Tugas Welding 5

DEWI LESTARI NATALIA

1006704530Tugas Welding 5

Dewi Lestari Natalia

1006704530

1. Jelaskan prinsip kerja las dingin (cold welding)! Sebutkan beberapa syarat utama agar

material dapat disambung dengan metoda ini!

Jawab:

Las dingin atau biasa disebut dengan cold welding adalah salh satu proses solid

state welding dimana prinsip kerjanya berupa sambungan dihasilkan dari tekanan dua

buah material pada temperatur ruang. Proses ini tidak memerlukan panas sama sekali

baik itu dari luar ataupun ditimbulkan oleh proses pengelasannya.

Prinsip kerja las dingin pada dasarnya adalah dua buah benda kerja yang saling

berhadapan kedua ujungnya (butt), dijepit oleh alat penjepit, selanjutnya tekanan

diberikan dikedua ujung tersebut sehingga terjadi proses penyambungan. Proses ini

memerlukan gaya yang cukup besar agar terjadi kontak antar muka yang baik.

Syarat utama agar material dapat disambung dengan metoda ini ialah:

a. Minimal satu logam yang akan memiliki sifat ulet / sangat liat.

b. Tidak mengalami pengerasan regang yang drastis.

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Threshold Deformation serta kegunaan nilai tersebut

pada suatu material. Berilah contoh perhitunganuntuk material Aluminum & Paduannya!

Jawab:

Threshold deformation merupakan parameter yang sangat penting yang

berfungsi untuk menentukan kekuatan maksimum yang dapat dicapai dari proses cold

Departemen Teknik Metalurgi dan Material FTUI Page 1


1006704530

welding. Kegunaan threshold deformation adalah untuk mengetahui batasan minimum

agar material memiliki ikatan pada saat mengalami deformasi dingin.

Contoh perhitungan untuk material Aluminum dan Paduannya:

Ketebalan awal (to) = 18 mm

Ketebalan akhir (tf) = 5 mm

Maka,

% Deformasi=18−518

x 100 %

% Deformasi=72,22 %

3. Jelaskan faktor apa saja yang mempengaruhi nilai threshod deformation! Serta jelaskan

hubungan threshold deformation dengan pressure dan preparasi permukaan untuk proses

cold welding!

Jawab:

Faktor yang mempengaruhi nilai threshold deformation ialah:

a. Jenis material

b. Struktur kristal material

c. Persiapan permukaan

d. Tekanan (pressure) yang diberikan ke material

Hubungan antara threshold deformation dengan pressure dan preparasi permukaan untuk

proses cold welding:

Pressure pada material maka, threshold deformation dan kekuatan sambungan .

Semakin baik persiapan permukaan maka, threshold deformation .

4. Jelaskan prinsip kerja explosive welding dengan skematis gambar! Berilah contoh

aplikasi dilapangan!

Jawab:



1006704530

Explosion Welding adalah proses solid state welding dimana sambungan

dihasilkan oleh tumbukan (impak) berkecepatan tinggi benda kerja akibat ledakan

(detonasi).

Prinsip kerjanya menggunakan tiga komponen, yaitu base metal, prime metal,

explosive. Secara rinci, prinsip kerjanya adalah:

a. Ketiga komponen disusun dimana prime component diletakan pada lapisan

tengah dan detonator di bagian atasnya.

b. Dengan meledakan detonator maka prime component akan menumbuk base

metal sehingga deformasi plastis terjadi dan kedua pelat tersambung.

Gambar Prinsip kerja explosive welding



1006704530

Contoh aplikasi di lapangan seperti pada saat cladding material.

Selain itu, biasanya explosive welding dapat dilakukan pada material baja karbon

dengan baja tahan karat, titanium pada low carbon steel, dan iron-nickel base alloy pada

low carbon steel.

5. Jelaskan prinsip kerja ultrasonic welding dengan skematis gambar serta mekanisme

penyambungan (bonding) dari metoda ini! Jelaskan hubungan energi panas yang dipakai

dengan properties material yang disambung. Serta berilah contoh aplikasi dilapangan!

Jawab:

Ultrasonic Welding adalah proses solid state welding dimana sambungan

dihasilkan oleh energi vibrasi ber-frekuensi tinggi dan tekanan pada benda kerja. Ikatan

sambungan (bonding) terjadi tanpa adanya peleburan dari logam induk.

Prinsip Kerja:

Vibrasi ultrasonic yang dihasilkan oleh transduser di transmisikan ke ujung

sonotrode sehingga dua lembaran logam yang disambung akan timbul panas dan

pecahnya lapisan oksida selanjutnya dengan tekanan dari clamping akan mengakibatkan

material tersambung.



1006704530

Pada metode ultrasonic welding ini terdapat hubungan antara energi yang

dibutuhkan dan weldability, yang dapat dilihat dari rumus di bawah ini:

Dimana:

E = Electrical Energy, W.s (J)

K = Konstanta dari sistem pengelasan

H = Vicker Hardness Number

T = Ketebalan benda kerja yang kontak dengan sonotrode (mm)

Dari rumus tersebut dapat hubungan bahwa semakin keras suatu material maka

energi yang dibutuhkan pun akan semakin besar. Hal tersebut juga dibuktikan oleh

gambar di bawah ini.



1006704530

Contoh penggunaan aplikasi ultrasonic welding di lapangan ditunjukan seperti

gambar di bawah ini:

6. Jelaskan prinsip kerja friction welding dengan skematis gambar! Serta keuntungan dan

keterbatasan dari friction welding! Berilah contoh aplikasi dilapangan!

Jawab:

Friction welding adalah proses solid state welding dimana sambungan diperoleh

akibat gaya tekan antara permukaan benda kerja yang saling kontak dan berputar relatif



1006704530

teerhadap lainnya untuk menghasilkan panas dan deformasi plastis permukaan kedua

ujungnya.

Prinsip kerjanya:

a. Dua buah benda kerja ditekan dan diputar sehingga akibat friksi keduanya akan

timbul panas.

b. Selanjutnya dipakai untuk proses penyambungan.

Keuntungan Keterbatasan

Tanpa ada pencairan logam. Untuk logam yang sama jenis dan

bentuk geometrinya.

Pemanasan friksi hanya lokal,

sehingga pelunakan tidak menyebar.

Biasanya untuk benda yang berbentuk

batangan bulat.

Dapat menyambung dua material

yang berbeda.

Biaya tinggi.

Prosesnya cepat. Preparasi benda kerja sangat

menetukan hasil las.


Tahap-tahapnya dapat dijelaskan dari gambar

di samping:

a) Benda diputar

b) Benda yang diam ditekan ke benda

yang berputar

c) Terjadi gesekan

d) Terjadi penyambungan


1006704530

Contoh penggunaan aplikasi friction welding di lapangan adalah:

7. Jelaskan prinsip kerja Roll Bonding dengan skematis gambar. Serta keuntungan dan

keterbatasan dari Roll Bonding. Berilah contoh aplikasi dilapangan.

Jawab:

Pengelasan rol termasuk proses pengelasan padat dimana proses penekanannya

menggunakan peralatan rol, baik dengan pemanasan dari luar atau tidak. Bila tanpa

menggunakan panas dari luar, prosesnya disebut pengelasan rol dingin, sedang bila

menggunakan panas dari luar prosesnya disebut pengelasan rol panas. Pengelasan rol

biasa digunakan untuk melapisi baja karbon atau baja paduan dengan baja tahan karat

agar memiliki ketahanan terhadap korosi, atau untuk membuat dwimetal yang digunakan

untuk pengukuran temperatur.

Prinsip Kerja Roll Bonding:



1006704530

Keuntungan Keterbatasan

Dapat diaplikasikan pada suhu ruang

dan suhu panas

Relatif jarang digunakan untuk produksi

massal

Digunakan untuk mengombinasikan

dua material yang berbeda untuk

memperoleh logam dengan aplikasi

yang berbeda

Pengembangan dari metode ini belum

cukup luas

Aplikasi di lapangan: Untuk U.S. quarters, untuk membuat dua lapisan luar dari 75%

Cu-25% Ni dengan bagian tengah dari Cu murni.

8. Jelaskan prinsip kerja friction stir-welding (FSW) dengan skematis gambar. Berilah

contoh jenis material logam yang umumnya diaplikasikan untuk jenis pengelasan ini.

Serta Sebutkan beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan metoda

FSW!.

Jawab:

Prinsip kerja friction stir welding :

1) Pin yang berputar dengan kecepatan 3000-4000 rpm diletakkan pada material

2) Material dipanaskan karena adanya friksi

3) Material yang telah dipanaskan tersebut akan mencapai temperatur plastisasi

(800F untuk aluminum)

4) Material yang telah terplastisasi tersampir kembali ke pin

5) Material tersebut mengalami pendinginan dengan terbentuknya butir – butir yang

lebih halus dibandigkan dengan material induknya.



1006704530

Material logam yang umumnya diaplikasikan pada metode ini:

Aluminum dan aluminum paduan,

Magnesium,

Copper,

Zinc,

Lead, dll

Keuntungan FSW:

Lebih kuat dan lebih bersih bila dibandingkan dengan fusion welds

Keuletan tinggi pada las

Energi efisiensi

Simpel dan bersih (no fume,arcs,spatter)

Perlakuan sesudah dan straightening tidak diperlukan

Low distrosi dan shrinkage

Tidak ada porosity, lack of fusion, perubahan komposisi pada material

9. Sebutkan beberapa parameter las untuk Friction Stir Welding (mis. jumlah rpm

minimum) pada Aluminium paduan dan gambarkan & jelaskan skematis daerah

lasannya!

Jawab:



1006704530

Parameter las untuk FSW:Jumlah rpm minimum: 3000-4000 rpm

Pemanasan material hingga suhu 800 F

Skematis daerah pengelasan:

Pada daerah lasan yang dihasilkan oleh metode FSW ini struktur sambungan lebih

halus dibandingkan base metal-nya. Hal tersebut disebabkan karena pada struktur

sambugan tersebut dihasilkan butir yang lebih halus dibanding base metal-nya.

10. Berilah penjelasan mengenai material pengaduk (friction stirrer) yang dipakai untuk

proses FSW. Jelaskan jenis material yang dipakai dan perlakuan apa saja yang diberikan

di bagian permukaan material tsb.

Jawab:

Material yang cocok antara lain AISI H13, AISI H22 dll

Material tersebut harus memiliki melting point yang lebih tinggi dari benda

kerja. Sebaiknya material pengaduk harus memiliki melting point setidaknya 100

fahrenheit lebih tinggi dari benda kerja atau 200 F untuk aluminium. Lebih lanjut

material pengaduk tersebut juga harus memiliki kekuatan yang lebih baik dibandingkan

benda kerja. Selain itu material pun harus memiliki ketahanan aus yang baik, dan



1006704530

machinability yang baik. Jenis perlakuan permukaan yang dapat dilakukan antara heat

treatment berupa hardening, tempering (menurunkan kekerasan menjadi 45-47 HRC),

annealing (untuk remachining).

11. Bandingkan beberapa kemampuan spot resistance welding dan ultrasonic welding untuk

penyambungan material.

Jawab:

Spot resistance welding Ultrasonic welding

Mempunyai daerah lebur Tidak terdapat daerah lebur

Pada logam dengan konduktifitas tinggi

membutuhkan energi yang tinggi

Dapat untuk menyambung logam berbeda

(dissimilar) bahkan logam berlapis

(plating/coating)

Panas tidak sampai ke tengah Untuk logam yang mempunyai

konduktivitas tinggi (Cu, Al) hanya

memerlukan energi yang lebih rendah

Terdapat bunga api yang dapat

menyebabkan kebakaran atau ledakan

Tekanan yang dibutuhkan kecil dan panas

sampai ke tengah

Electrical shock rentan terjadi Umumnya digunakan untuk logam yang

berukuran relatif kecil

Terdapat asap pada proses pengelasan Kualitas sambungan seragam karena

transfer enerfi dan sisa panas yang

dilepaskan konstan dan terbatas pada

daerah sambungan.

Apabila menggunakan densitas arus yang

terlalu tinggi maka dapat menyebabkan

logam cair terlempar dan berdampak atas

terbentuknya rongga, retak dan

menurunkan sifat mekanik hasil lasan



1006704530

12. Jelaskan Prinsip kerja EBW & LBW beserta gambar!

Jawab:

Electron Beam Welding (EBW)

proses pengelasan yang melibatkan pencairan karena adanya energi yang disuplai

dari hasil tumbukan berkas sinar elektron yang terfokus. Sinar ini kemudian

dipercepat dalam vakum hingga ~60% kecepatan cahaya sehingga sewaktu

menumbuk ke benda kerja akan terbebaskan ~99% energi kintetiknya menjadi panas

dan timbul pengelasan lokal.

Laser Beam Welding (LBW)

proses pengelasan yang menggunakan enersi radiasi elektromagnetik untuk

mencairkan bagian logam yang akan disambung. Laser merupakan kepanjangan dari

Light Amplification by Stimulated Emmision of Radiation. LBW memiliki 2 sistem

yaitu system solid laser (YAG Laser) dan gas laser (CO2 Laser).



1006704530

13. Jelaskan mekanisme tahapan penyambungan pada Thermit Welding dan gambarkan

grafik skematisnya?

Jawab:

Sejumlah oksida logam direduksi dengan misal, Aluminium yang membebaskan

sejumlah panas yang dapat mencairkan logam yang akan disambung.

Reaksi kimia eksotermik :

Sebelum pengelasan, dibuat cetakan seperti pada gambar di bawah ini. Terdapat runer,

riser, power gate,dan lain-lain. Pada lubang menggunakan preheating dengan burner.

14. Jelaskan persyaratan untuk personel underwater welding!

Jawab:

Ada beberapa syarat untuk personel underwater welding, diantaranya:

Mempunyai sertifikasi welder dan juga merupakan commercial diver (penyelam).

Mampu mempersiapkan dan men-set-up keperluan pengelasan.

Mempunyai kemampuan untuk mengelas sesuai dengan AWS D3.6, Standard



1006704530

Memenuhi spesifikasi untuk Underwater Welding (wet or dry).

Menguasai kemampuan untuk menjamin sesuainya prosedur pengelasan

underwater dengan standar yang telah ada.

15. Jelaskan jenis dari underwater welding dan manakah metoda yang umum diaplikasikan!

Jawab:

Wet underwater welding, dimana las busur logam manual (MMAW) adalah yang

biasa dilakukan. Flux Cored Arc Welding juga banyak digunakan.

Coffer dam welding, dilakukan dalam keadaan kering, di udara, dimana sebuah rigid

steel structure digunakan sebagai tempat Welder tertutup terhadap bagian yang akan

dilas dan terbuka terhadap atmosfer.

Hyperbaric welding, dimana sebuah Chamber tertutup di sekeliling struktur yang

akan dilas dan diisi dengan gas helium 0,5 bar O2.

Metode yang sering diaplikasikan adalah wet underwater welding, ini

dikarenakan metode ini lebih mudah dan peralatannya sederhana. Selain itu

menghasilkan hasil lasan yang cukup baik karena menggunakan flux sebagai

pelindungnya.

16. Sebutkan keterbatasan dan resiko dalam under water welding?

Jawab:

Ke terbatasan :

Air menyebabkan terjadinya rapid cooling (pendinginan cepat) sehingga nantinya

menyebabkan hasil lasan rawan crack.

Hasil lasan akan menjadi relatif getas (brittle) karena hidrogen dapat bereaksi

dengan hasil lasan secara kimiawi. Selain itu karena berada dalam air, akan

menyebabkan kecepatan pendinginan hasil lasan menjadi tinggi, akibatnya, akan

terbentuk fasa brittle setelah dilas.

Resiko :



1006704530

Rawan ledakan, karena adanya oksigen dan hidrogen yang dihasilkan oleh busur

lisrik pada lasan basah.

Welder dapat tekena arus tegangan tinggi (electric shock).

Nitrogen dapat masuk ke dalam tubuh welder karena terlalu lama berada di dalam

air, yang membuat tekanan darah menjadi tinggi. Hal ini dapat mengakibatkan

kehilangan kesadaran.

17. Jelaskan keuntungan dan keterbatasan dari EBW dan LBW!

Jawab:

Electron Beam Welding

Keuntungan EBW Keterbatasan EBW

Penetrasinya dalam (rasio 1:20).

Bagian HAZ sempit.

Distorsi kecil.

Hasil las bersih.

Prosesnya cepat dan presisi.

Energi (HI) yang diberikan relatif

kecil.

Peralatan mahal karena memerlukan

ruang vakum.

Benda kerja tergantung pada ruang

vakum.

Rentan terhadap retak karena kecepatan

pembekuan terlalu cepat.

Laser Beam Welding

Keuntungan LBW Keterbatasan LBW

Masukan panasnya kecil.

HAZ sempit.

Distorsi kecil.

Tidak memerlukan elektroda.

Proses tanpa kontak dan ruang vakum.

Tidak dipengaruhi oleh medan magnet.

Sambungan harus diposisikan secara

akurat.

Perlu clamping yang baik.

Ketebalan lasan terbatas (maksimum 19

mm).

Rentan terhadap retak karena kecepatan

pembekuan tinggi.



1006704530

18. Apa yang disebut Hybrid Welding Process dan sebutkan beberapa contoh proses hybrid

welding process serta keuntungan dari proses tersebut!

Jawab:

Hybrid Welding Processn adalah Pengelasan yang menggabungkan laser welding dan

arc welding sehingga dihasilkan daerah kampuh las yang lebih baik.

Contoh Hybrid Welding Process :

Keuntungan Hybrid Welding: Distorsi kecil

Hasil lasan lebih bersih

Daerah HAZ (Heat Affected Zone) sempit

Penetrasi yang tinggi.

Mengurangi cost produksi.

Meningkatkan produktivitas



1006704530

19. Sebutkan jenis nyala api pada proses OAW beserta rasio dari 2 gas yang dicampur dan

jelaskan aplikasi dari masing2 nyala api tersebut.

Jawab:

Jenis nyala api proses OAW :

Nyala Netral

Digunakan untuk pengelasan, perbandingan O2 dan acytelyne = 1:1 Cocok untuk

mengelas kebanyakan logam.

Nyala Oksidasi

Untuk las Brazing, perbandingan O2 dan acytelyne = 2:1 Umumnya untuk mengelas Al

dan Baja C tinggi.

Nyala Karburisasi

Untuk Flame Hardenig, perbandingan O2 dan acytelyne = 1: 2 untuk mengelas Brass.



1006704530

Rasio gas yang dicampur :


Tugas Welding 5

Documents