proses produkzi

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 (


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


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



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



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



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



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



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



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


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



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



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



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



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 (


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



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



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



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



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



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


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 !/-

!"" '


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



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-

proses produkzi

Documents

Transcript of proses produkzi