Date post: | 07-Jul-2018 |
Category: |
Documents |
Upload: | septiana-nugraha |
View: | 220 times |
Download: | 0 times |
of 23
8/18/2019 proses produkzi
1/23
MODUL PERKULIAHAN
ProsesProduksiProses Penyambungan
FakultasProgramStudi
TatapMuka
Kode MK Disusu Ole!
Teknik Teknik Industri
"#Popy Yuliarty,ST,MT
A$stra%t KompetesiProses penyambungan memiliki perbedaan dengan
proses-proses yang telah dibahas sebelumnya dalamarti proses ini menggunakan komponen-komponenyang telah diproduksi dari proses lain danmenggabungkannya menjadi komponen perakittan.Terdapat sejumlah sambungan yang sepenuhnyabersifat mekanis, dan dalamkategori ini, alat- alat yangmembentuk sambungan semipermanen( misalnyasekrup dan baut) dianggap sebagai saranaperkaitan.pembahasan kita kali ini menekankan padaproses; jadi, kita akan lebih fokus pada metode-metode pembuatan sambungan permanen
Diharapkan mahasiswa
memahami prosesselanjutnya dari prosespermesinan yaitu prosespenyambungan.
[ T y p e t h e a b s t r a c t o f t h e d o c u m e n t h e r e . T h e a b s t r a c t i s t y p i c a l l y a s h o r t s u m m a r y o f t h e c o n t e n t s o f t h e
d o c u m e n t . T y p e t h e a b s t r a c t o f t h e d o c u m e n t h e r e . T h e a b s t r a c t i s t y p i c a l l y a s h o r t s u m m a r y o f t h e c o n t e n t s o f t h e d o c u m e n t . ]
& T ' p e t ! e % o m p a ' a m e ( & T ' p e t ! e % o m p a ' a d d r e s s (
& T ' p e t ! e p ! o e u m $ e r ( & T ' p e t ! e ) a * u m $ e r (
8/18/2019 proses produkzi
2/23
ab !"
Proses Penyambungan
ambar !".!. penukar panas kendaraan bermotor
#omponen-komponen yang dihasilkan dari berbagai proses yang dijelaskan
sebelumnya dapat dibuat benda-benda yang lebih besar dan lebih kopleks.
Proses penyambungan memiliki perbedaan dengan proses-proses yang telah
dibahas sebelumnya dalam arti proses ini menggunakan komponen-komponen yang
telah diproduksi dari proses lain dan menggabungkannya menjadi komponen
perakittan. Produk yang dihasilkan dapat menggantikan produk yang dibuat dari
lainnya( misalnya angka mesin perkakas hasil penge$oran dapat diganti dengan+",- # Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
3/23
rangka hasil pengelasan) atau dapat juga jenis yang hanya bisa dihasilkan melalui
proses penyambungan (misalnya uniboby mobil, radiator mobil, atau rangka sepeda).
'eskipun sebagian besar metode penyambungan dilakukan pada logam, namun
bahan keramik dan juga polimer juga dapat dismbungkan dengan teknik-teknik yang
sama.
!".!. $%&SI'I$&SI
Terdapat sejumlah sambungan yang sepenuhnya bersifat mekanis, dan
dalamkategori ini, alat- alat yang membentuk sambungan semipermanen( misalnya
sekrup dan baut) dianggap sebagai sarana perkaitan.pembahasan kita kali ini
menekankan pada proses; jadi, kita akan lebih fokus pada metode- metode pembuatan
sambungan permanen(ambar !".*). sudah $ukup banyak yang telah kita pelajari,
metode-metode penyambungan mekanis merupakn turuna dari proses pengerjaan
logam, teknik-teknik solid state didasrkann pada adhhesi dan deformasi, pengelasan
fusi dan kesamaannya ddengan proses penge$oran, ddan proses $airpadat diambil
dari proses pembekuan, adhesi,dan teknologi polimer. +amun demikian, ada sejumlah
perbedaan mendasar dalam $ara pelaksanaannya, dan perbedaan-perbedaan ianilah
yang akan menjadi fokus perhatian kita. Dimana pun kita dapat diguunakan, proses-
proses tersebut akan diidentifikasikan menurut nama dan singkatan yang diberikan
oleh American Welding Society.Preoses penyambungan sering kali memerlukan keahlian tinggi. ap yang
berbahaya, tegangan listrik tinggi,dan suhu tinggi mengharuskan operator
mengenakan pelindung. ntuk alas an-alasan ini, dan juga untuk memperoleh
produktiitas yang lebih tinggi, dan dilakukan usaha-usaha untuk meminimalkan
keterlibatan operator. #ita juga akan melihat peluang-peluang mekanisi( $ontrol kalang
terbuka atas mesin) dan otomatisasi yang sesungguhnya($ontrol kalang tertutup,
denngan atau ke$erdasan buatan).
+",- ( Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
4/23
Gambar 10.2. Klasifikasi penyambungan
!".#. Penyambungan Mekanis
&elain bentuk sambungan sekrup semipermanen,ada beberapa teknik yang dapa
dipaki untuk membuat sambungan dengan menggunakan $ara-$ara mekanis.!. Pengikat mekanis yang paling umum adalah paku keling (rivet). aik yang padat
maupun yang berongga (ambar !"./a dan b).
Paku keling akan membuat sambungan dengan $ara mengklem(menjepit) duakomponen diantarakepala-kepala paku.&alah satu paku keling biasanya dibuat dari proses sebelumnya; paku keling yang
dihasilkan dimasukan kedalam lubang yang telah dibuat dengan pengedrilan
sebelumnya, sedangkan kepal paku keling yang kedua dibuat pelantakan,baik itu
panas atau dingin pada paku keling yang berongga,kepalanya dibuat dengan
proses pelipatan (flaring),sebuah proses yang ada kesamaannya dengan
pembuataan flens pada sebuah tabung(ambar !"./). paku keling buntu(blind
+",- ) Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
5/23
rivet) adalah paku keling berupa silinder berongga yang yang hanya dimasukkan
dari satu sisi. Paku-paku keling jenis ini dilengkapi dengan alat pembentuknya
sendiri,biasnya berupa mandrel yang ditarik menggunakan alat khusus untuk
memperbesar diameter sisi buntunya (ambar !",/$). Tangkai mandrel yang
bertakik selanjutnya akan putus (pop rivets).0ubang dapat memun$ulkan diskontinuitas dalam sturukturnya dan dapat
menyebabkan kegagalan lelah. 1leh karena itu, tepi-tepi lubang perlu dihaluskan
dengan proses penghilangan rigi-rigi kasar (deburring) untuk menghilangkan
pen$etus-pen$etus tegangan; untuk aplikasi-aplikasi penting ,lubang ini perlu dirim
atau,untuk men$iptakan tegangan-tegangan sisa jenis tekan,lubangnya sedikit
diperbesar dengan memasukkan pena yang lebih besar.Penggunaan paku keling sudah tidak lagi mendominasi dalam konstrusi-konstruksi
gedung dan dalam pembutan rangka mobil,namun tetap merupakan proses yang
penting.&ebagai $ontoh,puluhan ribu sambungan menggunakan paku keling digunakan
untuk keperluan pesawat terbang, untuk konsistensi yang lebih besar
pembuatannya dapat dikerjakan dengan mesin atau robot.
ambar !"./. &ambungan mekanis permanen (a) paku keling, (b) paku keling silindris
berongga, ($) paku keling buntu, (d) kokotan dan (e) keliman
*. Pelat-pelat tipis dapat disambungkan melalui pengedrilan,namu melalui$ara
pengokotan(stapling)( ambar !2.*d). $ara pengokotan sangat banyak digunakan
untuk mengikatkan plat pada kayu penopang./. Kelim (seam) dihasilkan melalui serangkaiian pembengkokan dengan jari-jari ke$il
(setengah kali tebal plat).#elim-kelim pengun$i dapat dibuat agar tidak tembus
udara dengan atau tanpa tambahan seprti bahan perekat,perapat polimer,atau
solder. &ejumlah kelim dapat dijumpai sepanjang sambungan-sambungan yang
lurus seperti kelim tabung radiator dan kelim samping dari kaleng minimum ringan;
+",- * Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
6/23
yang lainnya dijumpai di sepanjang pinggiran objek berbentuk lingkaran; misalnya
tutup kaleng.3. &ambungan-sambungan juga dapat diperoleh dengan men$iptakan interferensi
mekanis dengan memanfaatkan deformasi plastis, seperti dalam pemutiran dan
pembengkokan atas lidah lanset (ambar!".3a) dan pelekukan(crimping )
(ambar !!.3b).
ambar !".3 &ambungan mekanis permanen (a) lidah lanset, (b) sambungan tekuk,
($) sambungan kan$ing
4. Penyusutan atas sebuah selongsong yang terpasang pada sebuah inti umumnya
dapat diterapkan pada kompnen-kompnen berbentuk silindris. Tegangan tekan
yang di butuhkan untuk mempertahankan sebuah sambungan yang permanen
diperoleh baik dengan memanaskan lengan tersebut (dan atau pendinginan
inti),dengan pelantakan dengan martil (ambar 5.*3 ), atau melaui pengepresandua komponen dengan suaian interferensi tirus bersudut rendah.
6. &ambungan kann$ing tetap( snap-fit) dapat diberikan bergantung pada sifat
memegas atau pemulihan elastis dari elemen yang disangga (ambar !".3$ ).7. &ambungan berpagutan ( clinching) membentuk padanan dari paku keling untuk
pelat logam. Digunakan perkakas untuk membuat sambungan dalam satu kali
langkah pengepresan
!".(. Mampu %as (weldability) +an $ualitas asil %as
8ukup jelas dari pembahasan sebelumnya bahwa istilah mampu las menga$u
kepada kumpulan sifat teknik yang sangat kompleks dan juga merupakan fungsi dari
proses itu sendiri.
8a$at-$a$at las jika ada salah satu atau beberapa persyaratan untuk
membentuk sumbangan yang kuat tidak terpenuhi,maka $a$at kemingkinan akan
mun$ul.8a$at ini dapat mun$ul pada hasil-hasil pengelasan segala bentuk dan
+",- - Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
7/23
asal,namun tujuan ilustrasi,hasil penjelasan fusi dengan pengisi logam dapat
digunakan ( ambar !".4a).
!. Pengelasan fusi merupakan sebuah proses peleburan dan perlu dikontrol dengan
baik.&uhu peleburan serta panas spesifik dan laten fusi (leburan) akan
menentukan panas yang dibutuhkan.#onduktiitas panas yang tinggi dari logam
induk memungkinkan terjadinya disipasi panas dan otomatis memerlukan tingkat
inputan panas yang lebih tinggi serta menyebabkan pendinginan yang lebih
$epat.untuk bahan induk, tingkat inputan panas (biasanya dinyatakan dalam input
panas per satuan panjang) perlu disesuaikan dengan tebal benda kerja,tingkat
deposisi logam las,dan ke$epatan pengelasan (ke$epatan pergerakan
disepanjang rigi-rigi las),inputan panas yang tidak memadai akan mengakibatkan
kurang lebur (la$k of fusi) dan,dibaguian yang lebih tebal,penetrasi kurang
sempurna (gambar !".4b) $elah yang tersisa selanjutnya akan memjadi $alon
retakan. Tingkat deposisi logam yang tidak memadai akan menyebabkan kurang
isi(underfeilling) panas yang berlebiuhan dapat menyebabkan lebur tembus,
ditingkat deposisi yang tinggi akan mengakibatkan tumpah tindih (gambar !".4$)
yang bagian pinggiran makan membentuk efek takik dengan tingkat kekuatan
yang lebih rendah.
ambar !".4. #arakteristik pengelasan fusi dengan pengisi logam (a) rigi-rigi yang
terbentuk dengan baik, (b) kurang lebur, kurang penetrasi, kurang isi, atau ($) lebur
tenbus, tumpang tindih
*. #ontaminan-kontaminan pada permukaan,yang men$akup
oksida,minyak,debu,$at,dan pelapis-pelapis logam lainnya yang tidak saling $o$ok
dengan bahan benda kerja akan mengakibatkan kurangnya ikatan atau mengarah
pada porositas gas, dan perlu dihindari dngan melakukan persiapan perlakuan
nmekanis ataupun kimiawi pada permukaan.
+",- Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
8/23
/. 9eaksi-reaksi yang tidak diinginkan kontaminan-kontaminan permukaan dan
dengan atmosfer dapat di$egah dengan menyegel kawasan peleburan dengan
akum,atmosfer pelindung (inert), atau terak seperti dalam proses peleburan
dalam penge$oran,terak dibentuk dengan melarutkan oksida dalam fluks. Proses
ini perlu dilakukan se$ara hati-hati untuk meminimalkan terperangkapnya terak
yang dapat menurunkan keuletan hasil las.3. as-gas yang dilepaskan atau terbentuk selama pengelasan (misalnya 81) dapat
mengakibatkan porositas yang memperlemah sambungan sekaligus berperan
sebagai pen$etus tegangan. :liuditas yang tinggi dari leburan akan membantu
menaikkan terak dan gas ke permukaan. %ang terutama berbahaya adalah
hidrogen yang berasal dari atmosfer yang lembab atau fluks yang basah. ila
bergabung dalam bentuk molekul akan menyebabkan porositas pada paduanaluminium. Dalam bentuk atomik, hidrogen berdifusi dan mengakibatkan retakan
serta menyebabkan kegetasan hidrogen (hydrogen embrittlement) pada baja
dimana martensit terbentuk saat pendinginan.4. 9etakan ketika membeku (solidifi$ation $ra$ks) mun$ul dibawah pengaruh
tegangan-tegangan pada hasil las apabila $airan bertitik lebur rendah telah
tersingkir keuar selama pembekuan atau pemadatan dendrit. 9etakan liuasi
disepanjang batas-batas butir disebabkan oleh pemisahan atau segregasi dalam
bentuk padatan dari elemen-elemen bertitik lebur rendah.6. Penyusutan selama pembekuan disertai dengan penyusutan padat akan
men$iptakan tegangan-tegangan tarik internal pada struktur (gambar !2.!3) dan
dapat mengakibatkan distorsi dan retakan kasar . 'aslah ini semakin parah bila
struktur tidak dapat menyusut dengan bebas atau dengan kata lain, apabila ada
hambatan mekanis. Pemuaian panas tinggi mengakibatkan distorsi dan tegangan
sisa yang lebih besar. #emungkinan terjadinya retakan semakin besar pada
paduan dengan komposisi yang memberikan kisaran beku maksimum dalam
suatu sistem. 'asalah ini dapat diatasi dengan bahan pengisi dari paduan rendah
yang lebih ulet untuk mengurangi kegetasan pada batas butir (atau bahan pengisi
dari pada paduan lebih tinggi untuk menghindari kisaran beku maksimum).
Peran$angan sering dilaksanakan pada pendekatan mekanika perpatahan
( subbab 3.*) dan ukuran$a$$at yang dapat diterima ditentukan se$ara
eksperimental atau se$ara teoritis. Tegangan- tegangan sisa juga dapat memi$u
terjadinya retakan karena korosi tegangan.
+",- / Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
9/23
7. Transformasi metalurgi yang telah dibahas sebelumnya, memiliki pengaruh sangat
penting khususnya saat transformasi mengarah pada pembentukan fasa yang
getas seperti martensi. #arena itulah prapemanasan terhadap bahan dasar atau
bahan induk merupakan hal yang penting. ahan lasan akan menerima perlakuan
panas lanjutan jika dilakukan pengelasaan bertumpuk dalam lebih dari satu kali
pewngulangan (pengelasan multi pass).
ambar !".6. Pemuaian yang terjadi selama pengelasan diikuti oleh pengerutan saat
pendinbginan dapat menyebabkan distorsi dan tegangan-tegangan sisa
2. #etebalan absolut dan relatif dari komponen-komponen yang akan disambungkan
serta ran$agan sambungan sangat berpengaruh pada pemanasan dan
pendinginan yang diberikan, dan tentunya juga pada sifat mampu lasnya.
Perlakuan logam sebagian dari hambatan-hambatan yang disebutkan diatas
dapat dihindari dengan melakukan sejumlah langkah
. Prapemanasan atau pemanasan pada kawasan las atau seluruh stuktur akan
mengurani input energi yang diperlukan untuk menyelesaikan pengelasan
( penting untuk bahan-bahan dengan tingkat difusi yang tinggi seperti aluminium
atau tembaga); mengurangi laju pendinginan dalam kawasan las dan
( memungkinkan pengelasan baja yang dapat dikeraskan (hardenable) dan
bahan-bahan lain yang bila didinginkan $epat akan mengakibatkan pembentukkan
fasa gatas); membantu menghindari pendifusian
8/18/2019 proses produkzi
10/23
". Perlakuan panas pasca # pengelasan atas seluruh struktur yang dilas sering kali
sangat penting karna sejumlah alasan a. =nil pelepasa-tegangan (&ub-&ubbab 6.3.!) akan mengurangi tegangan-
tegangan sisa sampai pada tingkat yang di harapkan dan membuat stuktur
yang dihasilkan stabil dan tidak rentan terhadap retakan karna korosi tegangan.
Perlakuan ini akan melunakan martensit dan meniadakan kemungkinan
terjadinya retakan dingin pada baja,sehingga tentunya juga akan meningkatkan
keuletan dan kekuatan lelah,walaupun kekuatannya sedikit berkurang.=kan
tetapi,perlakuan ini dapat pula mengarah pada penuaan lanjut pada bahan-
bahan yang mengalami pengerasan-presipitasi.b. +ormalisasi baja (&ub-subbab 6.3./) Dapat menghapus sebagian besar efek
tak diinginkan dari penjelasan.9ekristalisasi lasan dan bahan induk dalam
kisaran suhu austenitik di ikuti dengan pendinginan terkontrol akan mamppu
men$iptakan struktur yang mengandung ferit dan perlit.$. Perlakuan panas menyeluruh ( pen$elupan dingin dan penemparan
baja,perlakuan pelarutan dan penuaan dari paduan-paduan yang dapat
mengalami pengerasan-presipitasi) akan memberikan sifat-sifat paling tinggi
dalam keseluruhan struktur,namun akan berakibat pada distorsi.d. Perlakuan penuaan atas bahan-bahan yang mengalami pengerasan-presipitasi
sudah $ukup memadai jika rigi-rigi las berakhir dalam kondisi teralut karna laju
pendinginannya yang sangat $epat (seperti dalam pengelasan dengan sinar
elektron)
#endali mutu merupakan bagian penting dalam semua poses pengelasan.
Teknik-teknik deskruktif beguna untuk menetapkan parameter-parameter prose,namun
kualitas produksi sering kali hanya dapat di kontrol melalui pengujian tak
merusak.Pemeriksaan isual selalu diwajibkan dan dilengkapi dengan pemeriksaan
menyeluruh dengan teknik-teknik +DT (&ubbab 3.2) . hasil-hasil las untuk aplikasi-
aplikasi penting sering kali di periksa !""? dengan radiografi.
:aktor-faktor Prses Panas yang dibutuhkan untuk peleburan dapat diperoleh
dari sejumlah sumber panas.entuk kawasan las dan lebar bergantung pada
intensitas sumber panas ini. ntuk daya tertentu, intensitas panas naik sejalan dengan
turunan ukuran sumber panas dan berkisar beberapa tingkat dari besarannya.Pada
intensitasnya panas yang rendah,waktu yang dibutuhkan untuk men$apai titik lebur
+",- !" Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
11/23
$ukup lama,energi panas hilang ke lingkungan sekitar, dan sebagian besar panas yang
menjangkau benda kerja terdisipasi ke dalam logam disekelilingnya.karna itulah dalam
pengelasan o$ifuel (dengan bahan bakar yang diperkaya dengan oksigen),dengan
intensitas panas sekitar !-!"@mm*, hanya sekitar !"? dari panas total yang
menjangkau benda kerja dan hanya seperlimanya yang benar-benar berperan dalam
peleburan. =kibatnya, efisiensinya sangat rendah, kawasan las yang terbentuk
bebrapa kali lwbih besar dibandingkan kedalamannya, dan menjadi luas. Pada
intensitas panas sebesar !"-!""" @mm*, kekhasan dari proses pengelasan dengan
busur api, lekitar separuh dari panas total yang menjangkau logam dan sekitar 3"? di
antaranya digunakan untuk memfungsikan logam; kolam las dan memiliki bentuk
seperti yang ditunjukkan dalam gambar !2.5 sampai !2.!*. Antensitas energi tinggi
(!"/-!"4 @mm*) dari pengelasan dengan laser dan B (sinar elektron) memberikan
efisiensi daj kedalaman yang tinggi, kolam las lubang ke$il dan dalam (keyhole)
berbentuk silinder memiliki kedalaman beberapa kali dibandingkan dengan lebarnya.
#arena tingkat pemanasan sang tinggi, maka perubahan-perubahan metalurgi akan
terjadi selama pendinginan dan -nya kira-kira sama dengan lebar sinar.
Dalam banyak proses, panas dihasilkan dari listrik. #eberhasilan pengelasan
tergantung pada tegangan, arus, polaritas, dan ariasi dari besaran-besaran tersebut
terhadap waktu. Pemilihan atas sumber daya yang paling $o$ok merupakan prasyarat
keberhasilan. &umber daya ini dapat sangat sederhana misalnya transformator, namun
sekarang sumber daya yang sangat $anggih C yang umumnya didasarkan pada
penggunaan komponen elektronika solid Cstate C semakin banyak digunakan.
Parameter-parameter kontrol terkalang-tertutup tengah-proses juga telah
memungkinkan untuk diterapkan.
!".). ahan1bahan mampu %as
eneralisasi untuk pengelasan lebih riskan dibandingkan dengan untuk
proseslainnya, namun ada sejumlah pedoman yang dapat dirumuskan. Dalam situasi
produksi aktual, buku referensi khusus, bank dataa komputer, dan standar produksi
perlu dipertimbangkan.
Bahan – bahan berdasar besi
!. Baja feritik :+",- !! Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
12/23
enis bahan ini dapat dengan mudah dilas, namun pembentukan martesit
merupakan an$aman tersendiri bagi baja perlitik.
&e$ara umum, kemampuan pengerasan yang semakin tinggi berarti bahwa
martesit akan tebentuk pada laju pendinginan kritis yang semakin rendah; dan
dengan demikian mengindikasikan semakin bertambahnya resiko pembentukan
martensit dan semakin berkurangnya sifat mampu las. 'artensi tidak hanya keras
dengan getas, namun pembentukannya disertai dengan kenaikan olume yang
dalam hal ini akan men$iptakan tegangan- tegangan selanjutnya pada struktur,
serta mengurangi hasil las.
Pemasan a%al dan, jika memungkinkan& pemanasan pascapengelasan diperlukan
apabila pembentukan martensi bainit tidak dapat dihindari.
=lternatif lain, stuktur dapat dipanaskan kedalam kisaran suhu =ustenitik,
kemudian didinginkan pada suhudiatas '& (gambar 6.*") dan selanjutnya dilas
seebelum transformasi terjadi. &trutur yang dihasilkan kemudian didinginkan
se$ara menyeluruh. Pengelasan seperti ini ( disebut Step Welding ) bahkan dapat
dipakai untuk mengelas alat-alat iris dari baja. Perlu di$atat bahwa baja-baja
paduan yang telah mengalami perlakuan panas menyelurah dapat dilas namun
setelah dilas harus di$elup dingin dengan $epat untuk memperoleh martensit
temperan.
#ami telah menyebutkan bahaya kegetasan hidrogen. elerang men$iptakan
porositas dan kegetasan sehingga, meskipun pengelasan baja-baja pemotongan
bebas yang telah diresulfurisasi dapat dilakukan baja-baja tersebut sering kali
lebih disukai disambung dengan $ara pematrian ( 'raing ).
*. Pelat- pelat berpelapis:
Penggunaan pelat berpelapis yang telah meluas terutama bahan galanis
(berpelapis seng), dan juga yang berpelumas awal memberikan sejumlah
tantangan baru. Dalama pengelasan tahanan (resistance %elding)& seng akan
menguap, membentuk plasma, dan mengakibatkan sputtering dan porositas, dan
umur pemakaian elektroda tembaga akan berkurang oleh karena perpaduannya
dengan seng. #etebalan pelapisannya tidak boleh berlebihan dan kerapatan
panas yang diberikan juga harus disesuaikan. =da beberapa proses yang tidak
dapat diterapkan.
/. Baja tahan karat
+",- !# Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
13/23
aja jenis ini selalu memiliki kandungan krom, yang akan membentuk selaput
8r *1/ yang sangat rapat. #ondisi pengelasannya harus dipilih sedemikian rupa
sehingga mampu men$egah pembentukan selaput tersebut. &elain itu, baja
austenitik (yang mengandung 8r dan +i) dapat dilas, namun karbida krom yang
terbentuk pada suhu tinggi akan mengurangi kandungan krom yang larut di bawah
nilai yang diperlukan untuk perlindungan terhadap korosi, dan korosi lanjutannya
(%eld decay failure) merupakan an$aman tersendiri. ntuk menghindarinya, maka
kandungan karbon harus sangat rendah, atau dengan menstabilkan baja tersebut
(dengan menambahkan Ti, '1, atau +b ntuk membentuk karbida stabil), atau
dengan memanaskan struktur hingga di atas !"""E8 setelah pengelasan lalu
di$elup dingin untuk menahan karbon dan krom yang larut kembali dalam larutan.
aja-baja tahan karat yang hanya mengandung krom memiliki struktur yang
bersifat martensitik ataupun feritik. aja-baja feritik (dengan 8r lebih dari !6?)
dapat dilas, namun butirnya yang kasar akan memperlemah sambungan yang
dihasilkan. aja-baja martensitik mernbentuk martensit dengan tingkat kekerasan
yang bergantung pada kandungan karbonnya; pemanasan awal yang $ermat dan
diikuti dengan pemanasan pas$apengelasan pada suhu sekitar 7""o8
dimaksudkan untuk mengubah martensit menjadi ferit yang ulet sementara karbida
krom-nya mengendap.
!. Besi !r
Tingkat mampu las dari &esi $or (&ub-subbab 7./.! ) sangat beragam, namun
banyak besi $or dalam kondisi telah dilas, khususnya mengunakan pengelasan
dengan busur api. ahan pengisi bernikel tinggi banyak dipakai untuk
menstabilkan bentuk grafitik-nya. Pemanasan awal dan pendinginan yang
lambat. juga bermanfaat. Dalam pengelasan besi kelabu, batang kawat las harus
diperkaya dengan silikon, dan untuk menjamin pembentukan grafit bulatF'g
harus diikutsertakan pada batang kawat las dalam pengelasan besi $or nodular.
esi $or mampu tempa (malleable iron) akan berubah menjadi besi putih yang
getas, sehin-ga akan mengurangi ketangguhan hasil las. =pabila ketangguhan
dianggap penting, maka struktur lasan harus diberi perlakuan panas atau
penyambungannya dilakukan dengan $ara pematrian.
Bahan – bahan Bukan Berdasar Besi
+",- !( Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
14/23
1. Bahan – bahan dengan titik lebur rendah
Timah putih dan timah hitam (timbal) dapat dilas dengan mudah, dengan syarat
inputan panas harus dijaga $ukup rendah untuk men$egah panas berlebih. &eng,
di lain pihak, merupakan salah satu bahan yang sangat sulit dilas karena mudah
beroksidasi dan juga menguap pada suhu rendah (pada 5"6E8). nsur ini dapat
dilas dengan pengelasan tahanan atau pengelasan tap (stud %elding) meskipun
penyolderan lunak lebih banyak digunakan.
2. "luminium dam magnesium
ahan-bahan ini memiliki beberapa kesamaan karakteristik. &ebagian besar
paduannya dapat dilas dengan mudah, khususnya dengan memakai pelindung
atau selimut gas inert. ika tidak, lapisan oksida perlu disingkirkan dengan bahan
fluks yang kuat, yang selanjutna mungkin harus dibersihkan setelah pengelasan
untuk men$egah korosi. ap (
8/18/2019 proses produkzi
15/23
atau ditambahkan =l atau &i untuk membentuk oksida yang mengurangi
penguapan. Perunggu timah putih memiliki kisaran pembekuan yang sangat luas
dan karenanya termasuk sangat bersifat getas pada batas butir. ntuk ini, fosfor
pada batang kawat las akan men$egah oksidasi, sementara pemanasan
pas$apengelasan diperlukan untuk melarutkan fasa antarlogam tak setimbang
yang getas. ntuk perunggu aluminium tidak ada masalah, namun oksida yang
terbentuk harus di$airkan, seperti halnya alumunium murni.
$. %ikel
0ogam ini beserta paduan-paduan larutan-padat-nya dapat dilas dengan mudah.
Paduan-paduan super hasil pengerasan-presipitasi rnengandung 8r, =l, dan Ti,
sehinga oksidanya harus dijadikan fluks atau pernbentukannya harus di$egah.
&emua paduan nikel sangat peka terhadap sulfur, bahkan dalam jumlah yang
sangat ke$il, yang dalam hal ini membentuk eutektik bertitik lebur rendah dan
mengakibatkan retakan panas. &ejumlah paduan hasil pengerasan presipitasi
memiliki kisaran suhu keuletan rendah dan juga dapat retak.
&. 'itanium dan (ir!nium
Paduan-paduan ini juga dapat dilas, namun atmosfer yang inert (bebas gas reaktif)
sangat perlu untuk men$egah oksidasi; karena itulah, kedua bahan ini sering dilas
dalam ruang pengelasan atmosfer inert yang tertutup atau dilas menggunakan
sinar elektron.
). Paduan – paduan l!gam tahan api
@, 'o, dan +b dapat dilas, namun penguapan oksida mengharuskan penggunaan
teknik-teknik khusus (misalnya pengelasan sinar elektron).
!".*. Pematrian
0ogam-logam yang laGim digunakan sebagai pengisi diberikan dalam Tabel !".!
untuk berbagai kelompok logam induk. &e$ara umum, logam pengisi dengan titik lebur
yang Aebih tinggi memberikan kekuatan yang juga lebih tinggi, namun suhu pematrian+",- !* Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
16/23
(braing) yang tinggi dapat memengaruhi kekuatan logam induk. Dalam proses
pematrian baja dengan tembaga, kelonggaran $elah adalah nol atau bahkan negatif;
untuk bahan-bahan lain, pematrian dilakukan dengan kelonggaran $elah yang ke$il
dan positif seperti biasa. ntuk paduan aluminium atau magnesium, titik lebur logam
pengisi yang digunakan harus mendekati titik lebur logam induknya, karena itulah
pemanasan induksi tidak dapat digunakan. Penambahan 'g dalam jumlah ke$il pada
paduan aluminium $ukup berguna karena 'g berperan sebagai penangkap oksigen
sehingga mengubah selaput oksida. Pengisi sering kali diberikan dalam bentuk
pelapisan atau cladding dengan tebal !"-!4? pada salah satu atau kedua sisi pelat
logam (paduan =A-&i untuk aluminium, 8u untuk baja dan baja tahan karat). #arbon di
permukaan berpotensi men$egah pembasahan besi $or dan harus disingkirkan dengan
memberikan perlakuan elektrolitik atau perlakuan pen$elupan dalam larutan garam
mendidih terhadap komponen-komponen terkait.
T=B0 !".! ogam-logam pengisi untuk pematri*n+
0ogam Pengisi
Penandaan suhu
=@& #omposisi, wt ? Pematrian. H8 0oomn Anduk
80A- A 55,58u-"."74P !!""-! !4" aja (I",/?8); baja
paduan rendah
8uP-* 5*,748u-7,*4P 2*"-27" Paduan tembaua
=g- A 34=g- A 48u- A 6>n-*38d 6*"-76" j aja karbon baja paduan
rendah; besi $or
=J-4 34=--/"8u-*4>n 7/4-234 baja tahan karat paduan
tembaga
98u>n-D 328u-3*>n-A1+i 54"-57" aja karbon rendah; baja
paduan rendah; @8
+i-* 73+i-/-78r3.4&i-/:e-"."68 !"!"-!!74 aja tahan karat; baja
paduan rendah, baja
perkakas
=u-! /7=u-6/8u !"!4-!"5" aja tahan karat; baja
paduan rendah, baja
perkakas
al&i-/ =A-!1&i38u-",A48r-",*>n- 47"-6"4 Paduan aluminium
",!4 'g (pematrian dengan
+",- !- Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
17/23
fluks)
=A&i-7 =!-A1&i-",*48u-",*>n-A,4'- 45"-6"4 Paduan aluminium
(pematrian dalam kondisi
akum)
KDihimpun dari AS, andbook. ol. 6, Welding& 'raing. and Soldering. =&'
Anternational, !55/.
&uhu yang Aebih tinggi akan memper$epat oksidasi; oleh karena itu, fluks yang
digunakan harus lebih agresif. :luks terbuat dari borat, fluorida, klorida, dan bahan-
bahan serupa lainnya dalam berbagai proporsi. =da juga yang dibuat untuk aplikasi-
aplikasi tertentu dan menjamin sambungan yang terbasahi dengan sempurna (ambar
!2.*4). ntuk pematrian dalarn akum (braing vakum)& tekanan dalam tungku harus
dikurangi untuk men$egah oksidasi, dan dalam beberapa kasus, fluks tidak diperlukan.
Tungku-tungku yang dibuat se$ara khusus memungkinkan proses pembersihan
minyak dan kotoran dengan $ara penguapan sebelum proses pematrian dalam akum
dilakukan.
Dalam pematrian cara celup (dip braing) panas diperoleh dengan men$elupkan
komponen dalam larutan garam mendidih. Tingkat pemanasannya relatif tinggi dan
garam yang dipakai juga dapat berfungsi sebagai fluks. Pengelasan cara patri (brae
%elding) berbeda dari pematrian dalam hal bahwa pengisian $elahnya dengan logam
untuk pematrian (biasanya kuningan), yang dibuat jauh lebih lebar, dilakukan dengan
bantuan sebuah alat pen$etus busur api, sehingga aksi kapiler tidak berperan sama
sekali. &elain untuk perakitan, proses ini juga digunakan untuk memperbaiki hasil
penge$oran baja dan besi. Pomatrian difusi (diffusion braing) jugaberbeda
denganpengelasan difusi dalam hal bahwa selain terjadi difusi, lapisan $air juga
terbentuk.$
Pendinginan terkontrol dari rakitan hasil pematrian diperlukan untuk menjamin
proses pemadatan atau pembekuan yang $epat namun tanpa menyebabkan distorsi
pada rakitan atau retak pada sambungan.
!".-. Penyolderan
&ambungan yang disolder memiliki kekuatan yang lebih rendah dibandingkan
sambungan hasil pematrian, tetapi $ara ini memungkinkan penyambungan komponen+",- ! Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
18/23
tanpa memerlukan panas yang berlebihan. #arena suhu yang Aebih rendah, maka
pembasahan yang baik menjadi lebih penting dalam proses penyolderan dibandingkan
dalam pematrian. 1leh karenaitu, persiapan permukaan dengan menggunakan $ara
mekanis atau kimiawi serta penggunaan fluks menjadi hal yang pokok.
0ogam pengisi (solder) dapat dipilih berdasarkan referensi pada diagram fasa
yangrelean. Permilikan sifat kelarutan padat yang baik adalah tanda memiliki sifat
mampu-basah yang baik, meskipun keberadaan selaput-selaput Permukaan dapat
sangat mengubah sifat-sifat ini. Permukaan yang tarnpak terlapisi se$ara seragam oleh
solder mungkin tetap tak terbasahi oleh pemanasan ulang. Dengan demikian, sifat
mampu solder (solderability) merupakan sifat teknis yang hanya dapat ditentukan
melalui eksperimen. &e$ara umum, logam-logam bernilai tinggi dan tembaga dapat
disolder dengan mudah; besi dan nikel memerlukan fluks yang lebih kuat; oksida yang
kuat dari aluminium dan krom menjadikan proses penyolderan paduan aluminium dan
baja dengan kandungan krom yang tinggi lebih sulit dilakukan. esi $or, titanium,
magnesium, dan keramik (termasuk grafit) mernerlukan pelapisan awal (preplating).
T=B0 !".* ahan-bahan solderK
#isaran Peleburan
#omposisi 0iuidus, E8 0iuidus, E8
&n-4Pb *3" *//
&n-/"Pb !5/ !2/
&n-/7Pb !2/ !2/
&n-4"Pb *!6 i2/
&n-42Pb-*&b */! !24
&n-54Pb /!* /"2
Pb-4,4=g-",*4Pb /!2"
/"3 &n-
3=g
&n-4&b *3" *//
&n-5>n !55 !55
&n-4"!n !*4 !!7
>n-4=! /2* /2*
KDihimpun dari =&', andbook. vol .6, Welding& 'raing& and Soldering. =&'
Anternational. !55/.
&older yang paling banyak digunakan dulunya adalah paduan timah putih-timah
+",- !/ Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
19/23
hitam (timbal) (Tabel !".*) #andungan timah putih yang rendah (I 4?) akan
memberikan kekuatan yang lebih tinggi dan masih banyak dipakai dalam radiator mobil
dan tabung-tabung dari pelat timah putih. #isaran beku yang lebar dari paduan /4? &n
menjadikan bahan ini ideal sebagai solder sapuan (%ipingsolder) untuk
menyambungkan tabung-tabung tembaga. #omposisi eutektik (64 &n), menurut
definisinya, memiliki titik lebur paling rendah dan menjadi padat pada suhu konstan,
sehingga paling $o$ok untuk dipakai sebagaisambungan listrik. #andungan ra$un
dalam timbale menjadikan bahan ini sama sekali tidak dipakai lagi dalam pipa air
minum, peralatan pengolah makanan, dan kontainer untuk produk-produk makanan;
solder-solder &n-=g dan &n-&b dipakai untuk alat yang berkaitan dengan makanan
dan baja tahan karat. #arena bahaya bagi operator, solder-solder timbal telah dan
se$ara berangsur-angsur diganti dengan solder-solder bebas timbal pada berbagai
aplikasi lain. 0ogam berpelapis, khususnya pelapis pelat timah putih, sangat $o$ok
untuk penyolderan. &ejumlah besar bahan solder lainnya telah digunakan dalam
berbagai aplikasi. &e$ara khusus, paduan &n->n dan >n-=l telah dikembangkan untuk
penyolderan aluminium dengan fluks-fluks yang khusus.
ntuk pengerjaan umum menggunakan solder-solder berbahan dasar timah putih,
fluks yang dipakai adalah larutan air dari klorida seng (atau >n L +a L amonium) dan
pada akhirnya harus dihilangkan untuk men$egah korosi. 9osin (gala atau resin keras)
organik nonkorosif sangat diperlukan dalam pembuatan sambungan listrik karena
korosi akan men$iptakan tahanan lokal yang tinggi dan bahkan dapat menghilangkan
sifat konduksi.
Penyolderan dapat dilakukan dengan menggunakan semua teknik yang
dijelaskan dalam &ub-subbab !2.2.!. #arena hanya menggunakan suhu rendah, maka
tembaga yang dipanaskan atau kepingan tembaga berpelapis besi (besi solder)
banyak sekali digunakan. &older suhu-rendah dapat dipompa untuk mengaliri area
sambungan. =gitasi atau pengadukan leburan solder dengan menggunakan
gelombang ltrasonik mampu meningkatkan pembasahan dalam penyolderan celup&
sebuah teknik yang sangat berguna dalam penyolderan alumunium, seperti halnya
teknik-teknik di mana permukaan yang akan digabungkan digosok (misalnya
menggunakan transedur ultrasonik) sembari solder dialirkan ke atasnya. 'etode-
metode khusus banyak digunakan dalam industri elektronik (&ub-subbab *".3./).
!".. P23Y&M435&3 P%&STI$ +&3 $26&MI$
+",- !0 Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
20/23
Dalam berbagai kasus, sejumlah pertimbangan khusus perlu diberikan saat akan
dilakukan penyambungHan bahan bukan logam.
10.*.1. Penyambungan Plastik
#omponen-komponen atau objek-objek yang terbuat dari plastik dapat
disambungkan satu sama lain atau dengan logam dengan menggunakan berbagai
arian teknik yang telah dibahas sejauh ini.
!. Pengencangan mekanis menggunakan sekrup logam atau plastik yang
dimasukkan ke dalam naf-naf atau lubang hasil pen$etakan (kadang hasil
pemesinan) pada komponen, atau ke dalam sisipan-sisipan dari logam yang
di$etak di dalam komponen plastik. &ambungan tersebut harus diran$ang
sedemikian sehingga dapat meminimalkan efek pemuluran; karena itulah, sebagai
$ontoh, sekrup jenis $ountersink (berkepala tirus) biasanya dihindari. sementara
sarnbungan kan$ing (snap fits) lebih banyak digunakan.*. Perapatan dan pengikatan termal untuk polimer-polimer termoplastik bergantung
pada panas dan tekanan. &eperti dalam pengelasan dengan tekanan pada logam,
permukaan sambungan harus bersih, karena itu deformasi lokal yang akan
menghan$urkan serapan selaput-selaput permukaan sangat bemanfaat. +amun
demikian, berbeda dengan logarn, peleburan polimer biasanya terjadi. =da
beberapa teknik yang dapat digunakan
a. Pengelasan dengan alat iris yang panas& Dengan alat iris atau rol yang
dipanaskan maka $ara ini $o$ok diterapkan untuk komnponen-komponen tipis
karena polimer merupakan konduktor atau penghantar panas yang buruk.
&ebagai $ontoh, perapatan panas 0DPB (lo% density polyehyelene) disertai
dengan pelapisan PT:B (polytetrafluoroethylene) memakai peralatan yang
dipanaskan se$ara elektrik.
b. Penyambungan dengan gesekan bergantung pada pembangkitan panas pada
bidang antarmuka, baik itu dengan pemutaran (pengelasan spin seperti dalam
ambar !2.2a) atau dengan penggetaran. etaran dapat berupa osilasi
berfrekuensi rendah (/-// ) yang dapat dihasilkan dengan menggunakan
peralatan mekanis, atau ultrasonik (*"-3" k
8/18/2019 proses produkzi
21/23
dipanaskan se$ara induktif (seperti dalarn penyambungan bilah pisau pada
gagangnya). egitu polimer melebur, komponen-komponen yang akan
disarnbungkan dipres bersama-sama.
d. Pengelasan dengan gas panas adalah sama dengan pengelasan dengan gas
oksigen (ambar !2.*!), hanya saja di sini udara panas (atau gas inert) dipakai
sebagai sumber panasnya. &ambungannya dipersiapkan, dibuat dengan
potongan miring sebagaimana pada logam. dan sebuah batang kawat pengisi
digunakan dengan karakteristik termoplastik %ang sama dengan komponen-
komponen yang akan disambung.
e. Pengelasan dengan inframerah terfokus tergantung pada panas lampu
inframerah yang difokuskan menggunakan reflektor menjadi sinar yang sangat
sempit (!,4-/ mm).
f. Pemanasan dielektrik terjadi bila polimer yang merupakan isolator, ditempatkan
dalam sebuah medan elektromagnet. :rekuensi yang digunakan sebesar !/-
!"" '
8/18/2019 proses produkzi
22/23
pertimbangan-pertimbangan pabrikasi. ntuk ini, persiapan permukaan
merupakan hal yang sangat penting.3. Pengelasan dengan at pelaria mampu memberikan pengikatan yang kuat bila
sebuah polimer ternoplastik (khususnya jenis amorp) memiliki Gat pelarut khusus,
misalnya seperti yang dimiliki =&, PO8, P''=, polikarbonat, polistiren.4. Pengeringan bersamaan (cocuring) akan membentuk sambungan pada saat
yang sama dengan saat plasti$ (atau komposit berdasar polimer) mongering.
'etode-metode di atas, dengan sejumlah modifikasi, juga dapat diterapkan pada
penyambungan komposit berdasar polirner.
!"..#. Penyambungan $eramik
&atu bidang yang relatif penting dan berkembang $ukup $epat adalah
penyamnbungan keramik dengan keramik dan keramik dengan logam. 'asalah
khusus mun$ul berkaitan dengan struktur, kelembamam, dan titik lebur yang sangat
tinggi pada sejumlah keramik.
#arbida atau lebih tepatnya karbida hasil penyinteran se$ara rutin dipatri dengan
logam pengisi =g, 8u, atau =g-+i karena adanya bahan pengikat 8o atau +i
memungkinkan terbentuknya sambungan yang pada dasarnya adalah sambungan
antara logam dengan logam.
#a$a dapat diikat dengan mudah dengan ka$a lainya hanya dengan
memanaskannya pada suhu pelunakan lalu diberi tekanan, seperti dalam pengelasan
padatan atas logam. Perapat ka$a-logam dapat dibuat karena ion logam dapat masuk
ke dalam jaringan ka$a; hanya saja pertimbangan utamanya adalah penyesuaian
koefisien pemuaian panas kedua bahan (untuk inilah penggunaan Anar dan #oar,
Tabel 3.!).
#eramik dapat diikat dengan loggam atau dengan keramik lainnya setelah proses
metalisasi. ntuk alumina, proses moly-mangan ('o-'n) adalah yang paling banyak
digunakan. ubur 'o, 'o1/, 'n, 'n1* dan senyawa pembentuk
ka$a dibubuhkan pada permukaan-permukaan yang akan disambungkan.
Pemangganngan mendekati suhu !4""E8 akan mengakibatkan pembentukan lapisan
rupa ka$a pada fasa batas butir rupa ka$a dalam alumina. &etelah pelapisan +i,
pematrian dengan logam pengisi baru dapat dilakukan. Dalam pematrian aktif& bahan
pengisi haruslah mengandung unsur-unsur yang se$ara kimia bersifat reaktif,
+",- ## Nama Mata Kulia! dari Modul Pusat .a!a A/ar da eLearig
Popy %uliarty,&T,'T httpwww.mer$ubuana.a$.id
8/18/2019 proses produkzi
23/23
umumnya Ti, dan diterapkan langsung pada keramik. Pengikatan difusi juga dapat
diterapkan baik dalam sambungan logam-keramik atau keramik-keramik, kadang
dengan antar lapisan logam. anyak di antara proses-proses tersebut yang sifatnya
sangat khusus dan berada di luar $akupan materi ini.
+aftar Pustaka
=.&$hey.ohn, Proses 'anufaktur Antrodu$tion to 'anufa$turing Pro$ess /rd edition,
*""5, '$.raw-