5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Pengelasan (Welding)

Pengelasan merupakan proses penyambungan secara atomic dua

bagian atau lebih dengan menggunakan energy secara local untuk

mencairkan bagian yang akan disambung, pengelasan menurut DIN (Deutch

Industrie Normen) adalah sesuatu ikatan metalurgi pada sambungan logam

paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair, dari definisi

tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat

dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas sedangkan

berdasarkan AWS (American Welding Asociety), proses pengelasan

didefinisikan sebagai penggabungan bagian permukaan tertentu sua

material logam atau non logam yang dihasilkan dengan cara memanaskan

material pada temperature dengan atau tanpa logam pengisi yang memiliki

temperatur lebur tidak jauh berbeda. (Wiryosumarto dan Okumura, 1988).

2.2 Klasifikasi Pengelasan

2.2.1 Gas Metal Arc Welding (GMAW)

Gambar 2.1 Pengelasan GMAW atau MIG (Genculu,2007)

6

Las Gas Metal Arc Welding (GMAW) atau nama lain nya

Metal Inet Gas (MIG) merupakan jenis proses penyambungan dua

buah logam atau lebih yang sejenis dengan menggunakan bahan

tambah yang berupa kawat gulungan dan gas pelindung melalui

proses pencairan dimana elektroda kawat nya biasanya digunakan

tidak terbungkus dan mempunyai sifat suplainya terus menerus. Gas

pelindung dalam proses pengelasan ini berfungsi sebagai pelindung

dari proses oksidasi, yaitu pengaruh udara luar yang dapat

mempengaruhi kualitas las. Gas yang digunakan dalam proses

pengelasan ini dapat menggunakan gas Argon, helium, Karbon

monoksida, Argon + helium, Argon + Karbon monoksida dsb.

Pengelasan GMAW dapat menggunakan gas Argon (Ar) yang biasa

disebut MAG ataupun Karbondioksida (CO2) yang biasa disebut

MIG. Penggunaan gas juga dapat mempengaruhi kualitas las itu

sendiri

Proses pengelasan GMAW atau MIG merupakan pengelasan

dengan proses pencairan logam. Proses pencairan logam ini

terbentuk karena adanya busur las yang terbentuk diantara kawat las

dengan benda kerja. Ketika kawat las didekatkan dengan benda kerja

maka terjadilah busur las (menghasilkan panas) yang mampu

mencairkan kedua logam tersebut (kawat las + benda kerja),

sehingga akan mencair bersamaan dan akan membentuk suatu

sambungan yang tetap. Dalam proses ini gas pelindung yang berupa

gas akan melindungi las dari udara luar sehingga terbentuk suatu

sambungan yang tetap. Proses pengelasan GMAW menggunakan

arus searah (DC) dengan posisi elektroda pada kutup positif dan

kutup negatif pada mesin, hal ini sering disebut polaritas terbalik.

Polaritas searah jarang digunakan dalam proses pengelasan

dikarenakan dalam proses ini transfer logam tidak terjadi secara

sempurna. (David Jones, 2014).

7

2.2.2 Submarged Arc Welding (SAW)

Submarged Arc Welding (SAW) merupakan salah satu jenis

las listrik dengan pengelasan semi otomatis dimana busur listrik dan

logam cair tertutup oleh lapisan serbuk fluks, kawat pengisi

pengelasan SAW diumpamakan secara kontinyu dengan kondisi busur

listrik teredam dalam fluks. Pengelasan SAW mempunyai tingkat

efisien yang tinggi sampai 90 % dikarenakan panas yang hilang dalam

bentuk radiasi yang sangat kecil yang menyebabkan efisien

perpindahan panas dari elektroda ke logam las. SAW mempunyai

busur listrik yang tidak kelihatan memyebabkan sangat sulit mengatur

jatuhnya ujung mesir. Mesin las yang digunakan menggunakan

sumber listrik yang searah dengan tegangan tetap menjadikan dapat

mengontrol masukan panas (Wiryosumarto dan Okumura, 2000).

Pada proses pengelasan SAW, elektroda yang memiliki flux

dan berbentuk roll seperti gulungan kabel. Elektroda dalam bentuk

kawat diumpamakan ke kampuh las benda kerja secara kontinyu dan

ditutup dengan flux dalam bentuk serbuk halus. Busur listrik tercipta

diantara elektroda dan benda kerja namun tidak terlihat karena

elekroda tertutup oleh flux. (David Jones, 2014).

Keunggulan dari proses pengelasan SAW ialah pengelasan

ini mampu mengelas plat –plat yang tebal dengan waktu pengelasan

yang lebih singkat (cepat) disbanding proses pengelasan lainnya

seperti (GTAW atau SMAW) karena mesin ini sudah semi otomatis,

maka perencanaan dan persiapan sebelum sebelum melakukan proses

pengelasan haruslah benar-benar baik untuk mencapai hasil las yang

maksimal dan tidak ada cacat las yang terjadi.

8

Gambar 2.2 Skema Pengelasan SAW (ASWP, 200)

Kawat elektroda SAW berbentuk kumparan dengan panjang

bermacam-macam dari 20 meter sampai dengan 100 meter yang

terpasang pada unit motor pengatur kecepatan, sehingga kecepatan

pengisian kawat elektroda tersebut dapat konstan. Kawat elektroda

melewati nozzle yang berfungsi sebagai penyearah serta penahan

panas. Cerobong fluksi berfungsi sebagai tempat penampung fluksi

yang pengisinya dilakukan bersamaan dengan pengisiannya

dilakukan bersamaan dengan pengisian kawat elektroda. Di dalam

elektroda terbungkus fluks berperan penting dikarenakan fluks dapat

bertindak sebagai pemantap busur dan penyebab kelancaran

pemindahan butir-butir cairan logam. Sumber terak atau gas yang

dapat melindungi logam cair terhadap udara sekitarnya.

2.3 Filler Metal/ Elektroda

Filler/ Elektroda adalah logam yang ditambahkan dalam proses

pengelasan, solder dan pematrian untuk menyatukan dua logam yang

terpisah (benda kerja). Pemilihan jenis filler yang dipakai untuk

menyambungkan dua material sangat berpengaruh terhadap sifat fisik dan

mekanik material yang disambungkan. Oleh karena itu untuk menentukan

9

filler apa yang digunakan dalam proses pengelasan harus dipertimbangkan

secara detail. Filler pun yang dipakai berbeda- beda sesuai dengan jenis

pengelasannya.

Pada dasarnya bila ditinjau dari logam yang di las kawat elektroda

di bedakan menjadi 5 yaitu: baja lunak baja karbon tinggi, baja paduan, besi

tuang, dan logam ferro karena filler metal harus mempunyai kesamaan sifat

dengan logam induk, maka sekaligus ini berarti bahwa tiada eletroda yang

dapat di pakai untuk semua jenis dari pengelasan, demikian pula ukuran

diameternya. (Goklas Marihot, 1984).

Terdapat tiga macam mesin pengelasan listrik, dilihat dari jenis

arusnya, Yaitu las listrik arus bolak balik (AC), las listri arus searah (DC),

dan las listrik kombinasi DC dan AC. Las listrik DC menggunakan

Rectifier, yang bias mengubah sifat arus AC menjadi DC. Las listrik DC

biasanya lebih banyak digunakan karena mempunyai sejumlah kelebihan

dibandingkan dengan las listrik AC. Keunggulannya adalah polaritas yang

bisa diatur, dan busur api lebih stabil. (Masnun Masud, 2016).

2.3.1 Klasifikasi Elektroda

Pada elektroda terdapat penomoran yang digunakan untuk

menentukan jenis-jenis elektroda atau pun mengenai pengelasannya.

Elektroda baja lunak dan baja paduan rendah menurut klasifikasi AWS

(American Welding Society) dinyatakan dengan tanda EXXXX yang artinya

sebagai berikut :

E menyatakan elektroda busur listrik

XX (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan Tarik deposit las

dalam ribuan lb/in2.

X (angka ketiga) menyatakan posisi pengelasan.

Angka 1 untuk pengelasan segala posisi. Angka 2 untuk pengelasan

posisi datar dibawah tangan.

X (angka keempat) menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang

cocok dipakai untuk pengelasan.

10

Sebagai mana Contoh elektroda dengan kode E6013

Artinya sebagai berikut:

Kekuatan Tarik minimum dan deposit las adalah 60.000 lb/in2 atau

42 kg/mm2.

Dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi.

Jenis selaput elektroda Rutil-Kalium dan pengelasan dengan arus

AC atau DC+ atau DC-.

2.4 Jenis-jenis Penyambungan

Penyambungan dalam pengelasan diperlukan untuk meneruskan beban atau

tegangan diantara bagian-bagian yang disambung. Karena meneruskan beban,

maka bagian sambungan juga akan menerima beban. Oleh karenanya, bagian

sambungan paling tidak memiliki kekuatan yang sama dengan bagian yang

disambung. Untuk dapat menyambuungkan dua komponen logam diperlukan

berbagai jenis sambungan. Pada sambungan inilah nantinya logam tambahan

diberikan, sehingga terdapat kesatuan antara komponen-komponen yang

disambung (Sonawan,Hery dan Rochim, 2003).

Berbagai jenis sambungan antara lain :

2.4.1 Sambungan Temu (Butt Joint)

Sambungan Temu (butt joint) ialah tipe sambungan kedua bagian benda

yang akan disambung diletakkan pada bidang datar yang sama dan

disambungkan pada kedua ujungnya (Hery Sonawan dan Rochim, 2003).

Berikut jenis-jenis sambungan temu antara lain.

11

Gambar 2.3 Sambungan Temu (Butt Joint) (pengelasan.net, 2017).

2.4.2 Sambungan T (Tee Joint)

Satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang lain dan membentuk

huruf T yang terbalik.

Gambar 2.4 Sambungan T (Tee Joint) (pengelasan.net, 2017).

2.4.3 Sambungan Tumpang (Lap Joint)

Sambungan tumpang ialah bagian benda yang akan disambung saling

menompang (overlapping) satu sama lainnya.

12

Gambar 2.5 Sambungan Tumpang (Lap Joint) (pengelasan.net,2017)

2.4.4 Sambungan Sudut (Corner Joint)

Sambungan sudut ialah kedua bagian benda yang akan disambung

membentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut.

Gambar 2.6 Sambungan Corner Joint (pengelasan.net, 2017)

2.4.5 Sambungan Sisi/ Tekuk (Edge Joint)

Sisi-sisi yang ditekuk dari kedua bagian yang akan disambung

sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang

sejajar.

13

Gambar 2.7 Sambungan Sisi (Edge Joint) (pengelasan.net, 2017).

2.5 Posisi Pengelasan

Logam las atau lasan yang mengisi kampuh, dapat dibagi menjadi dua

bagian, yaitu lasan penetrasi penuh dan lasan penetrasi tidak penuh atau penetrasi

sebagian. Apabila logam las mengisi seluruh bagian kampuh atau dengan kata lain

lasan penetrasi penuh maka hal ini disebut dengan GROOVE WELD disingkat

huruf G, sedangakan jika logam tidak mengisi seluruh bagian kampuh atau lasan

penetrasi sebagian maka jenis lasan ini dikenal sebagai FILLET WELD disingkat

dengan huruf F (Hery Sonawan dan Rochim, 2003).

Berikut macam- macam posisi dengan penetrasi penuh Groove weld (G), dan

sebagian penetrasi Fillet Weld (F) antara lain:

2.5.1 Posisi 1G

Posisi las yang digunakan untuk mengelas dari sisi atas sendi, daerah

permukaan yang di las biasanya horizontal.

Gambar 2.8 Posisi 1G Groove weld (AWS D1.1-2010).

14

2.5.2 Posisi 2G

Posisi pengelasan dimana sumbu lasan terletak pada bidang

horizontal dan permukaan lasan terletak pada bidang vertical.

Gambar 2.9 Posisi 2G Groove weld (AWS D1.1-2010).

2.5.3 Posisi 3G

Posisi pengelasan di mana sumbu las berposisi vertical.

Gambar 2.10 Posisi 3G Groove weld (AWS D1.1-2010).

2.5.4 Posisi 4G

Posisi dimana pengelasan dilakukan dari bagian bawah sendi (joint).

Gambar 2.11 Posisi 4G Groove weld (AWS D1.1-2010).

2.5.5 Posisi 1F

Posisi pengelasan yang digunakan untuk mengelas dari sisi atas

sendi, permukaan lasan kira-kira horizontal.

Gambar 2.12 Posisi 1F Fillet weld (AWS D1.1-2010).

15

2.5.6 Posisi 2F

Posisi di mana pengelasan dilakukan di sisi atas dari permukaan

horizontal perkiraan dan terhadap permukaan yang kira-kira vertikal.

Gambar 2.13 Posisi 2F Fillet weld (AWS D1.1-2010).

2.5.7 Posisi 3F

Posisi pengelasan di mana sumbu las kira-kira vertikal

Gambar 2.14 Posisi 3F Fillet weld (AWS D1.1-2010).

2.5.8 Posisi 4F

Posisi di mana pengelasan dilakukan dari bagian bawah sendi

Gambar 2.15 Posisi 4F Fillet weld (AWS D1.1-2010).

2.6 Definisi Baja Karbon

Baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn,

P, S dan Cu. Sifat baja karbon sangat tergantung pada kadar karbonnya yang

16

menentukan sifat mekanik dan fisik, sedangkan unsur paduan yang lainnya bersifat

sebagai pendukung.

Baja karbon merupakan unsur pengeras besi yang efektif dan murah. Oleh

karena itu, umumnya sebagian besar baja komersial hanya mengandung karbon

dengan sedikit unsur paduan lain. Baja karbon rendah memiliki kekuatan sedang

dengan keuletan yang sangat baik dan digunakan dalam kondisi anil atau

normalisasi untuk keperluan konstruksi jembatan, bangunan, kendaraan, dan kapal

laut. Baja karbon rendah (<0,2%) yang sudah ditingkatkan mutunya dihasilkan

dengan cara menambahkan Mn untuk menghaluskan butir.

2.6.1 Sifat-sifat Baja

Pengetahuan mengenai sifat-sifat baja merupakan keharusan apabila

seseorang akan menggunakan baja sebagai pilihan untuk suatu bagian

struktur. Sifat mekanis yang sangat penting pada baja dapat diperoleh dari

uji Tarik. Uji ini melibatkan pembebanan Tarik sampel baja dan bersamaan

dengan itu dilakukan pengukuran beban dan perpanjangan sehingga akan

diperoleh tegangan dan regangan.

2.6.2 Klasifikasi Baja

Baja karbon digolongkan menjadi tiga kelompok berdasarkan

kandungan jumlah kadar karbon didalam baja Yaitu :

A. Baja Karbon Rendah (low carbon steel)

Baja karbon rendah (low Carbon steel) mengandung karbon

antara 0,025%-0,25% C. setiap satu ton baja karbon rendah

mengandung 10-30Kg karbon. Baja karbon rendah biasa dibuat dalam

plat baja, baja strip dan baja batangan atau profil. Berdasarkan jumlah

karbon, Baja karbon rendah dibagi menjadi tiga yaitu;

a). baja karbon mengandung 0,04% C - 0,25% C dijadikan baja –

baja plat atau strip.

b). Baja karbon rendah mengandung 0,05% Cdigunakan untuk

keperluan badan – badan kendaraan.

17

C). Baja karbon rendah yang mengandung 0,15% - 0,21% C

digunakan untuk kontruksi jembatan, bangunan, membuat baut atau

dijadikan baja kontruksi.

B. Baja Karbon Menengah (medium carbon steel)

Baja karbon menengah (Medium Carbon Steel) mengandung

karbon antara 0,25% - 0,55% C dan setiap satu ton baja karbon

mengandung karbon antara 30 – 60 kg. baja karbon menengahini

banyak digunakan untuk keperluan alat-alat perkakas bagian mesin,

baja karbon rendah ini biasa digunakan seperti untuk industry

kendaraan, roda gigi, pedas dan sebagainya.

C. Baja Karbon Tinggi (high carbon steel)

Baja karbon tinggi (High Carbon Steel) mengandung kadar

karbon antara 0,56% - 1,7% C. Baja ini mempunyai kekuatan paling

tinggi dan banyak digunakan untuk material tools.salah satu aplikasi

dari baja ini adalah dalam pembuatan kawat baja dan kabel baja. Baja

karbon tinggi banyak digunakan dalam pembuatan pegas, alat-alat

perkakas seperti: palu, gergaji atau pahat potong.

2.7 Mangan (MN)

Mangan merupakan termasuk kelompok dalam autenit stabilizer, dimana

unsur panduan ini menyebabkan terjadinnya pengjambatan dalam transformasi

fasa. Sehingga fasa ferit acicular yang memiliki temperatur transformasi yang

rendah sehingga dapat terbentuk. Pada unsur mangan yang memiliki kandungan

1,4-1,8% wt akan terjadi terbentuknya struktur ferit acicular yang dominan dan

ketangguhannya meningkat. Jika kandungan Mn lebih tinggi akan terbentuknya

stuktur bainit atas dan menurunkan ketangguhan. Penambahan mangan (Mn)

menjaminkan hasil sifat mampu las yang baik jika kandungan nya tidak lebih 1,5%.

(Subeki. 2011)

Mangan merupakan unsur yang menjaga keuletan saat temperatur tinggi

pada stainless steel. Pada temperature rendah akan menstabilkan austenite tetapi

menjadi penstabil ferrit pada temperature tinggi. Sebagai penstabil austenite,

18

mangan juga digunakan untuk menggantikan nikel yang secara ekonomis lebih

mahal. (Syafi’udin, Imam. 2016)

2.8 Uji Material

Pengujian material dibagi menjadi dua yaitu Pengujian dengan merusak

(Destructive Test) dan Pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test).

2.8.1 Destructive Test (DT)

Destructive Test/ pengujian merusak pada konstruksi las adalah pengujian

terhadap model dari konstruksi atau pada batang-batang uji yang telah dilas

dengan cara yang sama dengan proses pengelasan yang akan digunakan sampai

terjadi kerusakan pada model konstruksi atau batang uji. Pengujian batas luluh

dari konstruksi yang paling baik sudah barang tentu pengujian pada konstruksi

sebenarnya, tetapi yang paling sering dilakukan adalah pengujian pada model.

Sedang pengujian kekuatan biasanya dilakukan pada –batang uji. Tetapi sampai

saat ini hubungan antara hasil pengujian pada model dan pada batang uji

terhadap kekuatan konstruksi masih belum jelas. Karena itu pada pengujian

merusak yang penting adalah pengujian untuk melihat kesamaan antara logam

induk dan logam pada daerah pengelasan (wiryosumarto dan Okumura Toshie.

1988).

2.8.1.1 Pengujian Tarik (Tensile Test)

Proses pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik

benda uji. Pengujian tarik untuk kekuatan Tarik daerah las dimaksudkan

untuk mengetahui apakah kekuatan las mempunyai nilai yang sama,

lebih rendah atau lebih tinggi dari raw material. Pengujian Tarik untuk

kualitas kekuatan Tarik dimaksudkan untuk mengetahui berapa nilai

kekuatannya dan dimakanakah letak putus suatu sambungan las.

Pembebanan Tarik ialah pembebanan yang diberikan pada benda

dengan memberikan gaya tarik berlawanan arah pada salah satu ujung

benda. Uji Tarik rekayasa dilakukan untuk melengkapi informasi

rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi

spesifikasi bahan (Dieter, 1987).

19

Pada uji Tarik, benda uji diberi beban gaya Tarik sesumbu yang

bertambah secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukan

pengamatan terhadap perpanjangan yang dialami benda uji (Davis,

Troxell, dan Wiskocil, 1955).

Pada pengujian uji tarik untuk sambungan las yang satu dengan

arah tarikan melintang garis las dan yang lain dengan arah tarikan sejajar

garis las, dalam pengujian batang uji tersebut dibebani dengan kenaikan

beban sedikit demi sedikit sampai batang uji patah. Kemudian sifat-sifat

tarikannya dapat dihitung dengan persamaan-persaman. Hubungan

antara tegangan dan regangan untuk batang uji bulat dapat dilihat Gbr.

2.19 (wiryosumarto dan Toshie Okumura. 1988).

Gambar 2.16 Kurva Tegang – Regangan

Tegangan :

𝝈 = 𝑭

𝑨𝒐

Dimana : σ = Tegangan (Mpa)

F = beban (N)

Ao = luas mula dari penampang batang uji (mm2)

20

Regangan (persentase pertambahan panjang) yang diperoleh dengan

membagi perpanjangan panjang ukur (∆L) dengan panjang ukur mula-

mula benda uji.

Regangan :

𝜺 = ∆𝐋

𝑳𝒐𝒙 𝟏𝟎𝟎% =

𝑳−𝑳𝒐

𝑳𝒐 x 100%

Dimana : 𝜀 = Regangan (%)

Lo = panjang mula dari batang uji (mm)

L = panjang batang uji yang dibebani (mm)

Gradien dari bagian linear pada awal kurva tegangan-regangan

merupakan modulus elastisitas atau biasa disebut Modulus Young.

Modulus elastisitas adalah sebuah ukuran yang digunakan untuk

merepresentasikan kekakuan suatu bahan. Makin besar nilai modulus

elastisitas, maka makin kecil regangan elastis yang dapat dihasilkan dari

pemberian tegangan modulus ini diperlukan dalam perhitungan

kelenturan batang dan struktur yang lain yang akan digunakan saat

aplikasi dapat dirumuskan sebagai berikut :

𝑬 = 𝝈

𝜺

Dimana E = Modulus Elastisitas (kg/mm2)

σ = Tegangan ( Kg/mm2)

𝜀 = Regangan

2.8.1.2 Uji Lengkung (Bending Test)

Uji lengkung (bending test) merupakan salah satu bentuk

pengujian sifat mekanik dan menentukan mutu suatu material secara

visual. Selain itu uji bending dilakukan untuk mengetahui kekuatan

Tarik akibat pembebanan bending pada setiap spesifikasi pembuatan

specimen. Pengujian lengkung dilakukan terhadap specimen dari

bahan yang akan menerima pembebanan lengkung maupun proses

pelengkungan dalam pembentukan.

21

Pelengkungan (bending) merupakan proses pembebanan

terhadap suatu bahan pada suatu titik ditengah-tengah dari bahan

yang ditahan diatas dua tumpuan. Dengan pembebanan ini bahan

akan mengalami deformasi dengan dua buah gaya yang berlawanan

bekerja pada saat yang bersamaan. Gambar dibawah ini

memperlihatkan prilaku bahan uji selama lengkung.

Gambar 2.17 Pembebanan lengkung dalam pengujian lengkung

(bending test)

Gambar 2.18 Pengaruh pembebanan lengkung terhadap bahan uji

(spesiment)

Sebagaimana prilaku bahan terhadap pembebanan, semua

bahan akan mengalami perubahan bentuk (deformasi) secara

bertahap dari elastis menjadi plastis hingga akhirnya mengalami

kerusakan (patah). Dalam proses pembebanan lengkung dimana dua

gaya bekerja dengan jarak tertentu (1/2L) serta arah yang

berlawanan bekerja secara beramaan (lihat gambar 2.21), maka

Momen lengkung (Mb) itu akan bekerja dan ditahan oleh sumbu

batang tersebut atau sebagai momen tahanan lengkung (Wb). Dalam

proses pengujian lengkung yang dilakukan terhadap material

22

sebagai bahan teknik memilki tujuan pengujian yang berbeda

tergantung kebutuhannya. Berdasarkan kepada kebutuhan tersebut

makan pengujian lengkung dibedakan menjadi 2, yaitu :

a. Pengujian lengkung beban dan

b. Pengujian lengkung perubahan bentuk.

Pengujian lengkung beban ialah pengujian lengkung

yang bertujuan untuk mengetahui aspek-aspek kemampuan bahan

uji dalam dalam menerima pembebanan lengkung, yakni :

Kekuatan atau tegangan lengkung (b)

Lenturan atau defleksi (f) Sudut yang terbentuk oleh lenturan

atau sudut defleksi dan

Elastisitas (E)

2.8.2 Non Destructive Test (NDT)

Non Destructive Test (NDT) adalah salah satu pengujian yang dapat

dilakukan pada suatu material, komponen, struktur, atau mengukur beberapa

karakteristik tanpa merusak komponen atau material benda uji tersebut. Metode

NDT dilakukan dengan cara yang tidak mempengaruhi fungsi komponen, karena

NDT memungkinkan bagian-bagian dan bahan – bahan yang akan diperiksa dan

diukur tanpa merusak serta pemeriksaan dilakukan tanpa mengganggu struktur

dan fungsi utama komponen. NDT memberikan keseimbangan yang baik antara

control kualitas dan efektivitas biaya, sehingga NDT berlaku untuk semua jenis

inspeksi industry, termasuk logam dan struktur non logam. (Cahyandaru, 2014)

2.8.2.1 Uji Radiographic

Radiographic adalah salah satu uji tanpa merusak yang dapat untuk

menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar

gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang

diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga

intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudian direkam pada film yang

sensitive. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada

film tentu bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan

memperlihatkan bagian material yang mengalami cacat.

23

Sinar-X digunakan untuk menghasilkan gambar benda yang

menggunakan film atau detektor lainnya yang sensitif terhadap radiasi.

Objek uji ditempatkan di antara sumber radiasi dan detektor. Ketebalan dan

kerapatan bahan yang harus dipancarkan sinar-X mempengaruhi jumlah

radiasi yang mencapai detektor. Variasi radiasi ini menghasilkan gambar

pada detektor yang sering menunjukkan ciri-ciri internal objek uji,

Penggunaan RT (Radiographic Test) Digunakan untuk memeriksa hampir

semua material untuk permukaan dan cacat bawah permukaan. Sinar-X juga

dapat digunakan untuk menempatkan dan mengukur fitur internal,

mengkonfirmasi lokasi bagian tersembunyi dalam rakitan, dan untuk

mengukur ketebalan bahan.

Gambar 2.19 Skema Radiographic Test

2.8.2.2 Uji Pemeriksaan Struktur Macro

Metalografi merupakan ilmu yang mempelajari karakteristik

mikrostruktur suatu logam dan paduannya serta hubungannya dengan sifat-

sifat logam dan paduannya tersebut. Ada beberapa metode yang dipakai

yaitu: mikroskop (optic maupun electron), difraksi (sinar-X, electron dan

neutron), analisis (X-ray fluorescence, electron microprobe) dan juga

stereometrik metalografi. Pada praktikum metalografi ini digunakan

mikroskop, sehingga pemahanan akan cara kerja mikroskop, baik optic

maupun elekron perlu diketahui.

24

Yang dimaksud dengan pemeriksaan struktur macro adalah

pemeriksaan bahan dengan mata kita langsung atau memakai kaca

pembesar dengan pembesaran rendah (a low magnification). Kegunaannya

untuk memeriksa permukaan yang terdapat celah-celah, lubang –lubang

pada struktur logam yang sifatnya rapuh, bentuk- bentuk patahan benda uji

bekas pengujian mekanis yang selanjutnya dibandingkan dengan beberapa

logam menurut bentuk dan strukturnya antara satu dengan yang lain

menurut kebutuhannya. Angka pembesara pemeriksaan macro antara 0,5

kali sampai 50 kali.

Pemeriksaan secara makro biasanya untuk bahab-bahab yang

memiliki struktur Kristal yang tergolong besar dan kasar, seperti missal

logam hasil coran, tuang, hasil las, serta bahan- bahan yang termasuk non

metal.

2.9 Macam dan Sebab Cacat Las (Welding Defect)

Tingkat akut atau tidaknya las-lasan sehingga las-lasan tersebut masih bisa

dipakai atau tidak tentu saja tidak sama tuntutanya bila dibandingkan antara

pengelasan pada jembatan, bangunan, dengan ketel-ketel uap serta bejana-bejana

bertekanan. Lebih daripada itu terjadinya cacat juga dipengaruhi proses

pengelasannya.

Diberikan data pengalaman misalnya pada pengelasan oxy-acetylene di

mana cacat-cacat itu terjadi oleh lemahnya nyala dan terlampau besarnya supply

oxygen. Pada las tahanan, cacat itu terjadi karena kotornya permukaan, kurang

tepatnya parameter las, kurang ratanya electrode. Sedang pada submerged welding

terjadi kekroposan, kerapuhan hydrogen, fit-up yang tidak tepat, slag inclusion, dan

lain-lain (suharto, 1991).

Cacat las – lasan tersebut dapat terjadi oleh karena sebab metallurgies dan

dapat juga dari sebab mekanis. Adapun macam-macam daripada cacat – cacat

pengelasan tersebut tedapat pada gambar 2.23 dibawah ini :

25

Gambar 2.20 Jenis Cacat pada lasan (Welding Defect)

1. Fusi tak sempurna

Cacat fusi tak sempurna adalah cacat dimana endapan las tidak terfusi

sempurna dengan logam dasar ataupun dengan endapan logam las jalur

sebelumnya. Hal tersebut dapat terjadi karena panas yang kurang sehingga

tidak mampu melelehkan logam dasar ataupun las sebelumnya.

2. Penetrasi tak sempurna

Penetrasi tak sempurna terjadi apabila penetrasi las yang dibuat tidak

mencapai kedalaman yang seharunya atau tidak mencapai akar. Hal tersebut

dapat mengakibatkan korosi pada daerah akar sambungan yang tidak terlas.

3. Inklusi terak

Cacat ini terjadi pada pengelasan yang menggunakan fluks. Hal ini

disebabkan oleh lelehan terak terjebak di bawah padatan kolam las. Fluks

yang bereaksi dengan lelehan logam las akan menghilangkan oksida

ataupun pengotor lainnya dalam bentuk terak dan akan mengambang diatas

permukaan logam las. Akan tetapi, jika viskositas logam las tinggi, atau

temperature kolam las terlalu rendah, dan pendingin terjadi dengan cepat.

4. Porositas

Cacat berupa celah atau lubang yang diakibatkan oleh kantung gas (gas yang

terjebak) dalam logam las. Gas tersebut dapat berasal dari penguraian

elemen fluks. Gas pelindung, ataupun dari uap air yang mungkin terserap

26

dalam lapisan fluks. Debu, oli, dan pengotor yang terdapat pada permukaan

logam dasar dapat pula menjadi penyebab timbulnya gas selama proses

pengelasan.

5. Retak las

Terdapat beberapa macam retak yang dapat terjadi pada pengelasan, retak

yang terjadi dibedakan berdasarkan pada lokasi munculnya dan proses

terbentuknya.

6. Retak dingin

Retak dingin terjadi akibat tegangan sisa yang menimbulkan kerusakan

katastropik. Retak ini terjadi pada logam baja karena formasi martensit saat

logam las dingin. Selain itu, retak dingin dapat terjadi karena adanya

hydrogen pada struktur mikro yang menimbulkan kegetasan. Untuk

mengurangi tegangan sisa tersebut, dapat dilakukan pembatasan masukan

panas dengan melakukan pengelasan bertahap.

7. Retak panas

Retak ini sering disebut juga retak pemadatan. Retak panas terjadi pada

daerah fusil as dan dapat muncul pada semua jenis logam.

8. Retak kawah

Keretakan yang terbentuk pada kawah las ini disebabkan karena kawah

belum terisi sempurna saat mematikan busur las sehingga sisi luar kawah

lebih cepat dingin dibandingkan dengan kawah lasnya dan terjadi tegangan

berlebih.

9. Retak bawah manik

Retakan yang muncul dibawah dengan manik las, yaitu pada daerah

pengaruh panas (Heat- Affected Zone) ini muncul pada baja paduan rendah

dan paduannya tinggi. Salah satu penyebab munculnya retak ini adalah

karena munculnya tegangan internal, baik tegangan yang muncul akibat

kontraksi antara logam dasar dan logam las, ataupun tegangan akibat

struktur mikronya.

10. Retak longitudinal

Retak ini terbentuk memanjanh pada manik las. Retakan tersebut dapat

terjadi di permukaan maupun retakan yang memanjang dari akar ke

permukaan. Retak ini umumya diakibatkan tegangan penyusut, terytama

pada jalur akhir dan manik las yang terlalu kecil.

27

11. Retak akar

Retak akar adalah retak yang terbentuk pada manik awal akar las. Penyebab

utama munculnya adalah karena kegetasan hydrogen.

12. Retak tumit

Retak tumit terjadi karena adanya kandungan uap air pada daerah las.cacat

ini dapat dihindari dengan proses pemanasan mula dan penyusunan

sambungan yang tepat.

13. Retak transversal

Retak transversal muncul dengan arah berpotongan terhadap arah

pengelasan. Penyebab yang paling umum dari cacat retak transversal adalah

karena tegangan susut longitudinal pada logam las dengan elastisitas

rendah.

14. Takik las (Undercut)

Takik las adalah cacat yang disebabkan oleh panas berlebih sehingga

melelehkan sisi logam dasar sehingga terbentuk ceruk di sisi manik las. Hal

tersebut dapat mengurangi kekuatan lasan dan benda kerja karena tegangan

yang cenderung terkonsentrasi pada ceruk tersebut.

15. Underfill

Cacat ini terjadi apabila pengendapan logam las tidak dilakukan dengan

baik sehingga celah las tidak terisi penuh. Selain dapat mengurangi

kekuatan lasan, underfill akan memberikan tampilan hasil lasan kurang

baik.

16. Overlap

Overlap yaitu kecacatan dimana logam las mengendap melebihi sisi dari

manik sehingga endapan las menumpuk dipermukaan logam dasar.