Download - Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
1/13
2016
TUGAS1 TUGASPENYAMBUNGANMATERIAL-01
Penyambungan Material 02
Tugas 3
2016
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
2/13
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
Jawab :
Prinsip kerja dari las resistansi listrik adalah menyambung permukaan logam dalam bentuk
lembaran ( sheet ), dalam bentuk sambungan tumpang (lap joint ), dan sambungan tumpul (butt
joint ), ditekan satu sama lain dengan menggunakan elektroda dan pada saat yang sama arus
listrik dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas dan mencair karena adanya
resistansi listrik
Kemudian logam cair ini didinginkan dalam pengaruh tekanan hingga timbul kekuatan
yang cukup untuk menyatukan dua lembaran yang dilas. Kerapatan arus dan tekanan yang
diberikan sedemikian rupa hingga terbentuk nugget, tetapi tidak terlalu tinggi yang dapat
menyebabkan cairan logam terlempar dari daerah las
Tahapan kerja dari las titik (spot welding) dapat dijelaskan pada gambar di bawah ini:
Arahkan dan bawa elektroda pada permukaan logam, serta aplikasikan sedikittekanan 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.
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
3/13
Pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung disebabkan karena pada
pengelasan spot welding diharapkan tahanan listrik terbesar pada permukaan antar material (r 3),
sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil mungkin
(r 1 dan r 5), sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada pelat yang disambung.
Sesuai dengan persamaan:
2. Jelaskan pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrik
Jawab :
Pengaruh arus terhadap hasil las resistansi listrik
Arus merupakan parameter yang memiliki peran utama pada heat input, sebab itu arusmemiliki 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 siklus operasi secara keseluruhan untuk las resistansi listrik titik terdiri dari empat tahap,
yaitu:
a. Waktu tekan ( squeeze time)
Merupakan periode antara saat mulai penekanan (kontak antar elektroda dengan benda
kerja) sampai arus mulai mengalir.
b. Waktu las (weld time)
Merupakan interval waktu selama arus mengalir melalui benda kerja.
c. Waktu tahan (hold time)
Merupakan periode saat arus sudah tidak mengalir lagi tetapi elektroda masih menekan benda kerja sampai deposit las membeku.
d. Waktu berhenti (off time)Merupakan periode antara saat akhir dari waktu tahan sampai waktu tekan berikutnya.
Waktu merupakan parameter yang mengontrol masukan panas, dan mempunyai pengaruh terhadap
kuat geser hasil lasan, dimana dalam hal ini terdapat nilai waktu las yang optimum.
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
4/13
Pengaruh Tekanan terhadap Hasil Las Resistansi Listrik
Tekanan yang meningkat menyebabkan luas kontak menjadi lebih besar sehingga rapat arus
menjadi berkurang dan tahanan pun menjadi berkurang. Hal ini mengakibatkan panas yang
dihasilkan akan berkurang dan ukuran nugget akan lebih kecil. Sementara itu, jika tekanan yang
diberikan terlalu rendah, dapat terjadi expulsion segera setelah diberikan arus, yang disebabkan
karena resistansi terlalu tinggi sehingga panas yang dihasilkan terlalu tinggi
3. Jelaskan Prinsip Kerja Spot Welding berikut skematis gambar serta berikan penjelasan
Masukan Panas (heat input) yang dibutuhkan untuk menyambung material dengan spot
welding.
Jawab :
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.
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
5/13
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 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 (r 3)
sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil
mungkin (r 1 dan r 5) sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada pelat yang
disambung. Sesuai dengan persamaan (1):
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
6/13
Rw = r1+r2+r3+r4+r5
Keterangan:
r 2 dan r 4 = tahanan listrik material yang dilas
r 1 dan r 5 = tahanan listrik pada permukaan kontak antara elektroda dengan benda kerja
r 3 = tahanan listrik permukaan antar material
4. Jelaskan perbedaan antara Flash welding dan Upset Welding melalui gambar
skematisnya
Jawab :
Perbedaan antara flash welding dan upset welding terletak pada tekanan dan arus yang diberikan
Pada butt welding dua logam yang akan disambungkan didekatkan dalam tekanan kemudian
arus diberikan sehingga terjadi pemanasan yang cukup pada area kontak untuk terjadinya
penempelan pada kedua logam tersebut. Butt welding merupakan proses pengelasan satu tahap.
Sedangkan pada flash welding terdapat dua tahap. Tahap pertama adalah terjadinya flashing.
Arus yang diberikan ke logam menghasilkan flashing diantara dua ujung logam.
Flashing mengakibatkan logam berada dalam daerah plastis. Setelah itu tahap kedua adalah
terjadinya pemberian tekanan sehingga ujung logam saling menempel. Pada flash welding
permukaan ujung logam tidak perlu terlalu halus
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
7/13
5. Jelaskan dengan gambar skematis siklus kerja dari Seam Welding
Jawab :
Skematis siklus kerja seam welding:
a. Baja lembaran yang saling tumpang tindih, disambung menggunakan elektroda yang
bulat dan berputar di pinggiran baja. Elektroda akan menekan baja lembaran tersebut.
b. Elektroda tersebut menghasilkan resistansi panas yang akan menghasilkan nugget
berbentuk lonjong, yang berderet sesuai dengan kecepatan elektrodanya.
c. Akan terjadi penyambungan pada daerah nugget.
d. Arus yang diberikan disepanjang sambungan oleh split electrode rollers.
6. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan dari proses pengelasan resistansi welding
Jawab :
Keuntungan:
Dapat menghasilkan panas dengan cepat
Dapat digunakan untuk menambahkan fastener
Waktu pengelasan singkat
Hasilnya lebih rapi karena hanya menggunakan resistansi panas yang tinggi untuk
melelehkan logam Kekurangan:
Harus ada gaya baik sebelum, selama, dan sesudah arus diberikan
Mahal karena arus yang digunakan sangat besar
Harus ada kontak fisik antara elektroda yang membawa arus dengan benda kerja
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
8/13
7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Percussion Welding dan gambarkan
skematisnya dan beri contoh aplikasinya
Jawab :
Percussion welding hampir sama dengan flash welding, bedanya pada percussion welding busurdihasilkan dari discharge energi listrik yang cepat menyebrangi jarak antara ujung-ujung logam
yang akan dilas. Tekanan yang digunakan progresif atau mengikuti pelepasan energi listrik. Energi
yang dibutuhkan untuk discharge dapat meningkat dengan metode elektrostatik menggunakan
kapasitor, atau dengan metode elektromagnetik menggunakan medan magnet yang tersambung
dengan transformer primer dan sekunder
Aplikasinya banyak digunakan pada industri elektronik untuk menyambung alumunium rods,
menyambung baja, atau non ferrous alloy yang tahan korosi
8. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Mash Seam Welding dan gambarkan
skematisnya serta beri contoh aplikasinya
Jawab :
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.
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
9/13
Aplikasi yang menggunakan pengelasan jenis ini biasanya banyak dilakukan pada bidang
transportasi, agrikultural, sektor produksi makanan, peralatan gardening dan machine protection
9. Untuk material logam Tembaga, Aluminium dan Baja, urutkan mana yang material
yang memiliki weldability yang baik dengan menggunakan pengelasan las titik (spot
welding)
Jawab :
Keterangan:
W = Mampu las baik
L = Mampu las terbatas
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
10/13
N = Mampu las buruk
Melihat table diatas, maka yang memiliki weldability yang paling baik adalah baja diikuti
aluminium lalu tembaga.
10. Pada pembuatan pipa ERW, mengapa digunakan arus frekwensi tinggi serta
jelaskan peranan frekwensi tersebut terhadap sambungan di pipa tersebut
Jawab :
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 voltase 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. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan High Frequency Welding
Jawab :
Keuntungan Kekurangan
Menghasilkan daerah HAZ yang sempit Harus berhati hati agar tidak terjadi interferensi
radiasi
Kecepatan las tinggi dan konsumsi energy
Sedikit
Menghasilkan produk sampingan dalam
jumlah kecil
Dapat mengelas tube dengan dinding yang tipis Persiapan sebelum pengelasan harus
diperhatikan
Bisa digunakan untuk banyak jenis logam dan
oksidasi, distorsi dapat diminimalisasi
Bahaya arus dengan frekuensi tinggi
Efisiensi tinggi
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
11/13
12. Jelaskan prinsip kerja projection welding, beserta keunggulan dan keterbatasannya.
Jawab :
Prinsip kerja dari projection welding ialah mengkonsentrasikan arus dan tekanan elektroda pada
daerah yang akan dilas yang telah dipersiapkan sebelumnya sehingga aliran arus terfokus pada
titik kontak yang terbatas. Teknik pengelasan ini merupakan modifikasi dari las resistansi titik.
Keunggulan:
Kecepatan pengelasan tinggi dan dapat dengan mudah beradaptasi untuk
otomatisasi dalam kecepatan produksi yang tinggi.
Hasil lebih seragam di berbagai aplikasi.
Hasil las lebih rapih dibandingkan spot welding karena aliran arus dan elektroda
terfokus.
Mudah mendapatkan heat balance yang memuaskan untuk kombinasi
penyambungan yang sulit.
Penyambungan dapat diletakkan.
Output meningkat per mesin karena weld terbentuk secara simultan.
Usia elektroda lebih panjang.
Tampilan permukaan lebih baik.
Parts yang tidak dapat dilakukan spot welding dapat dilakukan projection welding.
Parts mudah disambung dalam assembly.
Keterbatasan:
Peralatan lebih mahal dibandingkan dengan arc welding.
Sulit diperbaiki jika terjadi kesalahan pengelasan.
Lap joint yang menjadi syarat berakibat penambahan berat.
Kekuatan sambungan rendah dan fatik juga rendah
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
12/13
13. Jelaskan persyaratan kualitas hasil las dengan spot welding, jelaskan hal tersebut
dengan menganalisa ukuran nugget lasan-nya dan hasil uji tarik gesernya.
Jawab :
Ukuran Nugget
Ukuran 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 Geser
Kuat 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
mekanik berupa 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.
Jawab :
-
8/18/2019 Tugas-03 M Tsabit Ayman 1306368072
13/13
Andaikan: D1 = 10 mm ; D2 = 8 mm
Sehingga,
t = 5(s) . 0.5
D1 = 5(10) . 0.5 = 25 mm
D2 = 5(8) . 0.5 = 20 mm
15. Jelaskan weldability baja lapis seng (galvanil) bila dilas dengan spot
resistant welding process.
Jawab :
Baja yang dilapisi seng memiliki resistansi yang lebih rendah dibandingkan baja biasa, sehingga
arus dan tekanan yang diberikan harus lebih tinggi dibandingkan yang dibutuhkan pada
baja biasa. Zn dapat menempel pada elektroda saat pengelasan sehingga dapat menyebabkan
keausan pada elektroda. Oleh karena itu elektroda harus sedingin mungkin dengan
cara mendinginkannya dengan air