7

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Baja

2.1.1 Pengertian Baja

Baja dapat didefinisikan sebagai suatu campuran dari besi dan karbon,

dimana unsur karbon (C) menjadi dasar campurannya. Disamping itu, baja juga

mengandung unsur lain seperti sulfur(S), fosfor(P), silikon (Si) dan magnesium

(Mg) yang jumlahnya dibatasi. Menurut eunorom, baja adalah sebuah paduan

dari besi karbon dan unsur-unsur lain, dimana kadar karbonnya jarang melebihi

2% (Tanjung, F.A., Jufri, M., & Saifullah, 2018)

2.1.2 Definisi Baja Karbon

Baja karbon adalah paduan antara besi (Fe) dan karbon (C) dengan kadar

karbon mencapai 2%. Di samping kedua unsur itu di dalam baja terdapat pula

unsur-unsur dalam jumlah kecil, seperti Mangan (Mn), Silicon (Si), Fosfor (P),

Belerang (S). Sifat baja karbon sangat tergantung pada kadar karbon itu sendiri,

karena itu baja ini dikelompokkan berdasarkan kadar karbonnya. Baja karbon

rendah, yaitu baja dengan kadar karbon kurang dari 0,30%, baja karbon sedang

mengandung karbon 0,30% – 0,45%. Sedangkan baja karbon tinggi mengandung

karbon 0,45% - 2,00%. Apabila kadar karbon tinggi, maka kekuatan dan

kekerasannya semakin tinggi. (Rajagukguk & winata, 2013)

Pada umumnya baja karbon dapat dilas dengan seluruh proses

pengelasan, baik pengelasan busur listrik, gas, tahan listrik atau jenis

8

pengelasan lain. Akan tetapi kualitas berbeda, maka setiap pengelasan hanya

cocok di terapkan untuk tujuan-tujuan tertentu misalnya untuk mengelas pelat

yang relatif tebal, proses pengelasan SAW lebih efisien dibandingkan dengan

pengelasan gas.

Berdasarkan klasifikasi baja karbon, baja yang mempunyai sifat weld

ability yang baik adalah baja karbon rendah. Dari dua faktor itu harden ability dan

kepekaan terhadap retak. Baja karbon rendah yang dilas dengan elektroda yang

terbuat dari baja karbon rendah juga, maka harga kekerasan yang dihasilkan relatif

rendah pula sehingga kepekaan retak relatif lebih rendah juga. Baja karbon paduan

antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn, P, S, dan Cu sifat karbon sangat

tergantung pada karbon yang dikandung dalam baja tersebut. Baja karbon dapat

diklasifikasikan berdasarkan kadar karbon, keuletannya dan kekerasannya baja

karbon terdiri dari tiga macam yaitu :

1. Baja karbon rendah (0,08%% - 0,30%)

Baja karbon rendah juga disebut baja lunak, biasanya digunakan untuk

konstruksi umum seperti pembuatan mur, baut, ulir sekrup, peralatan senjata,

alat pengangkat presisi, batang tarik dan perkakas silinder. Baja ini mudah dilas

dengan proses pengelasan yang ada dan hasil sambungannya berkualitas tinggi.

Baja karbon rendah mempunyai kepekaan retak las yang rendah bila

dibandingkan dengan baja karbon lain atau dengan baja karbon paduan.

2. Baja karbon sedang (0,030% - 0,050%)

Baja ini dapat dilas dengan berbagai flusi, teknik dan bahan yang

digunakan di tuntun oleh karakteristik metalurgi pada logam dasarnya. Baja

karbon sedang dapat digunakan untuk sejumlah peralatan mesin seperti roda

9

gigi otomotif, proses penghubungan, poros engkol, sekrup sungkup dan alat

angkat presisi.

3. Baja karbon tinggi (0,50% - 0,80%)

Baja karbon tinggi dibuat dengan cara di giling panas. Pembentukan

baja dilakukan dengan cara menggerinda permukaanya, misalnya batang bor

dan batang datar. Apabila baja ini digunakan untuk bahan produksi maka harus

dikerjakan dalam keadaan panas dan digunakan untuk peralatan mesin-mesin

berat, batang pengontrol, alat-alat tangan seperti palu, obeng tang kunci mur,

baja pelat, pegas kumparan dan sejumlah alat permainan. Proses pengelasan

yang dapat dimanfaatkan untuk baja karbon tinggi adalah gas, busur terlingung

, busur rendam, rermit, tahanan dan tekanan gas. (Tanjung, F.A., Jufri, M., &

Saifullah, 2018)

2.1.3 Baja Karbon Rendah ASTM A36

Baja ASTM A36, yang juga dikenal sebagai SS400 JIS 3101, di ASME Kode

Bagian II-A spesifikasi JIS dari pelat baja untuk konstruksi umum termasuk dalam

kategori SA-36. Di JIS (Standar Industri Jepang) “SS” singkatan dari baja struktural

(structural steel) dan e400 yang mirip dengan AISI 1018. Pelat kapal mild steel A-36

adalah salah satu baja canai panas struktural yang paling umum digunakan. Tipikal

material baja karbon khas, harganya relatif murah, sangat bagus di las dan di machining

dan material baja SS400 dapat mengalami berbagai perlakuan panas. Baja A36 pelat

umumnya disebut dengan pelat mild steel (MS). Untuk pelat ukuran 5 x 20 kaki (feet)

sering juga disebut dengan pelat kapal, karena banyak digunakan untuk industri

perkapalan. Baja A36 memiliki unsur-unsur C 0,25% - 0,290%, Cu 0,20%, Fe 98%, Mn

10

1,03%, P 0,04%, Si 0,28%, S 0,050%, dan juga memiliki titik leleh pada suhu 1430 C°

(Tanjung, F.A., Jufri, M., & Saifullah, 2018)

2.2 Pengelasan

Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam konstruksi sangat luas,

meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran,

kendaraan rel dan sebagainya.

Di samping untuk pembuatan, proses las juga dapat digunakan untuk

reparasi misalnya untuk mengisi lubang-lubang pada coran, membuat lapisan

keras pada perkakas, mempertebal bagian-bagian yang sudah aus dan macam-

macam reparasi lainnya. Pengelasan bukan tujuan utama dari konstruksi, tetapi

hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik.

Karena itu rancangan las dan cara las harus betul-betul memperhatikan kesesuaian

antara sifat-sifat las dengan kegunaan konstruksi serta keadaan di sekitarnya.

Prosedur pengelasan kelihatannya sangat sederhana tetapi sebenarnya di

dalamnya banyak masalah-masalah yang harus diatasi di mana pemecahannya

memerlukan bermacam-macam pengetahuan. Karena itu, di dalam pengelasan,

pengetahuan harus turut serta mendampingi praktik. Secara lebih terperinci harus

dikatakan bahwa dalam perancangan konstruksi bangunan dan mesin dengan

sambungan las, harus direncanakan pula tentang cara pengelasan, cara

pemeriksaan, bahan las dan jenis yang akan dipergunakan, berdasarkan fungsi dari

bagian-bagian bangunan atau mesin yang dirancang.

Berdasarkan definisi dari Deutche Industrie Normen (DIN) las adalah

ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan

dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut

11

bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan

menggunakan energi panas (Wiryosumarto dan Okumura, 1979).

Pada saat ini ada beberapa jenis pengelasan yang sering digunakan pada

dunia konstruksi dan industri misalnya proses las SMAW, GMAW, GTAW,

SAW, dan las gesek.

2.2.1 Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding)

Pengelasan SMAW atau pengelasan busur listrik elektroda terbungkus

adalah proses pengelasan yang menggunakan panas untuk mencairkan material

dasar atau logam induk dan elektroda (bahan pengisi). Panas dihasilkan oleh

lompatan ion listrik yang terjadi antara katoda dan anoda (ujung elektroda dan

permukaan material yang akan dilas). (Sonawan & Suratman, 2004)

Panas yang dihasilkan dari lompatan ion listrik ini besarnya dapat

mencapai 4500◦C. Sumber tegangan yang digunakan pada pengelasan SMAW ini

ada dua macam yaitu, AC (arus bolak balik) dan DC (arus searah). (Wiryosumarto

& Okumura, 2008)

Proses terjadinya pengelasan ini karena adanya kontak antara ujung

elektroda dan material dasar sehingga terjadi hubungan arus pendek, saat terjadi

hubungan arus pendek tersebut welder harus menarik elektroda sehingga

terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion yang menghasilkan panas.

(Wiryosumarto & Okumura, 2008)

Panas tersebut akan mencairkan elektroda dan material dasar, sehingga

cairan elektroda dan cairan material dasar akan menyatu membentuk logam las

(weld metal). Untuk menghasilkan busur yang baik dan konstan welder harus

12

menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material dasar. Adapun jarak yang

paling baik adalah sama dengan 1,5 x diameter elektroda yang digunakan.

Gambar 2. 1 Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding)

Sumber: Sonawan & Suratman (2004)

2.3 Elektroda

(Syaripudin, Saputro, & Ahsan, 2011) menyatakan bahwa pengelasan

dengan menggunakan las busur listrik memerlukan kawat las (elektroda) yang

terdiri dari suatu inti terbuat dari suatu logam dilapisi oleh lapisan yang terbuat

dari campuran zat kimia, selain berfungsi sebagai pembangkit, elektroda juga

sebagai bahan tambah.

Elektroda terdiri dari jua jenis bagian yang bersalut (fluks) dan tidak

bersalut merupakan pangkal. Fungsi fluks atau lapisan elektroda dalam las adalah

untuk melindungi logam cair dari lingkungan udara menghasilkan gas pelindung,

menstabilkan busur, sumber unsur paduan. Pada dasarnya bila ditinjau dari logam

yang di las, kawat elektroda dibedakan menjadi elektroda untuk baja lunak, baja

karbon tinggi, baja paduan, besi tuang, dan logam non ferrous. Bahan elektroda

harus mempunyai kesamaan sifat dengan logam. Pemilihan elektroda pada

pengelasan baja karbon sedang dan baja karbon tinggi harus benar-benar

13

diperhatikan apabila kekuatan las diharuskan sama dengan kekuatan material.

(Wiryosumarto, 2000)

Penggolongan elektroda diatur berdasarkan standar sistem AWS

(American Welding Society) dan ASTM (American Society Testing Welding).

Sebagai contoh elektroda jenis E7016 dapat dipakai dalam semua posisi

pengelasan dengan arus las AC maupun DC. Menurut Daryanto (2013), elektroda

dengan kode E7016 untuk setiap huruf dan setiap angka mempunyai arti masing-

masing yaitu :

E = Elektroda untuk las busur listrik

70 = Menyatakan nilai tegangan tarik maksimum hasil pengelasan dikalikan

dengan 1000 Psi

1 = Menyatakan posisi pengelasan, 1 berarti dapat digunakan untuk pengelasan

semua posisi

6 = Elektroda dengan penembusan dangkal bahan dari selaput serbuk besi

hidrogen rendah

Gambar 2.2 Elektroda pengelasan SMAW

Sumber: Dionisius (2015)

14

2.4 Arus Pengelasan

Arus pengelasan adalah besarnya aliran arus listrik yang keluar dari mesin

las. Besar kecilnya arus pengelasan dapat diatur dengan alat yang ada pada mesin

las. Arus pengelasan harus disesuaikan dengan jenis bahan dan diameter elektroda

yang digunakan dalam pengelasan. Penggunaan arus yang terlalu kecil akan

mengakibatkan penembusan atau penetrasi las yang rendah, sedangkan arus yang

terlalu besar akan mengakibatkan terbentuknya manik las yang terlalu besar dan

deformasi dalam pengelasan. (Syaripudin et al., 2011). Spesifikasi besar arus

listrik menurut tipe elektroda dapat dilihat pada tabel 2.1

Tabel 2. 1 Spesifikasi Besar Arus Menurut Tipe Elektroda

Diameter

Elekroda(mm)

Tipe elektroda dan besarnya arus (Ampere)

E6010 E6013 E6014 E7016 E7018 E7024 E7028

2,0 - 30-80 80-110 - 70-100 - -

2,6 - 70-110 110-160 65-100 110-160 - -

3,2 80-120 80-140 120-170 100-150 120-170 140-190 140-190

4 120-160 120-190 150-220 140-200 150-220 180-250 180-250

5,0 150-200 200-275 200-275 180-255 200-275 230-305 230-305

6,3 - 330-415 335-430 - 335-430 300-420 335-430

8 - - 375-475 375-475 375-475 - -

Sumber: Putri, 2010.

2.5 Terminologi Hasil Lasan

Gambar 2. 3 Pengelasan satu lintasan

15

Sumber: Sonawan & Suratman (2003:16)

Sonawan & Suratman (2003:16-18) menjelaskan ada beberapa istilah yang

sering dijumpai pada pengelasan logam, yaitu :

1. Dilusi

Merupakan perbandingan antara logam induk yang mencair dan logam

las, dilusi ini dapat diperoleh dengan membandingkan luas penampang

logam induk yang mencair dan luas penampang logam.

2. Elektroda

Kutub listrik, terbagi dua yaitu anoda bermuatan positif dan katoda

yang bermuatan negatif, istiliha ini biasanya ada dalam pengelasan yang

melibatkan listrik, misalnya dalam SMAW. Dalam SMAW, elektroda

yang berperan sebagai kawat las yang menyuplai logam las.

3. HAZ

Merupakan kepanjangan dari Heat Affected Zone yang memiliki arti

daerah terpengaruh panas dan mengalami perubahan struktur mikro dan

terletak pada logam induk dikiri-kanan logam las.

4. Kampuh las

Bagian dari logam induk yang nantinya akan diisi oleh deposit las atau

logam (weld metal). Kampuh las, awalnya adalah berupa kubangan las

(weld pool) kemudian diisi dengan logam las.

5. Lebihan logam las atau plat (Face reinforcement)

Kelebihan dari logam las dibagian atas pelat yang diukur dari

permukaan atas pelat.

16

6. Logam induk (BaseMetal)

Logam yang dilas

7. Logam las (Weld Metal)

Campuran dari logam induk dan logam tambahan yang mencair

nantinya membeku.

8. Logam pengisi

Logam yang ditambahkan dari luar untuk mengisi kampuh, dalam

proses SMAW, logam pengisi juga berfungsi sebagai elektroda.

9. Mekanik las

Bagian dari logam las yang dilihat dari atas pelat.

10. Penetrasi

Kedalaman penembusan logam las dalam logam induk

11. Polaritas balik

Istilah pengkutuban listrik pada pengelasan busur listrik dimana kutub

positif dihubungkan dengan elektroda dan kutub negatif dihubungkan

ke logam induk.

12. Polaritas lurus

Istilah pengkutuban listrik pada pengelasan busur listrik yang

merupakan kebalikan dari polaritas balik dimana kutub negatif

dihubungkan ke elektroda dan kutub positif dihubungkan ke logam

induk.

13. Sambungan las

Bagian dari logam induk yang akan disambung. Pada bagian ini

nantinya terjadi pencairan logam induk.

17

2.6 Korosi

Korosi dapat didefinisikan sebagai proses terjadinya destruktif pada

material akibat interaksi dengan lingkungan sekitarnya. Dengan adanya interaksi

ini menyebabkan reaksi korosi dan salah satu reaksi yang terjadi adalah reaksi

kimia. Banyak faktor yag mempengaruhi dalam terjadinya reaksi kimia dan

berakibat korosi pada logam, antara lain: larutan elektrolit dan kontak antara

logam yang tidak sama (Trethewey,1991)

Beberapa persamaan ditulikan oleh Trethewey untuk proses reaksi korosi

logam, yaitu :

Pelarutan besi (Fe) menjadi ion Fe2+

Fe Fe2+ + 2e- (2,1)

Pada lingkungan (larutan) netral

2H+ + 1/2O2 + 2e- H2O (2.2)

Pada lingkungan (larutan) asam

2H+ + 2e- H2 (2.3)

Dengan demikian dapat dlihat bahwa korosi dapat disebabkan oleh

beberapa faktor, yaitu :

1. Adanya lingkungan sekitar yang bersifat korosif (elektrolit)

2. Adanya perbedaan logam yang berbeda jenis.

Proses korosi dibagi dua macam, yaitu :

1. Korosi Proses kimia

Korosi yang terjadi secara langsung, yaitu dengan tanpa adanya hambatan

arus listrik pada logam tersebut. Sebagai contoh jenis karat proes kimia adalah

18

baja dalam udara terbukaa dan karaat asam. Kerussakan lainnya pada logam bisa

disebabkan oleh pencemaran zat kimia. Proses korosi yang terjadi lebih menyebar

secara merata.

2. Korosi Elektrokimia

Pada permukaan logam terbentuk daerah-daerah anoda dan katoda. Karena

pada potensial anoda derajatnya lebih tinggi dibandingkan potensial katoda, maka

terjadi arus listrik di antara kedua eletroda tersebut, elektron-elektron berpindah

dari anoda menuju katoda, sehingga anoda terlarut dan katoda mendapat

perlindungan yang menyebabkan karat di daerah anoda (Das, 2012)

Peristiwa korosi terjadi akibat adanya reaksi kimia dan elektrokimia.

Namun, terjadinya peristiwa korosi terdapat elemen-elemen utama agar reaksi

tersebut dapat berlangsung antara lain:

1. Material

Peristiwa korosi pada material akan bersifat sebagai anoda. Anoda adalah

suatu bagian dari reaksi yang akan mengalami oksidasi. Oksidasi adalah

terlepasnya elekktron-elektron dari suatu atom dan senyawa logam tersebut, ion

berubah menjadi ion-ion bebas.

2. Lingkungan

Peristiwa korosi pada suatu lingkungan akan bersifat sebagai katoda.

Katoda adalah suatu bagian yang akan mengalami reduksi. Akibat reaksi reduksi,

lingkungan yang bersifat katoda akan membutuhkan elektron—elektron yang

akan diambil dari anoda. Beberapa lingkungan yang dapat bersifat katoda adalah

lingkungan air, atmosfer, gas dan lai-lain.

19

1.6.1 Macam-Macam Korosi

1. Korosi Merata (Uniform Corrosion)

Korosi yang sering terjadi secara umum adalah korosi merata pada logam.

Secara teknik korosi demikian ini tidak berbahaya karena pengurangan tebal

akibat korosi dapat ditentukan dan diperkirakan laju korosinya. Sehingga secara

umum komponennya dapat diperkirakan dengan diketahuinya laju korosi tersebut.

Gambar 2. 4 Skema Korosi Merata

Sumber: Jones (1992)

2. Korosi Celah

Korosi celah adalah korosi yang terjadi secara lokal yang disebabkan

karena adanya celah yang berbentuk dari dua permukaan dimana paling tidak satu

permukaan adalah logam atau dua – duanya logam.

Korosi celah mempunyai dua tahap, yaitu pertama korosi terjadi secara

merata dan mekanismenya sesuai dengan proses korosi umumnya. Kedua, korosi

berpusat pada celah yang melibatkan unsure CI sebagai katalis. CI disisni sebagai

katalisator proses korosi yang pada akhirnya akan mengarah ke pembentukan

oksidasi logam.

Mekanisme korosi celah dapat diuraikan sebagai berikut. Pada tahap

pertama terjadi korosi merata, karena kadar O2 di dalam dan di luar celah sama.

Sehingga laju korosinya sama antara bagian luar dan bagian dalam celah.

20

Reaksi anoda : Fe Fe2+ + 2e-..........(2.4)

Reaksi katoda : O2 + 2H2O + 4e 4OH+ .............(2.5)

KR. Trethewey.J.Chamberlain.KOROSI, hal 66-69

Pada tahap kedua mulai terjadi korosi setempat, yaitu dalam celah.Hal ini

terjadi karena kandungan O₂ yang masuk dalam celahs angat minim bahkan tidak

ada. Maka hal ini akan berpengaruh pada korosi selanjutnya. Walaupun terjadinya

pelarutan logam pada anoda, tapi tidak terjadi reduksi oksigen dalam celah.

Akibatnya dalam celah kelebihan muatan positif. Untuk itu akan diimbangi oleh

perpindahan Cl dari luar celah. Dengan demikian reaksi pada anoda berjalan terus.

Gambar 2. 5 Skema Korosi Celah

Sumber: Jones (1992)

3. Korosi Erosi

Korosi erosi adalah suatu proses korosi yang dipercepat oleh kecepatan

aliran dari fluida dan adanya abrasi fluida yang mengandung partikel padatan.

Ada dua macam korosi erosi, yaitu :

a. Impingement corrosion

Adalah korosi akibat aliran yang sangat keras dapat menyebabkan

rusaknya lapisan pelindung korosi dimana dengan adanya aliran yang

tetap, maka permukaan logam seperti terkikis dan terbentuklah korosi

setempat.

21

b. Wire drawing

Adalah korosi yang terbentuk garis seperti kawat yang kebanyakan

didapat pada aliran – aliran uap, dimana aliran uap basah mempunyai

kecepatan hingga diatas 60 m/s, akan merusak permukaan logam.

Biasanya terjadi pada pipa – pipa setelah adanya steam traps atau setelah

melewati katup. Impingement corrosion disebabkan oleh adanya aliran

fluida yang deras yang mengandung kerak dan pelarutan beberapa logam.

Wire drawing disebabkan adanya aliran fluida dan jumlah kontaminasi

udara atau zat padat dalam larutan dan faktor– faktor yang mempengaruhi

kecepatan pembentukan lapisan pelindung korosi.

Gambar 2. 6 Skema Korosi Erosi

Sumber: Jones (1992)

4. Korosi Tegangan

Korosi tegangan adalah suatu keretakan atau patahan material sebelum

tercapainya tegangan optimum oleh adanya interaksi peristiwa korosi dan tensaile

stress pada permukaan, baik itu applied maupun residual stress. Korosi tegangan

ini merupakan kombinasi antara kondisi mekanis dan peristiwakimia yang

mempengaruhi stress corrosion. Tegangan yang tinggi dari suatu tempat dan

keadaan lingkungan yang korosif. Reaksi korosi dan adanya konsentrasi tegangan

akan mempercepat yield point dari logam tersebut tidak berada dalam lingkungan

korosif.

22

5. Korosi Sumuran

Korosi sumuran adalah suatu proses korosi yang terjadi secara lokal.

dimana proses korosi tersebut terbatas pada suatu lokasi dan berusaha menembus

ke dalam tersebut. Bentuk korosi adalah lubang yang berdiameter kecil atau besar.

Tetapi pada umumnya diameter lubang relatif kecil, sehingga kelihatan

permukaan yang besar, karena banyaknya lubang – lubang yang terjadi.

Gambar 2. 7 Skema Korosi Sumuran

Sumber: Jones (1992)

Korosi sumuran sangat membahayakan dan sulit dilihat. Korosi ini

menyebabkan peralatan rusak, sebab lubang yang dibentuk hanya mengurangi

beberapa persen berat dari logam. Untuk mendeteksi korosi ini sangat sulit ukuran

diameter lubang sangat kecil, juga biasanya lubang oleh produk korosi.

Sebagai catatan perlu diketahui bahwa jenis korosi ini sering terjadi dan

teori klasik menerangkan bahwa penyebab utama adalah ion – ion klorida. Teori

ini banyak mengandung kebenaran, sebab adanya garam klorida akan

mempengaruhi suatu autokatalistik. Dengan air garam korosi akan terhidrolasi dan

menghasilkan ion – ion klorida kembali. Secara prinsip korosi ini dapat ditulis

sebagai berikut:

M M2+ + 2e (2.6)

M2+ + 2Cl MCl2 (2.7)

MCl2 + 2H2O M(OH)2 + 2H+ + 2Cl (2.8)

2H+ + 2e H2 (2.9)

Moeharto,ITS, Teknik Korosi

23

Diketahui bahwa apabila lapisan pelindung korosi tersebut pecah atau

rusak maka dapat menimbulkan korosi lokal. Banyak diperoleh keterangan bahwa

dengan adanya oksigen O2 akan mempercepat terjadi proses korosi sumuran.

Suatu anoda akan membentuk pada lapisan film pelindung korosi dan lapisan

pelindung yang tidak akan bertindak sebagai katoda.

6. Korosi Selektif

Diketahui selektif adalah hilangnya suatu elemen pada paduan padat akibat

proses korosi. Hal ini terjadi seperti hilangnya atau berkurangnya Zn pada paduan

brass. Suatu keadaan bisa terjadi seperti hilangnya unsur – unsur Al, Fe, Cr, Co

dan unsur – unsur lain dari paduan. Hal ini diatas bisa mengakibatkan kekuatan

mekanik paduan berubah. Biasanya korosi ini terjadi dalam larutan elektrolit air.

Gambar 2. 8 Skema Korosi Selektif

Sumber: Jones (1992)

7. Korosi Antar Butir

Korosi antar butir adalah suatu bentuk korosi yang sangat selektif terjadi

pada batas butir logam atau logam alloy. Pada umumnya korosi ini terjadi pada

austenit stainless steel. Penyebab terjadinya korosi antar butir adalah

berkurangnya kadar khrom pada sekitar batas butir. Pada hal khrom merupakan

lapisan film pelindung logam dari seragam korosi.

24

Gambar 2. 9 Skema Korosi Antar Butir

Sumber: Jones (1992)

8. Korosi Antar Baris

Korosi dua logam terjadi karena adanya dua logam berbeda jenis saling

berhubungan dua berada dalam suatu elektrolit. Hal tersebut akan menyebabkan

perpindahan elektron dari logam yang kurang mulia ke logam lebih mulia atau

beda potensial yang tinggi ke rendah. Logam yang kurang mulia akan menjadi

anoda dan yang lebih mulia menjadi katoda.

2.7 Perhitungan Laju Korosi

Untuk membuat perhitungan laju korosi, harus dinyatakan secara

kuantitatif. Laju korosi telah dinyatakan dalam berbagai cara dalam literatur;

seperti penurunan persen berat material, miligram per sentimeter persegi per hari,

dan gram per inci persegi per jam. Laju korosi tidak menyatakan ketahanan korosi

dalam hal penetrasi. Dari sudut pandang teknik, tingkat penetrasi, atau

berkurangnya ketebalan suatu struktur, dapat digunakan untuk memprediksi umur

suatu komponen tertentu. (Gapsari, 2017)

Laju korosi diekspresikan sebagai massa yang hilang per satuan luas, di

mana dianggap merata dalam satuan luas tersebut. Laju korosi juga diekspresikan

sebagai kedalaman penetrasi korosi ke dalam logam induk. Kecepatan laju korosi

dapat dihitung dengan metode kehilangan berat dan dapat mengetahui umur suatu

material tertentu jika reaksi dengan lingkungan. (Rajagukguk & winata, 2013)

25

Metode kehilangan berat adalah metode yang digunakan pada logam untuk

menentukan laju korosi yang pengukurannya dengan membandingkan berat awal

dan berat akhir setelah dipasang dalam suatu sistem pada waktu tertentu.

Kehilangan berat pada Mils per tahun adalah cara yang paling diinginkan untuk

mengekspresikan tingkat korosi. (Gurum, Ayu, Rahmayanti, & Nindy, 2015)

Laju korosi dapat dihitung dengan metode kehilangan berat dengan

menggunakan rumus pada persamaan 2.4 sebagai berikut (Gapsari, 2017) :

R = (2.4)

Dimana :

R = laju korosi (mm per year)

W = kehilangan berat (mg)

D = densitas logam (mg/mm3)

A = luas spesimen logam (mm2)

T = waktu kontak (jam)

2.8 Konsep Fasa

Fasa berhubungan dengan keadaan material yang terpisah dan dapat

diamati. Istilah ini bisa diterapkan baik pada material kristalin maupun non

kristalin, dan merupakan cara yang mudah untuk menyatakan struktur materi.

Elemen besi dapat berada dalam keadaan cair, padat dan daerah yang terdiri

dari beberapa atom dan ada permukaan sebagainya. Jika melihat fasa tertentu

pada material maka yang dimaksud adalah suatu pengikatnya yang

memisahkan dari fasa lain.

26

Diagram fasa sangat berguna untuk menggambarkan skema struktur metalik

dan keramik, namun memiliki keterbatasan. Diagram fasa terutama

mengidentifikasi fasa yang ada dan menyajikan data komposisi. Keterbatasan

paling utama adalah kenyataan bahwa diagram fasa tidak memberikan informasi

mengenai bentuk struktur dan distribusi fasa. Kedua hal ini berperan penting

dalam menentukan perilaku mekanik material. Keterbatasan kedua adalah diagram

fasa hanya menggambarkan kondisi keadaan setimbang, bahwa pada umumnya

paduan tidak mengalami pendinginan atau pemanasan lambat.

Gambar 2. 10 Diagram fasa Ferrous – Fe3c.

Sumber: Callister (2014)

Pada diagram fasa Ferrous – Fe3c diatas dapat diperlihatkan bagian dari

sistem Fe-C yang menjadi dasar untuk memahami mikrostruktur paduan Fe

yang disebut baja dan besi cor. Baja sangat responsif terhadap perlakuan panas

karena adanya perbedaan besar untuk kelarutan padat karbon dalam austenit

dan ferit serta eksistensi reaksi eutektoid. Dimana terdapat beberapa garis

temperatur perubahan fasa dan merupakan titik kesetimbangan yang dideteksi

27

selama analisa termal pada 727 °C, dan 1147°C. Dimana pada diagram fasa Fe

– Fe3c dapat ditarik kesimpulan adanya perubahan fasa, yang terbentuk

dipengaruhi oleh beberapa hal, di antaranya komposisi kimia, temperatur

transformasi, dan laju pendinginan.

2.9 Struktur Mikro Las

Selama pengelasan dari logam cair sampai menuju suhu kamar, logam las

mengalami serangkaian perubahan fasa. Baja karbon rendah memiliki

(kandungan C < 0,1 %) akan mengalami perubahan-perubahan fasa cair menjadi

Ferrite δ ketika pembekuan berlangsung kemudian berubah menjadi Austenite γ

dan akhirnya menjadi Ferrite α dan Pearlite. Struktur mikro yang akan terbentuk

ditentukan pada saat pendinginan. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi

struktur mikro, seperti komposisi akhir logam las, filler seperti kondisi udara

sekitar pengelasan.

Proses pendinginan pada las berlangsung secara kontinu, yaitu proses

penurunan suhu berlangsung tapa adanya penurunan suhu secara mendadak.

Menurut Abson & Paregeter dalam (Setiawan & Yuli, 2006) struktur miro

yang mungkin terbentuk dari pengelasan adalah:

1. Proeutectoid Ferrite, terdiri dari grain boundary Ferrite dan intragranular

polygonal Ferrite pada suhu 1000 – 650 ◦C.

2. Widmanstatten Ferrite atau Ferrite with aligned scond phase pada suhu

750 – 650 ◦C.

3. Accicular Ferrite, tumbuh di dalam butir Austenite pada suhu 650 ◦C.

4. Bainite, terbentuk pada suhu 400 – 500 ◦C.

5. Martensite, terjadi jika pendinginan berlangsung sanga cepat.

28

Proses pendinginan hasil pengelasan pada umumnya berlangsung secara

cepat sehingga untuk menganalisa struktur mikro hasil pengelasan tidak dapat

digunakan diagram fasa. Diagram fasa hanya dapat digunakan untuk kondisi saat

laju pendinginan sangat lambat dan proses difusi atom berlangsung. Karena itu

menganalisa struktur mikro hasil pengelasan dapat menggunakan diagram

Continous Cooling Transformation (CTT).

2.10 Penelitian Terdahulu

Menurut penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh (Putra et al., 2017)

kororsi merupakan kerusakan material yang disebabkan oleh pengaruh lingkungan

sekelilingnya. Adapun proses korosi yang terjadi disamping oleh reaksi kimia

juga diakibatkan oleh proses elektrokimia. Korosi hanya bisa dikendalikan atau

diperlambat sehingga memperlambat proses kerusakannya. Peneltian ini

dilakukan untuk megetahui pengaruh proses pengelasan SMAW (Shielded Metal

Arc Welding) terhadap laju korosi material ST37 pada daerah HAZ dan base

metal dengan variasi ampere 120,160,200 mengguunakan metode perendaman

larutan NaCl selama 488 jam. Hasil penelitian menunjukkn bahwa semakin besar

arus yng digunakan maka semakin kecil nilai laju korosi. Pada spesimen daerah

HAZ 120A laju korosi sebesar 0,7700 mm/Y denga laju korosi paling kecil pada

spesimen daerah HAZ 200A sebesar 0,6513 mm/Y.

(Andrianto, 2019) melakukan penelitian perhitungan laju korosi dilakukan

berdasarkan metode kehilangan berat atau weight loss dengan melakukan

penelitian pengelasan baja ST 37 direndam dengan media air laut. Dari hasil

penelitian bahwa laju korosi tertinggi dialami oleh elektroda E6010 perlakuan non

ampelas sebesar 2,3280 mpy, sedangkan laju korosi terendah adalah elektroda

29

E7016 perlakuan non ampelas yaitu sebesar 1,0553 mpy. Semakin besar

elektroda semakin kecil laju korosi yang terjadi.

(Wahono, 2019) meneliti pengaruh jenis elektroda terhadap laju korosi baja

ASTM A36. Pengelasan SMAW arus listrik 70A dilakukan dengan variasi

elektroda E7018,E6010,E6013 dan kemudian dilakukan pengujian korosi dengan

NaCl 10% dengan waktu 7 hari, 14 hari, 21 hari. Dari hasil pengujian terjadi laju

korosi tertinggi pada elektroda E7018 danE6010, E6013 lebih rendah. Tingginya

laju korosi diakibatkan oleh persentase kandungan kimia yang berbeda dalam

setiap elektroda yang digunakan. Elektroda yang efektif digunakan dalam metode

pengelasan SMAW pada ASTMA36 adalah E6013. Ahyar (2018) melakukan

penelitian untuk mengetahui variasi arus listrik terhadap kekuatan tarik pada baja

ASTM A36 dengan metode pengelasa SMAW. Pengelasan SMAW dilakukan

pada baja ASTM A36 dengan arus bervariasi dari arus 50A, 60A, 70A, 80A dan

kemudian dilakukan pengujian tarik terhadap spesimen hasil lasan. Dari hasil

pengujian terjadi peningkatan nilai kekuatan taril dari arus 50A, 60A, 70A, namun

pada variasi arus 80A, nilai kekuatan tarik mengalami penurunan yang

diakibatkan oleh retakan yang terjadi pada spesimen yang menimbulkan penuruan

akibat dari retak panas dan arus yang sangat efektif untuk mendapatkan kekuatan

tarik tertinggi pada ASTM A36 dengan metode pengelasan SMAW adalah sebesar

70A.

Berdasarkan permasalahan yang ada akan dilakukan pengujian untuk

mengetahui laju korosi terhadap material baja ASTM A36 yang telah diberikan

perlakuan pengelasan SMAW dengan variasi arus listrik sesuai dengan spesifikasi

arus yang diizinkan pada elektroda yang digunakan. Serta struktur mikro pada

30

daerah logam las akibat pengelasan beda arus listrik sesudah korosi. Dengan

demikian dapat diketahui pada proses pengelasan SMAW arus listrik yang tepat

untuk memperlambat laju korosi material yang digunakan.