1
BAB I PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pada Pada wakt waktu u ini ini tekn teknik ik las las tela telah h dipe diperg rgun unak akan an seca secara ra luas luas dala dalam m penyambungan batang – batang pada konstuksi bangunan baja dan konstruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena bangunan dan mesin yang dibuat dengan memperguna mempergunakan kan teknik teknik penyambun penyambungan gan ini menjadi menjadi lebih ring ringan an
dan dan
pros proses es
pemb pembua uata tann nnya ya
juga juga
lebi lebih h
sede sederh rhan ana, a,se sehi hing ngga ga
biay biayaa
keseluruhannya menjadi lebih murah. Pengelasan adalah proses penyambungan dua material secara permanen dengan cara mencairkan kedua material yang akan disambung dan diikuti oleh material material pengisi. Macam –macam jenis pengelasan pengelasan,yaitu ,yaitu Las Busur Busur Listrik, Las Gas, Las Tahanan Listrik dan Las Kondisi Padat. Pengel Pengelasa asan n dengan dengan gas dilaku dilakukan kan dengan dengan membak membakar ar bahan bahan bakar bakar gas dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar yang dapat digunakan gas – gas oksias oksiaseti etilen len,, propan propan atau atau hidrog hidrogen. en. Dianta Diantara ra ketiga ketiga bahan bahan bakar bakar ini yang yang paling banyak diginakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagi las oksiasetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka gas oksiasetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaian tidak sebanyak las busur elekroda terbungkus. [Harsono, 2000] Alat-al Alat-alat at las busur busur dipaka dipakaii secara secara luas luas setela setelah h alat tersebu tersebutt diguna digunakan kan dalam praktek oleh Benardes dalam tahun 1985. Dalam penggunaan yang pertama ini benard benardes es memakai memakai elektro elektroda da yang yang dibuat dibuat dari dari batang batang karbon karbon atau grafit. grafit. Karena Karena panas panas yang yang timbul timbul,, maka maka logam logam pengis pengisii yang yang terbuat terbuat dari dari logam logam yang yang sama dengan logam induk mencair dan mengisi tempat sambungan. Dalam tahun 1889 Zerner mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan dengan menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon. Slavianoff dalam dalam tahu tahun n 1892 1892 adal adalah ah oran orang g pert pertam amaa yang yang meng menggu guna naka kan n kawa kawatt loga logam m 1 yang ditimbulkan oleh busur listrik elektroda yang turut mencair karena panas
2
yang terjadi. Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas kualitas sambungan sambungan las menjadi lebih baik bila bila kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak Di samping penemuan-penemuan oleh Slavianoff dan Kjellberg dalam las busur dengan elektroda terbungkus seperti diterangkan diatas, dalam tahun 1886 Thomas menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt menemukan las termit dalam tahun 1895 dan dalam tahun 1901 las oksi-asitelin mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard. Piccard. Dan baru pada tahun 1926 ditemukanny ditemukannyaa las hidrogen atom oleh Lungumir, las busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener dan las busur rendam oleh Kennedy dalam tahun 1935. kemudian dalam tahun 1936 Wasserman menyusul dengan menemukan cara pembrasingan yang mempunyai kekuatan tinggi [Asyari, 2009]. Dari perkembangan proses pengelasan yang pesat telah banyak teknologi pengelasan pengelasan terbaru yang ditemukan, ditemukan, sehingga sehingga boleh dikatakan dikatakan hampir hampir tak ada logam yang yang tak dapat di las. Maka Maka dari itu penting penting bagi kita kita mahasiswa mahasiswa untuk mempelajari pengelasan lebih dalam. Dalam praktikum ini, praktikan akan menggunakan pengelasan dengan gas dilakukan dengan bahan bakar gas asetilen dengan O 2. Dipilihnya teknik mengelas dengan metode ini karena metode atau jenis las ini sudah umum digunakan dan term termas asuk uk jeni jeniss las las yang yang suda sudah h dila dilaku kuka kan n untu untuk k prak prakti tiku kum m dala dalam m skal skalaa laboratorium.
1.2
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui jenis – jenis api dan pengaruh deposit metal las pada pengelasan oksi asetilen terhadap kecepatan.
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam praktikum pengelasan ini yaitu mengelas dengan metode metode las oksiasetile oksiasetilen. n. Dalam proses proses pengelasan pengelasannya nya menggunaka menggunakan n beberapa beberapa jenis nyala nyala api yaitu nyala api oksidasi oksidasi dan nyala api netral terhadap terhadap kecepatan kecepatan pengelasannya.
2
yang terjadi. Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas kualitas sambungan sambungan las menjadi lebih baik bila bila kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak Di samping penemuan-penemuan oleh Slavianoff dan Kjellberg dalam las busur dengan elektroda terbungkus seperti diterangkan diatas, dalam tahun 1886 Thomas menciptakan proses las resistansi listrik, Goldschmitt menemukan las termit dalam tahun 1895 dan dalam tahun 1901 las oksi-asitelin mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard. Piccard. Dan baru pada tahun 1926 ditemukanny ditemukannyaa las hidrogen atom oleh Lungumir, las busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener dan las busur rendam oleh Kennedy dalam tahun 1935. kemudian dalam tahun 1936 Wasserman menyusul dengan menemukan cara pembrasingan yang mempunyai kekuatan tinggi [Asyari, 2009]. Dari perkembangan proses pengelasan yang pesat telah banyak teknologi pengelasan pengelasan terbaru yang ditemukan, ditemukan, sehingga sehingga boleh dikatakan dikatakan hampir hampir tak ada logam yang yang tak dapat di las. Maka Maka dari itu penting penting bagi kita kita mahasiswa mahasiswa untuk mempelajari pengelasan lebih dalam. Dalam praktikum ini, praktikan akan menggunakan pengelasan dengan gas dilakukan dengan bahan bakar gas asetilen dengan O 2. Dipilihnya teknik mengelas dengan metode ini karena metode atau jenis las ini sudah umum digunakan dan term termas asuk uk jeni jeniss las las yang yang suda sudah h dila dilaku kuka kan n untu untuk k prak prakti tiku kum m dala dalam m skal skalaa laboratorium.
1.2
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk mengetahui jenis – jenis api dan pengaruh deposit metal las pada pengelasan oksi asetilen terhadap kecepatan.
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam praktikum pengelasan ini yaitu mengelas dengan metode metode las oksiasetile oksiasetilen. n. Dalam proses proses pengelasan pengelasannya nya menggunaka menggunakan n beberapa beberapa jenis nyala nyala api yaitu nyala api oksidasi oksidasi dan nyala api netral terhadap terhadap kecepatan kecepatan pengelasannya.
1
1.4
Sistematika Pe Penulisan
Dalam penulisan laporan percobaan ini penulis menggunakan sistematika penul penulisa isan n lapora laporan n yang yang sudah sudah menjad menjadii ketent ketentuan uan baku baku dari dari tim labora laborator torium ium metalurgi metalurgi yaitu, yaitu, terdiri terdiri dari 5 bab. Bab I, merupakan merupakan pendahuluan pendahuluan yang berisi tentang latar belakang penulis melakukan percobaan, kemudian tujuan percobaan. Batasan-batasan masalah yang harus dibahas didalam pengerjaan laporan ini. Bab II meling melingkup kupii tinjau tinjauan an pustak pustakaa yang yang berisi berisikan kan tentan tentang g teori-t teori-teor eorii dasar dasar yang yang mendukung dari apa yang penulis lakukan didalam percobaan. Selanjutnya adalah, bab III yaitu tentang metode percobaan yang dilakukan oleh penulis. Dapat berupa
flow chart dari prosedur percobaan yang penulis lakukan, lalu alat & macammacam bahan yang Praktikan gunakan didalam melakukan praktikum dan terakhir adalah prosedur percobaan. Bab IV didalamnya berisikan tentang, data percobaan, yang didalamnya terdapat data-data yang praktikan dapatkan selama percobaan dan pembahasan dari data-data yan sudah penulis dapatkan, apa saja faktor-faktor yang yang memp mempen enga garu ruhi hi dari dari data data hasi hasill perco percoba baan an.. DataData-da data ta perc percob obaa aan n yang yang prakt praktika ikan n dapatk dapatkan an dapat dapat berup berupaa tabel tabel atau grafik grafik dari dari data-da data-data ta yang yang sudah sudah diperoleh. Bab V adalah kesimpulan dari data-data yang praktikan dapatkan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2
2.1
Pengertian Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan dua logam atau lebih yang melibatkan pencairan sebagian logam. Teknologi pengelasan selalu dimanfaatkan untuk pemotongan dan reparasi. Dalam proses pengelasan sangat dibutuhkan suatu sumber panas, itu sangat berperan dalam hal pencairan material logam, adapun sumber–sumber panas untuk pengelasan, dapat dihasilkan dari proses-proses di bawah ini: 1.
Bahan bakar minyak, untuk menghasilkan panas beberapa ratus derajat celcius untuk pengelasan benda padat dengan titik lebur rendah, seperti timah, plastik dan lain-lain.
2. Campuran zat asam dengan gas pembakar seperti acetylene , propan, hydrogen. Proses ini disebut oxyacetylene , oxyhydrogen , atau oxyfuel . Secara popular di Indonesia disebut dengan las karbit atau autogen. Panas yang dihasilkan dapat mencapai titik leleh baja, yakni sekitar 1370 oC. 3.
Gas pembakar bertekanan.
4. Busur nyala listrik ( arc). Panas yang dihasilkan dari busur nyala listrik ini sangat tinggi (jauh diatas titik lebur baja) sehingga dapat mencairkan baja dalam seketika. Sumber panas ini yang paling populer dipergunakan untuk pengelasan berbagai jenis baja, baja paduan serta jenis metal non-ferrous . 5.
Induksi listrik
6. Busur nyala listrik dan gas pelindung. Sumber panas ini dipakai dalam pengelasan paduan baja yang peka terhadap proses oksidasi. Karena fungsi dari gas pelindung ini adalah untuk melindungi benda kerja dari proses oksidasi, serta untuk mendapatkan pengelasan yang optimal. 7.
Sinar infra merah.
8. Ledakan bahan mesiu (cad, explosion 4 ). Menghasilkan suhu yang sangat tinggi sehingga dapat mencairkan baja dan bahan metal lainnya hanya dengan sekejap. Biasanya digunakan untuk penyambungan kabel kawat.
1
9.
Getaran ultrasonik
10. Pemboman dengan elektron (electron bombardment ) 11. Sinar laser. 12. Tahanan listrik atau resistansi listrik. Dapat menghasilkan panas yang cukup tinggi sehingga dengan mudah dapat mencairkan baja. Metode ini yang biasa digunakan oleh pabrik-pabrik yang menggunakan pelat sebagai benda kerjanya.
2.2
Klasifikasi Metoda Pengelasan :
1. Las Busur Listrik ( Arc Welding ) 2. Shielded Arc Welding ( SMAW ) 3. Gas Metal Arc Welding ( GMAW )/MIG 4. Gas Tungsten Arc Welding ( GTAW )/TIG 5. Flux Cored Arc Welding ( FCAW ) 6. Submerged Arc Welding ( SAW ) 7. Plasma Arc Welding ( PAW ) 8. Stud Welding ( SW ) 1) Las Gas ( Oxyfule Gas Welding ) 1. Oxyacetylene Welding 2. Air-acetylene Welding 3. Oxyhydrogen Welding
4. Pressure Gas Welding 1) Las Tahanan Listrik ( Resistance Welding ) 1. Resistance Spot Welding 2. Resistance Seam Welding 3. Projection Welding
1) Las Kondisi Padat ( Solid State Welding ) 1. Forge Welding 2. Cold Welding
1
3. Ultrasonic Welding
4. Explosion Welding 5. Roll Welding
2.2
Klasifikasi Pengelasan
Pada umumnya pengelasan dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu berdasarkan cara kerja dan berdasarkan energi yang digunakan. Berdasarkan cara kerja, pengelasan dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu:
1. Fusion welding Fusion welding merupakan suatu proses pengelasan yang memiliki prinsip dasar mencairkan permukaan sambungan dengan menggunakan sumber panas yaitu busur las atau semburan api las. Contoh: las gas, listrik terak, listrik gas, las busur plasma, las electron , dsb. 2. Las tekan Las tekan merupakan suatu proses penyambungan yang dilakukan dengan cara memanaskan permukaan benda kerja yang akan disambungkan yang kemudian ditekan satu sama lainnya sampai kedua logam tersebut menyatu. Contoh: las resistan listrik (proses las ini yang akan dijelaskan lebih lanjut pada pmbahasan berikutnya), las tekan gas, tempa, las ultrasonic, las induksi, dsb.
3. Soldering / Pematrian Soldering merupakan suatu proses penyambungan yang mirip dengan perakatan menggunakan lem, tetapi untuk hal ini kita menggunakan paduan logam lain yang dicairkan. Logam paduan inilah yang digunakan sebagai perekat. Titik didih untuk logam perekat harus lebih rendah dibandingkan dengan titik didih logam induknya, sehingga logam atau bahan induk tidak ikut mencair. Biasanya yang berfungsi sebagai logam perekat adalah jenis logam yang memiliki titik lebur rendah. Misal: timah. Contoh: pembrasingan dan penyolderan Proses pengelasan dapat juga diklasifikasikan berdasarkan energi yang digunakan yaitu:
1
1. Las busur, merupakan suatu proses pengelasan yang memanfaatkan panas dari sumber panas berupa busur listrik.
2. Las gas, merupakan proses pengelasan yang memanfaatkan panas dari hasil pembakaran gas.
3. Las tahanan listrik, sumber panas yang digunakan untuk proses ini berasal dari resistansi listrik. Berikut ini ada beberapa Jenis Pengelasan yang dibedakan berdasarkan energi yang digunakan yaitu : 1. SMAW (Shielded Metal Arc Welding ) , las busur nyala listrik terlindung, adalah pengelasan dengan mempergunakan busur nyala listik sebagai sumber panas pencair logam. 2. SAW (Submerged arc Welding ) , las busur terendam, adalah pengelasan dengan busur nyala listrik 3. ESW ( Electroslag Welding ), las listrik terak, adalah pengelasan dimana panas las dibangkitkan dalam genangan terak cairan 4. STUD Welding , las baut pendasi, gunanya untuk menyambung bagian suatu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton. 5. ERW ( Electrik Resistance Welding ), las tahanan listrik, dengan tahanan yang besar, panas yang dihasilkan oleh listrik menjadi tinggi sehingga mencairkan logam yang akan di las. 6. EBW ( Electron Beam Welding ) las pemboman elektron, adalah suatu pengelasan yang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan elektron yang dikonsentrasikan atau dimampatkan dan diarahkan pada benda yang di las.
2.4
Las Busur Listrik
Las busur listrik yaitu pengelasan menggunakan listrik dan elektrodanya terbungkus oleh fluks. Cara mengelas yang sering dipergunakan dalam praktek dan termasuk klasifikasi las busur listrik: las elektroda terbungkus, las busur dengan pelindung gas dan las busur dengan pelindung bukan gas. Masing-masing cara tersebut akan dijelaskan sebagai berikut
2
2.4.1
Las ekektroda terbungkus
Las elektroda terbungkus adalah cara pengelasan yang banyak digunakan pada masa ini. Dalam cara pengelasan ini kawat elektroda logam yang dibungkus dengan fluks. Pada Gambar 1. dapat dilihat dengan jelas bahwa busur listrik terbentuk di antara logam induk dan ujung elektroda. Karena panas dari busur ini maka logam induk dan ujung elektroda tersebut mencair dan kemudian membeku bersama. : [Harsono W dan Toshie O,tahun 2000]
Gambar 1. Las busur dengan elektroda terbungkus.
Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus seperti pada Gambar 2, sebaliknya bila arusnya kecil maka butirannya menjadi besar seperti tampak dalam Gambar 2.
Gambar 2. Pemindahan logam cair.
2
Di dalam pengelasan ini hal yang penting adalah bahan fluks dalam jenis listrik yang digunakan.
2.4.2
Las busur gas
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas dihembuskan ke dearah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar), gas karbondioksida (CO 2) atau campuran dari gas-gas tersebut. (1) Las busur gas biasanya dibagi dalam dua kelompok besar yaitu kelompok elektroda yang terumpan dan kelompok elektroda tak terumpan. Kelompok elektroda yang tak terumpan mengunakan batang wolfram sebagai elektroda yang dapat menghasilkan busur listrik tanpa turut mencair, sedangkan kelompok elektroda terumpan sebagai elektrodanya digunakan kawat las.
2.4.3
Las busur pelindung bukan gas
Operasi pengelasan ini sama dengan operasi dalam busur gas. Dalam hal semiotomatik, kawat las digerakan secara otomatis sedang alat pembakar digerakkan dengan tangan, sedangkan dalam hal otomatis penuh kedua-duanya di gerakan secara otomatis. Sesuai dengan namanya, pengelasan ini tidak menggunakan selubung gas apapun juga. Karena itu proses pengelasan menjadi lebih sederhana. Berikut ini adalah beberapa hal penting dalam las busur tanpa gas: 1. Tidak menggunakan gas pelindung sehingga pengelasan dapat dilakukan di lapangan yang berangin. 2. Effisiensi pengelasan lebih tinggi daripada pengelasan dengan busur terlindung. 3. Dapat menggunakan sumber listrik AC. 4. Dihasilkan gas yang banyak sekali. 5. Kwalitas pengelasan lebih rendah daripada pengelasan yang lain.
2.5
Pengelasan Dengan Gas
2
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar yang dapat digunakan gas – gas oksiasetilen, propana atau hidrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak diginakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagi las oksiasetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka gas oksiasetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaian tidak sebanyak las busur elekroda terbungkus. Dalam table 1 dibandingkan hal-hal yang berhubungan dengan las oksiasetilen dan las busur elekrods terbungkus. :[Harsono W dan Toshie O,tahun 2000]
Tabel 1. Perbandingan penggunaan Las Oksiasetilen dan Las Busur
Elektroda Terbungkus. Jenis Las
Las Oksiasetilen
Las Busur Elektroda
Besaran Efisisensi Sifat mamapu las Harga peralatan Harga bahan gas Keteramilan juru las Penggunaan
0
Rendah (suhu 3000 C) Kurang Baik Murah Sama Sama Terbatas pada las tipis
terbungkus Tinggi (suhu 6000 0 C) Baik Mahal Sama Sama Luas
Nyala asetilen diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan asetilen yang digunakan untuk memanaskan logam sampai mencapai titik cair logam induk. Pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi. Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara. Oksigen komersil umumnya berasal dari proses pencairan udara dimana oksigen dipisahkan dari nitrogen. Oksigen ini disimpan dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C 2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan air. Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah :
CaC2
+
kalsium karbida
2H2O
air tohor
Ca(OH)2 + C2H2 .....................................(1) Kapur
gas asetilen
3
Bila dihitung ternyata 1 kg CaC2 menghasilkan kurang lebih 300 liter asetilen. Sifat dari asetilen (C2H2) yang merupakan gas bahan bakar adalah tidak berwarna, tidak beracun, berbau, lebih ringan dari udara, cenderung untuk memisahkan diri bila terjadi kenaikan tekanan dan suhu (di atas 1,5 bar dan 350° C), dapat larut dalam massa berpori (aseton). Karbida kalsium keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai hasil reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini kemudian digerus, dipilih dan disimpan dalam drum baja yang tertutup rapat. Gas asetilen dapat diperoleh dari generator asetilen yang menghasilkan gas asetilen dengan mencampurkan karbid dengan air atau kini dapat dibeli dalam tabungtabung gas siap pakai. Agar aman tekanan gas asetilen dalam tabung tidak boleh melebihi 100 Kpa, dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilen bertekanan sampai 1,7 MPa. Prinsip dari pengelasan ini tidak terlalu rumit. Hanya dengan mengatur besarnya gas asetilen dan oksigen, kemudian ujungnya didekatkan dengan nyala api maka akan timbul nyala api. Tetapi besarnya gas asetilen dan oksigen harus diatur sedemikian rupa dengan memutar pengatur tekanan sedikit demi sedikit. Apabila gas asetilen saja yang dihidupkan maka nyala apinya berupa nyala biasa dengan mengeluarkan jelaga. Apabila gas asetilennya terlalu sedikit yang diputar, maka las tidak akan menyala. Kecepatan penarikan kembali gas per jam dari sebuah silinder asetilen tidak boleh lebih besar dari 20% (seperlima) dari isinya, agar gas aseton bisa dialirkan (silinder asetilen haruslah selalu tegak lurus). [http://wiedeva.wordpress.com/2009/02/22/horega-da-praktikum-lagi,04/11/10 , 11.00] 2.5.1 Nyala Oksiasetilen
4
Nyala hasil pembakaran dalam las oksiasetilen dapat berubah tergantung dari perbaandingan antara gas oksigen dan gas asetilen. Dibawah ini dijelaskan lebih lanjut tentang nyala oksiasetilen. 1)
Nyala asetilen lebih (nyala karburasi) Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah kelebihan asetilen. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair. Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan non-
ferous. 2)
Nyala netral Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala ini berasal dari udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500 o C tercapai pada ujung nyala kerucut.
3)
Nyala oksigen lebih (nyala oksidasi) Bila
gas
oksigen
lebih
daripada
yang
dibutuhkan
untuk
menghasilkan nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan dalam fusion welding dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan untuk pengelasan lainnya. Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja.Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000° C dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500° C.
2
2.5.2
Posisi Pengelasan Oksiasetilen
Pada posisi pengelasan dengan oksi asetilen arah gerak pengelasan dan posisi kemiringan pembakar dapat mempengaruhi kecepatan dan kualitas las. Dalam teknik pengelasan dikenal beberapa cara yaitu : 1) Pengelasan di bawah tangan Pengelasan di bawah tangan adalah proses pengelasan yang dilakukan di bawah tangan dan benda kerja terletak di atas bidang datar. Sudut ujung pembakar ( brander ) terletak diantara 60° dan kawat pengisi ( filler rod ) dimiringkan dengan sudut antara 30° – 40° dengan benda kerja. Kedudukan ujung pembakar ke sudut sambungan dengan jarak 2 – 3 mm agar terjadi panas maksimal pada sambungan. Pada sambungan sudut luar, nyala diarahkan ke tengah sambungan dan gerakannya adalah lurus. 2) Pengelasan mendatar (horisontal) Pada posisi ini benda kerja berdiri tegak sedangkan pengelasan dilakukan dengan arah mendatar sehingga cairan las cenderung mengalir ke bawah, untuk itu ayunan brander sebaiknya sekecil mungkin. Kedudukan brander terhadap benda kerja menyudut 70° dan miring kira-kira 10° di bawah garis mendatar, sedangkan kawat pengisi dimiringkan pada sudut 10° di atas garis mendatar. 3) Pengelasan tegak (vertikal) Pada pengelasan dengan posisi tegak, arah pengelasan berlangsung ke atas atau ke bawah. Kawat pengisi ditempatkan antara nyala api dan tempat sambungan yang bersudut 45°-60° dan sudut brander sebesar 80°. 4) Pengelasan di atas kepala (over head ) Pengelasan dengan posisi ini adalah yang paling sulit dibandingkan dengan posisi lainnya dimana benda kerja berada di atas kepala dan pengelasan dilakukan dari bawahnya. Pada pengelasan posisi ini sudut brander dimiringkan 10° dari garis
2
vertikal sedangkan kawat pengisi berada di belakangnya bersudut 45°-60°. 5) Pengelasan dengan arah ke kiri (maju) Cara pengelasan ini paling banyak digunakan dimana nyala api diarahkan ke kiri dengan membentuk sudut 60° dan kawat las 30° terhadap benda kerja sedangkan sudut melintangnya tegak lurus terhadap arah pengelasan. Cara ini banyak digunakan karena cara pengelasannya mudah dan tidak membutuhkan posisi yang sulit saat mengelas. 6) Pengelasan dengan arah ke kanan (mundur) Cara pengelasan ini adalah arahnya kebalikan daripada arah pengelasan ke kiri. Pengelasan dengan cara ini diperlukan untuk pengelasan baja yang tebalnya 4,5 mm ke atas. Keuntungan dan kegunaan pengelasan oksiasetilen sangat banyak, antara lain : 1. Peralatan relatif murah dan memerlukan pemeliharaan minimal atau sedikit. 2. Cara penggunaannya sangat mudah, tidak memerlukan teknik-teknik pengelasan yang tinggi sehingga mudah untuk dipelajari. 3. Mudah dibawa dan dapat digunakan di lapangan maupun di pabrik atau di bengkel-bengkel karena peralatannya kecil dan sederhana. 4. Dengan teknik pengelasan yang tepat hampir semua jenis logam dapat dilas dan alat ini dapat digunakan untuk pemotongan maupun penyambungan.
2.6
Pengaruh Hasil Lasan
Pada saat pemanasan berlangsung maka logam yang sedang di las akan mengalami pembagian daerah berdasarkan panas yang diterima. Daerah yang mengalami pemanasan ini dapat dibagi menjadi 4 bagian, yaitu (gambar 3).
2
Gambar 3. Daerah Hasil lasan
Dimana :
A = Daerah pencairan sempurna ( Fusion Zone) B = Daerah cair sebagian (PMZ) C = Terpengaruh Panas (HAZ) D = Daerah Tidak terpengaruh Panas (Logam Induk)
1) Daerah pencairan sempurna ( fusion zone) 1. Daerah yang mengalami pencairan pada logam induk dan elektroda sehingga bercampur menjadi larutan yang homogen. 2. Di daerah ini logam mengalami pemanasan yang paling tinggi hingga melebihi temperatur cairnya. 3. Prinsip pembekuan akan sama dengan proses pengecoran dimana waktu pendinginan akan mempengaruhi kecepatan pembekuan struktur logam. 4. Semakin tinggi temperatur maka semakin banyak penyusutan yang terjadi. 5. Karakteristik daerah ini akan dipengaruhi sifat dari elektroda dan logam induk. 1) Daerah cair sebagian ( partially melted zone ) 1. Adalah daerah yang bersinggungan langsung dengan fusion zone dimana pada saat pengelasan berlangsung pencairan dapat terjadi. 2. Temperatur tertingginya memilliki 2 fasa, yaitu cair dan padat. 3. Merupakan daerah transisi sehingga seringkali terjadi retakan pada daerah ini terutama untuk base metal yang ketebalannya tinggi. 1) Daerah terpengaruh panas HAZ (heat affeched zone ) 1. Daerah yang tidak ikut mencair tetapi ikut mengalami perubahan struktur akibat temperatur pemanasan.
1
2. Temperatur tertinggi pada daerah ini berada dibawah temperatur yang berada didaerah cair sebagian. 3. Logam akan mengalami penguatan. 4. Karakteristik logam dipengaruhi temperatur. Pada daerah ini terdapat wilayah yang terbagi atas dasar struktur mikro yang berbeda. Wilayah tersebut dapat terbagi menjadi 4 bagian, yaitu : 1. Daerah pertumbuhan butir ( grain growth zone ) 2. Daerah rekristalisasi (recristallized zone ) 3. Daerah transisi ( partially transformed zone) 4. Dan daerah temper (temper zone). 1) Daerah base metal 1. Logam terpengaruh panas tetapi panas tersebut tidak mampu untuk merubah struktur dari logam. 2. Sifat daerah ini akan sama dengan logam induknya. 3. Temperatur disini adalah temperatur yang terendah dari ketiga daerah lainnya.
BAB III METODE PERCOBAAN
3.1
Diagram Alir Percobaan
Pelat dan filler metal
Menimbang
Mengelas
Nyala Netral
2
Nyala Oksidasi
Mencatat Waktu
Menimbang
Data
Pembahasan
Literatur
Kesimpulan Gambar 4. Diagram alir percobaan pengelasan oksiasetilen dengan jenis
nyala netral dan nyala oksidasi
3.2
Alat dan Bahan
3.2.1
Alat yang digunakan
1. Tabung Oksigen 2. Tabung bahan bakar 3. Regulator 4. Brander 5. Kunci tabung 6. Pembersih nosel 7. Sikat kawat 8. Selang las 9. Meja Kerja 10. Pemantik Api 11. Tang 12. Sarung tangan 13. Kaca mata las
17
1
14. Tabung Pemadam
3.1.1
Bahan yang digunakan
1. Plat dan filler metal
3.1
Prosedur Percobaan
1. Menyiapkan pelat dan filler metal 2. Menimbang pelat dan filler metal sebagai berat awal 3. Melakukan pengelasan dengan jenis nyala karburasi,nyala netral, dan nyala oksidasi 4. Mencatat waktu pengelasan 5. Menimbang pelat dan filler metal sebagai berat akhir 6. Mengamati hasil lassan 7. Menghitung kecepatan pengelasan
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
1.1
Data Percobaan
Dari percobaan yang telah dilakukan maka didapat hasil yang dapat dilihat di tabel 2 dan 3 dibawah ini:
Tabel 2. Jenis Nyala Api dan Hasil Pengamatan Pengelasan Oksiasetilen No.
Jenis Nyala
1
Api Netral
2
Netral
Hasil Pengamatan
1
3
Oksidasi
Tabel 3. Data Hasil Percobaan
Pelat I
t
S
(dtk
(cm/dtk
) 89
) 0,13
G0
G1
Gr
x
(g)
(g)
(g)
(cm)
458
464,4
6,
12
472,6
4 8,
12,5
78
456
2 7,
11,5
40
II
464,
III
4 472, 6
F0
F1
Ff
V
(g)
(g)
(g)
(g/dtk)
25,1
17,
7,9
0,033
0,16
17,2
2 9,4
7,8
0,1
0,2875
24,3
19,
4,5
0,114
5
8
5
6
4.2 Pembahasan
Berdasarkan percobaan pengelasan 19 Oksiasetilen yang telah dilakukan dan pengamatan nyala apinya maka nyala api Oksiasetilen terbagi menjadi menjadi tiga,yaitu nyala karburasi,netral dan dekarburasi. Pada percobaan pertama dan kedua yaitu pengelasan oksiasetilen dengan nyala netral. Nyala netral ini terjadi karena oksigen dan asetilen yang digunakan perbandingannya sekitar satu. Nyala yang dihasilkan terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening.Ada pun hasil pengamatannya dapat dilihat pada gambar di tabel 2 diatas. Pada percobaan ketiga yaitu pengelasan oksiasetilen dengan nyala oksidasi. Nyala oksidasi ini terjadi karena oksigen yang digunakan melebihi dari pada jumlah asetilen. Nyala yang dihasilkan menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah dari putih bersinar menjadi ungu. Pada nyala ini akan terjadi proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair.Ada pun hasil pengamatannya dapat dilihat pada gambar di tabel 2. ( Harsono W & Toshie O,2000)
1
Dari data pada tabel 3,maka didapat grafik hubungan antara perubahan berat plat terhadap waktu yang dapat dilihat pada grafik dibawah ini.
Gambar 5. Grafik Perubahan Penambahan Berat Pelat (G f ) Terhadap Waktu
Pengelasan Penambahan berta pelat ini karena adanya penambahan berat logam pengisi setelah melakukuan pengelasan. Jika semakin lama waktu pengelasan maka penambahan beratnya semakin banyak dan sebaliknya. Hal ini terjadi karena pada waktu pengelasan yang lebih lama mengakibatkan logam pengisi yang mencair lebih banyak sehingga penambahan pelat pun lebih banyak. Pada pengelasan yang ketiga pengelasan menggunakan nyala api oksidasi yang memiliki panas lebih tinggi dari dua pengelasan yang pertama. Karena panas yang lebih tinggi maka logam pengisi yang mencair lebih banyak walaupun waktu pengelasan lebih cepat.
Gambar 6. Grafik Perubahan Pengurangan Berat Filler Metal (Ff ) Terhadap
Waktu Pengelasan
Pada Gambar 6 meruapakan hubungan perubahan berat logam pengisi terhadap waktu pengelasan. Hal ini sama dengan pembahasan grafik sebelumnya. Saat waktu pengelasan yang lebih lama maka pencairan logam pengisi pun lebih
2
banyak yang mencair sehingga pengurangan beratnya pun banyak,begitu pula sebaliknya.
Gambar 7. Grafik Besarnya Deposit Metal Terhadap Kecepatan Las
Pada grafik diatas dapat terbaca semakin cepat kecepatan pengelasan maka deposit metal yang didapat semakin besar. Hal tersebut dipengaruhi oleh jenis api dan panas yang ditimbulkan saat pengelasan. Pada nyala api oksidasi panas yang dihasilkan lebih tinggi sehingga kecepatan dan deposit metal juga semakin tinggi.
BAB V KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan pengelasan oksiasetilen dapat ditarik kesimpulan bahwa : 1. Jenis nyala api oksiasetilen ada tiga,yaitu : nyala karburasi,nyala netral dan nyala dekarburasi.
1
2. Kadar oksigen dan asetilen harus sama agar mendapatkan nyala las yang netral. 3. Setiap nyala api memepunyai kadar panas yang berbeda sehingga menghasilkan hasil lassan yang berbeda pula. 4. Dari ketiga nyala api pengelasan oksi asetilen, nyala yang baik adalah nyala api netral. 5. Semakin lama kecepatan lasnya maka akan didapatkan manik metal yang banyak dan pengurangan berat pada filler metal . Pengurangan
filler metal yang banyak akan mempengaruhi hasil lasan yang baik dan merata.
DAFTAR PUSTAKA 23 Dasyari, Ariyus.2009. Proses Produki.pdf. Universitas Darma Persada: Jakarta. Wiryosumarto, Harsono. 2000. Teknologi Pengelasan Logam . Jakarta; PT. Pradnya
Paramita.
http://airmengalir.blogspot.com/2008/03/jenis-jenis-las.html http://community.gunadarma.ac.id/user/blogs/view/name_petrus_erio/id_22839/tit le_pengelasan/
2
http://wiedeva.wordpress.com/2009/02/22/horega-da-praktikum-lagi
24
25
2
LAMPIRAN
Lampiran 1 Contoh Perhitungan
Pada Pelat I
Gf = G1 – G0 Gf = 464,4 – 458 Gf = 6,4 gram
S=xt=1289 S=0,13 cm/detik
v=Fft=7,989
2
v=0,033 g/detik
Pada Pelat II
Gf = G1 – G0 Gf = 472,6 – 464,4 Gf = 8,2 gram
s=xt=12,578 s=0,16
v=Fft=7,878 v=0,1
Pada Pelat III
Gf = G1 – G0 Gf = 465 – 472,6 Gf = 7,6 gram
S = 11,540= 0,2875 cm detik-1
V = Ft V = 4,5540 = 0,114 gr detik-1
1
Lampiran II Jawaban Pertanyaan dan Tugas
1. Jelaskan yang dimaksud dengan pengelasan oksiasetilen? Jawab: Pengelasan oksiasetilen adakah pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas asetilen dengan oksigen sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. 2.
Sebutkan dan jelaskan perbedaan jenis nyala api? Jawab : Jenis Nyala
Nyala Karburasi
Warna Nyala
Kadar Oksigen dan
Nyala yang timbul terdapat tiga
Asetilen Kadar Asetilen lebih
bagain yaitu nyala pada kerucut
banyak dari pada
dalam yang berwarna putih
oksigen
bersinar,nyala pada kerucut tengah berwarna biru dan nyala
1
kerucut luar yang berwarna biru Nyala Netral
Nyala Dekarburasi
bening Nyala yang dihasilkan terdiri
Oksigen dan asetilen
atas kerucut dalam yang
yang digunakan
berwarna putih bersinar dan
perbandingannya
kerucut luar yang berwarna biru
sekitar satu
bening Nyala yang dihasilkan menjadi
Kadar oksigen lebih
pendek dan warna kerucut dalam banyak dari pada berubah dari putih bersinar
Asetilen
menjadi ungu
3.
Perbedaan penyolderan dan pematrian ? 1. Pematrian adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Logam paduan inilah yang digunakan sebagai perekat ( Harsono W & Toshie O). Sedangkan penyolderan adalah proses penyambungan dua keping logam dengan logam yang berbeda yang dituangkan dalam keadaan cair dengan suhu tidak melebihi 430 oC diantara kedua keping tersebut. Paduan logam penyambung/pengisi yang banyak digunakan adalah paduan timbal dan timah yang mempunyai titik cair antara 180 370 oC. Komposisi 50% Pb dan 50% Sn paling banyak digunakan untuk timah solder dimana paduan ini mempunyai titik cair pada 220 oC. (http://community.gunadarma.ac.id/user/blogs/view/name_petrus_erio/id_ 22839/title_pengelasan/.
1.
Sebutkan dan jelaskan jenis cacat yang terjadipada pengelasan? Jawab : 1. Cacat yang terjadi pada pengelasan ialah retak pada daerah las. Jenis-jenis retak las yaitu: a) Retak dingin di daerah pengaruh panas (HAZ)
2
Retak ini disebut juga retak lambat karena biasanya terjadi antara beberapa menit sampai 48 jam sesudah pengelasan. Retak ini disebabakan struktur dari daerah pengaruh panas,hydrogen difusi di daerah las dan tegangan. b) Retak lamel Retak lamel merupakan retak berumpak yang menjalar sepanjang butiran bukan logam yang ada di dalam baja. Retak ini akibat tegangan. c) Retak pada daerah las karena proses pembebasab tegangan Yaitu retak yang terjadi karena perlakuan-perlakuan panas sesudah selesai pengelasan.
d) Retak panas Retak ini biasanya terjadi pada waktu loagam las mendingin setelah pembekuan selesai. Retak ini terjadi karena adanya tegangan yang timbul yang disebabkan oleh penyusutan dan sifat
baja yang
ketangguhannya turun pada suhu sedikit dibawah suhu pembekuan. e) Retak lintang pada logam las Retak nin biasanya terjadi dengan arah tegak lurus atau melintang terhadap garis las. 1. Underbread Cracking , terjadi karena adanya hidrogen atau pun karena kuatnya konstruksi penguat sampingan. Dapat ditanggulangi dengan menggunakan elektroda las low hidrogen atau pemanasan awal benda kerja sampai suhu 120 oC. 2. Lack of Fussion adalah cacat yang antara bahan dasar dengan logam las tidak terjadi ditanggulangi dengan menambah kuat arus, ayunan las dapat ditambah. Ditanggulangi dengan menambah kuat arus, ayunan las dapat ditambah. 3. Lack of Penetratic, cara penanggulangannya yaitu dengan memilih dan mengganti elektroda dengan diameter yang cocok serta menambah kuat arus pengelasan.
1
4. Wearnig foult adalah timbunan las yang berlebihan diatasi dengan menjaga kontinuitas kecepatan pengelasan 5. Porositas merupakan cacat las berupa lubang-lubang halus atau pori-pori yang biasanya terbentuk di dalam logam las akibat terperangkapnya gas yang terjadi ketika proses pengelasan. Disamping itu, porositas dapat pula terbentuk akibat kekurangan logam cair karena penyusutan ketika logam membeku. Porositas seperti itu disebut: shrinkage porosity. Cacat ini dapat dicegah dengan cara : elektroda gas harus dikeringkan, kurangi kecepatan pengelasan, gunakan panjang busur yang tepat dan tetap, gunakan tipe elektroda yang lain. 6. Inklusi, cacat ini disebabkan oleh pengotor (inklusi) baik berupa produk karena reaksi gas atau berupa unsur-unsur dari luar, seperti: terak, oksida, logam wolfram atau lainnya.
5.
Apa perbedaan las kampuh,las titik dan las proyeksi? Jawab : 1. Las titik adalah pengelasan memakai metode resistansi listrik dimana pelat lembaran dijepit dengan dua elektroda. Ketika arus dialirkan maka terjadi sambungan las pada posisi jepitan. Siklus pengelasan titik dimulai ketika elektroda menekan pelat dimana arus belum dialirkan. Waktu proses ini disebut waktu tekan. Setelah itu arus dialirkan ke elektroda sehingga timbul panas pada pelat di posisi elektroda sehingga terbentuk sambungan las. Waktu proses ini disebut waktu las. Setelah itu arus dihentikan namun tekanan tetap ada dan proses ini disebut waktu tenggang . Kemudian logam dibiarkan mendingin sampai sambungan menjadi kuat dan tekanan di hilangkan dan pelat siap dipindahkan untuk selanjutnya proses pengelasan dimulai lagi untuk titik yang baru. Peralatan mesin las titik ada tiga jenis yaitu : 1) mesin las titik tunggal stasioner, 2) mesin las titik tunggal yang dapat dipindahkan dan 3) mesin las titik ganda. Mesin las stasioner dapat dibagi lagi atas jenis : lengan ayun dan jenis tekanan langsung. Jenis
2
lengan ayun merupakan jenis yang sederhana dan mempunyai kapasitas kecil. 2. Las kampuh ( seam weld ), merupakan proses las untuk menghasilkan lasan yang kontinyu pada pelat logam yang ditumpuk. Sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh tahanan listrik. Arus mengalir melalui elektroda ke pelat sama seperti pengelasan titik. Metode ini sebenarnya merupakan pengelasan titik yang kontinyu. 3. Las proyeksi, Pengelasan ini mirip dengan pengelasan titik hanya bagian yang dilas dibuat proyeksi/tonjolan terlebih dahulu. Ukuran tonjolan mempunyai diameter yang sama dengan tebal pelat yang dilas dengan tinggi tonjolan lebih kurang 60% dari tebal pelat. Hasil pengelasan biasanya mempunyai kualitas yang lebih baik dari pengelasan titik.
2
Lampiran III. Gambar Alat dan Bahan
Gambar 8. Masker
Gambar 9. Kaca Mata
Gambar 10. Hasil Lasan
3
Gambar 11. Tang
Gambar 12. Meja Kerja
Gambar 13. Brander
5
Gambar 14. Regulator
Gambar 15. Tabung Gas Oksigen dan Gas Asetilen
Gambar 16. Filler Metal dan Pelat
