BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pelat Baja SS 400
Pelat baja merupakan lembaran baja dengan ketebalan yang relatif kecil
dibandingkan ukuran panjang dan lebarnya. Lembaran baja setelah dirol
mumpunyai sifat-sifat yang mudah dilas dan dibentuk. Dalam konstuksi baja, plat
baja banyak digunakan untuk konstruksi jembatan,industriy ,dll.
Pelat baja SS 400 / Japanese Industrial Standard JIS G 3101 – ‘Rolled
steel for general structure’ merupakan baja carbon rendah (low carbon) yang
paling umum digunakan di dunia industry. Material jenis ini terdapat banyak
ketersediaanya di pasar sebagai pelat, lembaran, flat, bar, bagian dll .Baja SS 400
lebih sering di gunakan di industry karena kemampuanan mesinnya
(machinability) dan kemampuan lasnya (weldability).
2.2 Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua bagian logam atau
lebih dengan menggunakan energi panas. Menurut Deustche Industry Normen
(DIN), pengelasan adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang
terjadi dalam keadaan lumer atau cair, dengan kata lain pengelasan adalah
Sedangkan menurut Suratman, S.Pd. (1988) mengelas adalah salah satu cara
menyambung dua bagian logam secara permanen dengan menggunakan tenaga
panas. Tenaga panas ini diperlukan untuk mencairkan bahan dasar yang akan
disambung dan kawat las sebagai bahan pengisi. Setelah dingin dan membeku,
terbentuklah ikatan yang kuat dan permanen.
Pengelasan merupakan salah satu bagian yang tak terpisahkan dari proses
manufaktur. Pengelasan adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan
cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa
tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan dan menghasilkan sambungan
yang kontinu.
2.2.1 Gas Metal Arc Welding ( GMAW )
GMAW (Gas Metal Arc Welding) merupakan proses penyambungan dua
buah logam atau lebih yang sejenis dengan menggunakan bahan tambah yang
berupa kawat gulungan dan gas pelindung melalui proses pencairan. Gas
pelindung dalam proses pengelasan ini berfungsi sebagai pelindung dari proses
oksidasi, yaitu pengaruh udara luar yang dapat mempengaruhi kualitas las. Gas
yang digunakan dalam proses pengelasan ini dapat menggunakan gas argon,
helium, argon+helium dsb. Penggunaan gas juga dapat mempengaruhi kualitas
hasil las itu sendiri.
Proses pengelasan GMAW merupakan pengelasan dengan proses
pencairan logam. Proses pencairan logam ini terbentuk karena adanya busur las
yang terbentuk diantara kawat las dengan benda kerja. Ketika kawat las
yang mampu mencairkan kedua logam tersebut (kawat las + benda kerja),
sehingga akan mencair bersamaan dan akan membentuk suatu sambungan yang
tetap. Dalam proses ini gas pelindung yang berupa gas akan melindungi las dari
udara luar hingga terbentuk suatu sambungan yang tetap.
Proses pengelasan GMAW menggunakan arus searah (DC) dengan posisi
elektroda pada kutub positif, hal ini sering disebut sebagai polaritas terbalik.
Polaritas searah jarang digunakan dalam proses pengelasan dikarenakan dalam
proses ini transfer logam tidak terjadi secara sempurna.
Karakter Mesin GMAW
Metode pengelasan GMAW atau MIG/MAG welding process tergantung
dari beberapa parameter las sebagai berikut :
• Voltage yaitu arus amper yang dipergunakan pada saat proses pengelasan
• Wire feed speed yaitu kecepatan pemasok kawat pada saat proses
pengelasan.
• Welding speed yaitu kecepatan gerakan pada saat proses pengelasan.
• Type of shielding gas. Yaitu jenis gas pellindung pada saat pengelasan.
Komponen Mesin GMAW 1. Mesin las
2. Elektroda
4. Tabung gas pelindung
5. Regulator
6. Gas mixturer.
Gambar 2.1 Mesin las GMAW.
(Sumber:http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/index.php/menuutama/teknik
-pengerjaan-logam/1078-sejarah-perkembangan-las)
Kawat Las GMAW
Kawat las GMAW tercakup dalam spesifikasi AWS seperti misalnya AWS
A5 .XX .Elektroda merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya
diatur oleh pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat
diatur sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk
Berikut adalah penamaan dalam elektroda GMAW
Tabel 2.1 Spesifikasi Berbagai Jenis Elektroda GMAW
BAHAN ELEKTRODA SPESIFIKASI AWS
CARBON STEEL
(Sumber : Menuju Juru Las Tingkat dunia)
Gas Lindung
terjadinya proses oksidasi metal oleh oksigen dalam udara.Pada suhu tinggi
oksigen bereaksi dengan bahan metal menjadi oksida metal.Oksigen juga bereaksi
dengan karbon di dalam cairan metal menjadi CO ( karbon monoksida ) dan CO2
(karbondioksida).
Proses – proses ini dapat menghasilkan cacat las seperti inklusi terak
(slag),porositas,dan pengetasan.Karena unsur oksigen dan nitrigen harus
dijauhkan dari bahan metal yang sedang mencair atau panas.Di samping itu fungsi
tersebut di atas gas lindung juga berfungsi untuk :
1. Mempengaruhi sifat busur.
2. Moda transfer metal.
3. Penestrasi dan profil jalur las.
4. Kecepatan las.
5. Kecenderengan untuk sisi longsor ( undercut ).
6. Aksi pembersihan.
7. Sifat mekanis bahan las.
Di bawah ini adalah faktor –faktor yang mempengaruhi pemilihan gas lindung :
1. Bahan las.
2. Persyaratan kekuatan mekanis bahan las
3. Kondisi dan kebersihan bahan dasar.
4. Sifat operasional instalasi yang dilas dan persyaratan spesifikasi yang
eraplikasi.
6. Moda transfer metal yang dikehendaki.
Argon adalah gas mulia (inert gas)
Hampir seluruh pengelasan menggunakan shielding gas ini
Mechanicalnya baik, penstabil arc, productivity juga lebih besar Gas
Argon pada umumnya untuk material non Ferrous seperti Aluminium;
Nickel alloys; Copper alloys; dan Stainless Steel Untuk material Ferrous
biasanya menggunakan campuran atau gabungan beberapa gas seperti
Argon dgn helium; Argon dgn CO2 Argon dgn Oxygen dengan prosentase
tertentu.
Gas CO2
Gas CO2 merupakan gas aktip (active gas),Gas CO2 saja tidak dapat
digunakan untuk pengelasan dengan Spray transfer. Spray transfer menggunakan
Mix gasGas CO2 hanya digunakan pada pengelasan Globular transfer dan Short
Arc transfer.
Helium
Helium adalah gas Inert, pada umumnya digunakan sebagai shielding
untuk pengelasan yang membutuhkan tembusan yang lebih dalam dan kecepatan
tinggi Thermal conductivity gas helium lebih tinggi di bandingkan dengan Argon,
sehingga di butuhkan pengelasan dengan voltage yg lebih lebih besar. Gas helium
di sarankan hanya untuk pengelasan material Aluminium utk ketebalan yang lebih
Kelebihan pengelasan dengan GMAW.
1. Sangat efisien dan proses pengerjaan yang cepat
2. Dapat digunakan untuk semua posisi pengelasan
3. Tidak menghasilkan flag atau kerak
4. Membutuhkan kemampuan operator yang baik
Kekurangan pengelasan dengan GMAW.
1. Sewaktu waktu dapat terjadi burn back
2. Cacat las porositi sering terjadi
3. Buser yang tidak setabil
4. Pada awalannya set-up yang sulit.
2.2.2 Shielded Metal Arc Welding ( SMAW )
SMAW atau yang lebih sering kita sebut las busur listrik yaitu
penyambungan dua buah logam atau lebih menjadi satu dengan jalan pelelehan
atau pencairan dengan busur nyala listrik. Jadi las listrik atau las busur listrik
merupakan proses penyambungan logam dengan memanfaatkan tenaga listrik
sebagai sumber panasnya. Pengelasan dengan mengguanakan tenaga listri.sebagai
sumber panas dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu las tahanan listrik dan
las busur nyala listrik.
Las tahanan listrik adalah proses pengelasan yang dilakukan dengan jalan
mengalirkan arus listrik melalui bidang atau permukaan-permukaan benda yang
sentuhan yang menimbulkan panas dan berguana untuk mencairkan permukaan
yang akan disambung. Pengelasan jenis ini sering digunakan pada
industri-industri yang besar, karena kapasitas pengelasannya besar dan membutuhkan
peralatan yang mahal maka cocok untuk produksi massa.
Las busur nyala listrik adalah proses pengelasan yang dilakukan dengan
jalan mengubah arus listrik menjadi panas untuk melelehkan atau mencairkan
permukaan benda yang akan disambung dengan membangkitkan busur nyala
listrik melalui sebuah elektroda. Terjadinya aliran arus listrik dari elektroda ke
benda kerja terjadi karena benda kerja disambung dengan salah satu kutub listrik
dari sumber listrik yang digunakan untuk proses pengelasan. Pengelasan jenis ini
cukup sederhana dan tidak memerlukan peralatan yang mahal dan fleksibel dan
sering dipakai dibengkel-bengkel besar dan kecil.
Gambar 2.2 Mesin las SMAW ( Sumber :
Jenis Elektroda
Bagian terpenting dalam las busur listrik adalah elektroda las. Jenis
elektroda yang dipergunakan kan menentukan hasil pengelasan sehingga sangat
penting untuk mengetahui sifat dan jenis dari masing-masing elektroda sebagai
dasar pemilihan elektroda yang tepat. Macam-macam jenis elektroda sangat
banyak. Berdasarkan selaput pelindungnya elektroda dibedakan menjadi dua
macam yaitu elektroda polos dan elektroda terbungkus.
Elektroda terbungkus terdiri dari bagian inti dan zat pelindung atau fluks.
Selaput yang ada pada elektroda jika terbakar kan menghasilkan CO2 yang
berfungsi untuk melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja dari
udara luar. Tipe elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah AWS A5.1
E 6013 atau JIS Z 3211 D 4313.
Elektroda terbungkus pada umumnya digunakan dalam pelaksanaan
pengelasan tangan. Di negara-negara industri, elektroda las terbungkus sudah
banyak yang di standarkan berdasarkan penggunaannya. Misalnya standar di
Amerika serikat didasarkan pada standar AWS. di Jepang didasarkan pada standar
JIS.Standarisasi elektroda,baik dalam AWS maupun JIS didasarkan pada jenis
fluks, posisi pengelasan dan arus las. Dua angka pertama baik di AWS maupun
JIS menunjukkan kekuatan terendah dari logam las, hanya saja dalam AWS
satuannya adalah (psi) sedangkan dalam JIS satuannya adalah (kg/mm2). Dua
angka terakhir menunjukkan jenis fluks dan posisi pengelasan.
E , Menyatakan elektroda las busur listrik.
XX, (Dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan lb/in2 (psi).
X, (Angka ketiga) menyatakan posisi pengelasan, yaitu :
o Angka 1 untuk pengelasan segala posisi
o Angka 2 untuk pengelasan posisi datar dan dibawa tangan
o Angka 3 untuk pengelasan posisi dibawah tangan.
X, (Angka keempat) menyatakan jenis selaput dan arus yang cocok dipakai untuk pengelasan.
Sebagai contoh elektroda yang digunakan penulis pada proses pengelasan
ini adalah E6013, artinya elektroda dengan kekuatan tarik minimum dari deposit
las adalah 60.000 lb/in2, dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi dan jenis
selaput elektroda rutil-kalium serta pengelasan dengan arus AC atau DC+.
Elektroda adalah bagian ujung (yang berhubungan dengan benda kerja) rangkaian
penghantar arus listrik sebagai sumber panas (Alip, 1989).
Menurut system standarisasi Amerika yaitu JIS (Japanese Industrial
Standards) dinyatakan dengan tanda D XXXX, yang artinya sebagai berikut
Untuk kode yang diberikan pada tipe elektroda D 4313 yaitu huruf “D” yang
diikuti oleh empat angka dibelakangnya.
Untuk arti masing-masing kode elektroda adalah :
Untuk huruf D : Menyatakan elektroda untuk las busur listrik
Untuk angka 43 : Menyatakan nilai tegangan tarik minimum hasil
Untuk angka 1 : menyatakan posisi pengelasan, angka 1 dapat
digunakan untuk pengelasan semua posisi.
Untuk angaka 3 : Menyatakan elektroda dengan penembusan dangkal
dan bahan dari selaput titania.
Bahan Pelindung Elektroda / Fluks
Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan fluks tersebut adalah dari
oksidasi-oksidasi logam, karbonat, silikat, florida, zat organik, baja paduan dan
serbuk besi. Adapun jenis bahan fluks yang digunakan adalah sebagai berikut :
1. Jenis Oksida Titan.
Jenis ini juga disebut rutil atau titania dan berisi banyak Ti O2
didalamnya. Busurnya dihasilkan oleh elektroda yang terbungkus denga fluks.
Jenis ini tidak terlalu kuat, penetrasi atau penembusan cairan logamnya
dangkal dan menghasilkan manik yang halus. Karena itu jenis ini tepat untuk
pengelasan pelat-pelat tipis atau untuk pengelasan terakhir pada
pengelasan pelat tebal.
2. Jenis Titania Kapur.
Jenis ini mengandung rutil dan kapur. Disamping punya sifat
seperti jenis oksida titan, akan tetapi jenis ini menghasilkan manik yang halus
walaupun penetrasinya dangkal. Hasil pengelasannya mempunyai sifat
mekanis yang baik. Pengelasan ini dapat dilakukan pada semua posisi,
3. Jenis Ilmenit.
Jenis ini terletak diantara jenis elektroda diatasnya, bahan fluks
utamanya adalah Ilmenit (Fe Ti O2). Busur-busur yang dihasilkan sangat kuat
sehingga penetrasinya dalam. Derajat dari terak cukup tinggi sehingga dapat
menghasilkan sambungan dengan sifat mekanis yang tinggi. Karena
sifat-sifatnya yang mencakup penggunaan yang luas, maka elektroda ini dianggap
sebagai elektroda serba guna.
4. Jenis Hidrogen Rendah.
Nama lain dari jenis ini adalah jenis kapur, Karena bahan
utamanya adalah kapur dan fluorat. Jenis ini menghasilkan sambungan dengan
kadar nitrogen rendah sehingga ketangguhannya baik. Digunakan untuk
konstruksi yang memerluakan tingkat pengamanan tinggi, seperti untuk
konstruksi pelat-pelat tebal dan bejana tekan.
5. Jenis selolusa.
Bahan ini berisi 30 % bahan organik yang dapat menghasilkan gas
dengan volume yang besar. Busurnya kuat dan penetrasinya dalam, terak yang
terbentuk hanya sedikit akan tetapi manik yang dihasilkan kurang halus.
6. Jenis Oksidasi Besi.
Bahan utama adalah oksidasi besi. Busur yang dihasilkan
terpusatkan dan penetrasinya dalam, karena itu baik untuk pengelasan sudut
7. jenis Serbuk Oksidasi.
Bahan utamanya meliputi 15 - 50 % silicon dan serbuk besi.
Pemindahan butir-butir cairan berupa semburan halus dan tidak banyak
percikan, kecepatan pengisian sangat tinggi, banyak digunakan untuk
pengelasan sudut horizontal dan pengelasan gaya berat.
8. Jenis Serbuk Besi Titania.
Bahan jenis ini adalah serbuk besi dan titania. Busur yang sedang
menghasilkan manik yang halus. Efisiensi pengelasan tinggi dan sangat baik
untuk pengelasan sudut horizontal satu lapis.
9. Jenis-jenis Fluks lainnya. Misalnya : Jenis lempung silikat, talek dll.
Pada pengelasan ini Fluks yang digunakan adalah jenis Oksida
Titan. Jenis ini juga disebut rutil atau titania dan berisi banyak Ti O2 didalamnya.
Busurnya dihasilkan oleh elektroda yang terbungkus denga fluks. Jenis ini tidak
terlalu kuat, penetrasi atau penembusan cairan logamnya dangkal dan
menghasilkan manik yang halus. Karena itu jenis ini tepat untuk pengelasan
pelat-pelat tipis atau untuk pengelasan terakhir pada pengelasan pelat-pelat tebal.
Tabel 2.2 Macam dan Fungsi bahan Fluks
Keterangan :
O : Fungsi utama
O : Fungsi Tambahan
( Sumber : Teknologi Pengelasan Logam ) Lempung
Silikat O O
Talek O O
Titanium
Oksida O O
Ilmenit O O
Feroksida O O O
Kalsium
Karbonat O O O O O
Ferro
Mangan O O O
Mangan
Dioksida O O O
Pasir
Silisium O O O
Kalium
Silikat O O
Natrium
Dinegara-negara industri elektroda terbungkus sudah distandarisasi
berdasarkan pengguanaannya. Di Jepang misalnya elektroda las terbungkus untuk
baja, kekuatannya telah distandarkan berdasarkan standar Jepang (JIS). Untuk
standar Amerika Serikat (ASTM) berdasarkan pada standar asosiasi las Amerika
(AWS).
Standarisasi elektroda, baik dalam JIS maupun ASTM didasarkan pada
jenis fluks, posisi pengelasan dan arus las. Walaupun dalam memberikan symbol
agak berbeda antara kedua system standar tersebut tetapi pada dasarnya adalah
sama. Sebagai contoh missal huruf D dalam JIS dan huruf E dalam ASTM
menunjukkan elektroda yang dipakai adalah elektroda terbungkus, kedua angka
pertama menunjukkan kekuatan terendah dari logam las, hanya dalam JIS
memakai satuan kg/mm2 dan ASTM menggunakan satuan psi. sedangkan dua
angka terakhir menunjukan jenis fluks yang dipakai dan posisi pengelasan.
Tabel 2.3. Spesifikasi Elektroda Terbungkus dari Baja Lunak (JIS Z 3211-1978)
Klasifikasi
D4303 Titania
D4316 Hidrogen F,V,OH,H
D4327
( Sumber : Teknologi Pengelasan Logam )
Prinsip Kerja Las Busur Listrik SMAW
Pengelasan dengan las busur ini merupakan pelelehan dengan nyala busur
listrik, yang diperoleh dengan cara mendekatkan olektroda las kebenda kerja pada
jarak beberapa millimeter, sehingga terjadi aliran arus listrik dari elektroda
kebenda kerja karena adanya perbedaan tegangan antara elektroda dan benda
kerja. Jarak antara elektroda dan benda kerja disebut dengan panjang busur nyata.
Suhu busur ini bisa mencapai 5000OC, sehingga mampu melelehkan elektroda dan
2.2.3 Oxygent Acetylene Welding ( OAW ) / Las Asetilin.
Asetilin diperoleh lewat reaksi kimia dalam bentuk gas. Karena berbentuk
gas, maka asetilin memerlukan perlakuan khusus, terutama dalam penyimpanan
dan penggunaannya. Agar lebih fleksibel dalam penggunaannya gas asetilin
disimpan dalam tabung, yang dapat dipindah-pindah dan mudah penggunaannya.
Asetilin tidak berwana dan tidak berbau, kalau asetilin yang sering kita jumpai
berbau, hal ini disebabkan karena terdapatnya kotoran belerang dan fosfor.
Asetilin merupakan gas mudah terbakar atau meledak akibat kenaikan tekanan dan
temperature. Terbakarnya atau meledaknya asetilin juga sangat mungkin
disebabkan oleh yang lain misalnya kotoran katalisator, kelembaban,
sumber-sumber penyalaan, kualitas tabung tempat penyimpanan yang tidak baik seperti
poengelasan sambungan tabung yang tidak baik atau bahan yang tidak kuat
menahan tekanan kerja.
Karena alasan - alasan tersebut maka tekanan kerja pembangkit gas
asetilin hanya diijinkan sampai pada tekanan 1,5 kg/cm2. penyimpanan gas
asetilin kedalam tabung-tabung baja dilakukan dengan tekanan kerja lebih dari 2
kg/cm2. temperature kritis untuk gas asetilin yaitu sebesar 39,5 OC.
Kawat Las (Welding Rod)
Jenis kawat las yang biasa diguanakan pada pengelasan asetilin adalah
kawat las tanpa pelindung oksidasi (Bare Welding Rod).Kawat baja lunak tersedia
dengan panjang 36" dengan diameter 1/16" hingga 1/4".Spesifikasi kawat las
Table 2.4. Kawat las tanpa pelindung oksidasi jenis logam baja
Tipe Kuat tarik Minimum (ksi) Pemuluran
RG 65 67 16
RG 60 60 20
RG 45 45 -
( Sumber : Menuju Juru Las Tingkat Dunia )
Penggunaan kawat las GR 65, RG 60, RG 45 memerlukan nyala api jenis
netral atau nyala dengan nyala asetilin sedikit dibanding gas oksigen (nyala
oksidasi). Karena tidak adanya perlindungan oksidasi (fluks), maka seringkali
pengelasan disertai dengan pemakaian borak atau fluks lepas untuk mencegah
terjadinya oksidasi berlebihan pada bahan las.
Prinsip Kerja
Pengelasan dengan OAW / las asetilin merupakan pelelehan dengan nyala
api yang diperoleh dengan cara penyampuran antara gas asetilin dengan oksigen
dan api sebagai media panas. Penyampuran gas dilakukan didalam brander
pengelasan, dengan cara pengaturan nyala api pada katup-katup dibrander.
Komposisi penyempurnaan dapat di sesuaikan dengan nyala api yang dihasilkan.
Pengelasan Pelat Baja Karbon Rendah.
baja karbon rendah yang juga disebut baja lunak, baja lunak ini adalah
baja mudah dilas, dapat dilas dengan semua cara pengelasan yang ada di dalam
dipenuhi. Baja karbon rendah memiliki sifat kepekaan retak las atau weldability
yang baik dibandingkan dengan baja karbon sedang dan baja karbon tinggi.tetapi
retak las pada baja ini dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan pelat tebal
atau bila didalam baja tersebut terdapat belerang bebas yang cukup tinggi. Retak
las yang mungkin terjadi pada pengelasan pelat tebal dapat dihindari dengan
pemanasan mula atau dengan menggunakan elektroda hydrogen rendah.
2.3 Kampuh Las
Pada sub ini akan dibahas mengenai klasifikasi sambungan las dan bentuk
alur kampuh las yang dibatasi pada kampuh V. Kampuh las merupakan bagian
dari logam induk yang nantinya akan diisi oleh logam las, kampuh las awalnya
adalah berupa kubungan las yang kemudian diisi dengan logam las. Sambungan
las dengan menggunakan alur kampuh dikategorikan kedalam sambungan las
tumpul. Sambungan las tumpul adalah jenis sambungan paling efisien.
Sambungan ini dibagi menjadi dua yaitu sambungan penetrasi penuh dan
sambungan penetrasi sebagian. Seperti pada gambar 2.4
V tunggal (V)
Tirus tunggal (V)
U tunggal (U)
V ganda (X)
Tirus ganda (K)
U ganda (H) (DU)
J tunggal
(J)
J ganda
(D)
( Sumber :http://www.teknikmesin.org/macam-macam-sambungan-las/ )
Pada dasarnya dalam memilih bentuk kampuh harus menuju kepada
penurunan masukan panas dan penurunan logam las sampai kepada harga
terendah dan tidak menurunkan mutu sambungan. Untuk kampuh-kampuh las
pada saat pembakarannya dapat mengisi pada seluruh tebalnya pelat. Sebelum
minyak, cat harus dihilangkan. Untuk memperoleh pembakaran yang baik, pada
kampuh V dipakai elektroda dengan diameter yang kecil atau disesuaikan dengan
besar sudut kampuh dan tebal pelat yang akan dilas.
2.4 Sifat Mampu Las dari Baja Kabon Rendah
Faktor-faktor yang sangat mempengaruhi mampu las dari baja karbon
rendah adalah kekuatan tarik dan kepekaan terhadap retak las. Kekuatan tarik
pada baja karbon rendah dapat dipertinggi dengan menurunkan kadar karbon (C)
dan menaikkan kadar mangan (Mn). Suhu transisi dari kekuatan tarik menjadi
turun dengan naiknya harga perbandingan Mn/C. Baja karbon rendah kepekaan
retak las yang rendah bila dibandingkan dengan baja karbon lainya atau baja
karbon paduan. Tetapi las pada baja ini dapat terjadi dengan mudah pada
pengelasan pelat tebal atau didalam baja tersebut terdapat belerang bebas yang
cukup tinggi.
2.5 Metalurgi Las
Seperti telah diuraikan diatas pengelasan adalah proses penyambungan
antara dua bagian logam atau lebih dengan menggunakan energi panas. Karena
proses ini maka logam disekitar pengelasan mengalami pemanasan dan
pendinginan cepat yang menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan metalurgi,
deformasi, dan tegangan-tegangan termal. Hal ini sangat erat hubungannya
ketangguahan cacat las retak dan lain sebagainya yang pada umumnya
2.5.1 Sifat Fisik dan Mekanis.
Mengadakan penelitian sifat-sifat fisik suatu logam sangat penting untuk
mempelajari struktur mikro logam. Sifat-sifat fisik suatu logam meliputi kerapatan
(densitas), sifat-sifat termal, konduktivitas listrik, dan sifat magnetik.Penguji
mekanik yang biasa dilakukan seperti uji trik, kekerasan, impact (benturan), creep
(pemuluran) dan fatigue (kelelehan) bertujuan untuk memeriksa kualitas produk
yang dihasilkan berdasarkan suatu standar spesifikasi. Sifat-sifat mekanik
meliputi kekuatan tarik, kekerasan, keuletan, ketangguahan dan kelelehan.
2.5.2 Struktur Mikro
Pada umumnya struktur mikro dari baja tergantung dari kecepatan
pendinginannya dari suhu daerah austenit sampai ke suhu kamar. Karena
perubahan struktur ini maka dengan sendirinya sifat-sifat mekanik yang dimiliki
juga berubah. Hubungan antara kecepatan pendinginan dan satruktur mikro yang
terbentuk biasanya digambarkan dalam diagram yang menghubungkan waktu,
suhu transformasi yang bahasa inggrisnya adalah “Continuous Cooling
Transformation” dan disingkat CCT.
2.5.3 Kekerasan (Hardness)
Kekerasan dapat didesifinikan sebagai ketahanan logam terhadap beban
penekanan kedalam yang disebabkan oleh benda tekan yang berbentuk tertentu
karena pengaruh gaya tertentu, semakin kecil penekanan (atau tidak dalam)
Tujuan dilakukannya uji kekerasan adalah untuk mengetahui kekerasan
suatu logam atau paduanya dengan cara penekanan setelah mengalami perlakuan
panas dan pendinginan dengan beberapa media pendinginan.Berikut metode
pengujian ,yaitu
Rockwell
Vickers
Brinell
Ada beberapa macam alat penguji kekerasan yang dipergunakan sesuai dengan
bahan ,kekerasan ukuran dan lain-lain dari suatu produk.Pada pengujian
kekerasan,yang digunakan pada penelitian ini adalah pengujian Vickers.
Metode pengujian kekerasan VICKERS
Uji kekerasan vickers menggunakan indentor piramida intan yang pada
dasarnya berbentuk bujur sangkar. Besar sudut antar permukaan piramida intan
yang saling berhadapan adalah 1360. Nilai ini dipilih karena mendekati sebagian
besar nilai perbandingan yang diinginkan antara diameter lekukan dan diameter
bola penumbuk pada uji kekerasan brinell (dieter, 1987).
Angka kekerasan vickers didefinisikan sebagai beban dibagi luas
permukaan lekukan. Pada prakteknya. Luas ini dihitung dari pengukuran
mikroskopik panjang diagonal jejak. VHN dapat ditentukan dari persamaan
Dengan : F = beban yang digunakan ( kgf )
d = panjang diagonal rata- rataa ( mm )
Ɵ = sudut antara permukaan intan yang berhadapan = 1360
Kareana jejak yang dibuat dengan penekanan piramida serupa secara
geometris dan tidak terdapat persoalan mengenai ukuranya, maka VHN tidak
tergantung kepada beban. Pada umumnya hal ini dipenuhi, kecuali pada beban
yang sangat ringan. Beban yang biasanya digunakan pada uji vickers berkisar
antara 1 hingga 120 kg. Tergantung pada kekerasan logam yang akan diuji.
Hal hal yang menghalangi keuntungan pemakaian metode vickers adalah :
1. Uji ini tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini
sangat lamban.
2. Memerlukan persiapan permukaan benda uji.
3. Terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar pada penentuan panjang
diagonalnya.
2.4.4 Uji Tarik
Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat
suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan ,kita akan segera mengetahui
mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus
memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly
stiff).Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus
menarik suatu bahan ( dalam hal ini kekuatan sambungan las ) sampai putus, kita
dapat mengetahui data yaitu berupa tegangan tarik versus pertambahan panjang
dari material yang kita uji.Hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan
panjang.
Gbr 2.3 Gambaran singkat uji tarik dan tegangan yang terjadi ( Sumber :
tegahttps://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui-sifat-mekanik-material-dengan-uji-tarik/ ngan yang terjadin )
Hukum Hooke (Hooke's Law)
Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik,
hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan
perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear
“Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan”
“strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan”
Dirumuskan :
Stress (Tegangan Mekanis):
σ
= F/Ao , F = gaya tarikan, Ao = luaspenampang
Strain (Regangan):
ε
= ΔL/Lo, ΔL = Pertambahan panjang, Lo =Panjang awal.
Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan: E =
σ/ε
Gbr 2.5 .Kurva tegangan-regangan
