjadi berkurang dan tahanan pun menjadi berkurang. Hal ini

mengakibatkan panas yang dihasilkan akan berkurang dan ukuran nugget pun akan

lebih kecil. Sementara itu, jika tekanan yang diberikan terlalu rendah, dapat terjadi

expulsion segera setelah diberikan arus yang disebabkan karena resistansi terlalu

tinggi sehingga panas yang dihasilkan terlalu tinggi.

3. Jelaskan Prinsip Kerja Spot Welding berikut skematis gambar serta berikan penjelasan

Masukan Panas (heat input) yang dibutuhkan untuk menyambung material dengan spot

welding.

Jawab : Spot welding dilakukan dengan cara menghantarkan arus listrik melalui dua

permukaan logam yang tumpang tindih di suatu titik sehingga kedua logam tersebut akan

saling menempel. Spot welding membutuhkan dua elektroda tembaga dan harus

memperhatikan hubungan antara arus dengan ketebalan dan massa jenis dari logam yang

tersambung

Pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua plat yang disambung disebabkan karena pada

pengelasan spot welding diharapkan resistansi listrik terbesar pada permukaan antar material

(r3) sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil


mungkin (r1 dan r5) sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada plat yang

disambung

Ket. Gambar :

r2 dan r4 = tahanan listrik material yang dilas

r1 dan r5= tahanan listrik pada permukaan kontak antara elektroda dengan benda kerja

r3 = tahanan listrik permukaan antar material

4. Jelaskan perbedaan antara Flash welding dan Upset Welding melalui gambar skematisnya.

Jawab : Perbedaan antara flash welding dan upset welding terletak pada tekanan dan arus

yang diberikan

Pada butt welding dua logam yang akan disambungkan didekatkan dalam tekanaan

kemudian arus diberikan sehingga terjadi pemanasan yang cukup pada area kontak untuk

terjadinya penempelan pada kedua logam tersebut. Butt welding merupakan proses

pengelasan satu tahap.

Sedangkan pada flash welding terdapat dua tahap. Tahap pertama adalah terjadinya flashing.

Arus yang diberikan ke logam menghasilkan flashing diantara dua ujung logam. Flashing


mengakibatkan logam berada dalam daerah plastis. Setelah itu tahap kedua adalah terjadinya

pemberian tekanan sehingga ujung logam saling menempel. Pada flash welding permukaan

ujung logam tidak perlu terlalu halus.

5. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam Welding.

Jawab :

a) Baja lembaran yang saling tumpang tindih, disambung menggunakan elektroda yang

bulat dan berputar di pinggiran baja. Elektroda akan menekan baja lembaran tersebut.

b) Elektroda tersebut menghasilkan resistansi panas yang akan menghasilkan

nugget berbentuk lonjong, yang berderet sesuai dengan kecepatan elektrodanya.

c) Akan terjadi penyambungan pada daerah nugget.

d) Arus yang diberikan disepanjang sambungan oleh split electrode rollers.

6. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan dari proses pengelasan resistansi welding.

Jawab :

Keuntungan : Keterbatasan:

Proses pengelasan cepat untuk logam

ringan

Arus tinggi pada durasi yang cepat

Proses pengelasan cepat untuk material

hasil forging dan casting

Dapat digunakan untuk menambahkan

fastener

Peralatan relatif mahal

7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Percussion Welding dan gambarkan skematisnya dan

beri contoh aplikasinya

Jawab : Percussion welding hampir sama dengan flash welding, bedanya pada percussion

welding busur dihasilkan dari discharge energi listrik yang cepat menyebrangi jarak antara

ujung-ujung logam yang akan dilas. Tekanan yang digunakan progresif atau mengikuti

pelepasan energi listrik. Energi yang dibutuhkan untuk discharge dapat meningkat dengan

metode elektrostatik menggunakan kapasitor atau dengan metode elektromagnetik

menggunakan medan magnet yang tersambung dengan transformer primer dan sekunder.


Aplikasinya banyak digunakan pada industri elektronik untuk menyambung alumunium rods,

menyambung baja atau non ferrous alloy yang tahan korosi dll.

8. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Mash Seam Welding dan gambarkan skematisnya serta

beri contoh aplikasinya!

Jawab : gabungan dari proses welding kovensional resistance seam welding dan projection

welding. Alat yang dipakai pun hampir sama dengan yang dipakai oleh proses welding

kovensional resistance seam welding yaitu large resistance welding frame, dan rotating wheel

type electrode untuk menghasilkan arus.

Aplikasi yang menggunakan pengelasan jenis ini biasanya banyak dilakukan pada bidang

transportasi, agrikultural, sektor produksi makanan, peralatan gardening dan machine

protection.

9. Untuk material logam Tembaga, Aluminium dan Baja, urutkan mana yang material yang

memiliki weldability yang baik dengan menggunakan pengelasan las titik (spot welding).

Jawab :

1. Steel

2. Aluminium

3. Tembaga


Steel adalah logam yang paling baik karena memilki ketahanan listrik yang tinggi dan

konduktivitas termal yang rendah, sedangkan tembaga memiliki ketahanan listrik dan

konduktivitas termal yang tinggi. Aluminium konduktivitas termalnya mendekati tembaga

tetapi titik leburnya lebih rendah sehingga masih mungkin dilas dengan arus yang lebih

tinggi.

10. Pada pembuatan pipa ERW, mengapa digunakan arus frekwensi tinggi serta jelaskan peranan

frekwensi tersebut terhadap sambungan di pipa tersebut.

Jawab : Pada pembuatan pipa baja ERW digunakan arus frekuensi tinggi karena dengan

mengkonsentrasikannya pada permukaan yang akan disambung melalui dua probes yang

membuat kontak ringan dengan bagian sambungan, arus yang diperlukan lebih kecil dan

kontak listriknya juga lebih kecil. Dengan meningkatkan frekuensi arus yang diberikan hingga

450 Hz dan meningkatkan voltage dari satuan menjadi puluhan, dikembangkan proses yang

disebut high-frequency resistance welding (HFRW).

Peranan frekuensi tersebut terhadap sambungan pipa ialah membuat kontak ringan antara

probes dengan bagian sambungan sehingga arus yang diperlukan lebih kecil begitu pula

dengan kontak listrik

11. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan High Frequency Welding.

Jawab :

Keuntungan : Keterbatasan:

Menghasilkan daerah HAZ yang sempit Harus berhati-hati agar tidak terjadi

interferensi radiasi Kecepatan las tinggi dan konsumsi

energi sedikit

Dapat untuk mengelas tube dengan

dinding yang tipis

Menghasilkan produk sampingan dalam

jumlah kecil

Bisa digunakan untuk banyak jenis logam Persiapan sebelum pengelasan harus

sangat diperhatikan Oksidasi dan distorsi dapat

diminimalisasi

Efisiensi tinggi Bahaya arus dengan frekuensi tinggi

12. Jelaskan prinsip kerja projection welding, beserta keunggulan dan keterbatasannya.

Jawab : Projection we,ding menggunakan aliran arus yang terkonsentrasi pada permukan

kontak dengan mesin projection welding. Projection welding secara efektif melokalisasikan

arus sehingga dapat meminimalisasi pemanaan berlebihan pada logam yang akan dilas.

Keuntungan Keterbatasan

Menghasilkan hasil las yang lebih rapih

akibat aliran arus dan eletroda terfokus

Lap joint menyebabkan penambahan

berat


Kecepatan pengelasan tinggi Kekuatan sambungan dan fatik rendah

Mudah beradaptasi untuk otomatisasi

dalam kecepatan produksi tinggi

Peralatan lebih mahal dibandingkan arc

welding

Kesalahan hasil pengelasan sulit

diperbaiki

13. Jelaskan persyaratan kualitas hasil las dengan spot welding, jelaskan hal tersebut dengan

menganalisa ukuran nugget lasan-nya dan hasil uji tarik gesernya.

Jawab :

Ukuran Nugget

Ukuran nugget dari logam yang mencair sangat berkaitan dengan luas kontak antara benda

kerja dan elektroda, dimana dalam hal ini konsentrasi arus juga dipengaruhi oleh luas kontak.

Ukuran diameter dari nugget sebagai syarat dari kualitas hasil las spot welding adalah 6-10

mm.

Hasil Uji Tarik Geser

Kuat geser nugget umumnya harus cukup dapat menjamin bahwa bila sambungan diberi

tegangan hingga putus maka putus terjadi pada lembaran mengelilingi nuggget. Hal penting

yang perlu diperhatikan adalah kekuatan las titik yang dapat diperoleh melalui uji mekanik

berupa shear strength dan uji cross section. Indikator yang sering digunakan untuk menetukan

keuletan lasan khususnya pada material yang memiliki mampu keras yang tinggi adalah

besarnya rasio antara cross section strength (ft) dan shear strength (fs). Bila rasio fs/ft

mendekati satu, lasan dapat dikatakan ulet sedangkan rasio fs/ft mendekati nol, lasan bersifat

getas.

14. Bila saudara di tugaskan untuk menyambung dengan metoda spot welding terhadap dua

belah pelat dengan tahanan listrik yang sama namun memiliki ketebalan yang berbeda

dimana t1 = 2 x t2. Buatlah skematis disain posisi elektroda yang akan dipakai terhadap

sampungan kedua pelat tersebut.

Jawab :

Andaikan: D1 = 10 mm ; D2 = 8 mm

Sehingga,

t = 5(s) . 0.5

D1 = 5(10) . 0.5 = 25 mm

D2 = 5(8) . 0.5 = 20 mm

15. Jelaskan weldability baja lapis seng (galvanil) bila dilas dengan spot resistant weldingprocess.


Jawab : Baja yang dilapisi seng memiliki resistansi yang lebih rendah dibandingkan baja

biasa sehingga arus dan tekanan yang diberikan harus lebih tinggi dibandingkan yang

dibutuhkan pada baja biasa. Zn dapat menempel pada elektroda saat pengelasan sehingga

dapat menyebabkan keausan pada elektroda. Oleh karena itu, elektroda harus sedingin

mungkin dengan cara mendinginkannya dengan air.

Tugas 04 Welding

Documents

Transcript of Tugas 04 Welding