SAMBUNGAN LAS
TUGAS ELEMEN MESIN
Ariyanovianto
Asepapdul r
Julius bonar m
Sybramilasy
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PANCASILA
JAKARTA
2014
BAB I
PENDAHULUAN
Salah satu proses terpentingdalamindustrilogam,
permesinandanmanufakturadalah proses penyambunganlogam.
Penggunaanteknologilas di berbagaibidangindustrimenuntutmutupengelasan yang
baik.
Mengelasitumenempelkanataumelekatkanduapotongbahan agar
melekatmenjadisatumelaluisambungan yang di namakandengansambunganlas.
bahannyabisaberbagaimacam, besi, tembaga, aluminiumdan lain. ada yang
hanyadengansuhutinggimelumerkan agar melekatdanada yang menggunakanbahan
lain untukmelekatkankeduabahannamunjugamemakaisuhutinggi.
Suhutinggidiperolehdarielemen yang dipanaskankarenakinerjalistrik,
disinilahdipakaitrafo alias
transformatoruntukmeningkatkanvoltaseatauamperenya agar
panasdapattimbuldenganlekasuntukmelumerkanataumelelehkanbahan yang
akandilasataubahan yang dipakaiuntukmengelas.
BAB II
PEMBAHASAN
1. BATASAN MASALAH
1. DefenisiPengelasan.
2. Jenissambunganlas
3. Kekuatansambunganlas fillet
4. Kekuatan Butt Joint
5. Bebaneksentrissambunganlas
2. Pengelasan
1. Jenissambunganlas
Ada duajenissambunganlas, yaitu:
1. Lap joint atau fillet joint
Sambunganinidiperolehdengan pelapisan plat dan kemudian mengelas
sisi dari plat-plat. Bagian penampang fillet (sambungan las tipis)
mendekati triangular (bentuk segitiga). Sambungan fillet bentuknya
Gambar1: Sambunganlasjenis lap joint.
2. Butt joint.
Butt joint diperoleh dengan menempatkan sisi plat seperti
ditunjukkan pada Gambar 5.2. Dalam pengelasan butt, sisi plat tidak
memerlukan kemiringan jika ketebalan plat kurang dari 5 mm. Jika tebal
plat adalah 5 mm sampai 12,5 mm, maka sisi yang dimiringkan berbentuk
alur V atau U pada kedua sisi.
Gambar2: Sambunganlas butt joint
Jenis lain sambunganlasdapatdilihatpadaGambar3 di bawahini;
Gambar3: Tipe lain sambunganlas.
2. Kekuatan sambungan las fillet melintang
Lap joint (sambunganlas fillet melintang) dirancang untuk
kekuatan tarik, sepertipadaGambar4 (a) dan (b).
Gambar4: Lap joint
Gambar5 Skemadandimensibagiansambunganlas
Untukmenentukankekuatansambunganlas, diasumsikanbahwabagian fillet
adalahsegitiga ABC dengansisi miring AC sepertiterlihatpadaGambar 5.5.
Panjangsetiapsisidiketahuisebagaiukuranlasdanjaraktegakluruskemiringan BD
adalahteballeher. Luas minimum lasdiperolehpadaleher BD, yang
diberikandenganhasildariteballeherdanpanjanglas.
Misalkan
t = Tebal leher (BD).
s = Ukuran las = Tebal plat,
l = Panjanglas,
Dari Gambar 5., kita temukan ketebalan leher adalah:
t = s.sin45o = 0,707.s
Luas minimum las atau luas leher adalah:
A = t.l =0,707.s.l ……………………………………..(2 – 1)
Jika σt adalah tegangan tarik yang diijinkan untuk las logam, kemudian
kekuatan tarik sambungan untuk las fillet tunggal (single fillet weld)
adalah:
P = 0,707.s.l. σt ……………………………………………………… .(2– 2)
dan kekuatan tarik sambungan las fillet ganda (double fillet weld) adalah:
P = 2.0,707.s.l. σt = 1,414.s.l. ……………………….(2– 3)
3. Kekuatansambunganlas fillet sejajar
Sambungan las fillet sejajar dirancang untuk kekuatan geser seperti
terlihat pada Gambar 5.6. Luas minimum las atau luas leher:
A = 0,707.s.l
Gambar 6: Sambungan las fillet sejajar dan kombinasi
Gambar6: Sambunganlas fillet sejajardankombinasi
Jika adalah tegangan geser yang diijinkan untuk logam las,
kemudian kekuatan geser dari sambungan untuk single paralel fillet weld
(las fillet sejajar tunggal),
P = 0,707.s.l. …………………………………...……(2 – 4)
dan kekuatan geser sambungan untuk double paralel fillet weld,
.P = 2.0,707.s.l. τ = 1,414.s.l.…………….………..(2 – 5)
Catatan:
1. Jikasambunganlasadalah kombinasi dari las fillet
sejajargandadanmelintangtunggal seperti Gambar 5.6 (b), kemudian
kekuatan sambungan las adalah dengan menjumlahkan kedua kekuatan
sambungan las, yaitu;
P = 0,707.s.l1. σt+ 1,414.s.l2.
dimanal1 adalah lebar plat.
2. Untukmemperkuatlas fillet, dimensi leher adalah 0,85.
Contoh 1:
Sebuah plat lebar 100 mm dantebal 10 mm dilasdengan plat lain
secaralas fillet sejajarganda (double paralel fillet weld). Plat
dikenaibebanstatis 80 kN.Tentukanpanjanglasjikategangangeser yang
diijinkandalamlastidakmelebihi 55 MPa.
Penyelesaian:
diketahui: Lebar = 100 mm; Tebal = 10 mm; P = 80 kN = 80.103 N; τ = 55
MPa = 55 N/mm2.
Misalkan l = Panjang las, dan
s = Ukuranlas = tebal plat = 10 mm.
Kita mengetahui bahwa beban maksimum yang dibawa plat untuk double
paralel fillet weld (P) pada persamaan (5 – 5) adalah:
80.103 = 1,414.s.l = 1,414.10.l.55 = 778.l
l = 80.103 /778 = 103 mm
Tambahan 12,5 mm untuk mengawali dang mengakhiri las, sehingga panjang
las total:
l = 103 + 12,5 = 115,5 mm
4. Kasuskhusussambunganlas fillet
Kasusberikutdarisambungan las fillet adalah penting untuk diperhatikan:
1. Las fillet melingkar yang dikenai torsi. Perhatikan batang silinder
yang dihubungkan ke plat kaku dengan las fillet sepertipadaGambar7.
Misalkan:
d = Diameter batang,
r = Radius batang,
T = Torsi yang bekerja pada batang,
s = Ukuranlas,
t = Teballeher,
J = Momeninersia polar dari bagianlas = π.t.d3/4
Gambar.7
Kita mengetahuibahwategangangeseruntuk material adalah:
dimana()
Tegangangeserterjadipadabidanghorisontalsepanjanglas fillet.
Gesermaksimumterjadipadaleherlasdengansudut 45o daribidanghorisontal..
Panjangleher, t = s.sin 45o = 0,707.s
dan tegangan geser maksimum adalah:
2. Las fillet melingkar yang dikenai momen bending.
Perhatikan batang silinder yang dihubungkan ke plat kaku dengan las
fillet seperti pada Gambar 5.8.
Misalkan d = Diameter batang,
M= Momen banding pada batang,
s = Ukuran las,
t = Tebal leher,
Z = Section modulus dari bagian las = π.t.d2/4
Gambar 8
Kita mengetahuibahwamomen bending adalah:
Tegangan bending terjadipadabidanghorisontalsepanjanglas fillet.
Tegangan bending maksimumterjadipadaleherlasdengansudut 45o
daribidanghorisontal.
Panjangleher, t = s.sin 45o = 0,707.s
dan tegangan bending maksimum adalah:
3. Las fillet memanjang yang dikenai beban torsi. Perhatikan plat
vertikal dilas ke plat horisontal dengan dua las fillet seperti pada
Gambar 9.
Misalkan T = Torsi yang bekerja pada plat vertikal,
l = Panjang las,
s = Ukuran las,
t = Tebal leher,
J = Momeninersia polar daribagianlas
Gambar 9
Variasi tegangan geser adalah sama dengan variasi tegangan normal
sepanjang (l) dari balok yang dikenai bending murni.
Tegangangesermenjadi:
Tegangangesermaksimumterjadi pada leher, yaitu:
Contoh :
Sebuahporospejaldengan diameter 50 mm dilaske plat tipis denganlas
fillet 10 mm sepertipadaGambar 5.10. Tentukan torsi maksimum yang
dapatditahansambunganlasjikategangangesermaksimum material lastidakmelebihi
80 Mpa.
Gambar10
Penyelesaian:
diketahui: d = 50 mm; s = 10 mm ; τmax = 80 MPa = 80 N/mm2
T = Torsi maksimum yang dapat ditahan sambungan las.
Kita mengetahuitegangangesermaksimumpadapersamaanadalah:
5. Kekuatan Butt Joint
Sambungan butt dirancanguntuk tarik dan tekan. Perhatikan
sambungan V-butt tunggal sepertipadaGambar 11
Gambar 11: Butt joint
Dalam butt joint, panjang ukuran las adalah sama dengan tebal leher yang
sama dengan tebal plat.
Kekuatantarik butt joint (single-V atau square butt joint),
P= t.l.σt
dimana l = panjang las. Secara umum sama dengan lebar plat.
dan kekuatan tarik double-V butt joint seperti pada Gambar 11(b) adalah:
P = (t1 + t2).l.σt (5 – 10)
dimana t1 = Tebal leher bagian atas, dan
t2 = Tebal leher bagian bawah.
Sebagaicatatanbahwaukuranlasbisalebihbesardaripadaketebalan plat,
tetapidapatjugalebihkecil. Tabelberikutmenunjukkanukuranlas minimum yang
direkomendasikan.
Tabel1: Ukuranlas minimum yang direkomendasikan.
Contoh 3:
Sebuah plat lebarnya 100 mm dantebalnya 12,5 mm dilaske plat lain
denganlas fillet sejajar. Plat tersebutmendapatbeban 50
kN.Tentukanpanjanglasjikateganganmaksimumtidakmelebihi 56 MPa.
Perhatikanbahwasambunganlasdibawahbebanstatisdanbebanfatik/berulang-ulang
(fatique).
Penyelesaian:
Diketahui: Lebar = 100 mm ; Tebal = 12,5 mm ; P = 50 kN = 50.103 N ; τ = 56
MPa = 56 N/mm2.
Panjang las untuk beban statis:
Misalkan l = Panjang las, dan
s = Ukuran las = tebal plat = 12,5 mm
Kita tahu bahwa beban maksimum yang dibawa plat untuk double paralel fillet
weld (P) pada persamaan adalah:
P = 1,414.s.l.
50.103 = 1,414.12,5.l.56 = 990.l
l = 50.103/990 = 50,5 mm
Penambahan 12,5 mm untuk awal dan akhir las adalah:
l = 50,5 + 12,5 = 63 mm
Panjang las untuk beban fatik
Dari tabel 2 di bawah ini kita dapat menentukan faktor konsentrasi tegangan
untuk paralel fillet welding adalah 2,7.
Tabel2 : Faktorkonsentrasitegangan
Tegangan geser yang diijinkan adalah:
= 56/2,7 = 20,74 N/mm2.
Kita tahu bahwa beban maksimum yang dibawa plat untuk double paralel fillet
weld (P) pada persamaan adalah:
P = 1,414.s.l.
50.103 = 1,414.s.l. τ = 1,414.12,5.l.20,74 = 367.l
l = 50.103/367 = 136,2 mm
Penambahan 12,5 mm untuk awal dan akhir las adalah:
l = 136,2 + 12,5
= 148,7 mm
