Penyebab terjadinya distorsi Las SMAW pada konstruksi logam dan industri bidang konstruksi ( pengelasan )

Tiga penyebab utama terjadinya distorsi (perubahan bentuk) pada konstruksi logam dan industri bidang konstruksi ( pengelasan ) adalah :

x Tegangan sisa

x Pengelasan

x Pemotongan dengan panas/api

a. Tegangan Sisa

Seluruh bahan logam yang digunakan dalam industri misalnya batangan, lembaran atau bentuk profil lainnya diproduksi atau dibentuk dengan proses-proses ini meninggalkan atau menahan tegangan di dalam bahan yang disebut tegangan sisa.  

Tidak selalu tegangan sisa ini menimbulkan permasalahan tapi apabila bahan menerima panas akibat pengelasan atau pemotongan dengan panas (api), tegangan sisa akan hilang secara tidak merata, maka akan terjadi perubahan bentuk (distorsi). Sebagai contoh profil I berikut yang dipotong dengan api.

b. Pengelasan/ Pemotongan dengan Panas.

Sewaktu mengelas atau memotong dengan menggunakan api (panas), sumber panas dihasilkan dari nyala busur atau nyala api ini akan mengakibatkan pertambahan panjang dan penyusutan secara tidak merata. Akibatnya terjadi perubahan bentuk (distorsi).

Read More

Pemanasan dan Pendinginan Benda Las Listrik

a. Pemanasan dan Pendinginan benda bebas (Tidak tertahan)

Apabila benda logam dipanaskan secara merata dan dalam keadaan bebas atau tidak tertahan maka akan menyusut kembali ke posisi semula kalau didinginkan. Sebagai contoh perubahannya dapat

diperhatikan diagram berikut :

b. Pemanasan dan pendinginan benda tertahan.

Apabila benda ditahan atau dijepit pada ragum dan dipanaskan, maka benda tidak akan dapat memuai atau bertambah panjang ( mengembang ) secara teratur ke seluruh arah, sehingga pertambahan

ke arah ragum akan tertahan, dimana dengan pertambahan temperatur akan menambah kekenyalan, bahan menjadi lunak dan mudah dibentuk.

Apabila kondisi tersebut tetap tertahan sampai benda dingin kembali, maka logam berubah bentuk dan bertambah panjang / mengembang ke arah yang tidak ada tahanan dan perubahan bentuk ini bersifat permanen.

Read More

Distorsi "Untuk memahami tentang distorsi, maka perlu dipahami hal-hal sebagai berikut"

Semua logam akan mengembang / memuai apabila mendapat panas dan menyusut bila mengalami pendinginan, kejadian tersebut merupakan sifat dari logam itu sendiri. Seorang operator las harus memiliki kemampuan bagaimana suatu proses pengelasan dapat menghasilkan bentuk sambungan sesuai rencana yang dikehendaki dengan melakukan pengendalian terhadap pemuaian dan penyusutan yang berlebihan.

Distorsi ialah perubahan bentuk atau penyimpangan bentuk yang diakibatkan oleh panas, yang diantaranya adalah akibat proses pengelasan. Pemuaian dan penyusutan benda kerja akan berakibat melengkungnya atau tertariknya bagian-bagian benda kerja sekitar pengelasan, misalnya pada saat proses las busur manual. 

Untuk memahami tentang distorsi, maka perlu dipahami hal-hal sebagai berikut:

1. Koefisien Muai Panjang

Koefisien muai panjang adalah : jumlah pertambahan panjang dari suatu logam akibat perubahan temperatur setiap 1qC.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan panjang adalah :

x Jenis logam yang dipanaskan

x Jumlah perubahan temperatur

x Perubahan panjang akan ke segala arah.

Koofisien muai panjang akan berbeda-beda dari setiap jenis logam karena perbedaan sifat masing-masing logam tersebut.

Koofisien muai panjang dari beberapa logam adalah sbb :

Sebagai contoh baja akan bertambah panjang 0,000012 mm setiap perubahan temperatur 1qC.

Contoh Perhitungan Koefisien Muai Panjang.

Sebatang baja panjang 300 mm dipanaskan sampai 1000qC, terjadi pertambahan panjang 3,6 mm ini didapat berdasarkan perhitungan sbb.

Perbandingan Koefisien muai panjang dari berbagai jenis logam Walaupun dipanaskan pada temperatur yang sama, maka pertambahan panjang dari masing-masing logam tersebut tidak akan sama dan tergantung dari jenis logam tersebut

Read More

Rekondisi Elektroda Las SMAW

Kondisi yang kurang baik dari elektroda akan berdampak terhadap proses dan hasil las, misalnya kadar air pada elektroda terlalu tinggi ( lembab ).

Hal ini akan menyebabkan keropos ( porosity ) dan/ atau keretakan pada hasil las, disamping menimbulkan masalah-masalah pada saat pengelasan, antara lain :

ƒ busur las tidak stabil

ƒ banyak percikan dan asap las

ƒ terak sulit dibersihkan

Untuk menghindari timbulnya hal-hal tersebut di atas, maka elektroda perlu selalu dijaga kondisinya sesuai dengan ketentuan masing-masing jenis elektroda.

Jika elektroda terlalu lembab, dapat dilakukan rekondisi dan dikering ulang dengan menggunakan alat pengering ( oven ) yang dapat diatur temperaturnya; dengan catatan, untuk jenis elektroda tertentu membutuhkan sedikit kelembaban agar salutannya tidak rusak.

Berikut ini adalah ketentuan umum dalam merekondisi elektroda ( biasanya rekondisi elektroda direkomendasikan oleh fabrik pembuatnya ) :

1. Elektroda Rutile :

Elektroda rutile membutuhkan sedikit kelembaban untuk menghasilkan pengelasan yang baik. Ini dilakukan pada saat proses produksi.

Pengeringan ulang untuk elektroda jenis rutile dilakukan pada temperature antara 700C sampai dengan 1700C selama r 30 menit.

2. Elektroda Cellulose :

Elektroda ini membutuhkan sedikit lebih banyak kelembaban untuk menghasilan pengelasan yang baik. Jika terlalu kering akan mempengaruhi busur las dan karakteristik pemakaian.

Oleh karena itu, maka elektroda jenis cellulose tidak disarankan untuk dikeringkan dengan oven, tapi cukup pada udara terbuka.

3. Elektroda Low Hydrogen :

Elektroda low hydrogen harus digunakan dalam keadaan kering, sehingga jika lembab maka harus dikering ulang pada temperature antara 3000C s.d. 3500C selama satu jam dan tidak boleh melebihi temperature maksimal, di mana hal ini akan mengakibatkan berubahnya sifat kimia dan akan bersifat

tetap.

4. Elektroda Serbuk Besi :

Elektroda serbuk besi harus digunakan dalam keadaan yang temperat kering, sehingga jika lembab maka harus dikering ulang pada temperature sekitar 1500C selama satu jam.

Rangkuman

1. Bagian-bagian elektroda, yaitu inti dan salutan elektroda, mempunyai fungsi masing-masing.

2. Ukuran diameter elektroda secara umum berkisar antara 1,5 sampai dengan 7 mm, panjang antara 250 – 450 mm, serta tebal salutan antara 10% - 50% dari diameter elektroda.

3. Tipe salutan elektroda ada empat, yaitu rutile, cellulose, serbuk besi, dan low hydrogen.

4. Penetapan penggunaan elektroda pada suatu pengelasan didasarkan pada jenis pekerjaan, tipe mesin las, dan karakteristik pengelasan.

5. Elektroda perlu disimpan secara baik dan benar, agar dapat bertahan lama.

6. Elektroda yang terlalu lembab, dapat dilakukan rekondisi dan dikering ulang dengan menggunakan alat pengering (oven) yang dapat diatur temperaturnya.

Read More

Penyimpanan Elektroda Las SMAW

Agar elektroda bertahan lama sebelum digunakan, maka elektroda perlu disimpan secara baik dan benar. Oleh sebab itu perlu diperhatikan hal-hal berikut dalam menyimpan elektroda :
1. Simpan elektroda pada tempat yang kering dengan kemasan yang masih tertutup rapi ( kemasan tidak rusak ).
2. Jangan disimpan langsung pada lantai. Beri alas sehingga ada jarak dari lantai
3. Yakinkan, bahwa udara dapat bersikulasi di bawah tempat penyimpanan (rak).
4. Hindarkan dari benda-benda lain yang memungkinkan terjadinya kelembaban.
5. Temperatur ruangan penyimpanan sebaiknya sekitar 150C di atas temperatur rata-rata udara luar.
6. Bila elektroda tidak dapat disimpan pada tempat yang memenuhi syarat, maka sebaiknya beri bahan pengikat kelembaban, seperti silica gel pada tempat penyimpanan tersebut.

Read More

Pemilihan Elektroda Las SMAW

Banyak hal yang dijadikan dasar dalam menentukan tipe elekroda yang akan digunakan pada suatu pengelasan. Namun secara umum penetapan penggunaan elektroda didasarkan atas hal-hal berikit ini :

1. Bentuk/jenis pekerjaan yang akan dibuat, yaitu : desain, jenis bahan, tebal bahan.

2. Tipe mesin las yang akan dipakai.

3. Karakteristik pengelasan, antara lain :

- banyaknya pengisian

- kekuatan

- kedalaman penetrasi

- kemudahan penyalaan

- level percikan

- volume terak dan kemudahan dalam membersihkannya

- emisi asap

Tabel berikut dapat mambantu dalam menentukan dan menetapkan jenis elektroda yang akan digunakan dalam pengelasan :

Read More

Tipe Salutan dan Penggunaannya Elektroda Las SMAW

1. Rutile

Rutile adalah jenis elektroda untuk penggunaan umum dan dipakai untuk menyambung, pada pekerjaan-pekerjaan struktur dan baja lembaran. Elektroda ini mudah digunakan pada berbagai posisi, penetrasi sedang dengan percikan yang sedikit dan hasil las yang rapi/ halus.

2. Cellulose

Elektroda cellulose membentuk terak yang sangat tipis yang cukup mudah dibersihkan. Untuk mengimbangi terak yang tipis, elektroda menghasilkan suatu volume gas pelindung yang besar untuk melindungi cairan logam selama proses pengelasan.

Elektroda cellulose mempunyai karakteristik busur yang kuat dan agresif serta mencair dan membeku secara cepat. Penetrasinya dalam dengan percikan yang banyak, maka elektroda ini digunakan terutama untuk pengisian akar (root) pada pengelasan pipa, pelat dan baja profil.

3. Serbuk Besi

Elektroda serbuk besi menghasilkan penetrasi yang dalam dan akan mencair dengan cepat bila arus pengelasan yang tinggi digunakan. Secara umum digunakan untuk menghasilkan penetrasi akar yang baik pada sambungan tumpul posisi di bawah tangan dan sambungan sudut posisi mendatar.

4. Low Hydrogen

Elektroda low hydrogen akan mengahasilkan pengisian dengan sifat mekanik yang sangat baik.

Elekroda jenis ini digunakan untuk mengelas baja karbon sedang, baja paduan atau untuk menghasil sambungan-sambungan yang kuat.

Untuk lebih jelasnya klasifikasi dan macam-macam jenis salutan serta penggunaan tiap - tiap elektroda tersebut dapat diuraikan pada tabel berikut ini : 

Berdasarkan American Welding Society (AWS) Specification, maka berikut ini adalah contoh klasifikasi elektroda untuk Spesifikasi A5.1 dan A5.5 :

TABEL KLASIFIKASI ELEKTRODA AWS A5.1-69

Kekuatan tarik pada kelompok E 60 setelah dilaskan 60.000 PSI atau 42,2 kg/mm2

Kekuatan tarik pada kelompok E 70 setelah dilaskan 70.000 PSI atau 49,2 kg/mm2

TABEL KLASIFIKASI ELEKTRODA AWS A5.5-69

Read More

Fungsi dan Ukuran Elektroda

1. Fungsi Elektroda

Elektroda secara umum mempunyai fungsi :

x Inti elektroda :

- Sebagai penghantar arus listrik dari tang elektroda ke busur yang terbentuk, setelah bersentuhan dengan benda kerja

- Sebagai bahan tambah.

Adapun bahan inti elektroda dibuat dari logam ferro dan non ferro

misalnya :

- Baja karbon

- Baja paduan

- Alumunium

- Kuningan, dll

x Salutan elektroda :

- Untuk memberikan gas pelindung pada logam yang dilas, melindungi kontaminasi udara pada waktu logam dalam keadaan cair.

- Membentuk lapisan terak, yang melapisi hasil pengelasan dari oksidasi udara selama proses pendinginan.

- Mencegah proses pendinginan agar tidak terlalu cepat

- Memudahkan penyalaan.

- Mengontrol stabilitas busur.

Salutan elektroda peka terhadap lembab, oleh karena itu elektroda yang telah dibuka dari bungkusnya disimpan dalam kabinet pemanas (oven) yang bersuhu kira-kira 150 C lebih tinggi dari suhu udara luar.

Apabila tidak demikian, maka kelembaban akan menyebabkan hal-hal sebagai berikut :

- Salutan mudah terkelupas, sehingga sulit untuk menyalakan

- Percikan yang berlebihan.

- Busur tidak stabil.

- Asap yang berlebihan

2. Ukuran Elektroda

Elektroda diproduksi dengan standar ukuran panjang dan diameter.

Diameter elektroda diukur pada kawat intinya. Ukuran diameter elektroda secara umum berkisar antara 1,5 sampai dengan 7 mm, panjang antara 250 – 450 mm serta dengan tebal salutan antara

10% - 50% dari diameter elektroda.

Dalam perdagangan elektroda tersedia dengan beratnya 25 kg, 20 kg, atau 5 kg; dibungkus dalam dus atau kemasan yang terbuat dari kertas dan lapisan plastik pada bagian luarnya.

Biasanya pada tiap kemasan dituliskan ukuran elektroda, yaitu : berat per kemasan/kotak dan diameter elektrodanya, disamping identitas atau keterangan lain, antara lain : merk / fabrik pembuat, kode produksi dan kode elektroda, ketentuan-ketentuan penggunaan, dll.

a. Komposisi Tambahan Bahan Kimia ( Paduan ) :

Tambahan bahan paduan pada elektroda akan ditunjukkan dengan dua digit setelah empat/lima digit terakhir kode elektroda, seperti contoh : E 8018-B2,   di   mana   “B2”   tersebut   adalah  menunjukkan   %   kandungan  bahan paduan pada elektroda tersebut.

Berikut ini adalah simbol komposisi bahan paduan yang biasa ditambahkan pada elektroda :

Contoh pembacaan kode elektroda las busur manual :

E 6013

E = elektroda.

60 = kekuatan tarik minimum = 60 x 1000 psi = 60.000 psi

1 = elektroda dapat dipakai untuk semua posisi

3 = tipe salutan adalah rutile dan arus AC atau DC. E 8018-B2 E = elektroda.

80 = kekuatan tarik minimum = 80.000 psi

1 = elektroda dapat dipakai untuk semua posisi

8 = tipe salutan adalah basic dan arus AC atau DCRP.

B2 = bahan paduan adalah 1,25 Cr, 0,5 Mo.

Read More

Perlakuan Panas pada Elektroda Las SMAW

Apabila suatu deposit las diberi perlakuan panas, maka suhu dan waktu rendam (Soaking time), yakni selama deposit las tersebut berada pada suhu yang dikehendaki untuk menghilangkan tegangan yang sangat berperan penting. Dimana batas mulur dan kuat tarik suatu bahan baja biasanya berkurang dengan naiknya suhu dan berjalannya waktu rendam. Sebagai contoh; dua buah benda las yang sama-sama dilas dengan elektroda low hydrogen dengan klasifikasi yang sama, maka WPS (Welding Prosedure System) sama dengan suhu antar panas sama pula, yaitu 300 r 25q F (150 r 14q C) akan berbeda kuat tariknya apabila yang satu diselesaikan tanpa perlakuan panas, sedangkan yang lain diberi perlakuan panas setelah usai dilas. Kuat tarik sambungan las yang diberikan perlakuan panas 1.150 r 25q F (620 r 14qC) menjadi 5.000 Psi lebih rendah dari yang tidak mendapat perlakuan panas

usai dilas, dan batas mulurnya menjadi 10.000 Psi lebih rendah dari yang tanpa perlakuan panas. Sebaliknya jika kedua-duanya mendapat perlakuan panas yang agak berbeda, kedua sambungan las tersebut akan memeiliki batas mulur dan kuat tarik yang hampir sama, misalnya yang satu diberi perlakuan panas 1.150 r 25q F dengan suhu antar panas 300 r 25q F (150 r14q C) dan waktu rendam 1 jam, dan yang lain diberi perlakuan panas 1.150 r 25q F dan suhu antar panas 200 hingga 225q F (93q C hingga 107q C) serta waktu rendam 8 hingga 10 jam.

Kandungan air pada salutan/lapisan pelindung (coating).

Elektroda dibuat dengan limit kandungan air pada salutannya yang dapat diterima tergantung dari jenis salutan dan kekuatan kawat intinya.

Elektroda low hydrogen E 7016, E 7018, E 7028, dan E 7048 sangat peka terhadap penyerapan air. Salutan organiknya dirancang untuk mengandung sangat sedikit kelembaban sehingga penyimpanannya harus sangat teliti / hati-hati.

Kandungan air maksimum yang diperbolehkan untuk jenis elektroda ini hanya 0,6%. Jika ternyata elektroda pernah diletakkan pada lokasi yang terbuka sehingga diperkirakan elektroda melebihi batas yang diperbolehkan, maka agar dapat dipergunakan kembali elektroda tersebut harus dipanaskan

kembali hingga 800q F (425q C) selama 2 jam untuk dapat menghilangkan kandungan air tersebut.

Berikut adalah daftar syarat-syarat penyimpanan dan pengeringan elektroda

Untuk pengelasan pada daerah-daerah sub tropis maupun daerah dingin, khususnya pada musim dingin, maka diperlukan pemanasan pendahuluan bagi setiap pengelasan, demikian juga isolasi untuk memperlambat pendinginan guna mencegah proses quenching (penyepuhan). Untuk pengelasan di daerah pantai yang anginnya cukup besar, maka sebelum pengelasan kampuh harus benar-benar bersih dan kering untuk mencegah proses pengaratan akibat titik-titik air garam yang terhembus angin dan mengumpul di dalam kampuh-kampuh las.

Limit komposisi kimiawi bahan elektroda :

Rangkuman

1. Pada las busur listrik manual (SMAW), elektroda yang digunakan adalah elektroda terbungkus, dimana terdiri dari batang kawat (inti) dan salutannya (flux).

2. Salutan (fluks) dari elektroda berfungsi sebagai pelindung, yang mana dapat melindungi cairan las dari pengaruh udara luar.

3. Penyimpanan, penanganan, dan perawatan elektroda sangat penting artinya karena dapat menjaga agar salutan dari elektroda tetap dalam kondisi yang baik.

4. Elektroda dibagi menjadi elektroda baja karbon, elektroda baja paduan, dan elektroda bukan besi (non ferrous). 

5. Bahan tambah yang berupa elektroda atau batang las haruslah terbuat dari logam yang sama dengan bahan induk atau yang cocok dan sesuai dengan logam dasar yang akan disambung.

6. Elektroda baja karbon jenis low hydrogen sebelum digunakan, sebaiknya dipanaskan terlebih dahulu di dalam oven elektroda pada suhu 260o C hingga 427o C selama kurang lebih 2 jam.

7. Macam-macam pengujian elektroda meliputi uji analisis kimiawi, uji mekanis, uji pukul takik, uji lengkung, dan uji las fillet.

8. Tanda/kode untuk elektroda las telah dinormalisasikan menurut standart, hal ini dimaksudkan untuk meringankan tukang las dalam memilih elektroda dan mempergunakannya.

9. Kandungan air untuk lapisan pelindung elektroda baja karbon jenis low hydrogen tidak boleh melebihi 0,6% dari berat semula.

Read More

Selubung (Fluks/Coating) Elektroda.

Batang elektroda  dibedakan berdasarkan pada tebal selubung dan tipe selubungnya.

Ketentuan -ketentuan yang diperlukan tersebut dapat dibaca pada tanda-tanda yang ada pada elektroda.

Berdasarkan ketebalan dari selubungnya orang dapat mengenal yaitu :

Selubung tipis dan selubung tebal, dimana angka pengenal untuk klasifikasi menunjukkan makin tebalnya selubung, tanda angka nya semakin besar.

Angka 1 dan 2 menunjukkan selubungnya tipis.

Angka 3 dan 4 menunjukkan selubungnya sedang.

Angka 5 sampai 10 menunjukkan selubungnya tebal.

Angka 11 dan 12 menunjukkan elektroda tersebut berkekuatan tinggi.

Dengan meningkatnya tebal selubung elektroda, maka sifat mekanis dari hasil pengelasan dan bahan lasnya akan semakin tinggi.

Disamping dari ketebalan selubung, jenis / tipe dari selubungnya juga dapat mempengaruhi kualitas kampuh / hasil lasan.

Tanda singkatan untuk tipe selubung tersebut terdiri dari empat huruf.

Dalam garis besarnya huruf ini berarti :

A = Kadar besi (Fe) tinggi.

B = Kadar mangan (Mn) sifat basanya tinggi.

C = Kadar selulose tinggi.

R = Kadar mineral rutil tinggi.

Jenis-jenis selubung yaitu antara lain :

A = Jenis selubung asam.

R = Jenis selubung rutil (tipis &sedang).

RR = Jenis selubung rutil (tebal).

AR = Jenis selubung rutil asam (tipe campuran).

C = Jenis selubung selulosa.

R (C) = Jenis selubung rutil selulosa (sedang).

RR (C) = Jenis selubung rutil selulosa (tebal).

B = Jenis selubung basa.

B (C) = Jenis selubung basa dengan bagian tak basa.

RR (B) = Jenis selubung rutil basa (tebal).

Beberapa huruf yang berbeda menunjukkan pada kode suatu jenis campuran, dimana jenis selubung tersebut dapat mempengaruhi pencairan dari bahan tambahnya.

Dan juga mudah atau tidak mudahnya mencairnya terak las tersebut tergantung pada jenis dari selubungnya.

JENIS SELUBUNG, ARUS DAN POLARITAS 
E XXX 0 >> Elektroda las selulosa natrium tinggi (DC +).
E XXX 1 >> Elektroda las selulosa kalium tinggi (AC atau DC +).
E XXX 2 >> Elektroda las natrium titania tinggi (AC atau DC ).
E XXX 3 >> Elektroda las kalium titania tinggi (AC atau DC r).
E XXX 4 >> Elektroda las titania, serbuk besi (AC atau DC r).
E XXX 5 >> Elektroda las natrium hidrogen rendah (DC +).
E XXX 6 >> Elektroda las kalium hidrogen rendah (AC atau DC +).
E XXX 7 >> Elektroda las serbuk besi,oksida besi (AC atau DC r).
E XXX 8 >> Elektroda las serbuk besi, hidrogen rendah (AC atau DC+).

Read More