Laporan Praktikum Proses Manufaktur 2

“Proses Pengelasan”

Disusun Oleh:

KELOMPOK 2

Clarissa Suroso (2112100013)

Yunnida Lutfya D.F (2112100028)

Fajar Sri Lestari P. (2112100064)

Fatih Nurudin (2112100083)

Puja Priyambada (2112100093)

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses manufaktur adalah kegiatan mengubah benda kerja dari bahan baku

(raw material) atau bahan setengah jadi (unfinished material) menjadi bahan jadi

atau bentuk lain yang memiliki nilai tambah (added value) menggunakan mesin,

dan tools, dengan berbagai macam metode. Frais (Milling), Bubut (Turning),

Pengecoran (Casting), Pembentukan (Metal Forming), Pengelasan (Welding)

merupakan contoh-contoh dari proses manufaktur dalam dunia industri.

Pengelasan adalah salah satu proses manufaktur yang banyak digunakan

terutama dalam dunia industri. Las adalah proses penyambungan 2 dan atau lebih

logam padat dengan memanfaatkan titik lebur dari logam itu sendiri maupun dari

logam lainnya. Dalam praktikum kali ini menggunakan 2 macam las yaitu las

listrik (SMAW) dan las karbit (OAW). Las karbit memanfaatkan gas karbit atau

gas aseteline (C2H2) dengan gas oksigen (O2) sebagai bahan bakar. Sedangkan las

listrik memanfaatkan tenaga panas yang didapat dari sumber tenaga listrik AC

atau DC yang dialirkan pada elektroda.

Praktikum proses manufaktur 2 ini khususnya proses pengelasan

menunjang proses pembelajaran. Dari praktikum ini juga kita dapat

mengaplikasina secara langsung teori atau materi pengelasan yang di dapat di

kelas serta dapat mengetahui aplikasi pengelasan dalam dunia industri.

1.3 Rumusan Masalah

Adapun Rumusan Masalah dari praktikum ini antara lain:

1. Bagaimanakah mekanisme kerja dari Las Listrik (SMAW) ?

2. Bagaimanakah mekanisme kerja dari Las Karbit (OAW) ?

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini antara lain:

1. Mengetahui mekanisme kerja dari Las Listrik (SMAW).

2. Mengetahui mekanisme kerja dari Las Karbit (OAW).

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Las Karbit ( Oxyfuel Acetylene Welding / OAW )

Las karbit adalah proses penyambungan logam dengan logam (pengelasan)

yang menggunakan gas karbit (gas aseteline = C2H2) sebagai bahan bakar,

prosesnya adalah membakar bahan bakar yang telah dibakar gas dengan

O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam

induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar dapat digunakan gas-

gas asetilene, propana atau hidrogen. Ketiga bahan bakar ini yang paling banyak

digunakan adalah gas asetilene, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagai

las oksi-asetelin. Karena tidak menggunakan tenaga listrik, las oksi-asetelin

banyak dipakai di lapangan walaupun pemakaiannya tidak sebanyak las

busur elektrode terbungkus.

Dari keterangan di atas mengelas adalah menyatukan dua buah logam atau

lebih dengan mengadakan ikatan metalurgi di bawah pengaruh panas. Untuk

mendapatkan ikatan metalurgi ada banyak cara dilakukan, yakni:

1. Logam yang disambung dipanasi sampai suhu tertentu yang terletak di

bawah atau di atas titik lebur, kemudian logam disatukan dengan cara

ditekan atau dipukul (las tekan).

2. Logam yang disambung bersama-sama dengan bahan tambah (apabila

diperlukan) dicairkan (las busur cair)

3. Bahan tambah di cairkan kemudian diletakkan pada logam yang

disambung.

a. Prinsip Kerja Las Karbit

Gambar 2.1. Prinsip Las Karbit

Gambar di atas memperlihatkan prinsip kerja las karbit. Dalam

proses pembakaran, tidak semua campuran gas oksigen dan acetylene

terbakar secara sempurna. Gas yang terbakar sempurna membentuk nyala

inti yang digunakan untuk mencairkan logam, sedangkan sisanya

membentuk nyala luar yang berfungsi sebagai gas pelindung deposit

logam lasan.

Proses pencampuran gas bisa dimanipulasi sesuai dengan tujuan

pengelasan. Campuran yang terlalu banyak acetylene menyebabkan

banyak gas acytelene yang tidak terbakar, bentuk nyala inti memanjang

dengan warna kuning kemerahan. Bentuk nyala seperti ini dinamakan

nyala karburasi (gambar 2.2). Nyala Karburasi mempunyai suhu sekitar

1000 C sehingga cocok untuk proses Brazing, Soldering dan pengelasan

alumunium, namun tidak dapat digunakan untuk pengelasan baja.

Gambar 2.2. Nyala Api Karburasi

Campuran gas yang terlalu banyak oksigen disebut nyala oksidasi.

Nyala intinya berbentuk kerucut dengan warna putih kebiruan, panjangnya

lebih pendek dari nyala Netral, dan bersuara m endesis. Temperature nyala

oksidasi sekitar 3500 C. Walaupun temperature tersebut sudah dapat

mencairkan baja namun jika diterapkan dalam pengelasan baja akan terjadi

oksidasi, karena banyak sisa gas oksigen yang tidak terbakar mengikat

elemen Fe dan membentuk oksida besi (FeO, Fe2O3). Oksida besi ini

dapat menyebabkan cacat las yang berupa slag inclution (kotoran yang

ikut ke dalam deposit logam lasan).

Gambar 2.3. Nyala Api Oksidasi

Bentuk nyala lain dalam gas adalah nyala netral yang diakibatkan

karena pembakaran campuran gas oksigen dan acetylene dengan

perbandingan relative sama (biasanya sedikit lebih banyak oksigen). Nyala

berbentuk busur dengan warna putih kekuningan dan panjangnya melebihi

nyala oksidasi tetapi lebih pendek dari nyala karburasi. Temperatur yang

dapat dicapai sekitar 3200 oC dan sangat cocok jika digunakan untuk

pengelasan baja. Selain untuk mengelas, las karbit sering digunakan juga

untuk proses pemotongan, pengerasan, penekukan dan pelurusan, maupun

perataan.

Gambar 2.4. Nyala Api Netral

b. Keuntungan

Keuntungan Las Karbit diantaranya :

Peralatan relatif murah dan memerlukan pemeliharaan

minimal/sedikit.

Cara penggunaannya sangat mudah, tidak memerlukan teknik-teknik

pengelasan yang tinggi sehingga mudah untuk dipelajari.

Mudah dibawa dan dapat digunakan di lapangan maupun di pabrik

atau di bengkel-bengkel karena peralatannya kecil dan sederhana

Dengan teknik pengelasan yang tepat hampir semua jenis logam dapat

dilas dan alat ini dapat digunakan untuk pemotongan maupun

penyambungan.

c. Kekurangan

Butuh tenaga ahli untuk membuat nyala api yang sesuai.

Dapat melubangi spesimen ketika terlalu lama terkena api las.

Proses pengelasan lambat.

Distorsi yang disebabkan pengelasan cukup tinggi.

2.2. Las Busur Listrik ( Shielded Metal Arc Welding / SMAW )

Las busur listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan

menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan

disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair,

demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada

ujungnya dan merambat terus sampai habis.

Gambar 2.5. Las Busur Listrik

Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung

tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian

membeku sehingga kedua logam tersebut dapat tersambung. Mesin las busur

listrik dapat mengalirkan arus listrik cukup besar tetapi dengan tegangan yang

aman (kurang dari 45 volt). Busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi

panas yang cukup tinggi sehingga akan mudah mencairkan logam yang terkena.

Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan

ukuran dan tipe elektrodanya.

Gambar 2.6 Skema Las SMAW

Pada las busur, sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh busur

listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektroda. Elektroda atau logam pengisi

dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehingga terjadi

sambungan las. Mula-mula terjadi kontak antara elektroda dan benda kerja

sehingga terjadi aliran arus, kemudian dengan memisahkan penghantar timbullah

busur. Energi listrik diubah menjadi energi panas dalam busur dan suhu dapat

mencapai 6000 °C.

a. Menyalakan Busur Listrik

Untuk menyalakan atau membuat nyala busur listrik perludiperhatikan

mesin las yang digunakan. Jika mesin las yang digunakan adalah mesin las AC,

maka menyalakan dengan menggoreskan elektroda yang sudah terjepit pada

penjepit elektroda, pada benda kerja yang sudah terhubung dengan kabel massa.

Arah penggoresan elektroda membentuk busur atau seperti cara menggoreskan

korek api, seperti terlihat pada gambar (A), adapun cara menyalakan las DC

dengan cara menggoreskan dengan arah naik turun, seperti terlihat pada gambar

(B), elektroda digerakkan lurus kebawah sampai menyentuh benda kerja

kemudian diangkat diameter elektroda.Setelah nyala busur listrik terjadi, maka

posisi elektroda harus tetap dijaga pada jarak tertentu dari benda kerja agar nyala

busur listrik yang terjadi dapat menyala secara kontinyu. Selama elektroda

menyala, makaelektroda akan berkurang sehingga jarak ujung elektroda (panjang

busur nyala) dengan benda kerja akan semakin renggang. Untuk menjaga

agarpanjang busur nyala tetap sama, maka pemegang elektroda harusditurunkan

secara perlahan-lahan.

Gambar 2.7. Menyalakan Busur Dengan Menggoreskan Elektroda

Gambar 2.8 Menyalakan Busur Dengan Cara Mengetuk/Menyentuh

b. Mematikan Busur Listrik

Setelah satu bagian pengelasan selesai maka nyala busur listrikharus

dimatikan. Cara mematikan nyala busur harus hati-hati, karenamematikan busur

nyala berarti mengakhiri proses pengelasan yangberada pada ujung rigi las.Agar

ujung akhir pengelasan tidak keropos dan terlalu tinggi ataurendah, maka cara

mematikan nyala busur harus benar. Untukmemutuskan dan mematikan lengkung

listrik las dari benda kerja dapatdilakukan dengan dua cara, yaitu :

Cara Pertama :

Elektroda diangkat dan diturunkan sedikit kemudian ditarik keluar. (perhatikan

gambar 2.8)

Gambar 2.9 Mematikan Dengan Menarik Keluar

Cara Kedua :

Elektroda diangkat sedikit dan diturunkan kembali sambil dilepas dengan cara

mengayunkan ke kiri atas. (perhatikan gambar)

Gambar 2.10 Mematikan Dengan Menarik ke Kiri Atas

c. Menyambung Alur pada Las

Bila elektroda harus diganti sebelum pengelasan selesai, maka untuk

menyambung pengelasan , busur perlu dinyalakan lagi, menyalakan busur

kembali ini dilakukan pada tempat kurang lebih 25 mm di muka las berhenti (lihat

gambar). Elektroda digerakkan kebawahlas dan diisi hingga sama besar dengan

alur sebelumnya.

Gambar 2.11 Menyambung Pada Alur Las

d. Pengaruh Kecepatan Elektroda terhadap Hasil Las

Untuk menghasilkan rigi–rigi las yang rata dan halus, kecepatan tangan

menarik atau mendorong elektroda waktu mengelas harus stabil. Apabila

elektroda di gerakkan:

a) tepat dan stabil, maka menghasilkan daerah perpaduan dengan bahan dasar

dan perembesan luasnya baik.

Gambar 2.12 Kecepatan Las Tepat dan Stabil

b) terlalu cepat, menghasilkan perembesan las yang dangkal karena pemanasan

bahan bakar dasar.

Gambar 2.13 Kecepatan Las Terlalu Cepat

c) terlalu lambat, menghasilkan alur yang lebar (lihat gambar). Hal ini dapat

menimbulkan kerusakan sisi las, terutama bila bahan dasar yang dilas tipis.

Gambar 2.14 Kecepatan Las Terlalu Lambat

Gambar 2.15 Contoh-contoh Kecepatan dan Alur dalam Pengelasan

Keuntungan Las Listrik

1. Busur nyala listrik yang dihasilkan stabil

2. Dapat menggunakan semua jenis elektroda

3. Dapat digunakan untuk pengelasan pelat tipis

4. Dapat dipakai dimana saja, diluar, dibengkel dan didalam air.

5. Satu set dapat mengelas berbagai macam tipe dari material mild steel

ke copper alloy dengan rectifier.

6. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur.

7. Pengelasan dengan segala posisi.

8. Elektroda tersedia dengan mudah dalam banyak ukuran dan diameter.

9. Peralatan yang digunakan sederhana, murah dan mudah dibawa

kemana-mana.

10. Tingkat kebisingan rendah.

11. Tidak terlalu sensitif terhadap korosi

Kerugian Las Listrik

1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektroda dan harus

melakukan penyambungan.

2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihan.

3. Tidak dapat digunakan untuk pengelasan bahan baja non-ferrous.

4. Mudah terjadi oksidasi akibat pelindung logam cair hanya busur las

dari fluks.

5. Diameter elektroda tergantung dari tebal pelat dan posisi pengelasan

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1. Peralatan dan Bahan

a. Praktikum Las Listrik

1) Mesin las 1 buah

2) Kabel massa Sesuai kebutuhan

3) Pemegang elektroda 1 buah

4) Palu terak 1 buah

5) Tang penjepit 1 buah

6) Sikat kawat 1 buah

7) Elektroda 1 buah

8) Material st 37 2 buah

9) Kaca mata las 1 buah

Gambar 3.1 Peralatan dan Bahan Las Listrik

b. Praktikum Las Karbit

1) Mesin Las Karbit 1 buah

2) Tang penjepit 1 buah

3) Palu terak 1 buah

4) Elektroda 1 buah

5) Material st 37 2 buah

6) Kaca mata las 1 buah

Gambar 3.2 Peralatan dan Bahan Las Karbit

3.2. Metode Praktikum Las Listrik

1. Persiapan

a) Menyiapkan dan memeriksa alat utamanya dan semua peralatan

bantunya.

b) Memakai pelindung yang sudah disediakan.

c) Menyiapkan benda kerja dan elektroda.

d) Memasang elektroda pada penjepitnya dan memasang penjepit benda

kerja (bisa pada meja kerjanya). letak dari penjepit elektroda jangan

sampai menempel penjepit logam atau logam induknya.

e) Mengatur besarnya arus dengan memutar handel pada mesin las, dengan

memperhatikan besarnya diameter elektroda, sesuai dengan tabel yang

sudah ada.

2. Pelaksanaan

1) Latihan menyalakan busur listrik dan membuat rigi-rigi las serta

mengatur panjang busur (jarak antara ujung elektroda ke benda kerja).

a) Bila panjang busur tepat (kurang lebih garis tengah elektroda) dan

kecepatan pengelasan yang tepat maka akan menghasilkan bunyi

mendesis yang tetap dan halus (tidak meledak-ledak) dengan lebar

jalur las sebesar kurang lebih dua kali garis tengah elektroda, karena

cairan elektroda akan mengalir dan mengendap dengan baik.

b) Bila busur terlalu panjang, maka timbul bagian-bagian yang berbentuk

bola (percikan-percikan kecil) dari cairan elektroda.

c) Bila busur terlalu pendek, akan sukar memeliharanya, kalau terjadi

kontak butiran logam cair yang menyambung elektroda dan logam

induknya maka akan terjadi hubungan singkat dan busur akan mati,

sehingga elektroda akan menempel kuat pada benda kerja.

2) Posisi Elektroda

Pada pengelasan dengan elektroda terbungkus yang biasanya dengan

mesin las konvensional maka posisi elektroda terhadap benda kerja

berdasarkan eksperimen dan pengalaman yang paling baik hasilnya

adalah yang sebagai berikut :

a) Posisi elektroda bersudut 70°-80° dengan arah memanjang las dan

bersudut 90° arah melintang las.

b) Melatih gerakan-gerakan tangan dengan arah. memutar arah kanan

maupun kiri dengan diameter yang relatif kecil.

c) Elektroda pada ujungnya akan mencair secara kontinyu sehingga

perlu digerakkan searah dengan sumbunya secara kontinyu pula.

3) Gerakan Elektroda.

Gerakan-gerakan elektroda pada pengelasan ada dua cara yaitu :

a) Gerakan arah turun sepanjang sumbu elektroda.

b) Gerakan arah turun sepanjang sumbu elektroda. Gerakan ini

dilakukan untuk mengatur jarak (panjang busur) agar tetap, karena

busur mencair terus menerus sehingga mengalami pemendekan.

c) Gerakan ayunan elektroda.Gerakan ini diperlukan untuk mengatur

lebar jalur las yang dikehendaki.

4) Pengaruh kecepatan elektroda

Kecepatan menggerakkan elektroda harus stabil, sehingga

menghasilkan rigi-rigi las yang rata dan halus.

a) Jika elektroda digerakkan terlalu lambat akan didapatkan jalur yang

lebar, kasar dan kuat tetapi dapat menimbulkan kerusakan sisi las

(pada logam induknya).

b) Jika elektroda digerakkan terlalu cepat, tembusan lasnya dangkal

karena kurangnya waktu pemanasan bahan dasar dan kurangnya

waktu untuk cairan elektroda menembus bahan dasar.

c) Jika kecepatan geraknya elektroda tepat, daerah perpaduan dengan

bahan dasar dan tembusan lasnya baik.

Gambar 3.3 Praktikum Las Listrik

3.3. Metode Praktikum Las Karbit

1) Siapkan tempat pengelasan, alat yang digunakan dan bahan yang akan di

las.

2) Susun bahan yang akan dilas sesuai yang sudah ditentukan.

3) Nyalakan las dengan korek las pegang dengan satu tangan, sedangkan

tangan yang lain memegang bahan tambahnya.

4) Jangan lupa memakai kacamata untuk melindungi mata dari hal-hal yang

tidak diinginkan.

5) Panaskan spesimen hingga berubah warna kemerahan.

6) Arahkan bahan tambah ke benda kerja yang akan dilas bersamaan dengan

api yang digunakan untuk mengelas.

7) Gerakkan las menyusuri garis yang akan disambung,

8) Setelah selesai sampai pada titik akhir, jangan langsung dipegang karena

benda kerja masih panas. Tunggulah sampai dingin atau dengan penjepit

masukkan benda kerja yang sudah di las ke dalam air.

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Praktikum Las

a. Las Listrik ( SMAW )

Gambar 4.1. Hasil Las Listrik

b. Las Karbit ( OAW )

Gambar 4.3. Hasil Las Karbit

4.2. Pembahasan

4.2.1. Las Listrik ( SMAW )

Praktikum pertama adalah pengelasan dengan menggunakan listrik.

Pada proses praktikum las masing-masing praktikan diberi 2 buah plat

datar. Setiap praktikan mengelas benda kerja masing-masing yang telah

disediakan. Benda kerja (plat) dibersihkan dari karat, kemudian plat

diletakkan pada meja kerja, dan sumber tegangan diatur dengan arus litrik

150 A dan tegangan sebesar 220 V. Proses pengelasan yang dilakukan

sesungguhnya adalah pelelehan pada elektrode dan benda kerjanya.

Elektrode yang digunakan adalah tembaga. Elektrode didekatkan dengan

benda kerja sejauh kurang lebih 2 mm. Setelah percikan api nyala,

praktikan harus terlebih dahulu mengelas bagian ujung benda kerja, agar

benda kerja terkunci dan tidak mudah bergerak pada proses pengelasan

yang utama. Setelah benda terkunci dan stabil (tidak bergerak lagi),

barulah dilakukan proses pengelasan yang utama, yakni sepanjang

permukaan celah kedua plat. Elektrode tidak boleh sampai bersentuhan

secara langsung karena panas yang tersalurkan menjadi sangat besar dan

menyebabkan electrode dan benda kerja menempel satu sama lain

sehingga terjadi kegagalan proses pengelasan (penyambungan). Setelah

seluruh sambungan pada kedua plat sudah dilas, maka plat yang sudah

menyatu diambil dengan penjepit, dan didinginkan di bak air. Las-las an

yang menggunung, dipukul dengan menggunakan palu supaya hasil las

rata.

4.2.2. Las Karbit ( OAW )

Las Karbit tidak menggunakan electrode melainkan menggunakan

acetylene (C2H2) dan oksigen sebagai bahan bakar. Praktikan diberi 2 buah

plat datar, dimana harus disambung dengan menggunakan Las Karbit

( OAW ). Terlebih dahulu api harus diatur sehingga didapatkan nyala yang

pas untuk melakukan las karbit agar terpenuhi hasil yang maksimal.

Praktikan harus mengambil kawat las yang nantinya akan dilelehkan. Plat

diletakkan berdampingan, dengan gap yang sangat rendah, sekitar 0.5 mm,

namun tidak boleh menempel, karena akan menimbulkan tidak rekatnya

hasil las ( hasil las akan terlepas secara sendirinya sebelum dibanting ).

Bagian benda kerja yang akan di sambung dipanaskan terlebih dahulu

sehingga berubah warna kemerahan, kemudian kawat las diletakkan di atas

celah kedua plat tersebut, dan didekatkan pada nyala api. Pertama

mengelas bagian kedua ujung benda kerja yang akan disambung,

kemudian diteruskan pada celah antara kedua plat. Ketinggian kawat las

harus pas untuk menghasilkan hasil las karbit yang optimal. Jika

ketinggian kawat las terlalu besar, maka itu adalah proses pengeleman

(bukan pengelasan), dimana akan menimbulkan ketidakoptimalan

kekuatan las lasan. Jika ketinggian terlalu rendah dan pemanasan pada satu

area terlalu lama, maka akan terjadi panas yang berlebihan terhadap benda

kerja, sehingga hasil las las an berlubang.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Pada las listrik, penyambungan 2 buah plat datar dilakukan dengan

menggunakan busur listrik electrode tembaga. Hasil praktikum las listrik

yaitu berupa plat yang telah tersambung. Beberapa plat sudah tersambung

dengan baik, namun ada juga yang hasil lasnya kurang baik, hal ini

disebabkan karena ketidakmampuan praktikan untuk menjaga ketinggian

elektrode (tidak konstan) serta terlalu cepat / lambatnya pergerakan

elektrode dalam lintasannya.

2. Pada las karbit, peyembungan 2 buah plat datar dilakukan dengan

menggunakan lelehan kawat listrik dengan nyala api dari bahan bakar

acetylene (C2H2) dan oksigen. Pada las karbit, beberapa dari hasil

praktikan sudah baik, adapun hasil yang kurang baik dimana terdapat

bagian dari benda kerja yang berlubang, hal ini dikarenakan api las terlalu

dekat dan lama sehingga benda kerja (plat) terkena panas yang berlebihan.

5.2. Saran

Peralatan dan meja praktikum disediakan lebih banyak, agar praktikan

mempunyai lebih banyak kesempatan untuk berlatih sebelum melakukan

pengelasan.