Tempat kerja,peralatan dan pakaian kerja Las SMAW

Dalam proses pengelasan diperlukan tempat kerja yang dilengkapi dengan alat-alat las yang diperlukan serta kelengkapannya.

Tempat kerja.

Perlengkapan tempat kerja didalam pengelasan berupa :

Meja las yang terbuat dari baja dan tempat duduk berupa kursi kerja. Tempat kerja ini dilengkapi

pelindung ruang dengan memakai gordin pemisah, agar lingkungan kerja yang lain tidak terganggu oleh adanya cahaya busur listrik.

Tempat kerja sebaiknya dilengkapi dengan penghisap asap untuk menghisap uap, gas-gas dan asap dari atas meja kerja.

Pesawat Las SMAW.

Pesawat mesin las yang digunakan pada pengelasan busur listrik manual bermacam-macam, tetapi bila ditinjau dari jenis arus yang keluar (output) dari mesin las dapat digolongkan sebagai berikut :

1) Pesawat Las Arus Bolak-Balik (AC).

Macam-macam pesawat las dari jenis pesawat las arus bolak balik ini dapat berupa transformator las, pembangkit listrik motor diesel atau motor bensin tetapi yang paling banyak digunakan adalah

berupa transformator las yang mempunyai kapasitas 200 sampai 500 Ampere, pesawat las jenis ini sangat banyak digunakan karena biaya operasinya yang rendah disamping harganya yang

relatif murah dengan Voltase yang keluar dari pesawat transformator ini antara 36 sampai 70 Volt.

Pesawat Las Arus Bolak-Balik (AC)

2) Pesawat Las Arus Searah (DC).

Pesawat las arus searah ini dapat berupa pesawat transformator rectifier, pembangkit listrik motor disel atau motor bensin, maupun pesawat pembangkit listrik yang digerakkan oleh motor listrik.

Salah satu jenis dari pesawat las arus searah yaitu pesawat pembangkit listrik yang digerakkan oleh motor listrik (motor generator).

Pesawat Las Arus Searah (DC) 

Pakaian kerja.

Pada waktu mengelas, tukang las harus dapat mengamankan diri dari panas, pancaran sinar busur listrik dan dari percikan dan juga letusan api las.

Dalam pekerjaan las busur listrik pengelas harus memakai pakaian kerja yang celananya tidak mempunyai lipatan. Sepatu kerja hendaknya dipakai sepatu yang terbuat dari kulit dengan sol karet.

Pakaian kerja untuk tukang las sebaiknya dilengkapi dengan tutup kepala (helm), kulit pelindung badan (apron) dan pelindung kaki. Kedua tangan dilindungi dengan memakai sarung tangan dari kulit atau asbes.

Untuk mellindungi muka dan terutama mata, tukang las harus memakai topeng pelindung dan kaca pelindungnya harus sesuai dengan standart.

Topeng pelindung tersebut biasanya dilengkapi juga dengan kaca terang, yang dapat digunakan sebagai pelindung pada waktu membersihkan terak las.

Read More

Perangkat Las Busur Listrik manual (SMAW).

Didalam proses pengelasan diperlukan arus listrik khusus, dimana arus listriknya dapat diatur dan tegangan bebas muatannya terbatas, serta tinggi tegangan maksimal, harus sampai dengan batas yang

diijinkan Keterangan :

1. Sumber Arus listrik
2. Sumber Arus Las ( Mesin Las )
3. Kabel Arus Las ( Elektroda )
4. Kabel Arus Las (kabel massa)
5. Pemegang Elektroda
6. Elektroda
7. Klem massa pada Benda Kerja
8. Benda Kerja
9. Busur Las
10. Inti Elektroda
11. Salutan/selubung Elektroda
12. Tetesan Cairan Elektroda
13. Gas Pelindung dari Salutan Elektroda
14. Terak Cair
15. Terak Padat
16. Kawah Las / cairan las
17. Hasil Lasan

Sambungan antara sumber arus pengelas dan tempat kerja, memakai kabel-kabel dan pada waktu mengelas benda kerja tersebut berada dalam lingkaran arus las. Sumber arus lasnya disambungkan pada jaringan arus listrik yang ada dan semua sambungan listriknya memakai kontak stekker atau kontak stekker yang dilengkapi dengan uliran sebagai pengaman.

Dari sumber arus las tersebut selalu dilengkapi dua kabel yang terpisah satu sama lain ke tempat kerja. Dan melalui dua kabel ini akan tersusun lingkaran arus lewat pemegang / penjepit elektroda dan benda kerja.

Untuk mengelas diperlukan tempat kerja yang dilengkapi dengan alatalat perkakas yang diperlukan dan perlengkapannya

Read More

Kelistrikan Dasar Las Listrik "Lingkaran arus Las, Macam-macam Arus, Sumber Arus Las Dan Prinsip Transformator Las"

Teknologi Mesin Las SMAW

Deskripsi pembelajaran

Teknologi mesin las SMAW adalah salah satu materi pembelajaran yang harus dipahami oleh peserta didik sebagai bekal untuk memahami tentang kelistrikan dasar las SMAW, perangkat apa yang dibutuhkanpada las SMAW, bagaimana Karakteristik Busur las SMAW dan unjuk kerja (duty cycle) mesin las SMAW.

Kelistrikan Dasar Las Listrik

Tujuan Pembelajaran

Setelah melaksanakan kegiatan belajar ini peserta didik dapat memahami kelistrikan dasar las SMAW.

Uraian Materi

Busur las dapat menyala bila ada aliran arus las pada nilai tertenut. Hal ini penting sebagai pengetahuan dasar yang harus dimiliki oleh seorang tukang lea sebagai pengetahuan.

Lingkaran arus :

Sebagai gambaran lingkaran arus listrik, dapat dibandingkan dengan lingkaran arus air, sebagai berikut :

Besaran dalam lingkaran arus :

Tegangan, Arus, Tahanan dan Arus Las

Lingkaran Arus (Aliran) Air

Tenaga dorong aliran dari pompa menimbulkan tekanan volume aliran adalah aliran air setiap detik melalui pipa. Kenaikan volume aliran berbanding lurus dengan kenaikan tekanan. Besar tahanan didapat dari kran air dimana aliran air selanjutnya berkurang.

Arus Listrik

Tenaga dorong arus listrik dari sumber arus listrik menghasilkan tegangan listrik E dalam V (volt). Arus listrik terdiri dari muatan listrik (electron) yang bergerak melalui penghantar arus (konduktor). Kuat arus I dalam A (Ampere) berarti sama dengan jumlah electron tertentu pada setiap detik

dan meningkat sesuai dengan kenaikan tegangan sumber arus.

Tehanan listrik R dalam : (Ohm) terjadi pada media penghantar arus yang jelek dan sulit dialiri arus listrik. Semua tahanan listrik dalam lingkaran aurs, menimbulkan pengurangan kuat arus.

Lingkaran Arus Las

Tahanan utama dalam lingkaran arus las terjadi pada busur las dan menentukan nilai kuat arus dan tegangan busur. Selanjutnya tahanan yang kecil terletak dipenghantar arus las (kabel-kabel las). Dengan demikian panjang pendeknya busur las menentukan kuat arus dan tegangan dalam

lingkaran arus las.

Macam-macam Arus

Pada arus searah electron bergerak dalam lingkaran arus pada arah searah dan kutub negative ke kutub positif.

Arah gerakan electron-elektro dalam lingkaran arus searah adalah berubah-ubah secara periodic yang tetap. Dalam satu detik terjadi seratus kali putaran antara kutub positif dan kutub negative atau 50 periode (50 Hertz). Dengan demikian tegangan berubah menurut kurva sinus.

Tegangan naik dari nilai nol ke nilai puncak kurva, turun kembali ke nol dan naik lagi tetapi dengan polaritas yang berlawanan (terbalik).

Arus bolak-balik tiga phase merupakan susunan dari tiga arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz, sehingga penampang penghantarnya menjadi lebih kecil. Arus bolak-balik tiga phase umumnya digunakan untuk peraltan dengan kebutuhan arus yang besar dengan tegangan 380 Volt.

Sumber Arus Las

Ada tiga macam sumber arus las dan menghasilkan dua macam arus las seperti dapat dijelaskan dibawah ini :

1. Transformator las menghasilkan arus bolak-balik
2. Penyearah las menghasilkan arus searah
3. Generator las menghasilkan arus searah

Sumber arus las secara umum harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

1. Tegangan las rendah (r 15 sampai 100 volt)
2. Arus las tinggi (r 15 sampai 400 Ampere)
3. Arus las harus dapat disetel
4. Jaminan keamanan terhadap hubungan pendek lingkaran arus las
5. Kerugian arus las selama pengelasan, sekecil mungkin

a) Menggunakan arus DC ( dirrent current).

Mesin las DC digerakan oleh generator atau perubahan dari arus AC ke DC. Dua tipe mesin las DC yaitu (1) Direct Current, Straight Polarity / DCSP ketika base metal dihubungkan dengan kutub positif mesin dan holder elektroda dihubungkan dengan sisi negatif mesin.

2/3 panas disalurkan ke base metal dan 1/3 panas ke elektroda, digunakan untuk pengelasan penetrasi dalam, temperature tinggi benda kerja. (2). Direct current,Reverse Polarity /DCRP ketika base

metal dihubungkan dengan kutub negative mesin dan holder elektroda dihubungkan dengan kutub positif mesin. 2/3 panas disalurkan ke elektroda dan 1/3 panas ke benda kerja

b) Mengunakan arus AC (alternating curent)

Mesin las AC memperoleh busur nyala dari transformator, dimana dalam pesawat ini jaring-jaring listrik dirobah menjadi arus bolak-balik oleh transformator yang sesuai dengan arus yang digunakan dalam pengelasan, pada mesin ini kabel las dapat dipertukarkan pemasangannya dan tidak mempengaruhi perobahan temperatur pada busur nyala. 50% panas disalurkan ke elektroda dan 50%

disalurkan ke base metal.

Prinsip Transformator Las

Prinsip Penyearah Las

Komponen pengarah menghasilkan arus hanya dalam satu arah. Elemen penyearah, Diode, dalam pengertian lain dapat disebut juga sebagai katup pengaman balik. Penyearah las menghasilkan arus searah.

Arus bolak-balik 1 phase

Arus searah dan arus bolak-balik 1 phase

Arus bolak-balik 3 phase

Arus searah dari arus bolak-balik 3 phase

Setiap frekuensi arus las lebih halus, maka lebih baik untuk pengelasan.

Oleh karena itu penyearah las 3 phase paling banyak digunakan.

Rangkuman

Hukum Ohm :

Ada tiga macam sumber arus las dan menghasilkan dua macam arus las seperti dapat dijelaskan dibawah ini :

1. Transformator las menghasilkan arus bolak-balik
2. Penyearah las menghasilkan arus searah
3. Generator las menghasilkan arus searah

Sumber arus las secara umum harus memenuhi persyaratan sebagai

berikut :

1. Tegangan las rendah (r 15 sampai 100 volt)
2. Arus las tinggi (r 15 sampai 400 Ampere)
3. Arus las harus dapat disetel
4. Jaminan keamanan terhadap hubungan pendek lingkaran arus las
5.  Kerugian arus las selama pengelasan, sekecil mungkin

Tugas

Lakukan pengamatan pada mesin - mesin las yang ada di bengkel sekolah/industry, catat dan analisa mesin tersebut termasuk jenis mesin las apa, ciri dan data spesifikasinya bagaimana. Diskusikan dengan teman – temanmu kemudian presentasikan.

Read More

Pelunakan (Annealing) Dan Temper (Tempering)

Pelunakan (Annealing)

Temperatur pemanasan untuk proses pelunakan suatu bahan ( annealing ) adalah berkisar antara 820°C – 925°C (lihat Diagram Perlakuan Panas)

Pelunakan logam bertujuan :

•   Melunakan   bahan   untuk bisa dibengkokkan atau dibentuk dalam keadaan dingin

•   Supaya   bahan   dapat   dengan   mudah   dikerjakan   dengan   mesin.

Pelunakan hampir sama dengan penormalan tapi proses pendinginan Iebih lambat. Dengan pendinginan yang lambat akan menghasilkan ukuran butiran lebih besar dan lebih lunak dibandingkan dengan bahan yang telah dinormalkan.

Langkah kerja pelunakan :

•   Panaskan   bahan   sampai   diatas   temperatur   kriitis.

•   Biarkan   beberapa   saat   supaya   pemanasan   merata

•  Dinginkan  dalam  dapur  secara  perlahan

Temper (Tempering)

Temper adalah proses perlakuan panas lanjutan setelah proses pengerasan, bertujuan untuk mengurangi kekerasan yang terlalu tinggi akibat pendinginan yang cepat dan temperatur yang tinggi ( karena proses penyepuhan).

Temperatur tempering adalah berkisar antara 220°C – 390°C (perhatikan Diagram Perlakuan Panas).

Antara kekerasan dan keliatan adalah berbanding terbalik, di mana semakin keras maka semakin tidak liat. Adalah hal yang penting untuk menyeimbankan kekerasan bahan dengan penggunaannya. Misalnya pahat akan sangat keras setelah disepuh tapi akan mudah patah kalau kena pukulan. Dengan proses temper akan mengurangi sedikit kekerasannya tapi masih kuat untuk memotong besi yang lain dan juga mempunyai sifat liat untuk menahan pukulan pahu.

Proses temper dilakukan dibawah temperatur kritis (perhatikan Diagram Perlakuan Panas).

Rangkuman

1.  Definisi preheat menurut AWS (American Welding Society) adalah panas yang diberikan kepada logam yang akan dilas untuk mendapatkan dan memelihara preheat temperature.
2. Perlunya preheating adalah : Untuk mengurangi kelembaban dari area pengelasan dan Untuk menurunkan gradient temperatur.
3. Postweld heat treatment adalah pemanasan terakhir setelah dilakukan pengelasan untuk melepaskan tegangan sisa (stress relief).
4. Ada beberapa macam perlakuan panas seperti : Penormalan (Normalizing), Pelunakan (Annealing), Pengerasan (Hardening), Temper (Temperring).

Read More

Perlakuan Panas awal (Pre Heating), Menghilangkan Tegangan Sisa (Stress Relief) Dan Penormalan (Normalizing) Benda Kerja Las

Perlakuan Panas awal (Pre Heating)
Perlakuan panas awal adalah pemanasan yang dilakukan sebelum benda kerja tersebut dikerjakan lebih lanjut, misalnya sebelum dilakukan pengelasan.
Temperatur pemanasan awal adalah antara 30°C – 400°C ( lihat Diagram Perlakuan Panas).
Hal ini perlu dilakukan, karena pada waktu pengelasan akan terjadi panas pada daerah pengelasan. Panas yang tinggi akan terpusat pada daerah pencairan.
Dengan bertambah jauh jaraknya busur akan berkurang panas yang terjadi.
Pemanasan dan pendinginan yang tidak merata (perubahan termperatur) akan menyebabkan. berbagai pengaruh pada daerah pengelasan misalnya keliatan, tegangan dan sifat logam Iainnya.
Dengan memanaskan logam sebelum pengelasan akan mengurangi perbedaan temperatur pada daerah pengelasan. Hal ini adalah salah satu cara untuk mengatasi perubahan-perubahan pada logam yang dilas. Proses ini disebut pemanasan awal (preheating).
Karena pemanasan sebelum pengerjaan akan mengurangi perubahan temperatur maka tentu juga akan mengurangi perubahan bentuk akibat tegangan yang terjadi karena pengaruh panas yang tinggi pada daerah las.
Tinggi temperatur pemanasan awal tergantung pada :
•  Komposisi  kandungan  unsur  dan  baja
•  Ketebalan  benda  kerja
•  Sumber  panas  yang  terjadi  pada  saat pengelasan
Komposisi kandungan unsur dari baja akan menentukan kekerasan baja tersebut. Misalnya baja karbon yang baru dilas dan kemudian didinginkan secara cepat, maka dapat berakibat keretakan pada benda kerja tersebut. Disini pemanasan sebelum pengenjaan diperlukan untuk memperlambat pendinginan supaya tidak retak pada daerah yang dilas/dipanaskan.
Dengan semakin tebalnya bahan, maka semakin besar pula pengaruh pendinginan dan dengan semakin tebalnya bahan maka semakin lama pemanasan awal yang dipenlukan.
Pemanasan awal pada bahan-bahan baja yang dipakai di industri manufaktur sangat bervariasi. Untuk mengetahui temperatur pemanasan awal untuk berbagal jenis dan ketebalan pelat adalah dengan cara melihat katalog yang dikeluarkan oleh fabrik pembuat baja tersebut.
Pemanasan awal ini juga sering digunakan pada pengelasan bahan-bahan yang mudah retak dan susah untuk di las yakni untuk memperlambat proses pendinginan.

Menghilangkan Tegangan Sisa (Stress Relief)
Temperatur pemanasan untuk menghilangkan tegangan sisa ( stess relieve ) adalah berkisar 590°C-670°C (lihat Diagram Perlakuan Panas).
Pemanasan sesudah pengelasan sering dilakukan dalam dunia industri. Besar temperatur tergantung pada jenis perlakuan panas. Pada dasarnya tingginya temperatur untuk menghilangkan tegangan sisa adalah dibawah temperatur kritis 723°C, karena struktur baja tidak akan berubah dibawah temperatur 723°C.
Perubahan sifat baja akan terjadi apabila temperatur melebihi 723°C dan proses perlakuan panas dapat dilihat pada diagram perlakuan panas.
Apabila tegangan sisa dihilangkan maka tegangan yang tertahan oleh bagian yang dingin sewaktu pengelasan akan hilang pula. Menghilangkan tegangan sisa ini dilakukan pada berbagal jenis pekerjaan termasuk juga pada bejana bertekanan dan ketel.
Langkah kerja menghilangkan tegangan sisa :
•  Panaskan  benda  kerja  secara  bertahap  (  perlahan  )
•   Biarkan   pemanasan   benda   kerja   ini   sesuai   dengan   temperatur   yang  tepat dan waktu tertentu.
•  Dinginkan  benda  kerja  secara  perlahan.
Untuk menghilangkan tegangan sisa ini dan menentukan tinggi temperatur dilakukan oleh operator perlakuan panas dan bukan oleh tukang las ini dilakukan dalam dapur pemanas atau peralatan khusus untuk perlakuan panas.

Penormalan (Normalizing)

Temperatur untuk normalizing adalah 820°C – 980°C (lihat Diagram Perlakuan Panas)
Seluruh baja terdiri dan butiran-butiran halus. Bentuk dan ukuran dan butiranbutiran tergantung pada proses pendinginkan dan pengerjaan bahan tersebut,
Bentuk dan ukuran dan butiran sering mempenganuhi sifat bahan logam, maka proses perlakuan panaslah yang mengontrolnya.
Perubahan temperatur yang bervaniasi pada pengelasan akan menimbulkan ukuran butiran yang tidak sama pada daerah pengelasan yang akan mengakibatkan kritisnya benda kerja. Untuk mengatasi ini benda perlu dinormalkan agar mendapatkan ukuran butiran yang sama. Bahan yang telah dinormalkan akan mempunyai sifat yang merata dan Iebih liat. Langkah kerja penormalan :
•  Panaskan  baja  kira-kira 60°C diatas temperatur kritis.
•  Biarkan  beberapa  saat  supaya  pemanasan merata.
•  Didinginkan  dalam  ruangan.

Read More

Pre-heating Dan Postweld heat treatment Untuk Proses Pengelasan

Ketika kita melakukan proses pengelasan mungkin diperlukan preheating dan atau postweld heat treatment. Preheating dan atau postweld heat treatment secara umum diperlukan untuk menjaga integritas dan mencegah karakteristik logam lasan yang tidak diinginkan. heat treatment harus dipertimbangkan untung dan ruginya secara masak dan berhati-hati karena biayanya tidak sedikit dan

memerlukan perhatian serta tenaga yang lebih.

Preheating

Definisi preheat menurut AWS (American Welding Society) adalah panas yang diberikan kepada logam yang akan dilas untuk mendapatkan dan memelihara preheat temperature. Sedangkan preheat temperature sendiri definisinya adalah suhu dari logam induk (base metal) disekitar area yang akan dilas, sebelum pengelasan itu dimulai. Pada multipass weld definisi preheat temperature adalah

suhu sesaat sebelum pengelasan pada pass (celah) selanjutnya dimulai. Pada multipass weld disebut juga sebagai interpass temperature (suhu antar pass (celah)).

Preheating bisa saja menggunakan gas burner, oxy-gas flame, electric blancket, pemanasan induksi, atau pemanasan di furnace. Pemanasan disekitar area pengelasan disuahakan merata untuk mendapatkan hasil yang bagus. 

Pemanasan yang berlebihan atau tidak merata dapat menyebabkan tegangan sisa yang tinggi, distorsi, atau perubahan metalurgi yang tidak diinginkan pada logam induk.

Ketika preheat diperlukan maka semua sambungan pengelasan harus dipanaskan sampai pada temperatur yang diinginkan (temperatur preheat bagian luar dan dalam logam induk harus tercapai), jika memungkinkan panasi logam induk pada salah satu sisi dan ukur temperatur logam sisi berlawanannya. 

Panas yang terjadi akan dihantarkan dengan cara konduksi dan inspektor harus meyakinkan suhu sisi yang berlawanan tersebut. Informasi mengenai batasan interpass temperatur harus disertakan dalam WPS. Ketika multipass weld dilakukan maka deposit yang terjadi setelah pengelasan sebelumnya harus diinspect sebelum melakukan pengelasan lebih lanjut. Apabila suhu interpass terlalu tinggi dari yang telah ditetapkan dalam WPS maka pengelasan harus dihentikan dan interpass perlu didinginkan sampai di atas batasan interpass temperatur sebelum melanjutkan pengelasan.

Berdasarkan sifat metalurgi dan atau sifat mekanis yang diinginkan dari komponen pengelasan, preheat dan interpass tempearture bisa dievalusi untuk alasan yang berbeda. Prosedur (WPS) pengelasan untuk baja lunak (mild steel) yang mempunyai kandungan karbon rendah, hardenability yang relatif rendah bisa saja dipertimbangkan untuk tidak menggunakan preheat dan interpass

temperature tergantung dari ketebalan material. Prosedur (WPS) yang digunakan untuk pengelasan heat-treatable low alloy steel dan Chromium-Molybdenum (cromoly) stell akan memerlukan preheat dan interpass temperature minimum dan maksimum. Material alloy tersebut bisa mempunyai hardenability yang tinggi dan rentan terhadap hydrogen cracking. Apabila material tersebut didinginkan terlalu cepat atau terjadi overheating maka dapat mengakibatkan efek yang serius terhadap performance yang diinginkan. Sewaktu pengelasan nickel alloy perlu diperhatikan heat input selama proses pengelasan. Heat input dari proses pengelasan, dan preheat serta interpass temperature dapat mnegakibatkan efek yang serius kepada metrial tersebut. Heat input yang tinggi dapat mengakibatkan kelebihan leburan logam induk, presipitasi karbida, dan fenomena metalurgi yang berbahaya lainnya. Perubahan sifat metalurgikal tersebut dapat menyebabkan tumbuhnya cracking atau kehilangan ketahanan terhadap korosi. 

Prosedur (WPS) untuk pengelasan aluminum alloy seperti tipe heat-treatable 2xxx, 6xxx, dan 7xxx sangat memperhatikan dengan pengurangan heat input keseluruhan.

Untuk material jenis ini suhu maksimum preheat dan interpass temperature dikontrol untuk meminimalkan annealing dan pengaruh over-aging terhadap heat affected zone (HAZ) dan hilang atau berkurangnya tensile strength.

Pada aplikasi-aplikasi yang kritis, preheat temperature harus dikontrol dengan presisi. Pada situasi seperti ini sistem pemanasan yang bisa diatur sangat dibutuhkan, thermocouple dipasang untuk memonitor bagian yang sedang dipanaskan. Thermocouple memberikan sinyal untuk mengontrol unit yang bisa mengatur kebutuhan sumber tenaga untuk memanaskan part tersebut. Dengan menggunakan peralatan tipe tersebut part yang sedang dipanaskan bisa dikontrol untuk toleransi yang sangat kecil.

beberapa alasan preheating antara lain :

1. Untuk mengurangi kelembaban dari area pengelasan. Biasanya dilakukan dengan cara memanaskan permukaan matrial dengan suhu yang relatif tidak terlalu tinggi, hanya sedikit diatas titik didih air. Hal tersebut akan mengeringkan permukaan dan mengghilangkan kontaminan yang tidak diinginkan yang mungkin bisa menyebabkan porosity, hydrogen embrittlement, atau cracking karena hydrogen selama proses pengelasan.
2. Untuk menurunkan gradient temperatur. Semua pengelasan busur menggunakan sumber panas temperatur tinggi. Pada material yang dilas akan terjadi perbedaan temperatur antara sumber panas lokal dan material induk yang lebih dingin ketika pengelasan berlangsung. Perbedaan temperatur tersebut menyebabkan perbedaan pemuaian panas dan kontraksi serta tegangan yang tinggi disekitar area yang dilas. Preheating akan mengurangi perbedaan temperatur dari material induk sehingga akan meminimalkan masalah yang terjadi seperti distrosi dan tegangan sisa yang berlebih. Apabila tidak dilakaukan preheating maka maka bisa terjadi perbedaan temperatur yang besar antara area las-lasan dengan logam induk. Hal ini dapat mengakibatkan pendinginan yang terlalu cepat sehingga menyebabkan terbentuknya martensit dan pada beberapa material dengan hardenability yang tinggi mungkin terjadi cracking.

Postweld heat treatment

Ada beberapa tipe dari PWHT yang digunakan untuk alasan dan material yang berbeda pula.

Postweld heat treatment biasanya digunakan untuk stress relief (pelepasan tegangan sisa). Tujuan dari stress relieving adalah untuk mengurangi semua tegangan sisa atau tegangan internal yang mungkin terbentuk saat proses pengelasan. Stress relief setelah pengelasan mungkin saja diperluan untuk

mengurangi resiko patah getas (bruttle fracture), untuk menghndari distorsi saat machining, atau untuk mengurangi resiko terjadinya stress corrosion cracking.

Untuk beberapa alloy steel, tempering mungkin diperlukan untuk mendapatkan struktur metalurgi yang cocok. Treatment ini umumnya dilakukan setelah laslasan mendingin, tetapi apabila kondisinya kurang meyakinkan bisa saja dilakukan sebelum lasan mendingin untuk mencegah cracking.

Struktur lasan yang sangat kasar pada baja, akibat dari electro-slag (terak) selama proses pengelasan, mungkin membutuhkan normalizing stelah proses pengelasan. Treatment ini akan memperbaiki struktur butir yang kasar, mengurangi tegangan sisa setelah pengelasan, dan mengurangi daerah keras

(hrad zone) di HAZ.

Precipitation hardening alloys, seperti heat-treatable aluminum alloy, kadangkadang memerlukan postweld heat treatment untuk mengembalikan sifat fisis aslinya. Pada beberapa kasus hanya aging treatment yang digunakan, meskipun solution heat treatment dan artificial aging treatment akan memberikan hasil recovery yang lebih bagus setelah pengelasan.

Ketika pengelasan berlangsung melibatkan preheating dan atau postweld heat treatment, sangatlah penting untuk welding inspector memahami kebutuhan dari prehating dan PWHT untuk meyakinkan bahwa logam induk telah dipanaskan dengan benar dan persyaratan dari WPS dan atau Code yang dibutuhkan.

Perlunya perlakuan panas dilakukan adalah untuk mengurangi perubahan bentuk pada saat dikerjakan atau setelah dikerjakan atau hasil suatu konstruksi, merubah sifat-sifat bahan dan menghilangkan tegangan-tegangan sisa. 

Sebelum benda dikerjakan dilakukan perlakuan panas maka disebut perlakuan panas awal sedangkan setelah benda dikerjakan disebut perlakuan panas akhir. Beberapa jenis perlakuan panas adalah:

•  Perlakuan  panas  awal  dan  sesudah  pengerjaan

•  Menghilangkan  tegangan  sisa

•  Penormalan  (Normalizing)

•  Pelunakan  (Annealing)

•  Pengerasan  (Hardening)

•  Temper (Temperring)

Read More

Perlakuan Panas Logam Dasar Pengelasan "tempering, Annealing, Stress releaving"

Pengurangan kekerasan (tempering)

Setelah baja dikeraskan dengan pencelupan, dapat juga gagal dibawah suatu beban kerja karena sisa (didalam) stress. Apabila logam telah dikeraskan secara penuh, mungkin akan menjadi

terlalu keras dan rapuh untuk melakukan suatu pekerjaan yang memuaskan.

Austenite mempunyai kecenderungan untuk mengubah menjadi martensite.

Sebaliknya hal ini akhirnya akan mengkerut dan gagal. Karena austenite lebih pejal dibanding martensite, berbagai perubahan menjadi suatu struktur yang kurang pejal, akhirnya menyebabkan

kegagalan. Untuk menstabilkan austenite, dengan tempering akan membuat lebih keras/ tegap, formasi rapuh lebih kecil dengan stress (didalam) lebih rendah.

Tempering menghendaki pemanasan kembali bahan yang telah dikeraskan sebelum benda telah menjadi dingin dan mencapai temperatur kamar. Pemanasan kembali membentuk kristal carbide

dari karbon dibebaskan dari martensite; bahan yang sisa adalah suatu microstructure martensite yang ditemper.

Tempering memerlukan keterampilan dan pengalaman, karena komposisi baja tergantung pada waktu dan temperatur yang dikehendaki untuk memproduksi struktur yang memuaskan.

Temperatur pemanasan kembali harus diantara 3000F (1490C) dan temperatur kritis; namun  demikian temperatur pemanasan kembali tergantung asal mulanya baja dan reduksi kekerasan yang diperbolehkan. Baja dengan kandungan karbon yang sama, tetapi berbeda presentasi unsur paduan, menghendaki prosedur tempering yang berbeda. Ketegapan/ kekerasan biasanya lebih tinggi dalam baja dimana panas tempering lebih tinggi telah memungkinkan. Keinginan tukang las dalam tempering, karena itu, mengatasi dari fakta bahwa tempering membuat baja kuat,

sifat penting untuk memberikan baja kemampuan bertahan pada suatu beban tanpa patah.

Annealing (pelunakan)

Pemanasan dan pendinginan bahan dengan perlahan-lahan untuk menghilangkan stress seperti dalam postheating dinamakan annealing. Perlakuan ini akan membuat keras, logam-logam ferro lunak dan oleh karena itu merubah sifat fisik seperti keuletan dan ketegapan. Tipe bahan dan alasan untuk annealing akan menentukan temperatur dan nilai pendinginan. Pendinginan lebih lambat, akan menjadikan bahan lebih lunak bila didinginkan. 

Suatu petunjuk untuk temperature pemanasan adalah suatu titik tepat diatas titik kritis. Apabila bahan dipanaskan ditempatkan dalam abu panas, asbestos atau kapur, pendinginannya diperlambat.

Bahan non-ferrous seperti tembaga tidak perlu dikacaukan dengan ferrous-annealing, karena hal tersebut dilunakkan, menjadi pemanasan dan pencelupan dalam air pendingin.

Stress releaving (pembebasan tegangan)

Tegangan sisa (internal stress) ditimbulkan melalui pengelasan harus dibatasi dengan postheating. Temperatur untuk stress releaving adalah selalu dibawah daerah kritis, sedangkan untuk annealing dan normalizing adalah selalu diatas daerah kritis.

Stress releaving tidak perlu dilakukan didalam daerah kritis, karena ini menimbulkan penggeliatan dan mengubah struktur butiran dan ukuran. Ini dapat menyebabkan cacat las. Baja karbon dan baja paduan harus menghisap (menyerap) karbon pada temperatur yang berbeda-beda, biasanya sekitar 11000 F (5930 C) sampai 12500 F (6770C), tergantung pada tebal bahan. Suatu nilai lambat pemanasan dan pendinginan adalah sangat penting dalam stress releaving. Bahan-bahan yang memperlihatkan perubahan setelah pengelasan biasanya bebas dari tegangan sisa. Bilamana

dipanaskan kembali untuk memperbaiki cacat dalam ukuran, bagaimanapun pemukulan (peening) harus mengikuti stress releaving.

Rangkuman

x Baja karbon rendah relatif lebih mudah dibentuk dan mudah dilas.

x Pemanasan awal biasanya tidak diperlukan kecuali untuk mengurangi tekanan akibat penyusutan pada bagian-bagian yang tebal.

x Pendinginan yang cepat, mis. Pendinginan dengan air, harus dihindari karena akan menyebabkan hilangnya sifat mudah dibentuk dari baja karbon dan mudah retak

Read More

Perlakuan Panas Logam Dasar Pengelasan "hardening, Air-quenching, Oil-quenching, Water-quenching, brine, Interrupted-quenchs"

Pengerasan (hardening)

Kekerasan dari banyak baja, tergantung dari bagaimana cepatnya baja didinginkan setelah dipanaskan. Kekerasan logam akan bervariasi dari permukaannya sampai ke intinya. Ini tergantung

pada lama pencelupan dan metoda yang digunakan. Pendinginan ini dikenal sebagai pencelupan (quenching), dikerjakan dengan meletakkan logam yang panas dalam udara, minyak, air atau air

garam (brine). Brine adalah larutan garam dan air yang digunakan dalam tempat air untuk membuat kekerasan lebih merata di seluruh permukaan bahan.

Pencelupan-udara (Air-quenching).

Pencelupan di dalam udara adalah bentuk pengerasan lunak yang dikenal sebagai normalizing dan akan disebut beberapa kali nanti, karena pemakaiannya pada pengelasan dan postheating. Banyak

baja paduan tinggi dapat dikeraskan dengan udara untuk sebuah baja alat potong.

Pencelupan-minyak (Oil-quenching)

Logam yang didinginkan dalam minyak tidak akan banyak berubah seperti logam-logam yang didinginkan dalam air, karena nilai pencelupan yang lebih lambat dari minyak. Kekentalan

(kemampuan untuk mengalir) dari minyak semestinya membiarkan bebas perputaran sekitar bahan yang didinginkan. Metoda Oilquenching dapat digunakan secara memuaskan pada baja hypereutectoid dan berbagai macam baja paduan rendah untuk pengerasan penuh.

Pencelupan-air (Water-quenching)

Pada temperatur dibawah 1000F (380C), air digunakan untuk mencelupkan berbagai macam baja dari karbon dan karbon menengah, paduan rendah, baja. Sebab pengaruh pencelupan cepat dari air, baja karbon rendah dapat dikeraskan dengan memuaskan. Pengaruh pencelupan air bertambah dengan

menyemprotkannya pada logam yang dipanaskan atau memutarkannya seperti logam dicelupkan.

Nilai pendinginan dengan minyak dan air seperti diagram berikut :

Air garam (brine)

Ketika brine bersinggungan dengan baja panas, air garam ini membuat pemutaran sehingga akan memisahkan gelembunggelembung yang dapat menimbulkan titik-titik lunak oleh penyekatan logam. Air-garam tidak seperti air sebab air garam mempunyai sekitar 10% garam. Sedangkan pencelupan air akan mengubah bagian luar logam menjadi martensite lebih cepat dibanding bagian dalam.

Pengubahan austenite menjadi martensite menambah volume logam, yang dapat menyebabkan retak ketika martensite dicapai bagian dalam.

Pencelupan tidak terus-menerus (Interrupted-quenchs)

Kebanyakan tukang las akan sedikit memiliki praktek yang digunakan untuk informasi tentang interrupted-quenchs, tetapi informasi ini akan membantu untuk lebih baik pengertian

konstruksi baja dan formasi.

Interrupted-quenchs menekan/ menahan austenite yang sedang diubah menjadi pearlite, sedangkan demikian juga menghindari formasi martensite. Larutan untuk tujuan pencelupan dipertahankan pada temperatur tertentu dan logam dipertahankan dicelupkan hingga formasi tertentu dicapai. Pemutaran selama pencelupan dibatasi dan menggunakan garam cair membuatnya memungkinkan mengeraskan bagian-bagian yang sudah jadi (selesai pengerjaannya).

Austenite dapat diubah menjadi bainite, struktur antara pearlite dan martensite.

Bilamana baja didinginkan secara tiba-tiba sampai kira-kira 8000 F (4270 C) dan dipertahankan pada sekitar 5000 F (2600 C) selama beberapa waktu, terbentuklah bainite. Prosedur tempering ini

dikenal sebagai austempering, memberikan keuletan lebih besar dan ketegapan (toughness) baja dengan sedikit perubahan.

Martempering berarti pencelupan dalam garam cair pada temperature diatas titik dimana martensite membentuk. Bilamana temperatur merata seluruh logam karena waktu pencelupan yang

lebih lama, struktur martensitic dibentuk. Martempering adalah lebih cepat dibanding austempering dan lebih memuaskan untuk pengerasan bagianbagian yang besar/ berat.

Read More

Pengaruh Pengelasan pada Baja karbon.

Di dalam baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan tambahan sedikit paduan Silisium, Mangan, Posphor, Sulfur, dan Cupper. Adapun sifat dari baja karbon tersebut sangat

tergantung pada kadar karbon yang dikandungnya, dan oleh karena itu baja karbon tersebut dapat dikelompokkan dengan berdasarkan kadar karbonnya, yaitu :

• Baja karbon rendah (Low Carbon Steel).

Baja karbon rendah adalah suatu baja dengan mengandung kadar karbon kurang dari 0,30 % dan umumnya mudah dilas dengan berbagai cara pengelasan (proses las). Dalam pengelasan baja karbon rendah ini dapat dilakukan tanpa proses preheating dan postheating, dan dapat dihasilkan dengan baik. Akan tetapi faktor-faktor yang sangat mempengaruhi mampu las dari baja karbon rendah adalah

kekuatan takik dan kepekaan terhadap retak las. Dimana retak las pada baja karbon rendah ini dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan pelat yang tebal atau bila di dalam baja tersebut terdapat Belerang (S) bebas yang cukup tinggi. Dan juga retak las yang mungkin terjadi pada pengelasan pelat

tebal tersebut dapat dihindari dengan melakukan proses preheating atau dengan menggunakan elektroda hidrogen rendah.

Di dalam baja karbon rendah, tidak terdapat karbon yang cukup untuk membentuk martensite dengan pendinginan yang cepat. Oleh karena itu, kecepatan pendinginan tidak penting dalam hal ini. Akan tetapi pendinginan las yang cepat akan meningkatkan pembentukan kristal columnar dengan akibat

hilangnya sifat mudah dibentuk dan meningkatkannya tekanan akibat penyusutannya tekanan akibat penyusutan. Pemanasan awal pada bagian-bagian yang tebal mungkin diperlukan untuk

mengurangi kecenderungan-kecenderungan tersebut.

• Baja karbon sedang (Medium Carbon Steel).

Baja karbon sedang tersebut mengandung karbon antara 0,30 % y 0,45 % dan umumnya juga dapat dilas dengan berbagai proses las dengan hasil yang baik juga. Hanya saja baja tersebut bila dilas akan mempunyai kecenderungan pembentukan struktur martensit yang keras tapi getas/rapuh pada daerah lasan dan pada daerah daerah pengaruh panas (HAZ). Oleh karena itu dalam proses pengelasan baja karbon sedang tersebut diperlukan adanya proses preheating, postheating ataupun diperlukan kedua-duanya.

Dengan melakukan proses preheating, maka benda kerja yang dilas akan dapat lebih lambat dalam proses pendinginannya, yang berarti dapat mengurangi terbentuknya struktur martensit yang keras tapi rapuh.

Dengan melakukan proses postheating yaitu proses pemanasan kembali benda kerja yang telah dilas, untuk mendapatkan hasil lasan yang ulet/liat (ductile).

Ketika kandungan karbon pada baja meningkat, kemungkinan pembentukan martensite juga meningkat. Selain itu jika jumlah karbon semakin banyak, martensite akan lebih keras dan lebih

mudah pecah. Hal ini berarti bahwa baja karbon medium bisa menimbulkan masalah dalam proses pengelasan. Kecepatan pendinginan harus cukup lambat untuk menghindari terbentuknya martensite. Hal ini bisa dicapai dengan pemanasan awal untuk mencegah pendinginan yang terlalu cepat pada zona pengelasan akibat konduksi panas ke badan logam induk di sekitarnya.

• Pengaruh akibat dilusi.

Dilusi adalah tingkat keterpengaruhan logam las yang mengendap dalam logam induk setelah pengelasan. Logam las terdiri campuran material pengisi yang digunakan dan logam induk yang dicairkan oleh fusi. Jumlah dilusi dipengaruhi oleh tingkat penetrasi. Dalam kebanyakan kasus,

penyerapan karbon yang terlalu banyak ke dalam logam las harus dihindari karena hal ini akan menurunkan sifat mudah dibentuk dari las. Oleh karena itu harus menghindari fusi yang

berlebihan dengan logam. Dilusi tidak akan timbul jika kandungan karbon relatif rendah. Pada baja karbon medium campuran 50% antara pengisi las dan logam induk, dilusi biasanya berada pada batas yang aman. Tetapi pada baja karbon tinggi, dilusi perlu kontrol yang saksama.

Jadi untuk mengelas baja karbon medium perlu diperhatikan karena :

x Baja karbon medium bisa menimbulkan keretakan pada zona yang terkena pengaruh panas akibat pembentukan martensite.

x Pemanasan awal diperlukan. Jika kandungan karbon lebih tinggi, temperatur pemanasan awal harus lebih tinggi.

x Penggunaan elektroda atau proses hidrogen yang rendah sangat dianjurkan.

x Jumlah penetrasi dan fusi logam induk, misalnya Ampere yang rendah harus dipertimbangkan.

• Baja karbon tinggi (High Carbon Steel).

Baja karbon tinggi mempunyai kandungan karbon ! 0,45 % dan proses pengelasan baja ini amat sukar karena besar sekali kemungkinannya untuk retak. Dalam pengelasan medium carbon steel maupun high carbon steel disarankan menggunakan kawat las/elektroda low hydrogen. Dan pengelasan baja tersebut disamping melakukan preheating juga melakukan postheating / tempering. Kadang-kadang

pengelasan baja tersebut dilakukan dengan memakai kawat las/elektrode austenitic stainless steel untuk mendapatkan hasil yang mempunyai sifat ulet/liat pada sambungan las.

Akan tetapi dalam bagaimanapun juga pada daerah pengaruh panas (heat affected zona) tetap akan keras dan getas, karena adanya pengaruh panas dan pengaruh pendinginannya.

Untuk mengetahui sulit atau tidaknya baja karbon tinggi yang akan dilas dapat dilihat dari karbon equivalentnya. Tetapi bentuk ketebalan benda kerja juga perlu diperhatikan, karena ada kaitannya dengan panas yang harus diberikan dan kecepatan pendinginan setelah pengelasan.

Besar Carbon Equivalent dapat dihitung sebagai berikut :

Baja dengan Carbon Equivalent :

0,40 %. Pengelasannya tanpa preheating dan postheating dan juga menggunakan kawat las/elektroda low hydrogen. Tetapi bagaimanapun juga ability dari baja ini tergantung dari ketebalan benda kerja.

0,40 %. Pengelasannya membutuhkan cara-cara tertentu yang khusus disamping preheating juga

postheating ataupun kedua dari proses pemanasan tersebut.

Dengan mengetahui Carbon Equivalent dari baja-baja tersebut maka, dapat direncanakan proses pengelasan yang akan dilakukan.

Baja karbon tinggi akan mengeras secara draktis dengan kecepatan pendinginan yang lebih rendah dari pada baja karbon medium, contohnya martensite akan terbentuk walaupun dengan kecepatan pendinginan yang rendah. Hal ini membuat baja karbon tinggi lebih sulit untuk dilas, tetapi baja

jenis ini bisa dilas dengan mengikuti prosedur yang direkomendasikan.

Masalah yang berhubungan dengan pengelasan baja jenis ini adalah :

x Pengerasan pada logam dasar yang berlebihan.

x Keretakan pada logam dasar.

x Keretakan pada logam las.

x Lubang gas pada logam las (berpori).

x Pelunakan pada logam dasar.

• Pengerasan logam dasar yang berlebihan.

Pembentukan martensite pada zona/daerah yang terkena pengaruh panas pada logam dasar bisa diperkecil dengan pemanasan awal dan pengelasan yang lambat. Kecepatan pengelasan yang rendah akan mengakibatkan input panas yang lebih besar kecepatan pendinginan keseluruhan yang

lebih kecil. Pada umumnya, menghilangkan titik-titik keras yang mudah pecah pada daerah yang terkena pengaruh panas (HAZ) sulit dilakukan dan pemanasan akhir (postheating) biasanya diperlukan.

•  Retak pada logam dasar.

Keretakan pada logam dasar biasanya terdiri dari dua jenis, keretakan bawah gumpalan dan keretakan akibat tekanan (radial).

Keretakan bawah gumpalan berhubungan dengan kombinasi efek hidrogen dan martensite. Seperti pada baja karbon medium, hidrogen dikeluarkan dari larutan selama pendinginan dan menjadi terperangkap di dalam daerah yang terkena pengaruh panas. Jika logam dasar mudah dibentuk,

maka logam akan memuai mengikuti tekanan yang diberikan oleh gelembung-gelembung hidrogen yang terperangkap di dalam daerah yang terkena pengaruh panas (HAZ) tersebut, dan tidak ada resiko keretakan. Namun dengan pembentukan martensite, sifat mudah pecah logam induk di daerah HAZ akan mencegah pemuaian mengikuti tekanan yang diberikan oleh gelembung hidrogen dan keretakan akan terjadi. Gejala ini  disebut  “  keretakan  bawah  gumpalan  (underbead  cracking)”  

dan merupakan kejadian yang membahayakan karena keretaan biasannya terjadi dibawah permukaan dan sulit dideteksi sekalipun dengan radiografi. Kecenderungan keretaan yang disebabkan   oleh   hidrogen   sering   disebut   “  Hydrogen  Embrittlement  “

Karena akibat atau disebut juga keretaan radial, disebabkan oleh tekanan menyusut akibat pendinginan logam las.

Keretakan ini biasanya berawal dari dasar atau sepanjang garis fusi dan memanjang sampai daerah yang terkena pengaruh panas dari logam dasar. Logam yang mudah dibentuk akan mengikuti tekanan menciut yang ditimbulkan oleh aksi tersebut.

Keretakan bisa dikontrol dengan prosedur tertentu. Keretakan bawah gumpalan bisa dihilangkan dengan menggunakan elektroda hidrogen rendah atau elektroda baja anti karat.

Hidrogen bisa larut ke dalam austenite dan dengan menggunakan elektroda austenite, hidrogen tersebut menjadi tidak bisa larut dalam logam las yang mudah dibentuk.

Elektroda baja anti karat austenite telah terbukti berhasil dalam pengelasan sejumlah besar baja yang sulit untuk dilas.

Keretakan karena tekanan bisa dicegah dengan mengurangi tekanan-tekanan ini, tetapi desain dan prosedur pengelasan perlu juga dipertimbangkan untuk mencegah terjadinya sambungan yang kaku.

•  Retak logam las.

Logam las selalu mengalami tekanan akibat penyusutan jika logam las mendingin. Logam las yang mudah dibentuk akan memuai untuk menahan tekanan-tekanan. Keretakan karena penyusutan pada logam las bisa berbentuk melintang, tetapi pada umumnya membujur/memanjang. Keretakan yang

membujur tidak selalu terlihat pada permukaan, tetapi terjadi pada dasar logam las. Gumpalan las yang retak umumnya terjadi sampai lapisan - lapisan berikutnya, ketika panas dari pass dan selanjutnya akan membuka keretakan pada pass sebelumnya.

Untuk mengatasi keretakan logam las, logam pengisi yang mudah dibentuk harus digunakan dan pengerjaannya harus dilakukan dengan hati-hati untuk menguirangi dilusi. Endapan logam las juga harus cukup besar dan kuat untuk menahan tekanan karena penyusutan. Elektroda hidrogen rendah

biasanya memberikan endapan yang cukup mudah dibentuk dan baik untuk digunakan pada baja karbon. Akan tetapi, baja yang sangat keras seringkali sangat baik jika dilas dengan elektroda baja anti karat austenitic.

• Lubang gas pada logam las (berpori).

Baja karbon tinggi, ketika melebur, akan menyerap hidrogen, karbon monoksida dan gas-gas lain yang ada. Gas-gas ini tidak begitu mudah larut pada logam padat, sehingga dikeluarkan ke batas-batas butiran untuk membentuk kantungkantung gas yang dikenal sebagai pori-pori. Cara mengontrol

pori-pori adalah dengan mengurangi gas.

Hal ini bisa dilakukan dengan cara :

x Menggunakan elektroda hidrogen rendah yang dikeringkan / diofen atau proses hitrogen rendah.

x Melakukan pemanasan awal untuk melepaskan uap air dari permukaan logam.

x Membersihkan logam dasar secara menyeluruh.

x Busur las diusahakan sependek mungkin.

• Melunakkan logam dasar.

Baja karbon tinggi digunakan karena kekuatan dan kekerasannya yang istimewa. Mendinginkan baja sebelum melakukan pengelasan seringkali membantu mencegah keretakan pada logam dasar. Jika sifat-sifat baja pada kondisi aslinya diperlukan, maka pemanasan las akhir (postheating) diperlukan untuk mengembalikan kekuatan dan kekerasan baja. Pemanasan awal dan pengelasan juga cenderung akan melunakkan baja, dan kadang-kadang diperlukan untuk mengembalikan kondisi asalnya dengan pemanasan las akhir (postheating).

Read More

Perlakuan Panas Logam Dasar Pengelasan "Struktur Butiran (grain structure)"

1. Deskripsi pembelajaran

Ketika kita melakukan proses pengelasan mungkin diperlukan perlakuan panas logam dasar (preheating dan atau postweld heat treatment). Preheating dan atau postweld heat treatment secara umum diperlukan untuk menjaga integritas dan mencegah karakteristik logam lasan yang tidak diinginkan. heat treatment harus dipertimbangkan untung dan ruginya secara masak dan berhatihati karena biayanya tidak sedikit dan memerlukan perhatian serta tenaga yang lebih. Perlakuan panas logam dasar pengelasan adalah suatu proses pemanasan dan pendinginan logam dalam keadaan padat untuk mengubah sifatsifat mekaniknya. Melalui perlakuan panas yang tepat, tegangan dalam dapat

dihilangkan, ukuran butir dapat diperbesar atau diperkecil.

Perlunya perlakuan panas dilakukan adalah untuk mengurangi perubahan bentuk pada saat dikerjakan atau setelah dikerjakan atau hasil suatu konstruksi, merubah sifat-sifat bahan dan menghilangkan tegangan-tegangan sisa. Sebelum benda dikerjakan dilakukan perlakuan panas yang disebut perlakuan panas awal (preheating) sedangkan setelah benda dikerjakan disebut perlakuan panas akhir

(postheating).

Beberapa jenis perlakuan panas adalah:

x Pengaruh dari pengelasan

x Perlakuan panas awal (preheating)

x Perlakuan panas sesudah pengerjaan (postheating)

x Normalizing paska pengelasan

x Pengerasan (hardening)

x Pengurangan kekerasan (tempering)

x Pelunakan (Annealing) 

2. Kegiatan Belajar

2.1.1. Tujuan Pembelajaran

Setelah menyelesaikan kegiatan belajar ini siswa dapat menentukan perlakuan panas logam dasar pengelasan pada Las Busur Listrik Manual (SMAW).

2.1.2. Uraian Materi

Prosedur heat treatment (perlakuan panas) dipakai untuk mengembalikan sifat-sifat asal logam (postweld heat treatment). Yaitu membebaskan logam dari internal stresses & strains (tekanan & tegangan intern) yang ditimbulkan oleh ekspansi dan konstraksi yang terjadi selama proses

pengelasan. Selain itu juga memperbaiki sifat-sifat logam dibagian-bagian yang dilas dan yang terkena panas. Kebanyakan pengelasan baja struktural hanya melibatkan pengetahuan tentang cara yang dipakai untuk melakukan annealing dan stress relieving pada logam. Sebenarnya terdapat tiga jenis pemanasan pada logam yaitu: preheating, interpass heating dan postweld heat treating.

Ketika proses pengelasan berlangsung, logam di dalam dan di sekeliling weld joint dipanaskan dengan suhu yang beragam, tergantung dari berapa jauh jaraknya dari weld joint.

Karena pemanasan yang tidak merata, sifat-sifat logam seperti strength, ductility, grain size (besar butiran) dan sebagainya, di daerah pengelasan bisa terjadi perbedaan panas dengan daerah yang dipengaruhi oleh panas (HAZ=heat affected zone).

Sebagaimana salah satu dari enam daerah didalam sambungan las adalah daerah terimbas/pengaruh panas atau Heat Affected Zone (HAZ).

Walaupun tidak sampai mengalami pencairan, namun daerah ini telah mengalami suhu tertinggi diluar suhu pencairan, sehingga menyebabkan perubahan struktur mikro. Untuk bahan yang mengandung unsur karbon yang cukup tinggi dan pendinginan yang cukup cepat akan menghasilkan

martensit pada permukaan baja yang bersifat keras dan getas 

Pengaruh dari pengelasan.

Selama proses pengelasan, panas yang ditimbulkan dapat mengakibatkan sejumlah perubahan metalurgi pada logam sekitar las (daerah yang terkena pengaruh panas). Logam lasan (kampuh las) dan logam dasar disekitamya akan terkena pengaruh panas serta logam cair di bagian tengah lasan dan logam dasar yang jaraknya tidak terlalu jauh, sampai pada temperatur kamar. Semua logam akan memuai apabila dipanaskan dan mengkerut jika didinginkan, tetapi ini biasanya tidak memberi pengaruh yang merugikan. Namun demikian dalam kondisi tertentu, ini bisa mengakibatkan keretakan pada hasil lasan atau distorsi yang tidak diinginkan.

1. Struktur Butiran (grain structure).

Masalah utama yang berhubungan dengan pengaruh pengelasan pada   struktur   baja   adalah   “   pertumbuhan   butir   “   (grain   growth).  

Pertumbuhan butiran adalah istilah yang digunakan untuk mendefinisikan pertumbuhan aktual beberapa butiran, karena adanya penyerapan butiran yang ada di sekitarnya.

Pertumbuhan butiran dan struktur butiran kasar yang dihasilkannya bisa disebabkan oleh :

x Pendinginan yang lambat dari cair ke padat.

x Membiarkan pada temperatur yang tinggi dalam waktu yang lama.

x Memanaskan kembali logam sampai temperatur di atas temperatur kritis atas.

Pengaruh adanya pertumbuhan butiran yang terjadi adalah sebagai berikut :

x Pengurangan kekuatan tarik (tensile strength).

x Pengurangan resistansi pukul takik (impact resistance).

x Pengurangan resistansi kelelahan (fatigue resistance).

x Peningkatan kemampuan pengerasan (hardenability).

x Peningkatan resistansi gerakan lambat (creep resistance).

Pertumbuhan butiran disebabkan oleh pemanasan yang lama dan pendinginan yang lambat. Dan karena proses pengelasan yang berbeda memiliki input panas dan kecepatan pendinginan yang

berbeda, maka pengaruh pengelasan pada struktur butiran akan bervariasi, ini tergantung pada sifat dan proses pengelasan yang digunakan.

Contoh proses pengelasan yang menghasilkan struktur butiran kasar yaitu :

x Proses pengelasan dengan proses las electro slag.

x Proses pengelasan submerged arc / las busur rendam.

x Proses pengelasan Oxy-acetylene (OAW).

Masing-masing proses di atas memiliki kecepatan pendinginan yang lambat dan input panas yang cepat. Dan proses pengelasan logam secara manual dan dengan gas cenderung memberikan panas yang jauh lebih terlokalisasi dan memiliki kecepatan pendinginan yang lebih cepat. Oleh karena itu, pertumbuhan butiran yang terjadi akan beragam. Penghalusan butiran justru lebih sering terjadi dalam

pengelasan multi-pass.

Pengelasan multi-pass.

Pass pertama dalam pengelasan multi pass membentuk struktur butiran yang terbentuk dari kristal-kristal columnar yang serupa dengan struktur pengelasan single-pass. Jika pass berikutnya dibuat ketika masih dalam keadaan panas pada daerah pengelasan, maka pass kedua akan memiliki pengaruh pemanasan dan pengkristalan kembali dari pass pertama, hal ini akan mengakibatkan

penghalusan pass kedua dan selanjutnya sampai pengelasan selesai. Penguat pengelasan yang dianggap surplus, memiliki struktur butiran yang kasar, tetapi logam las yang dipakai karena

kekuatannya yang efektif tersusun dari butiran halus (lihat gambar diatas).

Penghalusan butiran yang dihasilkan dari pengelasan multi pass membuat logam las lebih kuat dan lebih keras. Akan tetapi, jika hasil pengelasan dibiarkan menjadi dingin di antara dua pass, maka

hanya permukaan yang sebelumnya dilas yang akan menjadi halus.

Read More