Sambungan Las

SAMBUNGAN LAS

Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara memanaskan sampai suhu lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi.

Sistim  sambungan  las  ini  termasuk  jenis  sambungan  tetap dimana sambungan ini tidak dapat dilepas kecuali dengan merusaknya.

Kelebihan sambungan las :

1.      Stuktur sambungan las biasanya lebih ringan dari pada struktur sambungan keeling.

2.      Sambungan las memberikan efisiensi maksimum (mungkin 100%) yang tidak mungkin ada pada sambungan keeling

3.      perubahan dan penambahan dapat dengan mudah dibuat dalam struktur yang ada.

4.      Struktur sambungan las  halus dalam penampilan sehingga penampilan lebih menarik.

5.      Sambungan las memiliki kekuatan yang besar.

6.      Pengelasan memberikan sendi sangat kaku.

Kekurangan sambungan las :

1.      Karena ada pemanasan merata dan pendinginan selama fabrikasi, sehingga sambungan  bisa mendapatkan terdistorsi atau tekanan tambahan yang  mungkin berkembang.

2.      Membutuhkan tenaga kerja terampil dan pengawasan.

3.      Karena tidak ada ketentuan disimpan untuk ekspansi dan kontraksi dalam frame, sehingga ada kemungkinan retak berkembang di dalamnya.

4.      Pemeriksaan pekerjaan pengelasan lebih sulit daripada pengerjaan keling.

Penggunaan Pengelasan

Proses pengelasan secara komersial banyak digunakan dalam operasi sebagai berikut :

-          konstruksi (misalnya, bangunan dan jembatan),

-          pemipaan, tabung bertekanan, boiler, dan tangki penyimpanan,

-          bangunan kapal,

-          pesawat terbang dan pesawat luar angkasa,

-          automotif dan rel kereta.

Proses las :

Proses las dapat secara luas diklasifikasikan menjadi dua kelompok berikut :

1.       Proses pengelasan yang menggunakan panas sendiri (fusion welding / pengelasan lebur ).

2.       Proses pengelasan dengan menggunakan kombinasi dari panas dan tekanan (forge welding / pengelasan padat)

Disamping itu pengelasan dapat dilakukan :

-          tanpa logam pengisi, dan

-          dengan logam pengisi.

Pengelasan lebur

Proses pengelasan lebur menggunakan panas untuk mencairkan logam induk, beberapa operasi menggunakan logam pengisi dan yang lain tanpa logam pengisi.

Ciri-ciri Penyambungan Pengelasan Lebur

Pada umumnya sambungan las diawali dengan meleburnya di daerah sekitar pengelasan. Seperti ditunjukkan dalam gambar 12.8.a, sambungan las yang di dalamnya telah ditambahkan logam pengisi terdiri dari beberapa daerah (zone) :

(1)   daerah lebur (fusion zone),

(2)   daerah antarmuka las (weld interface zone),

(3)   daerah pengaruh panas (heat effective zone, HAZ),

(4)   daerah logam dasar tanpa pengaruh panas (uneffective base metal zone).           

Daerah lebur; terdiri dari campuran antara logam pengisi dengan logam dasar yang telah melebur secara keseluruhan. Daerah ini memiliki derajat homogenitas yang paling tinggi diantara daerah-daerah lainnya.  Struktur yang dihasilkan pada daerah ini berbentuk butir kolumnar yang kasar seperti ditunjukkan dalam gambar 12.8.

Gambar 12.8  Penampang melintang penyambungan pengelasan lebur

Daerah antarmuka las; merupakan daerah sempit berbentuk pita (band) yang memisahkan antara daerah lebur dengan Haz . Daerah ini terdiri dari logam dasar yang melebur secara keseluruhan atau sebagian, yang segera menjadi padat kembali sebelum terjadi proses pencampuran.

Haz; logam pada daerah ini mendapat pengaruh panas dengan suhu di bawah titik lebur, tetapi cukup tinggi untuk merubah mikrostruktur logam padat. Komposisi kimia pada haz sama dengan logam dasar, tetapi akibat panas yang dialami telah merubah mikrostrukturnya, sehingga sifat mekaniknya mengalami perubahan pula dan pada umumnya merupakan pengaruh yang negatif karena pada daerah ini sering terjadi kerusakan.

Daerah logam dasar tanpa pengaruh panas; daerah ini tidak menagalami perubahan metalurgi, tetapi karena dikelilingi oleh Haz maka daerah ini memiliki tegangan sisa yang besar akibat adanya penyusutan dalam daerah lebur, sehingga mengurangi kekuatannya. Untuk menghilangkan tegangan sisa tersebut biasa dilakukan perlakuan panas (heat treatment) yaitu memanaskan kembali daerah las-an  tersebut hingga temperatur tertentu, kemudian temperatur dipertahankan dalam beberapa waktu tertentu, selanjutnya didinginkan secara perlahan.

Pengelasan lebur dapat dikelompokkan sebagai berikut :

-          Pengelasan busur (arc welding, AW); dalam proses pengelasan ini penyambungan dilakukan dengan memanaskan logam pengisi dan bagian sambungan dari logam induk sampai mencair dengan memakai sumber panas busur listrik, seperti ditunjukkan dalam gambar 12.1. Beberapa operasi pengelasan ini juga menggunakan tekanan selama proses;

 

-          Pengelasan resistansi listrik (resistance welding, RW); dalam proses pengelasan ini permukaan lembaran logam yang disambung ditekan satu sama lain dan arus yang cukup besar dialirkan melalui sambungan tersebut. Pada saat arus mengalir dalam logam, panas tertinggi timbul di daerah yang memiliki resistansi listrik terbesar, yaitu pada permukaan kontak kedua logam (fayng surfaces);

-          Pengelasan gas (oxyfuel gas welding, OFW); dalam pengelasan ini sumber panas diperoleh dari hasil pembakaran gas dengan oksigen sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Gas yang lazim digunakan adalah gas alam, asetilen, dan hidrogen. Dari ketiga gas ini yang paling sering dipakai adalah gas asetilen, sehingga las gas diartikan sebagai las oksi-asetilen.

-          Proses pengelasan lebur yang lain; terdapat beberapa jenis pengelasan lebur yang lain, untuk menghasilkan peleburan logam yang disambung, seperti misalnya :       -           pengelasan berkas elektron (electron beam welding), dan

            -     pengelasan berkas laser (laser beam welding).

Pengelasan padat

Dalam pengelasan padat proses penyambungan logam dihasilkan dengan :

-          tekanan tanpa memberikan panas dari luar, atau

-          tekanan dan memberikan panas dari luar.

Bila digunakan panas, maka temperatur dalam proses di bawah titik lebur logam yang dilas, sehingga logam tersebut tidak mengalami peleburan dan tetap dalam keadaan padat. Dalam pengelasan ini tidak digunakan logam pengisi. Pengelasan padat dapat dikelompokkan sebagai berikut :

-          Pengelasan difusi (diffusion welding, DFW); dua pemukaan logam yang akan disambung disatukan, kemudian dipanaskan dengan temperatur mendekati titik lebur logam sehingga permukaan yang akan disambung menjadi plastis dan dengan memberi tekanan tertentu maka terbentuk sambungan logam;

-          Pengelasan gesek (friction welding, FW); penyambungan terjadi akibat panas yang ditimbulkan oleh gesekan antara dua bagian logam yang disambung. Ke dua bagian logam yang akan disambung disatukan dibawah pengaruh tekanan aksial, kemudian salah satu diputar sehingga pada permukaan kontak akan timbul panas (mendekati titik cair logam), maka setelah putaran dihentikan akan terbentuk sambungan logam. 

-          Pengelasan ultrasonik (ultrasonic welding, UW); dilakukan dengan menggunakan tekanan tertentu antara dua bagian logam yang akan disambung, kemudian diberi getaran osilasi dengan frekuensi ultrasonik dalam arah yang sejajar dengan permukaan kontak. Gaya getar tersebut akan melepas lapisan tipis permukaan kontak sehingga dihasilkan ikatan atomik antara ke dua permukaan tersebut.

Macam – Macam pengelasan :

1.      Pengelasan tekan : pengelasan tanpa bahan tambah.

2.      Pengelasan cair : sambungan dengan bahan tambah.

Las Cair

Ada dua tipe :

1.      Sambungan tumpang  ( lap joint )

Pada sambungan ini bagian bagian yang akan disambung saling di tumpangkan.

Lap joint or fillet joint diperoleh dengan tumpang tindih plat dan kemudian pengelasan tepi plate.
penampang dari fillet adalah sekitar segitiga. Ada beberapa macam :

(a)            Single transverse fillet

(b)            Double  transverse fillet

(c)             Parallel fillet joint

Lap joint tipe Single transverse fillet memiliki kelemahan bahwa tepi piring yang tidak dilas dapat goyah atau warp keluar dari bentuk.

2.      Sambungan temu (butt joint)

Pada sambungan ini bagian bagian yang akan disambung ujung ujungnya ditemukan.

dalam sambungan temu, tepi lempeng tidak memerlukan kemiringan  jika ketebalan plat  kurang  5 mm. di sisi lain, jika ketebalan plat adalah 5 mm sampai 12,5 mm, ujung-ujungnya harus miring ke V atau U-groove kedua sisi.

Jenis jenis sambungan temu dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

 pertimbangan utama yang terlibat dalam pemilihan jenis pengelasan adalah :

1.      Bentuk komponen yang perlu di las

2.      Ketebalan pelat yang akan dilas.

3.      Arah yang diterapkan.

 Symbol Dasar Sambungan Las

Kekeuatann Sambungan Las

(a)   Double transverse fillet weld b) Single transverse fillet weld

Keterrangan :

            t                       =  tebal plat

                                    = kaki las

            l                       = panjang las

            Tebal las         =  t sin 45º = 0,707 .t

            A                     = luas penampang las

                                    = t . l = 0,707 .t. l

Untuk single transverse

P          =  0,707 .s.l. σ_t

Untuk double trasnsverse

P          =  2 . 0,707 .s.l. σ_t  = 1,414 .s.l. σ_t 

Kekuatan Sambungan Las Parallel

(a)double parallel filled weld            (b)combination of transverse and parallel fillet weld

Untuk double trasnsverse

P          =  2 . 0,707 .s.l. ԏ  = 1,414 .s.l.

Untuk Kombinasi Parallel dan Transverse

P          = =  0,707 .s.l₁. σ_t + 1,414 .s.l₂.

Kekuatan Sambungan Temu

(a)   Single V-butt Joint                (b) double V-butt Joint

Untuk Single V

P          = t . l . σ_t

Untuk Double V

P          = (t₁-+t₂₎ . l . σ_t

t₁             = tebal las bagian atas

 t₂            = tebal las bagian bawah