laporan praktikum teknik las - ari satriadi helmi 1206223133

UNIVERSITAS INDONESIA

LAPORAN PRAKTIKUM

MATA KULIAH TEKNIK LAS

ARI SATRIADI HELMI

1206223133

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

DEPOK

MARET 2015

1 Laporan Praktikum Teknik Las – Ari Satriadi Helmi 1206223133

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI ................................................................................................................................... 1

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................................... 2

A. Shield Metal Arc Welding (SMAW) ....................................................................................... 3

1. Sistem Kerja Proses Pengelasan .......................................................................................... 3

2. Prosedur Praktik Pengelasan ................................................................................................ 3

3. Pengalaman yang Didapatkan .............................................................................................. 4

4. Hasil Pengelasan .................................................................................................................. 5

5. Kecacatan Pengelasan .......................................................................................................... 5

B. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) ...................................................................................... 6


2. Prosedur Praktik Pengelasan ................................................................................................ 7

3. Pengalaman yang Didapatkan .............................................................................................. 7

4. Hasil Pengelasan .................................................................................................................. 8

5. Kecacatan Pengelasan .......................................................................................................... 8

C. Micro Friction Stir Welding (MFSW) ..................................................................................... 9


2. Prosedur Praktik Pengelasan .............................................................................................. 10

3. Pengalaman yang Didapatkan ............................................................................................ 11

4. Hasil Pengelasan ................................................................................................................ 11

5. Kecacatan Pengelasan ........................................................................................................ 12

D. Brazing................................................................................................................................... 12

1. Sistem Kerja Proses Pengelasan ........................................................................................ 12

2. Prosedur Praktik Pengelasan .............................................................................................. 13

3. Pengalaman yang Didapatkan ............................................................................................ 13

4. Hasil Pengelasan ................................................................................................................ 14

5. Kecacatan Pengelasan ........................................................................................................ 14


DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema Proses SMAW .................................................................................................. 3

Gambar 2. Praktikum SMAW........................................................................................................ 4

Gambar 3. Hasil Pengelasan .......................................................................................................... 5

Gambar 4. Skema GTAW .............................................................................................................. 6

Gambar 5. Praktikum Pengelasan GTAW ..................................................................................... 7

Gambar 6. Peralatan GTAW .......................................................................................................... 8

Gambar 7. Hasil Pengelasan GTAW ............................................................................................. 8

Gambar 8. Skema Micro Friction Stir Welding ............................................................................. 9

Gambar 9. G-Code Mesin CNC ................................................................................................... 10

Gambar 10. Proses Pengelasan Micro Friction ............................................................................ 11

Gambar 11. Hasil Pengelasan Micro Friction Stir Welding ........................................................ 11

Gambar 12. Skema Proses Brazing .............................................................................................. 12

Gambar 13. Praktikum Brazing ................................................................................................... 13

Gambar 14. Hasil Las Brazing ..................................................................................................... 14


A. Shield Metal Arc Welding (SMAW)

1. Sistem Kerja Proses Pengelasan

Shield Metal Arc Welding) yang juga disebut Las Busur Listrik adalah proses pengelasan

yang menggunakan panas untuk mencairkan material dasar atau logam induk dan elektroda (bahan

pengisi). Panas tersebut dihasilkan oleh lompatan ion listrik yang terjadi antara katoda dan anoda

(ujung elektroda dan permukaan plat yang akan dilas ). Panas yang dihasilkan dari lompatan ion

listrik ini besarnya dapat mencapai 4000 derajat C sampai 4500 derajat C. Sumber tegangan yang

digunakan pada pengelasan SMAW ini ada dua macam yaitu AC (Arus bolak balik) dan DC (Arus

searah).

Gambar 1. Skema Proses SMAW

Proses terjadinya pengelasan ini karena adanya kontak antara ujung elektroda dan

material dasar sehingga terjadi hubungan pendek, saat terjadi hubungan pendek tersebut tukang

las (welder) harus menarik elektroda sehingga terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion yang

menimbulkan panas.

Panas akan mencairkan elektroda dan material dasar sehingga cairan elektrode dan cairan

material dasar akan menyatu membentuk logam lasan (weld metal). Untuk menghasilkan busur

yang baik dan konstan tukang las harus menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material

dasar tetap sama. Adapun jarak yang paling baik adalah sama dengan 1,5 x diameter elektroda

yang dipakai.

2. Prosedur Praktik Pengelasan

a) Mengenakan safety tools seperti kaca mata, pelindung telinga, dan sarung tangan.


b) Memotong batangan besi L menjadi work piece yang berukuran panjang 15-20 cm dengan

menggunakan gerinda.

c) Memasang elektroda ke penjepit elektroda sekaligus menyesuaikan dengan posisi

pengelasan

d) Menyalakan powersource (mengatur current).

e) Memoles elektroda ke meja kerja untuk menyalakan busur las (pastikan kabel ground

tersambung dengan meja kerja atau workpiece)

f) Melakukan pengelasan dengan cara mendekatkan elektroda ke workpiece.

3. Pengalaman yang Didapatkan

Pada percobaan ini praktikan berpendapat bahwa menjadi seorang welder itu tak mudah,

harus memiliki keterampilan dan harus terbiasa. Saat praktikum praktikan merasa kesulitan karna

belum terbiasa sehingga saat percobaan mengalami banyak kendala seperti terganggunya

penglihatan karna kacamata yang gelap, elektroda yang sering menempel ke workpiece, dan weld

metal yang putus-putus dan ukurannya tak seragam. Hal ini dikarenakan praktikan belum bisa

mengontrol arc length dan weld speed dengan baik sehingga hasil lasan menjadi berantakan.

Gambar 2. Praktikum SMAW


4. Hasil Pengelasan

Dengan keterbatasan keterampilan praktikan, maka didapatkan hasil weld metal yang

putus-putus dan ukurannya tak seragam, adanya spatter, dan daerah HAZ yang berbeda-beda

seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 3. Hasil Pengelasan

5. Kecacatan Pengelasan

Karena praktikan tidak memiliki alat high teknologi untuk mengecek hasil lasan, maka

defect yang praktikan cantumkan hanya berdasarkan visualisasi saja :

1. Spatter : yaitu lompatan-lompatan butiran weld metal yang disebabkan oleh voltase dan

current (arc length) yang cukup tinggi, Arc blow, dan juga kontaminasi.

2. Slag inclusion : cacat yang dijumpai pada logam las yang dihasilkan dari arc welding yang

menggunakan fluks sebagai pelindung atmosfir. Terbentuk karena adanya terak, oksida atau

sisa elektroda yang masuk ke deposit lasan. Biasanya disebabkan oleh kecepatan yang terlalu

tinggi/rendah, kampuh terlalu lebar, arus terlalu rendah, kontak antara elektroda dengan

logam induk terlalu lam dan komposisi fluks tidak sesuai.


3. Arc strike : cacat las yang disebabkan oleh accidental striking of arc pada metal induk,

kesalahan electrode holder, kabel insulasi yang buruk, dan start up busur pengelasan yang

salah.

4. Porositas : jenis cacat berupa lubang halus yang terjadi akibat adanya udara/gas yang

terperangkap dalam deposit las. Penyebab lainnya adalah elemen pengotor, kelembaban

atmosfir dan kontaminasi bahan lain seperti minyak, pelumas atau kotoran lainnya.

5. Weight of weld metal yang tidak seragam : cacat las yang terjadi akibat pengontrolan weld

speed yang tidak baik, kadang terlalu lambat kadang terlalu cepat.

6. Weld metal yang putus-putus : cacat las yang terjadi akibat dari pengontrolan arc length yang

tidak baik (welder yang tidak kompeten) atau power source yang tidak konsisten

B. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)


Gambar 4. Skema GTAW

GTAW (Gas tungsten arc welding) berasal dari Amerika sedangkan TIG (Tungsten Inert

Gas) berasal dari Eropa, yang mempunyai pengertian sama yaitu jenis las listrik yang

menggunakan elektroda tidak terkonsumsi. Elektroda ini hanya digunakan untuk menghasilkan

busur listrik. Bahan penambah berupa filler (rod), untuk mencegah oksidasi digunakan gas mulia

(seperti Argon, Helium, Ferron) dan karbon dioksida sebagai gas lindung. Jenis las ini dapat

digunakan dengan atau tanpa bahan penambah. Sketsa diatas menunjukkan secara lengkap

pelaksanaan pengelasan GTAW. Prosesnya menggunakan gas lindung untuk mencegah terjadinya


oksidasi pada bahan las yang panas. Untuk menghasilkan busur nyala yang tidak terkonsumsi

terbuat dari logam tungsten atau paduannya yang bertitik lebur sangat tinggi.

Busur nyala dihasilkan dari arus listrik melalui konduktor dan mengionisasi gas

pelindung. Busur terjadi antara ujung elektroda tungsten dengan bahan induk. Panas yang

dihasilkan busur langsung mencairkan logam induk dan juga logam las yang berupa kawat las,

penggunaan kawat las tidak selalu dilaksanakan, jika hanya dipandang perlu sebagai logam

penambah.


a) Memotong plat besi yang memiliki panjang >2 m dan lebar 3 cm menjadi 2 buah workpiece

yang berukuran panjang 6 cm.

b) Meletakkan workpiece pada meja kerja dan mengaturnya agar posisi sesuai arah yang

diinginkan

c) Memberikan serbuk logam diantara elektoda dan workpiece (pastikan menyentuh workpiece

dan elektroda) untuk penghantar loncatan electron

d) Mengatur current dan weld speed

e) Menyalakan aliran gas argon tunggu 5 detik lalu running program (tekan terus tombol gas

argon sampai selesai)

f) Stop program untuk menghentikan pengelasan

g) Current yang digunakan 70 A dan delaymicrosecond sebesar 6000 atau sekitar 1mm/s


Dalam semua praktek itu sangat perlu keterampilan atau memiliki kemampuan kinestetik

yang baik. Dunia otomasi semakin berkembang dan sangat bermanfaat untuk mempermudah kerja

manusia. Sesuatu yang dikontrol dengan baik akan mendapatkan hasil yang akurat dan presisi.

Gambar 5. Praktikum Pengelasan GTAW


Gambar 6. Peralatan GTAW

4. Hasil Pengelasan

Hasil yang didapatkan cukup baik. Penetrasi dari weld metal sampai tembus ke bawah.

Gambar 7. Hasil Pengelasan GTAW


1. End-crater : cacat las karena penyusutan weld metal dan bukan akibat kontaminasi gas tapi

memiliki tampilan seperti adanya lubang gas yang terletak pada akhir pengelasan. Hal ini


biasanya disebabkan oleh pendinginan yang cukup cepat, reaksi deoksida, perubahan

volume dari liquid ke solid, dan juga kontaminasi

2. Incomplete filled groove : terjadi akibat penyusutan volume weld metal dan tidak adanya

filler metal sehingga terbentuk weld metal yang cekung (actual throat lebih kecil dari base

metal)

C. Micro Friction Stir Welding (MFSW)


Teknologi las gesek ( friction welding) merupakan salah satu metoda proses pengelasan

jenis solid state welding dimana sumber panas ditimbulkan oleh dua logam yang begesekan.

Dengan mengkombinasikan panas dan tekanan tempa maka dua buah logam akan tersambung

dengan baik. Teknologi las gesek ini belum banyak diperhatikan walaupun teknologi ini efisien

dan effektif dan belum banyak diterapkan pada industri menengah dan kecil.

Gambar 8. Skema Micro Friction Stir Welding

Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian dalam proses penyambungan dua buah logam

untuk membentuk produk back spring pin. Penelitian dilakukan dengan menggunakan mesin las

gesek dimana dilakukan variasi waktu gesek sebesar 35, 45, 55 dan 65 detik. sedangkan parameter

proses las gesek adalah kecepatan putarnya 4215 rpm, tekanan geseknya 127, 27 kg/cm2 dan

tekanan tempanya sebesar 1018,18 kgf/cm2. Sampel uji dibuat dari bahan baja karbon St41.


Sampel uji yang dihasilkan diuji dengan uji metallografi dan uji sifat mekanik. Sifat mekaniknya

meliputi uji kekuatan tarik, uji kekerasan pada daerah sambungan dan uji kekuatan puntir. Analisa

dilakukan dengan melihat adanya perubahan struktur mikro dan perubahan sifat mekanik sebagai

dasar pertimbangan sebagai alternative proses produksi produk bank spring pin.

Perubahan struktur mikro ini terjadi karena panas yang ditimbulkan akan berbeda

tergantung waktu gesek dan adanya pengaruh proses penempaan. Panas tertinggi terjadi pada

waktu gesek sebesar 45 detik. Waktu gesek lebih dari 45 detik menghasilkan panas yang yang

cenderung menurun. Penurunan ini terjadi karena efek gesekan dua buah logam baja St 41

menurun.

Sifat mekanik tertinggi sebesar kekuatan tarik 414,54 N/mm2, kekuatan puntir sebesar 16

kgf.m, kekerasan pada logam las 45,5 HRA dan pada HAZ sebesar 43 HRA terjadi pada proses

operasional las gesek dengan waktu gesek sebesar 45 detik. Sehingga proses pengelasan las gesek

ini dapat dipakai untuk memproduksi produk back spring pin dan proses ini dapat digunakan

sebagai alternative pengganti dari proses yang selama ini digunakan.



b) Memotong plat aluminium menjadi work piece yang berukuran 2 x 10 cm.

c) Jepitkan specimen di dudukan (jig)

d) Menyalakan mesin CNC lalu atur titik origin 0,0,0 ketika mata las menyentuh specimen.

e) Menaikkan spindle ke ketinggian 10 mm

f) Membuat G-Code seperti pada gambar dibawah

Gambar 9. G-Code Mesin CNC


g) Klik tombol start, lalu menyalakan mesin gerinda tangan (33.000 rpm)


Las gesekan ini merupakan aplikasi lain dari penggunaan mesin CNC. Spindle yang

digunakan merupakan spindle yang khusus digunakan untuk las gesek dan berbeda dengan mata

bor biasa.

Gambar 10. Proses Pengelasan Micro Friction

4. Hasil Pengelasan

Hasil pengelasan tampak baik namun plat agak sedikit terangkat.

Gambar 11. Hasil Pengelasan Micro Friction Stir Welding



Beberapa cacat las yang terjadi seperti tidak tembusnya plat yang kedua sehingga

pengelasan tidak sempurna. Kadangkala mata pahat terlalu dalam menusuk hingga plat pertama

tembus.

D. Brazing


Brazing adalah proses penyambungan logam menggunakan logam ketiga yang tidak

sejenis, misalnya dengan tembaga, kuningan atau perak untuk penyambungan baja. Saat ini

sambungan brazing telah banyak digunakan secara luas seperti pada roket mesin jet, komponen

pesawat terbang, peralatan rumah sakit, peralatan rumah dan lain-lain. Temperatur rendah pada

brazing dan brass-welding sehingga kemungkinan terjadinya distorsi pada benda kerja sagat kecil.

Hubungan temperatur yang rendah dengan brazing dapat meningkatkan kecepatan penyambungan

sehingga mengurangi pemakaian bahan bakar gas. Brazing lebih mudah untuk dipelajari bagi

pemula dibanding pengelasan.

Gambar 12. Skema Proses Brazing

Dalam hal ini, jika benda kerjanya tipis (misal : pelat logam atau pipa tipis), maka dengan

brazing akan lebih mudah karena tidak mudah terjadi karena korosi (burn-throught) karena panas.

Metode brazing merupakan suatu teknik yang efektif dan murah untuk produksi massal.

Komponen dapat di rakit dengan plug material pengisi yang diposisikan pada sambungan dan

kemudian dipanaskan didalam suatu tungku perapian atau melewati pemanasan stadium perakitan.

Berdasarkan pengalaman di lapangan proses brazing dengan bahan kuningan menghasilkan

permukaan sambungan yang relatif halus. Sehingga lebih mudah untuk pengerjaan lanjut seperti


electro p lating, pengecetan dll. Untuk itulah penulis merasa perlu untuk melakukan penelitian

guna mengetahui karakteristik mekanis dari proses brazing dengan bahan tambah kuningan pada

pipa baja karbon rendah.



b) Memotong batangan besi kotak hollow menjadi work piece yang berukuran panjang 15-20

cm dengan menggunakan gerinda.

c) Menyalakan busur las dengan cara memutar lalu nyalakan denga pemantik api, lalu atur

besar busrnya dengan mengatur aliran acetylene dan oxygen seperti gambar dibawah ini :

d) Melakukan preheating pada sambungan.

e) Meletakkan metal filler di atas sambungan dan memanaskannya dengan busur api sampai

melebur matang sempurna dan warnanya agak bening lalu gerakkan searah sambungan

tersebut sampai ujung sambungan

f) Mematikan busur api dengan menutup katup acetylene dan oxygen


Gambar 13. Praktikum Brazing


Pengelasan brazing ini cukup menarik karena base metal tak ikut meleleh. Dibutuhkan

pengetahuan untuk memilih metal filler yang memiliki titik leleh lebih kecil dari metal yang ingin

disambung. Dibutuhkan keahlian untuk mengatur besarnya busur yang ideal untuk pengelasan

ataupun pemotongan sehingga didapatkan hasil yang optimal.

4. Hasil Pengelasan

. Karena pemanasan yang sempurna maka penetrasi metal filler cukup baik dan tak

menumpuk di satu tempat. Namun karena posisi sambungan yang miring maka hasil akhir setelah

keempat sisi dilas workpiece agak melintir.

Gambar 14. Hasil Las Brazing


1. Incomplete penetration : pada hasil lasan terdapat bagian yang belum terisi oleh weld metal.

Hal ini disebabkan oleh skill welder yang kurang baik, misplaced welds, excessively root

face, arc (heat) input yang rendah, incorrect electrode angle, welding speed too high

2. Distorsion : tegangan yang ditimbulkan oleh regangan yang menghasilkan gaya internal

yang menyebabkan penciutan material sehingga terjadinya perubahan dimensi atau

melengkung. Terjadi akibat adanya perlakuan termal atau perlakuan mekanik atau bahkan

keduanya.

laporan praktikum teknik las - ari satriadi helmi 1206223133

Documents