PP 03 LAS

Laporan Praktikum Proses Manufaktur IProgram Studi Teknik Industri Semester Ganjil 2012/2013

BAB II DASAR TEORI

2.1. Las

2.1.1. Pengertian Pengelasan menurut DIN

Definisi pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Normen)

adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang

dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, las adalah

sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan

energi panas. Dalam proses penyambungan ini adakalanya disertai

dengan tekanan dan material tambahan (filler material).

Hingga saat ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan.

Pada tahap-tahap permulaan dari pengembangan teknologi las, biasanya

pengelasan hanya digunakan pada sambungan-sambungan dari reparasi

yang kurang penting. Tapi setelah melalui pengalaman dan praktek yang

banyak dan waktu yang lama, maka sekarang penggunaan proses-proses

pengelasan dan penggunaan konstruksi-konsturksi las merupakan hal

yang umum di semua negara di dunia.

Terwujudnya standar-standar teknik pengelasan akan membantu

memperluas ruang lingkup pemakaian sambungan las dan memperbesar

ukuran bangunan konstruksi yang dapat dilas. Dengan kemajuan yang

dicapai sampai saat ini, teknologi las memegang peranan penting dalam

masyarakat industri modern.

2.1.2. Klasifikasi Pengelasan

Berdasarkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga

kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

1. Pengelasan cair

Adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai

mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api gas

yang terbakar.

2. Pengelasan Tekan

Adalah cara pengelasan dimana logam dipanaskan dan kemudian

Laboratorium Proses Produksi 1Teknik Mesin Universitas Brawijaya


ditekan hingga menjadi satu.

3. Pematrian

Adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan

dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair

rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.

Tipe-tipe pengelasan yang lain, antara lain:

1. Las busur gas

Cara pengelasan dimana gas dihembuskan ke daerah las untuk

melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfer.

Las busur gas dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu:

a. Las Busur gas dengan elektroda tak terumpan.

Pada pengelasan ini menggunakan elektroda wolfram sebagai

elektroda yang dapat menghasilkan busur listrik. Biasanya

menggunakan gas mulia sebagai pelindung, dan biasa disebut

sebagai las TIG (Tungsten Inert Gas Welding).

b. Las Busur gas dengan elektroda terumpan.

Pada jenis ini, elektroda diumpankan sebagai logam tipis. Las ini

biasa disebut dengan MIG (Metal Inert Gas Welding). Las MIG

banyak digunakan dalam pengelasan baja yang kualitasnya tinggi.

2. Las Busur Listrik

Metode ini menggunakan kawat elektroda logam yang dibungkus

dengan fluks. Saat pengelasan, fluks ini akan mencair dan menutupi

logam sehingga mencegah terjadi oksidasi.

2.1.3. Las SMAW

Logam induk dalam pengelasan ini mengalami pencairan akibat

pemanasan dari busur listrik yang timbul antara ujung elektroda dan

permukaan benda kerja. Busur listrik dibangkitkan dari suatu mesin las.

Elektroda yang digunakan berupa kawat yang dibungkus pelindung

berupa fluks. Elektroda ini selama pengelasan akan mengalami pencairan

bersama dengan logam induk dan membeku bersama menjadi bagian

kampuh las.



Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung

elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa arus busur

listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik besar maka butiran logam

cair yang terbawa menjadi halus dan sebaliknya bila arus kecil maka

butirannya menjadi besar.

Keuntungan dari las SMAW:

1. Dapat di pakai dimana saja

2. Dapat mengelas berbagai macam tipe dari meterial

3. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur

4. Dapat dipakai mengelas semua posisi

5. Elektroda mudah di dapat dalam banyak ukuran dan diameter.

Kerugian dari las SMAW:

1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektroda dan harus

melakukan penyambungan

2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihkan

3. Tidak dapat digunakan untuk mengelas bahan baja non-ferrous

4. Mudah terjadi oksidasi akibat perlindungan logam lair hanya busur

las dari fluks

5. Diameter elektroda tergantung dari plat dan posisi pengelasan

a. Bagian Utama Las SMAW

Gambar 2.1 Mesin SMAWSumber : Hendry (2012)

Keterangan :

1. Tang massa dan tang electrode


13

2


Untuk menjepit benda kerja dan elektroda dan mengalirkan

arus ke benda kerja dan elektrode.

2. Main Regulator

Regulator utama mesin las yang berisi transformator yang

berfungsi untuk mengubah arus.

3. Curent Adjusting Lever

Untuk mengatur arus pengelasan.

b. Mekanisme Kerja Mesin Las SMAW

Mesin las SMAW dalam pengerjaannya memerlukan energi listrik.

Energi listrik yang berasal dari sumber tegangan masuk ke mesin las

SMAW dan disalurkan ke transformator yang berada di dalam main

regulator. Fungsi transformator sangat diperlukan dalam rangkaian

elektronika. Karena transformator berfungsi untuk menyalurkan

tenaga atau daya listrik dan mengubah tegangan dari tegangan yang

tinggi ke tegangan yang rendah atau sebaliknya. Selain itu, dengan

adanya transformator, kita bisa bebas menggunakan arus AC ataupun

DC yang terhubung oleh rectifier yang berfungsi untuk mengubah

arus. Jadi, dengan adanya transformator, saat kita mengelas, kita bisa

mengubah bentuk arus sesuai kebutuhan (AC atau DC) dan di

keluarkan melalui tang elektroda yang dapat menghasilkan busur dan

polaritas. Ada 2 jenis polaritas yang digunakan yaitu polaritas

langsung dan polaritas terbalik. Pada polaritas langsung elektroda

berhubungan dengan terminal negatif sedangkan pada polaritas

terbalik elektroda berhubungan dengan terminal positif.

c. Elektroda E6013

Elektroda baja lunak untuk las busur listrik manurut klasifikasi AWS

(American Welding Society) dinyatakan dengan tanda E XXXX yang

artinya sebagai berikut :

1. E menyatakan elektroda busur listrik.

2. 60 (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las



dalam ribuan Ib/in2

3. 1 (angka ketiga) menyatakan posisi pangelasan. Sedangkan

angka 2 untuk pengelasan posisi datar di bawah tangan

4. 3 (angka keempat) menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang

cocok dipakai untuk pengelasan.

d. Macam- macam Arus Pengelasan

Arus Pengelasan Mesin Las SMAW dapat di bagi atas 3 Jenis, yaitu:

1. Arus Bolak-balik (Mesin AC)

Karena langsung menggunakan arus listrik AC dari PLN yang

memiliki tegangan yang cukup tinggi dibandingkan kebutuhan

pengelasan yang hanya membutuhkan tegangan berkisar 55 Volt

sampai dengan 85 Volt maka mesin las ini menggunakan

transformator step-down, yaitu trafo yang berfungsi menurunkan

tegangan. Transformator yang digunakan pada peralatan las

mempunyai daya yang cukup besar. Untuk mencairkan sebagian

logam induk dan elektroda dibutuhkan energi yang besar, karena

tegangan pada bagian terminal kumparan sekunder hanya kecil,

maka untuk menghasilkan daya yang besar perlu arus besar. Arus

yang digunakan untuk peralatan las sekitar 10 ampere sampai 500

ampere. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan

keperluan las. Untuk keperluan daya besar diperlukan arus yang

lebih besar pula, dan sebaliknya. Pada mesin las A.C, kabel masa

dan kabel elektroda dapat dipertukarkan tanpa mempengaruhi

perubahan panas yang timbul pada busur nyala.

Keuntungan-keuntungan pada mesin A.C, antara lain:

-). Busur listriknya kecil, sehingga memperkecil

kemungkinan timbunya keropos pada rigi-rigi las.

-). perlengkapan dan perawatan lebih murah.

Besar arus dalam pengelasan dapat diatur dengan alat penyetel,

dengan jalan memutar handle menarik atau menekan, tergantung



pada konstruksinya. Besar ampere yang dihasilkan mesin dapat

dilihat pada skala ampere. Las arus AC disebut juga dengan las

yang mempunyai polaritas langsung. Pada las ini, rangkaian kabel

untuk kutub positif (+) dihubungkan pada benda kerja sedangkan

rangkaian kabel untuk kutub negatif (-) dihubungkan pada

elektroda. Sirkuit las ini disebut sirkuit DC –.

Gambar 2.2 Arus AC pad alas SMAWSumber : Hendry (2012)

2. Arus Searah (Mesin DC)

Arus listrik yang digunakan untuk memperoleh nyala busur listrik

adalah arus searah. Arus searah ini berasal dari mesin berupa

dinamo motor listrik searah. Dinamo dapat digerakkan oleh motor

listrik, motor bensin, motor diesel, atau alat penggerak yang lain.

Mesin arus yang menggunakan motor listrik sebagai penggerak

mulanya memerlukan peralatan yang berfungsi sebagai penyearah

arus. Transformator yang dihubungkan oleh penyearah arus atau

rectifier berfungsi untuk mengubah arus bolak-balik (AC)

menjadi arus searah (DC). Pada arus DC, elektron bergerak

searah saja.

Pemasangan kabel sekunder, pada mesin las D.C dapat diatur /

dibuat menjadi DCSP (Direct Current Straight Polarity) atau

DCRP (Direct Current Revers Polarity).

-). Bila kabel elektroda dihubungkan kekutub negatif mesin,

dan kabel masa dihubungkan kekutub positif maka disebut

hubungan polaritas lurus (D.C.S.P).



-). Pada hubungan D.C.S.P, panas yang timbul, sepertiga

memanaskan elektroda dan dua pertiga memanaskan

benda kerja. Berarti benda kerja menerima panas lebih

banyak dari elektroda.

-). Bila kabel elektroda dihubungkan kekutub positif mesin,

dan kabel masa dihubungkan kekutub negatif maka disebut

hubungan polaritas terbaik.

Keuntungan-keuntungan pada mesin D.C antara lain:

-). busur nyala stabil

-). dapat mengelas pelat tipis dalam hubungan DCRP

- ). dapat dipakai untuk mengelas pada tempat-tempat yang

lembab dan sempit

Las dengan arus DC ini biasanya disebut juga dengan las

dengan polaritas tidak langsung. Rangkaian polaritas terbalik

merupakan kebalikan dari sirkuit yang pertama yaitu kutub

negatif (-) dihubungkan pada benda kerja sedangkan rangkaian

kabel untuk kutub positif (+) dihubungkan pada elektroda.

Sirkuit las ini disebut sirkuit DC +.

Gambar 2.3 Arus DC pad alas SMAWSumber : Hendry (2012)

3. Arus Ganda (Mesin AC-DC)

Mesin las ini mampu melayani pengelasan dengan arus searah

(DC) dan pengelasan dengan arus bolak-balik. Mesin las ganda

mempunyai transformator satu fasa dan sebuah alat perata dalam

satu unit mesin. Keluaran arus bolak-balik diambil dari terminal

lilitan sekunder transformator melalui regulator arus. Adapun arus

searah diambil dari keluaran alat perata arus. Pengaturan keluaran



arus bolakbalik atau arus searah dapat dilakukan dengan mudah,

yaitu hanya dengan memutar alat pengatur arus dari mesin las.

Mesin las AC-DC lebih fleksibel karena mempunyai semua

kemampuan yang dimiliki masing-masing mesin las DC atau

mesin las AC. Mesin las jenis ini sering digunakan untuk

bengkel-bengkel yang mempunyai jenis-jenis pekerjaan yang

bermacam-macam, sehingga tidak perlu mengganti-ganti las

untuk pengelasan berbeda.

2.1.4. Las MIG

a. Bagian-bagian Utama Las MIG

Bagian-bagian dari mesin las MIG, antara lain:

1. Power Source

Mesin pembangkit arus AC/DC yang digunakan di dalam

pengelasan las MIG.

Gambar 2.4 Power SourceSumber : Andy (2011)

2. Tabung gas pelindung

Tempat untuk menyimpan gas seperti argon dan helium yang

digunakan dalam pengelasan.



Gambar 2.5 Tabung gas pelindungSumber : Andy (2011)

3. Regulator gas pelindung

Pengatur tekanan gas yang akan digunakan dalam pengelasan.

Biasanya regulator ini menunjukan besar tekanan gas dalam

tabung.

Gambar 2.6 Regulator gas pelindungSumber : Andy (2011)

4. Flowmeter untuk gas

Digunakan untuk menunjukkan besarnya aliran gas pelindung

yang dipakai dalam pengelasan.

Gambar 2.7 Flowmeter untuk gasSumber : Andy (2011)



5. Selang gas

Berfungsi penghubung gas dari tabung menuju alat untuk

mengelas (elektroda).

Gambar 2.8 Selang gasSumber : Andy (2011)

6. Welding torch

Untuk mengeluarkan fluks / elektroda

Gambar 2.9 Welding TorchSumber : Andy (2011)



b. Mekanisme Kerja Mesin Las MIG

Gambar 2.10 Mesin Las MIGSumber : Hendry (2012)

Sama halnya dengan Las TIG, pada MIG panas yang ditimbulkan

berasal dari busur listrik yang dihasilkan antara elektron. Mekanisme

kerja dari las TIG atau las GMAW yaitu energi listrik yang berasal dari

sumber listrik masuk ke dalam welding machine yang didalamnya

terdapat transformator. Energi listrik yang berasal dari sumber adalah

220 V, dengan adanya transformator, tegangan yang semula 220 V

diturunkan dengan menggunakan transformator step down yang berada di

dalam welding machine tersebut. Sehingga tegangan yang dipakai tidak

sebesar tegangan awal. Dalam las MIG atau las GMAW ini tidak

menggunakan Elektroda seperti pada las SM yang digerakkan oleh motor

listrik. Jadi, arus listrik yang berasal dari welding machine yang sudah di

turunkan tegangannya oleh transformator dikeluarkan melalui kawat

tersebut. Selain itu, saat pengelasan ini dijalankan, gas yang berasal dari

tabung gas juga ikut keluar yang berfungsi untuk melindungi hasil

pengelasan. Tangkai gas dilengkapi dengan selang yang menghubungkan

antara gas pelindung yang dialirkan dari tabung gas. Gas yang dipakai

adalah gas CO2 untuk pengelasan baja lunak. Sedangkan argon dan



helium digunakan untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat.

Jadi, saat akan mengelas, listrik akan mengalir melalui kawat dan disaat

yang bersamaan, gas yang keluar dari tabung melalui selang akan

dikeluarkan juga melalui welding torch yang menyebabkan aliran

elektron kawat bertemu dengan gas yang dipakai, sehingga terjadilah

proses pengelasan.

2.1.5. Las Titik

a. Bagian Utama Mesin Las Titik

Gambar 2.11 Mesin Las TitikSumber : Laboratorium Proses Produksi Mesin Universitas Brawijaya (2012)

Keterangan :

1. Electrode Arm

Berfungsi untuk mengelas benda kerja. Elektroda ini bergerak ke

atas dan ke bawah.

2. Electrode

Sama seperti elektroda nomer 1. Untuk mengelas benda kerja.

Namun elektroda ini tidak dapat bergerak.

3. Main Regulator

Terdapat control utama, coling water, dll.

4. Foot Pedal

Untuk melakukan eksekusi pengelasan dengan cara di injak.


1

3

2

4


b. Mekanisme Kerja Mesin Las Titik.

Siklus pengelasan titik dimulai ketika elektroda menekan pelat

dimana arus belum dialirkan. Waktu proses ini disebut waktu tekan.

Setelah itu arus yang berasal dari sumber listrik dialirkan ke elektroda

sehingga timbul di posisi elektroda sehingga terbentuk sambungan las.

Jadi, benda kerja diletakkan di atas elektroda bawah dan ditekan dengan

elektroda atas, lalu saat arus listrik dinyalakan, aliran listrik akan keluar

dari elektroda atas dan mengelas benda kerja tersebut. Hal ini dapat

terjadi karena adanya perpindahan elektron dari elektroda atas ke

elektroda bawah melalui benda kerja yang berupa logam. 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.


Documents

PP 03 LAS