sambungan las

SAMBUNGAN LAS

Proses pembentukan sambungan las

• Baja yang akan disambung dipanaskan pada ujung-ujung bagian baja yang akan disambung sampai mecapai titik lelehnya

• Baja yang telah cair akan menyatu membentuk joint las

Fillet weld

Fillet weld

Fillet weldFillet weld

Fillet weldFillet weld

P

P P

P

Berdasarkan tipe dari las Las sudut/ Fillet weld

Las tumpul/ Groove weld

Berdasarkan tipe dari joint/sambungan Butt, lap, tee, edge or corner

Berdasarkan proses pengelasan SMAW (shielded metal arc welding)

SAW (submerged arc welding )

68402/61420 Slide # 4

Klasifikasi Sambungan Las

68402/61420 Slide # 5

Proses Pengelasan

Shielded Metal Arc Welding (SMAW),

Dalam proses ini busur las melintasi celah antara elektroda dan logam dasar, pengelasan terjadi dengan pemanasan bagian yang terhubung dan menyetorkan bagian elektroda ke logam dasar yang mencair.

•Terbentuk sebuah lapisan perisai/pelindung dari hasil campuran elektroda dan logam cair untuk mencegah logam cair tadi menguap sebelum dingin

•Elektroda dipindahkan keseluruh lintasan sambungan dan ketebalan las sangat bergantung pada jumlah lintasan elektroda yang diberikan saat proses pengelasan

•Las SMAW biasanya digunakan secara manual dilapangan

Submerged Arc Welding (SAW)

Biasanya prosesnya dilakukan secara otomatis atau semi-otomatis.

Ujung elektroda dipenetrasikan ke logam dasar yang akan disambung sehingga membentuk lapisan pelindung

Kekuatan jenis las ini hasilnya lebih kuat dibandingkan SMAW

Digunakan pada proses pengelasan dipabrik, misal pada pembuatan pipa, dan profil lain

68402/61420 Slide # 6

Proses Pengelasan

Beberapa proses pengelasan lainnya yang juga digunakan; (proses dipabrik), antara lain ; gas shielded metal arc, flux cored arc, and electro-slag welding.

Kontrol kualitas pengelasan sulit diprediksi, sebab tergantung adanya cacat dibawah permukaan las, adanya gelembung gas serta pelaksanaan yang kurang sempurna (pada proses SMAW)

Welders (yang melakukan pekerjaan pengelasan) harus memiliki sertifikat welder, dan untuk pekerjaan khusus diperlukan teknik pengawasan dengan menggunakan radiography or ultrasonic testing.

68402/61420 Slide # 7

Konsep pengleasan

TIPE SAMBUNGAN LAS

Kondisi batas pada kekuatan sambungan las adalah kondisi fracture (patah)

Kondisi leleh bukan faktor yang menentukan karena deformasi yang terjadi pada sambungan las saat leleh tidak terjadi dan tidak mempengaruhi performance struktur.

Kondisi Batas

a

a

Throat = a x cos45o

= 0.707 a

a

a

Throat = a x cos45o

= 0.707 a

Perencanaan sambungan las

Las sudut sering digunakan dan dipakai pada semua struktur.

Tebal las biasanya berukuran 1 mm dan kelipatannya.

Las sudut dapat dibebani pada berbagai arah geser, tekan atau tarik. Oleh karena itu las tersebut selalu gagal pada geser

Kegagalan geser pada las sudut terjadi sepanjang bidang kritis las yang dilalui.

Failure Plane

L

L – length of the weld a – size of the weld


Teg. geser dari las sudut sepanjang L yang menerima beban P yakni

fv =

Kapasitas geser las adalah Rn dimana ;

Rn =

Rn = dimana = 0.75

Dimana fw = teg.geser ultimit electroda = 0,6 x kuat tarik electroda

las (tergantung pada electrode yang digunakan pada proses SMAW) • Kuat tarik dari electroda las antara lain ; 413, 482, 551, 620, 688, 758, atau

827 MPa.

• Terminologi standar electrode las yang dipakai adalah E60XX, E70XX,

E80XX, dan seterusnya.

ww La707.0f

ww La707.0f75.0

wLa707.0

P


Kekuatan dari electroda diperhitungkan dari base metal dipakai.

• Jika teg.leleh (y) base metal 413 - 448 MPa, dipakai elektroda E70XX.

• Jika teg.leleh (y) base metal 413 - 448 MPa, dipakai elektroda E80XX.

E70XX adalah electroda yang paling banyak digunakan untuk las sudut yang dibuat dengan proses SMAW.

E – electrode 70 – tensile strength of electrode (ksi) = 482 MPa XX – type of coating

Lebih kuat menahan tarik atau tekan dibandingkan menahan geser

Penyebutan las sudut : 12 mm SMAW E70XX: lasa sudut dengan tebal las 12 mm, dibentuk dengan

Shielded Metal Arc Welding Process, dengan pengisi elektroda kuat tarik minimum 70 ksi.

9 mm-by-12 mm SAW E110XX: las sudut ukuran kaki tidak sama, dibentuk dengan Submerged Arc Metal process, dengan pengisi logam elektroda kuat tarik minimum 758 MPa.

Las Sudut

Leg

Leg

Throat

Convex

Surface

Leg

Leg

Throat

Concave

Surface Unequal leg

fillet weld

Teg.geser las sudut = beban / luas bidang patahan geser

Kondisi batas las sudut ditentukan oleh : (1) Patahan geser pada lintasan kritis atau kuat geser las

Untuk kaki las sudut yang sama (equal):

wewn LtfV

wwn LafV )707.0(

Misalkan elektroda las E70XX, mempunyai tegangan geser las sebesar

• fw = 0.60 FEXX fw = 0.75 x 0.60 x 482 = 217 MPa

(2) Kemampuan geser base metal atau pelat :

Rn = 0.9 x 0.6 Fy x Luas base metal yang menerima geser

dimana Fy = Teg.leleh pada base metal.

T

ElevationPlan

T

ElevationPlan

Kuat geser las menerima beban adalah :

Vn = 0.75 x (0.707 a) x Lw x fw > T

Dalam kasus desain lebih menguntungkan untuk menentukan

kekuatan las per meter panjang

Contoh

Minimum size (amin) Tergantung pada tebal pelat yang paling tipis pada sambungan

Maximum size (amax) Tergantung pada pelat yang paling tipis pada sambungan :

Untuk pelat dengan tebal 6 mm, amax = 6 mm.

Untuk pelat dengan tebal 6 mm, amax = t – 2 mm.

Minimum length (Lw) Panjang las Length (Lw) 4 a ; sebaliknya, aeff = Lw / 4 a = tebal las

Las sudut yang terputus-putus : Lw-min = 4 a dan atau 38 mm.

Batasan dimensi sambungan las

Maximum effective length

Jika Lw < 100 a, maka panjang las efektif (Lw-eff) = Lw

Jika Lw < 300 a, maka panjang las efektif (Lw-eff) = Lw (1.2 – 0.002 Lw/a)

Jika Lw > 300 a, maka panjang las efektif (Lw-eff) = 0.6 Lw

Pemutusan las

• Lap joint – pemutusan las sudut pada jarak > a dari ujung.

• Pengait las pada daerah sudut harus > 2 a

SNI 03-1729-2002 ; Halaman-107

Pedoman Perencanaan las Sudut

Dua tipe las sudut yang digunakan

Shielded Metal Arc Welding (SMAW)

Automatic Submerged Arc Welding (SAW)

68402/61420 Slide # 19

a

a707.0

ateff 707.0

ateff

Fillet weld on arrow side. Weld’s leg size is 10 mm. Weld size is given to the left of the weld symbol. Weld length (200 mm) is given to the right of the symbol

Fillet weld, 12 mm size and 75 mm long intermitten welds

125 on center, on the far side Field fillet welds, 6 mm in size and 200 mm long, both

sides. Fillet welds on both sides, staggered intermitten 10 mm

in size, 50 mm long and 150 mm on center Weld all around joint Tail used to reference certain specification or process

Simbol Las (American Welding Society AWS)

10 200

12 75@125

6 200

10 50@150

Pedoman Perencanaan Las Sudut

Perencanaan las sudut diambil nilai terkecil dari kondisi berikut Weld material strength

Base Metal Strength

)fLa707.0(P wweldWeld_u

Exxw Ff 6.075.0

a

a707.0

)6.0(_ YweldbaseBMu FLtP

9.0

551 E80XX

482 E70XX

FEXX (MPa) Electrode

&

Kondisi batas leleh

Kekuatan las akan meningkat jika gaya yang bekerja tidak pararael pada las

) 707.0( _ wweldweldu fLaP

5.1sin5.016.0 Exxw Ff

75.0

Maksimun ukuran las, t-max

mm 6 mm 2

mm 6mm 6max_

basemetalbase

base

weldtift

tift

partthinnermin_weld tt Minimum ukuran las, t-min

Pedoman Perencanaan Las Sudut

Contoh : Perencanaan kekuatan sambungan Las

Tentukan kemampuan batang tarik pada sistem sambungan seperti tergambar. Batang tarik adalah pelat persegi ukuran 100x10 mm dilas pada pelat sambung tebal 15 mm dengan memakai elektroda E70XX.

Pertimbangkan batang tarik tersebut pada kondisi leleh dan patah. Periksa juga kuat geser las dan base metal disekitar pelat dengan Fy = 573

MPa.

125 mm

125 mm

12 mm

12 mm

100 mm x 10 mm

t = 15 mm


Step I. Periksa batasan dimensi dari las

tmin = 10 mm (batang tarik)

tmax = 15 mm (pelat sambung)

oleh karena itu,

amin = 5 mm

amax = 10 mm – 2 mm = 8 mm

Ukuran kaki las, a = 6 mm ..............OK!

Lw-min = 4 x 6 = 24 mm dan atau 38 mm ..............OK!

Panjang las = 125 mm, dimana > Lmin. ...............OK!

Panjang kait las pada ujung pelat - minimum = 2 a = 12 mm .......OK!


Step II. Hitung kuat geser las

Kuat geser las = x 0.707 x a x 0.60 x FEXX x Lw

= 0.75 x 0.707 x 6 x 0.60 x 482 x 250/1000

= 230 kN

Step III. Hitung kuat geser base metal

Rn = 0.9 x 344 x 100 x 10/1000 = 310 kN .................tension-yield


Step IV : Kuat tarik pelat

Rn = 0.75 x Ae x Fu - tension fracture

dimana ; Ae = U A (luas penampang tarik efektif)

Ae = Ag = 100 x 10 = 1000 mm

Fu = teg.tarik ultimit pelat = 597 MPa

Maka :

Rn = o,75 x 1000 x 448 /1000 = 336 kN

Beban tarik yang dapat ditaham oleh sistem sambungan tersebut adalah sebesar 230 kN.

Las kait pada pojok sambungan tidak termasuk dalam hitungan ini.

Sambungan las menerima momen Diasumsikan bahwa rotasi pada bidang patahan sambungan las terjadi

disekitar pusat elastis las. Perbedaan dengan sambungan baut adalah

pada sambungan las kekuatannya dihitung sebagai per-satuan panjang

las.

J

dMf 2

Tegangan geser pada las akibat momen, M adalah

M

M = momen yang bekerja pada pusat elastis las,

d = jarak terjauh dari pusat elastis las

J = momen inersia polar dari las

F

e

d

Sambungan las menerima momen dan geser

yx IIJ

eFM

J

dMf 2

Tegangan akibat momen, M adalah

J

yMf x 2 J

xMf y 2

&

Perhitungan harus dilakukan untuk wteff 707.0

atau diasumsikan teff = 1 mm

Sambungan las menerima momen dan geser

xxx fff 21

weld

xx

A

Ff 1

Tegangan akibat gaya geser terpusat adalah

Tegangan total pada las adalah

weldnyxv Rfff _

22

weld

y

yA

Ff 1

yyy fff 21 &

Perencanaan sambungan las akibat momen dan geser

Tentukan ukuran las yang diizinkan

untuk sambungan “bracket” seperti

tergambar. Beban mati yang

bekerja 50 kN dan beban hidup 120

kN secara terpusat (lihat gambar).

Digunakan mutu baja A36 untuk

bracket dan mutu baja A992 untuk

kolom.

Hitung untuk tebal las teff = 25 mm

250 mm

200 mm

300 mm

D = 50 kN

L = 120 kN

15 mm PL


Step I : Hitung beban ultimit:

Pu = 1.2D + 1.6L = 1.2(50)+1.6(120) = 252 kN

Step II: Hitung tegangan las akibat gaya geser :

Step III: Hitung titik berat sambungan las:

Step IV: Hitung momen lentur pada titik berat las:

e = 250+ 200 – 57.1 = 392.9

M = Pe = 252(392.9)=99011 kN-mm.

N/mm 360200300200

10002521

yf

mm 57.1or )2)(100(200)700( xx


Step V: Hitung momen inersia total sambungan las /tebal las:

Ix = 1(300)3 (1/12)+2(200)(150)2=11.25×106 mm4

Iy = 2 {(200)3 (1/12)+(200)(100-57.1)2 }+ 300(57.1)2=3.05×106 mm4

J = Ix + Iy = (11.25 + 3.05)×106 = 14.3×106 mm4

Step VI: Hitung tegangan kritis pada las (ambil jarak terjauh las terhadap titik beratnya):

N/mm 1703)360989()1039(

N/mm 989103.14

1000)1.57200(99011

N/mm 1039103.14

1000)150(99011

222

21

2

2

62

62

yyxv

y

x

ffff

J

xMf

J

yMf

68402/61420 Slide # 32


Step VII: Periksan tegangan geser pada base metal Kapasitas geser pada kaki las :

ΦRn = (0.9)0.6Fyt = 0.9(0.6)(248)(15) = 2009 N/mm

Kontrol Kekuatan geser pada sambungan las:

2009 N/mm > 1703 N/mm (OK).

Step VIII: Hitung tebal kaki las , asumsi Fw = 0.6FEXX

pakai tebal kaki las sudut 12 mm dengan E70XX

mm 11.1)4826.0)(707.0(75.0

1703

)707.0(

W

n

F

Ra

sambungan las

Documents