daerah las dan energi las

7/24/2019 Daerah Las Dan Energi Las

1/7

B. Daerah pada Sambungan Las

Daerah yang terpenting dari suatu sambungan las adalah daerah pengaruh panas, yaitu

daerah yang bersebelahan dengan daerah lasan, sehingga pemanasan pada saat pengelasan dapat

menimbulkan perubahan metalurgi didaerah tersebut. Daerah-daerah sambungan pada las dapatdilihat pada gambar berikut.

Gambar Pembagian daerah lasan

Sumber : Kou, S. 2003: 2!

Daerah lasan terdiri dari 3 daerah, yaitu :

a. "ogam induk #base metal$

%dalah logam dasar yang tidak terpengaruh, dimana panas atau suhu pengelasan tidak

menyebabkan perubahan struktur dan si&at dari logam tersebut.

b. "ogam lasan #weld metal$

%dalah bagian dari logam yang pada 'aktu pengelasan, logam tersebut men(air dan

kemudian membeku.

(. Daerah Pengaruh Panas #Head Affected Zone/HAZ$

%dalah logam dasar yang bersebelahan dengan logam las yang selama proses pengelasan

mengalami siklus termal pemanasan dan pendinginan yang (epat.

Pada proses pengelasan akan mun(ul permasalahan pada weld pool yang akan

mempengaruhi kehomogenan weld poolitu sendiri yang nantinya akan men)adi salah satu &aktor

ter)adinya korosi. *omogenitas pada kolam las dapat dipengaruhi oleh kon+eksi, kon+eksi ini

akan menyebabkan sirkulasi pada logam (air sehingga ter)adi pen(ampuran pada kolam las.

aktor-&aktor yang mempengaruhi homogenitas dari kolam las antara lain:

. Pemisahan #Segregation$


2/7

erdapat tiga )enis pemisahan di dalam logam lasan, yaitu pisahan makro, pemisahan

gelombang, dan pemisahan mikro. Pemisahan makro adalah perubahan komponen se(ara

perlahan-lahan yang ter)adi mulai dari sekitar garis lebur menu)u ke garis sumbu las, sedangkan

pemisahan gelombang adalah perubahan komponen karena pembekuan yang terputus yang

ter)adi pada proses terbentuknya gelombang manik las. Kemudian pemisahan mikro adalah

perubahan komponen yang ter)adi dalam satu pilar atau dalam bagian dari satu pilar.

2. Gasporosity dan inklusi

Pada proses pengelasan ter)adi reaksi antara logam las (air, logam induk dan udara

sekelilingnya. *al ini ter)adi karena kebanyakan logam pada kondisi panas sangat reakti&.

/nteraksi antara gas dan logam saat pengelasan berlangsung dengan (ara melarutkan gas kedalam

logam las (air atau ter)adi reaksi kimia membentuk senya'a.

/nteraksi ini antara lain:

a. Gas larut dalam logam (air dan tetap berada kedalam logam membentuk larutan padat.

b. Gas larut ke dalam logam (air melebihi batas kelarutannya sehingga menghasilkan

lubang-lubang halus pada logam las.

(. Gas bersenya'a dengan unsur logam membentuk inklusi, misal %l23, 1n, Si2.

Porositas dan inklusi yang terbentuk dapat memper(epat ter)adinya korosi dari logam las.

3. Unmixed Zone

Unmixed zone pada weld pool terbentuk pada daerah fusion boundary#batas las$ yang

dikelilingipartially melted zone #gambar 2.$. "ogam (air di daerah ini (enderung diam akibat

gesekan dengan daerahsolid.

Unmixed zone merupakan daerah yang rentan terhadap kegagalan mekanik terutama

serangan korosi karena komposisi pada daerah unmixed berbeda dengan daerah yang lainnya

pada weld pool yang mengalami sirkulasi. Daerah ini tidak dapat dihilangkan, tetapi dapat

dikurangi dengan (ara memperbesar kon+eksi.

C. REAKSI KIMIA PADA LOGAM CAIR

Pada proses pengelasan ter)adi reaksi antara logam las (air, logam induk dan udara

sekelilingnya. *al ini ter)adi karena kebanyakan logam pada kondisi panas sangat reakti&.

/nteraksi antara gas dan logam saat pengelasan bisa berlangsung dengan (ara #a$ melarutnya gas

ke dalam logam las (air atau #b$ reaksi kimia sehingga membentuk senya'a. /nteraksi ini dapat

berakibat :


3/7

. Gas larut dalam logam (air dan tetap berada ke dalam logam tersebut membentuk larutan

padat.

2. Gas larut ke dalam logam las (air melebihi batas kelarutannya sehingga menghasilkan

lubang-lubang halus pada logam las tersebut.

3. Gas bersenya'a dengan unsur logam membentuk inklusi, misal %23, 1n, Si2dll.

Gas seperti 2, *2dan 2bisa dengan mudah larut ke dalam logam (air. 4atas kelarutan gas

dapat dinyatakan dengan *ukum Sie+ert sebagai berikut :

[ ]25-

gasP

gas =

Dimana K adalah konstanta kesetimbangan, 6gas7 adalah konsentrasi gas dan P gas adalah

tekanan parsial gas. Kelarutan gas sangat tergantung pada suhu. Kelarutan nitrogen dan hidrogen

pada besi (air turun drastis ketika besi (air tersebut membeku membentuk besi . Kelarutan

nitrogen dan hidrogen pada besi austenite #$ yang berstruktur &(( lebih tinggi dari besi dan

yang berstruktur b((. /ni disebabkan karena meskipun struktur &(( lebih rapat dibanding b((,

tetapi struktur &(( mempunyai rongga oktahedral yang lebih besar daripada b((. Setelah

men(apai &asa , kelarutan gas turun karena pada suhu dingin atom-atom besi (enderung lebih

rapat. Kelarutan gas )uga dipengaruhi oleh adanya logam paduan lain.

Nitrgen

itrogen )ika terlarut pada logam akan memberikan kekuatan #strength$ dan kekerasak

#hardness$ yang tinggi. /ni disebabkan karena ukuran atom masih lebih besar daripada

rongga5ruang antara atom-atom logam induk sehingga keberadaab atom-atom akan

menyebabkan distorsi dan medan regangan #strain &ield$. %kibatnya dislokasi akan sulit bergerak

sehingga kekuatan dan kekerasan logam meningkat. %kan tetapi peningkatan kekuatan tarik ini

menyebabkan turunnya keuletan #du(tility$ dan ketangguhan #toughness$.

!idrgen

*idrogen menyebabkan e&ek yang merugikan karena bisa menimbulkan lubang-lubang halus

#pori0pori$ pada logam las, retak dan penggetasan #hidrogen embrittlement$.

8ika pengelasan dilakukan tanpa menggunakan gas pelindung, maka komposisi kimia

logam las akan )auh berbeda dengan logam induk dimana kandungan nitrogen dan oksigen di

logam las tersebut )auh lebih tinggi dari logam induk maupun &iller. Selain itu, si&at-si&at mekanis

terutama keuletan dan ketangguhannya menurun akibat adanya gas-gas tersebut. abel di ba'ah


4/7

adalah perbandingan antara si&at-si&at mekanis logam induk dan logam las yang dibuat tanpa

menggunakan proteksi terhadap gas.

Selain penggunaan gas pelindung, pemilihan bahan &luks )uga menentukan komposisi

logam las dan sekaligus )uga si&at-si&at mekanisnya. luks bisa digolongkan men)adi 3 kelompok

yaitu :

. luks tipe halide, misalnya 9a2 a, 9a2 4a92dan K9 a9 a3%

2. luks tipe halide-o;ide, misalnya 9a2-9a-%23, 9a2-9a-Si2 dan 9a2-9a-

%23Si2.

3. luks tipe o;ide, seperti 1n-Si2, e2-1n-Si2dan 9a-i2-Si2

luks tipe halide tidak mengandung oksigen sehingga baik digunakan untuk logam-

logam yang sangat reakti& seperti aluminium #%$ dan titanium #i$. luks tipe halide-o;ide

sedikit bersi&at oksidator dan sesuai untuk ba)a paduan tinggi #high alloy steel$ sedangkan

&luks tipe o;ide digunakan untuk ba)a karbon rendah dan ba)a paduan rendah #lo' alloy

steel$.

Senya'a oksida #o;ide$ pada &luks dapat dibagi men)adi 3 group, yaitu :

. ksida asam #a(idi( o;ide$ misalnya Si2, i2dan P2.

2. ksida basa #basi( o;ide$ misalnya 9a, 1n dan a2.

3. ksida amphotir #amphoteri( o;ide$ misalnya %23, e23dan


5/7

1enurut /nternational /nstitute o& @elding #//@$ )ika 4/ kurang dari maka &luks dikatakan

asam, )ika 4/ antara ,0-, maka &luks bersi&at netral, semi basa )ika 4/ antara ,-2, dan

basa )ika 4/ lebih dari 2,.

ENERGI PADA PROSES PENGELASAN

Panas yang ter)adi pada proses pengelasan sangat mempengaruhi distribusi suhu,

tegangan sisa #residual stress$ dan distorsi. Selain itu panas )uga mempengaruhi trans&ormasi

&asaryang selan)utnya berpengaruh pada struktur mikro dan si&at-si&at &isik dan mekanik las.

Sumber Energi " Panas

Pengelasan membutuhkan 2 hal yang sangat penting yaitu #a$ energi t*ermal panasdan

#b$ energi me!ani! yang berupa tekanan. Sumber energi panas didapatkan dari energi !imia

#misalnya pembakaran gas dengan oksigen$ dan energi listri! #misalnya busur listrik dan sinar

intensitas tinggi$.

4esarnya energi #A$ yang terkandung dalam sumber panas dinamakan ting!at energi

#energy le+el$ atau !apasitas energi #energy capacity$.

Pada las oksi asetilen : A#'$ B #!C k85l asetilen$ ; asetilenx ,*/3-sB 3,3 92*2

Dimana : asetilen: debit aliran gas asetilen #l5h$

Panas pembakaran asetilen B !C k85l pada atm dan 2o

9h : 'aktu dalam )am

Pada las busur listrik : A#'$ B E/

Dimana : E : potensial listrik

/ : arus listrik

Masu#an Panas $!eat Input%

1asukan panas adalah besarnya energi panas tiap satuan pan)ang las ketika sumber panas

#yang berupa nyala api, busur listrik, plasma atau (ahaya energi tinggi$ bergerak.

1asukan panas : * B P5+ B #E/ 5 + $

Dimana : * : masukan panas #85mm$

P : tenaga input #@att$

+ : Ke(epatan pengelasan #mm5s$

E : potensial listrik #+olt$


6/7

/ : arus listrik #%mpere$

Pada kenyataannya, perpindahan panas dari sumber panas ke benda ker)a ber)alan tak

sempura ditandai dengan adanya panas yang hilang ke lingkungan. 4esarnya panas hilang ini

menentukan e&isiensi perpindahan panas sehingga persamaan di atas men)adi :

* B P5+ B E/5+

Dimana adalah adalah e&isiensi perpindahan panas yang nilainya antara 0 dan .

Pengaruh Energi Panas pada Penge&asan

ungsi utama sumber panas pada las (air #&usion 'elding$ adalah untuk men(airkan

logam. Selan)utnya logam (air mempunyai 2 &ungsi, yaitu : #$ sebagai bahan pengisi #&iller$

pada bagian yang disambung sehingga terbentuk bahan yang kontinyu dan #2$ membersihkan

permukaan sambungan melalui reaksi kimia.

E&isiensi (air #melting e&&i(ien(y$ adalah masukan panas yang digunakan untuk

men(airkan logam yang besarnya bisa dihitung dengan bantuan Gambar 2.2. 4entuk penampang

lintang seperti gambar tersebut dinamakan Fbead on plate #logam las di atas plat$.

Panas #A$ yang dibutuhkan untuk men(airkan logam terdiri dari 2 )enis :

. Panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu sampai titik (air.

2. Panas laten untuk mengubah dari &ase padat ke (air.

A B #mH 2I3$2

5 300.000

Dimana : m: titik (air logam, o9

E&isiensi (air merupakan perbandingan antara energi teoritis yang diperlukan untuk

men(airkan logam dibagi dengan masukan panas.

( ) ( )0#+1AP+1AH1Af wwmetw 555 ===

0#P

+P

Aw1==

Persamaan di atas menun)ukkan bah'a e&isiensi (air tergantung pada proses pengelasan,

)enis bahan5logam yang dilas dan &aktor-&aktor lain seperti ketebalan dan bentuk struktur

logam yang dilas.

'enis()enis Sambungan Las


7/7

Perpindahan panas tergantung pada ukuran dan bentuk konstruksi benda yang dilas.

Selan)utnya sebelum mempela)ari perpindahan panas, perlu diketahui dulu berbagai )enis

sambungan yang biasanya dipakai.

Pemilihan sambungan las biasanya ditentukan oleh bentuk struktur dan si&at beban yang

beker)a pada struktur tersebut. Seperti beban unia;ial, bia;ial, statis, dinamin, tarik, tekan, geser

atau torsi. Selain itu &aktor biaya, )enis proses pengelasan dan pera'atan perlu )uga diperhatikan.

Pada prinsipnya ada )enis sambungan las yaitu #$ butt )oint #sambungan tumpul$, #2$ (orner

)oint #sambungan sudut$, edge )oint #sambungan sisi$, lap )oint #sambungan tumpang$ dan ee

)oint #sambungan $.

Pada sambungan tumpul, permukaan yang disambung berupa #a$ sambungan persegi

#sJuare$ yang tidak membutuhkan elektroda pengumpan #&iller$ G%@ dan E4@ dan #b$

sambungan yang membutuhkan logam pengisi seperti S1%@, G1%@ dan S%@.

"ogam las )uga dapat diklasi&ikasikan berdasarkan tipe penetrasi yaitu :

. Penetrasi penuh #&ull penetration$ : ketebalan las sama dengan logam induk

2. Penetrasi sebagian #partial penetration$ : ketebalan las lebih ke(il dari logam induk

3. 9ontinuous @elds #las kontinyu$ : )ika pengelasan dilakukan se(ara kontinyu.

!. /ntermittent 'elds : pengelasan diselingi dengan berhenti pada )arak tertentu dan terdapat

gap5)arak antara las satu dengan lainnya.

daerah las dan energi las

Documents