Proses pembentukan sambungan las

Transkripsi

1 SAMBUNGAN LAS

2 Proses pembentukan sambungan las Baja yang akan disambung dipanaskan pada ujung-ujung bagian baja yang akan disambung sampai mecapai titik lelehnya Baja yang telah cair akan menyatu membentuk joint las

3 P P Fillet weld P Fillet weld P

4 Klasiikasi Sambungan Las Berdasarkan tipe dari las Las sudut/ Fillet weld Las tumpul/ Groove weld Berdasarkan tipe dari joint/sambungan Butt, lap, tee, edge or corner Berdasarkan proses pengelasan SMAW (shielded metal arc welding) SAW (submerged arc welding ) 68402/61420 Slide # 4

5 Proses Pengelasan Shielded Metal Arc Welding (SMAW), Dalam proses ini busur las melintasi celah antara elektroda dan logam dasar, pengelasan terjadi dengan pemanasan bagian yang terhubung dan menyetorkan bagian elektroda ke logam dasar yang mencair. Terbentuk sebuah lapisan perisai/pelindung dari hasil campuran elektroda dan logam cair untuk mencegah logam cair tadi menguap sebelum dingin Elektroda dipindahkan keseluruh lintasan sambungan dan ketebalan las sangat bergantung pada jumlah lintasan elektroda yang diberikan saat proses pengelasan Las SMAW biasanya digunakan secara manual dilapangan 68402/61420 Slide # 5

6 Proses Pengelasan Submerged Arc Welding (SAW) Biasanya prosesnya dilakukan secara otomatis atau semiotomatis. Ujung elektroda dipenetrasikan ke logam dasar yang akan disambung sehingga membentuk lapisan pelindung Kekuatan jenis las ini hasilnya lebih kuat dibandingkan SMAW Digunakan pada proses pengelasan dipabrik, misal pada pembuatan pipa, dan proil lain 68402/61420 Slide # 6

7 Konsep pengleasan Beberapa proses pengelasan lainnya yang juga digunakan; (proses dipabrik), antara lain ; gas shielded metal arc, lux cored arc, and electro-slag welding. Kontrol kualitas pengelasan sulit diprediksi, sebab tergantung adanya cacat dibawah permukaan las, adanya gelembung gas serta pelaksanaan yang kurang sempurna (pada proses SMAW) Welders (yang melakukan pekerjaan pengelasan) harus memiliki sertiikat welder, dan untuk pekerjaan khusus diperlukan teknik pengawasan dengan menggunakan radiography or ultrasonic testing /61420 Slide # 7

8 TIPE SAMBUNGAN LAS

9 TIPE SAMBUNGAN LAS

10 Kondisi Batas Kondisi batas pada kekuatan sambungan las adalah kondisi racture (patah) Kondisi leleh bukan aktor yang menentukan karena deormasi yang terjadi pada sambungan las saat leleh tidak terjadi dan tidak mempengaruhi perormance struktur.

11 Perencanaan sambungan las Las sudut sering digunakan dan dipakai pada semua struktur. Tebal las biasanya berukuran 1 mm dan kelipatannya. Las sudut dapat dibebani pada berbagai arah geser, tekan atau tarik. Oleh karena itu las tersebut selalu gagal pada geser Kegagalan geser pada las sudut terjadi sepanjang bidang kritis las yang dilalui. L a a Throat = a x cos45 o = a Failure Plane L length o the weld a size o the weld

12 Perencanaan sambungan las Teg. geser dari las sudut sepanjang L yang menerima beban P yakni P v = 0.707a L w Kapasitas geser las adalah R n dimana ; R n = a w L w R n = dimana = a Dimana w = teg.geser ultimit electroda = 0,6 x kuat tarik electroda las (tergantung pada electrode yang digunakan pada proses SMAW) Kuat tarik dari electroda las antara lain ; 413, 482, 551, 620, 688, 758, atau 827 MPa. Terminologi standar electrode las yang dipakai adalah E60XX, E70XX, E80XX, dan seterusnya. w L w

13 Perencanaan sambungan las E electrode 70 tensile strength o electrode (ksi) = 482 MPa XX type o coating Kekuatan dari electroda diperhitungkan dari base metal dipakai. Jika teg.leleh ( y ) base metal MPa, dipakai elektroda E70XX. Jika teg.leleh ( y ) base metal MPa, dipakai elektroda E80XX. E70XX adalah electroda yang paling banyak digunakan untuk las sudut yang dibuat dengan proses SMAW.

14 Las Sudut Lebih kuat menahan tarik atau tekan dibandingkan menahan geser Convex Concave Unequal leg Surace Surace illet weld Leg Leg Throat Leg Throat Penyebutan las sudut : 12 mm SMAW E70XX: lasa sudut dengan tebal las 12 mm, dibentuk dengan Shielded Metal Arc Welding Process, dengan pengisi elektroda kuat tarik minimum 70 ksi. 9 mm-by-12 mm SAW E110XX: las sudut ukuran kaki tidak sama, dibentuk dengan Submerged Arc Metal process, dengan pengisi logam elektroda kuat tarik minimum 758 MPa. Leg

15 Teg.geser las sudut = beban / luas bidang patahan geser Kondisi batas las sudut ditentukan oleh : (1) Patahan geser pada lintasan kritis atau kuat geser las V t L n w w Untuk kaki las sudut yang sama (equal): n w e V (0.707a) L Misalkan elektroda las E70XX, mempunyai tegangan geser las sebesar w = 0.60 F EXX w = 0.75 x 0.60 x 482 = 217 MPa (2) Kemampuan geser base metal atau pelat : R n = 0.9 x 0.6 F y x Luas base metal yang menerima geser dimana F y = Teg.leleh pada base metal. w

16 Contoh T Elevation Plan Kuat geser las menerima beban adalah : Vn = 0.75 x (0.707 a) x L w x w > T Dalam kasus desain lebih menguntungkan untuk menentukan kekuatan las per meter panjang

17 Batasan dimensi sambungan las Minimum size (a min ) Tergantung pada tebal pelat yang paling tipis pada sambungan Maximum size (a max ) Tergantung pada pelat yang paling tipis pada sambungan : Untuk pelat dengan tebal 6 mm, a max = 6 mm. Untuk pelat dengan tebal 6 mm, a max = t 2 mm. Minimum length (L w ) Panjang las Length (L w ) 4 a ; sebaliknya, a e = L w / 4 a = tebal las Las sudut yang terputus-putus : L w-min = 4 a dan atau 38 mm. Maximum eective length Jika L w < 100 a, maka panjang las eekti (L w-e ) = L w Jika L w < 300 a, maka panjang las eekti (L w-e ) = L w ( L w /a) Jika L w > 300 a, maka panjang las eekti (L w-e ) = 0.6 L w Pemutusan las Lap joint pemutusan las sudut pada jarak > a dari ujung. Pengait las pada daerah sudut harus > 2 a

18 SNI ; Halaman-107

19 Pedoman Perencanaan las Sudut Dua tipe las sudut yang digunakan Shielded Metal Arc Welding (SMAW) a t e a a Automatic Submerged Arc Welding (SAW) t e a 68402/61420 Slide # 19

20 Simbol Las (American Welding Society AWS) Fillet weld on arrow side. Weld s leg size is 10 mm. Weld size is given to the let o the weld symbol. Weld length (200 mm) is given to the right o the symbol Fillet weld, 12 mm size and 75 mm long intermitten welds 125 on center, on the ar side Field illet welds, 6 mm in size and 200 mm long, both sides. Fillet welds on both sides, staggered intermitten 10 mm in size, 50 mm long and 150 mm on center Weld all around joint Tail used to reerence certain speciication or process

21 Pedoman Perencanaan Las Sudut a Perencanaan las sudut diambil nilai terkecil dari kondisi berikut Weld material strength a P u _Weld 0.75 Base Metal Strength P u _ BM (0.707 ( & t a base L weld w ) w 0. 6 F Exx L weld 0.6F Y ) Electrode E70XX E80XX F EXX (MPa) Kondisi batas leleh

22 Pedoman Perencanaan Las Sudut Kekuatan las akan meningkat jika gaya yang bekerja tidak pararael pada las P u _ weld (0.707 a L weld w ) 0.6 F 1 w 0.75 Exx sin Maksimun ukuran las, t-max 6 mm i t tweld _ max tbase 2 mm i t base basemetal 6 mm 6 mm Minimum ukuran las, t-min t weld _min t thinner part

23 Contoh : Perencanaan kekuatan sambungan Las Tentukan kemampuan batang tarik pada sistem sambungan seperti tergambar. Batang tarik adalah pelat persegi ukuran 100x10 mm dilas pada pelat sambung tebal 15 mm dengan memakai elektroda E70XX. Pertimbangkan batang tarik tersebut pada kondisi leleh dan patah. Periksa juga kuat geser las dan base metal disekitar pelat dengan Fy = 573 MPa. t = 15 mm 12 mm 125 mm 100 mm x 10 mm 12 mm 125 mm

24 Contoh : Perencanaan kekuatan sambungan Las Step I. Periksa batasan dimensi dari las t min = 10 mm (batang tarik) t max = 15 mm (pelat sambung) oleh karena itu, a min = 5 mm a max = 10 mm 2 mm = 8 mm Ukuran kaki las, a = 6 mm...ok! L w-min = 4 x 6 = 24 mm dan atau 38 mm...ok! Panjang las = 125 mm, dimana > L min....ok! Panjang kait las pada ujung pelat - minimum = 2 a = 12 mm...ok!

25 Contoh : Perencanaan kekuatan sambungan Las Step II. Hitung kuat geser las Kuat geser las = x x a x 0.60 x F EXX x L w = 0.75 x x 6 x 0.60 x 482 x 250/1000 = 230 kn Step III. Hitung kuat geser base metal R n = 0.9 x 344 x 100 x 10/1000 = 310 kn...tension-yield

26 Contoh : Perencanaan kekuatan sambungan Las Step IV : Kuat tarik pelat R n = 0.75 x A e x Fu dimana ; A e = U A (luas penampang tarik eekti) A e = A g = 100 x 10 = 1000 mm Fu = teg.tarik ultimit pelat = 597 MPa Maka : R n = o,75 x 1000 x 448 /1000 = 336 kn - tension racture Beban tarik yang dapat ditaham oleh sistem sambungan tersebut adalah sebesar 230 kn. Las kait pada pojok sambungan tidak termasuk dalam hitungan ini.

27 Sambungan las menerima momen Diasumsikan bahwa rotasi pada bidang patahan sambungan las terjadi disekitar pusat elastis las. Perbedaan dengan sambungan baut adalah pada sambungan las kekuatannya dihitung sebagai per-satuan panjang las. F M e d Tegangan geser pada las akibat momen, M adalah 2 M d J M = momen yang bekerja pada pusat elastis las, d = jarak terjauh dari pusat elastis las J = momen inersia polar dari las

28 Sambungan las menerima momen dan geser Tegangan akibat momen, M adalah M F e J I x I y Perhitungan harus dilakukan untuk t e w 2 M d J atau diasumsikan t e = 1 mm & x M y J M x 2 2 y J

29 Sambungan las menerima momen dan geser Tegangan akibat gaya geser terpusat adalah 1x F A x weld Tegangan total pada las adalah 1y A F y weld x 1x 2x & y 1y 2 y v 2 x 2 y R n _ weld

30 Perencanaan sambungan las akibat momen dan geser Tentukan ukuran las yang diizinkan untuk sambungan bracket seperti tergambar. Beban mati yang bekerja 50 kn dan beban hidup 120 kn secara terpusat (lihat gambar). Digunakan mutu baja A36 untuk bracket dan mutu baja A992 untuk kolom. 300 mm 200 mm 250 mm D = 50 kn L = 120 kn 15 mm PL Hitung untuk tebal las t e = 25 mm

31 Perencanaan sambungan las akibat momen dan geser Step I : Hitung beban ultimit: P u = 1.2D + 1.6L = 1.2(50)+1.6(120) = 252 kn Step II: Hitung tegangan las akibat gaya geser : y 360 N/mm Step III: Hitung titik berat sambungan las: x( 700) 200(100)(2) or x 57.1mm Step IV: Hitung momen lentur pada titik berat las: e = = M = Pe = 252(392.9)=99011 kn-mm.

32 Perencanaan sambungan las akibat momen dan geser Step V: Hitung momen inersia total sambungan las /tebal las: I x = 1(300) 3 (1/12)+2(200)(150) 2 = mm 4 I y = 2 {(200) 3 (1/12)+(200)( ) 2 }+ 300(57.1) 2 = mm 4 J = I x + I y = ( ) 10 6 = mm 4 Step VI: Hitung tegangan kritis pada las (ambil jarak terjauh las terhadap titik beratnya): 2x 2 y v M J M J 2 2x y 99011(150) N/mm x 99011( ) N/mm (1039) ( ) 1703 N/mm 1y 2 y 68402/61420 Slide # 32

33 Perencanaan sambungan las akibat momen dan geser Step VII: Periksan tegangan geser pada base metal Kapasitas geser pada kaki las : ΦR n = (0.9)0.6F y t = 0.9(0.6)(248)(15) = 2009 N/mm Kontrol Kekuatan geser pada sambungan las: 2009 N/mm > 1703 N/mm (OK). Step VIII: Hitung tebal kaki las, asumsi F w = 0.6F EXX Rn a (0.707) F W mm 0.75(0.707)( ) pakai tebal kaki las sudut 12 mm dengan E70XX