tugas 4 - 1106010906

1. Jelaskan prinsip kerja las resistansi listrik. Jelaskan tahapan kerja dari las titik (spot welding). Serta jelaskan mengapa pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung.

Las resistansi listrik menggunakan prinsip penyambungan permukaan logam dalam bentuk lembaran, sambungan tumpul dan dalam bentuk tumpang yang ditekan satu dengan yang lainnya menggunakan elektroda. Kemudian adanya resistansi listrik ini dihasilkan dari arus listrik yang dialirkan. Resistansi listrik dari arus tersebut membuat permukaan menjadi panas dan meleleh. Pada las resistansi listrik, elektroda berbahan tembaga karena sifat tembaga yang sangat memenuhi kriteria elektroda yang diinginkan. Sifat tersebut diantaranya bahwa tembaga memiliki konduktivitas thermal dan elektrik yang tinggi, memiliki ketahanan deformasi yang baik, tidak mudah terkontaminasi benda kerja, dan harganya yang murah. Dalam las resistansi listrik, terdapat 3 variabel penting, yaitu:

Tahanan listrik

Tekanan elektroda

Arus dan waktu

Tahapan kerja dari las titik (spot welding) dapat dijelaskan pada gambar di bawah ini:

Arahkan dan bawa elektroda pada permukaan logam serta aplikasikan sedikit tekanan pada permukaan tersebut.

Tahap kedua terjadi dengan mengaplikasikan arus listrik pada elektroda tersebut sehingga membuat permukaan menjadi panas dan meleleh.

Tahap ketiga adalah melepaskan arus listrik yang sebelumnya diberikan dan elektroda dibiarkan di tempat sehingga material dapat mendingin.

Pelelehan terjadi di tengah kedua pelat yang disambung karena adanya arus listrik yang mengalir dari permukaan sampai ke bagian tengah kedua pelat, sehingga pelat meleleh saat pengelasan.

Jordy Herfandi - 1106010906Tugas 4 - Penyambungan Material

2. Jelaskan pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrik.

Dalam las resistansi listrik, terdapat 3 variabel penting, yaitu:

Tahanan listrik

Tekanan elektroda

Arus dan waktu

Pengaruh arus terhadap hasil las resistansi listrik Arus merupakan satu parameter yang memiliki peran utama pada heat input sebab itu arus memiliki satu peranan vital dalam las resistansi listrik. Arus ini menentukan kecepatan pemberian panas dan apabila densitasnya terlalu tinggi atau berlebihan akan menyebabkan terjadinya metal expulsion yang berdampak pada pembentukan rongga dan retak.

Pengaruh waktu terhadap hasil las resistansi listrik

Waktu Tekan (squeeze time):Merupakan waktu dimana penekanan dimulai hingga arus mengalir.

Waktu Las (weld time):Merupakan waktu saat arus mengalir pada benda kerja.

Waktu Tahan (hold time):Merupakan waktu dimana elektroda masih ditahan menekan benda kerja dengan arus yang sudah tidak mengalir lagi.

Waktu henti (off time):Merupakan waktu akhir dari waktu tahan hingga waktu tekan berikutnya. Waktu memiliki pengaruh yang besar pula pada las resistansi listrik ini. Waktu merupakan satu parameter kontrol terhadap heat input. Waktu memiliki efek yang besar terhadap kuat geser hasil pengelasan.


Pengaruh tekanan terhadap hasil las resistansi listrik

Peningkatan tekanan elektroda hal menyebabkan penurunan tahanan kontak. Fungsi dari tekanan elektroda itu sendiri berperan dalam memberikan penempaan. Penempaan ini kemudian bisa menghasilkan deposit dengan butir yang halus.

3. Jelaskan Prinsip Kerja Spot Welding berikut skematis gambar serta berikan penjelasan Masukan Panas (heat input) yang dibutuhkan untuk menyambung materialdenganspot welding.

Tahapan kerja dari las titik (spot welding) ialah:

Dua lembaran tumpang tindih disambung menggunakan prinsip pencairan setempat yang disebabkan oleh arus yang terkonsentrasi antara elektroda-elektroda yang berbentuk silinder. Konsentrasi arus ditentukan oleh luas kontak antara elektroda dan benda kerja.

Berikut merupakan mekanisme tahapan proses pada Spot Welding :

a. Dua elektroda yang berbentuk silinder diletakkan pada permukaan sambungan benda kerja dan benda kerja yang akan disambung.

b. Panas yang dihasilkan dari tahanan dikombinasikan dengan pemberian tekanan yang akan menghasilkan Spot Welding.

c. Panas tersebut akan berakibat terbentuknya nugget pada permukaan sambungan dari dua benda kerja. Umumnya diameter dari nugget ini adalah 6-10 mm.

d. Arus yang dihasilkan berkisar antara 3000 - 40.000 A

e. Waktu pengelasan biasanya sekitar 0.6 dan 0.8 detik.


Pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung disebabkan karena pada pengelasan spot welding diharapkan tahanan listrik terbesar pada permukaan

antar material (r3) sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil mungkin (r1 dan r5) sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada pelat yang disambung. Sesuai dengan persamaan (1):


Rw = r1+r2+r3+r4+r5

Keterangan gambar:

r2 dan r4 : tahanan listrik yang di las

r1 dan r5 : tahanan listrik pada permukaan kontak antara elektroda dengan benda kerja

r3 : tahanan listrik permukaan antar molekul

4. Jelaskan perbedaan antara Flash welding dan Upset Welding melalui gambar

skematisnya.

FLASH WELDING

Flash welding biasa digunakan untuk menyambung material yang memiliki penampang yang sama, dimana lasan (weld) dihasilkan pada seluruh penampang yang kontak tanpa logam pengisi (filler metal).


Upset Welding

Perbedaan flash welding dan upset welding:

Keduanya sebenarnya memiliki susunan yang sama. Namun perbedaan utamanya terletak dalam hal mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan satu pergerakan.

Flash welding biasanya diaplikasikan untuk menyambung komponen dengan cross section yang sama dari ujung ke ujung.

Upset welding biasanya diaplikasikan untuk menyambung kawat atau batang dengan luas penampang yang kecil serta untuk penyambungan pipa.

Flash welding memiliki kapasitas mesin yang lebih besar dibandingkan upset welding. Namun keduanya bisa dieksekusi dengan menggunakan mesin yang sama.

5. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam Welding.

Skematis siklus kerja seam welding:

1. Baja lembaran yang saling tumpang tindih, disambung menggunakan elektroda yang bulat dan berputar di pinggiran baja. Elektroda akan menekan baja lembaran tersebut.


2. Elektroda tersebut menghasilkan resistansi panas yang akan menghasilkan nugget berbentuk lonjong, yang berderet sesuai dengan kecepatan elektrodanya.

3. Akan terjadi penyambungan pada daerah nugget.

4. Arus yang diberikan disepanjang sambungan oleh split electrode rollers.

6. Jelaskan perbedaan antara Flash welding dan Upset Welding melalui gambar skematisnya.

Keuntungan Keterbatasan

Penyambungan cepat untuk logam berukuran ringan

Peralatan yang mahal

Peyambungannya cepat untuk benda hasil forging dan casting yang berukuran besar

Perlunya perawatan/maintanance khusus

Sebagai tambahan fasteners yang sangat baik pada suatu produk

High short duration current load

Hasiknya lebih rapi karena hanya menggunakan resistansi panas yang tinggi

untuk melelehkan logamnya

7. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam Welding.

Percussion welding adalah proses pengelasan yang menggunakan panas dari sebuah busur yang dihasilkan oleh pelepasan energi listrik yang cepat untuk penyambungan logam. Tekanan yang digunakan progresif atau mengikuti pelepasan energi listrik. Prosesnya hampir sama dengan flash welding dan upset welding. Mesin yang digunakan dalam percussion welding adalah magnetik dan capacitor discharge.

Aplikasinya banyak digunakan pada industri elektronik untuk menyambung alumunium rods, menyambung baja atau non ferrous alloy yang tahan korosi dll.


8. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan dari proses pengelasan resistansi welding.

Merupakan gabungan dari proses welding kovensional resistance seam welding dan projection welding. Alat yang dipakai pun hampir sama dengan yang dipakai oleh proses welding kovensional resistance seam welding yaitu large resistance welding frame, dan rotating wheel type electrode untuk menghasilkan arus.

Aplikasi yang menggunakan pengelasan jenis ini biasanya banyak dilakukan pada bidang transportasi, agrikultural, sektor produksi makanan, peralatan gardening dan machine protection.

9. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Percussion Welding dan Gambarkan skematisnya dan beri contoh aplikasinya.

W: Mampu Las baik; L: Mampu las terbatas; N: Mampu las buruk


Urutan material yang memiliki weldability yang baik adalah steel --> aluminium --> tembaga. Ini dikarenakan steel memiliki ketahanan listrik yang cukup tinggi dan konduktivitas thermal yang rendah (52 W/m-K) dibandingkan elektroda tembaga, inilah yang membuat proses welding menjadi lebih mudah. Kemudian adalah aluminium, aluminium ini memiliki nilai ketahanan listrik dan konduktivitas thermal (109 W/m-K) yang mendekati tembaga (385 W/m-K) tapi melting point-nya lebih rendah dibandingkan dengan tembaga, proses weldingnya masih mungkin dengan menggunakan arus yang lebih tinggi.

10. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Mash Seam Welding dan gambarkan skematisnya serta bericontohaplikasinya.

Pada pembuatan pipa baja ERW digunakan arus frekuensi tinggi karena dengan mengkonsentrasikannya pada permukaan yang akan disambung melalui dua probes yang membuat kontak ringan dengan bagian sambungan, arus yang diperlukan lebih kecil dan kontak listriknya juga lebih kecil. Dengan meningkatkan frekuensi arus yang diberikan hingga 450 Hz dan meningkatkan voltage dari satuan menjadi puluhan, dikembangkan proses yang disebut high-frequency resistance welding (HFRW). Peranan frekuensi tersebut terhadap sambungan pipa ialah membuat kontak ringan antara probes dengan bagian sambungan sehingga arus yang diperlukan lebih kecil begitu pula dengan kontak listrik

11. Untuk material logam Tembaga, Aluminium dan Baja, urutkan material yang mana yang memiliki weldability yang baik menggunakan pengelasan las titik (spot welding).


Memproduksi lasan dengan daerah HAZ yang sempit

Harus diperhatikan untuk menghindari radiasi

Kecepatan las yang tinggi dan konsumsi energi rendah Kurang ekonomis untuk produk kecil

Dapat digunakan untuk las pada dinding pipa yang sangat tipis Bahaya akibat frekuensi arus tinggi

Dapat disesuaikan dengan banyak logam

Oksidasi minim

Efisiensi tinggi


12. Pada pembuatan pipa ERW, mengapa digunakan arus frekwensi tinggi serta jelaskan peranan frekwensi tersebut terhadap sambungan di pipa tersebut.

Prinsip kerja projection welding adalah merupakan satu modifikasi dari las resistansi listrik. Mekanismenya adalah dengan memberikan konsentrasi arus dan tekanan dari elektroda pada daerah workpiece. Namun, persiapan di awal perlu diperhatikan supaya aliran arus terpusat pada titik kontak tertentu.


Menghasilkan hasil las yang lebih rapih akibat aliran arus dan elektroda

terfokus

Lap Joint menyebabkan penambahan berat

Kecepatan pengelasan tinggi Kekuatan sambungan dan fatik rendah

Mudah beradaptasi untuk otomatisasi dalam kecepatan produksi tinggi

Peralatan lenih mahal dibandingkan arc welding

Kesehatan hasil pengelasan sulit diperbaiki

13. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan High Frequency Welding.

Syarat kualitas hasil las dengan spot welding dianalisa dari ukuran nugget dan hasil uji tarik gesernya ialah sebagai berikut:

Ukuran NuggetUkuran nugget dari logam yang mencair sangat berkaitan dengan luas kontak antara benda kerja dan elektroda, dimana dalam hal ini konsentrasi arus juga dipengaruhi oleh luas kontak. Ukuran diameter dari nugget sebagai syarat dari kualitas hasil las spot welding adalah 6-10 mm.

Hasil Uji Tarik GeserKuat geser nugget umumnya harus cukup dapat menjamin bahwa bila sambungan diberi tegangan hingga putus maka putus terjadi pada lembaran mengelilingi nuggget. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah kekuatan las titik yang dapat diperoleh melalui uji mekanikberupa shear strength dan uji cross section. Indikator yang sering digunakan untuk menetukan keuletan lasan khususnya pada material yang memiliki mampu keras yang tinggi adalah besarnya rasio antara cross section strength (ft) dan shear strength (fs). Bila


rasio fs/ft mendekati satu, lasan dapat dikatakan ulet sedangkan rasio fs/ft mendekati nol, lasan bersifat getas.

14. Bila saudara di tugaskan untuk menyambung dengan metoda spot welding terhadap dua belah pelat dengan tahanan listrik yang sama namun memiliki ketebalan yang berbeda dimana t1 = 2 x t2. Buatlah skematis disain posisi elektroda yang akan dipakai terhadap sampungan kedua pelat tersebut.

Andaikan: D1 =10mm ; D2 =8mm Sehingga,

t = 5(s) . 0.5D1 =5(10).0.5=25mm

D2 = 5(8) . 0.5 = 20 mm

15. Jelaskan weldability baja lapis seng (galvanil) bila dilas dengan spot resistant welding process.

Untuk pengelasan baja lapis seng, diperlukan arus yang lebih tinggi. Hal ini disebabkan adanya lapisan coating Zn pada permukaan baja. Lapisan Zn tersebut harus dilelehkan terlebih dahulu sebelum kita berlanjut pada penyambungan baja. Melting point yang dimiliki Zn lebih rendah dari baja. Sehingga selama proses pengelasan, Zn yang dikombinasikan dengan baja akan menurunkan resistivitasnya. Maka dari itu kita membutuhkan arus yang lebih tinggi untuk mengelas baja lapis seng ini.


tugas 4 - 1106010906

Documents