1. Jelaskan tahapan kerja dari las titik (spot welding). Serta jelaskan mengapa pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung Tahapan kerja dari las titik (spot welding) ialah : Dua lembaran tumpang tindih disambung menggunakan prinsip pencairan setempat yang disebabkan oleh arus yang terkonsentrasi antara elektroda-elektroda yang berbentuk silinder. Konsentrasi arus ditentukan oleh luas kontak antara elektroda dan benda kerja. Berikut merupakan mekanisme tahapan proses pada Spot Welding: 1) Dua elektroda yang berbentuk silinder diletakkan pada permukaan sambungan benda kerja dan benda kerja yang akan disambung. 2) Panas yang dihasilkan dari tahanan dikombinasikan dengan pemberian tekanan yang akan menghasilkan Spot Welding. 3) Panas tersebut akan berakibat terbentuknya nugget pada permukaan sambungan dari dua benda kerja. Umumnya diameter dari nugget ini adalah 6-10 mm. 4) Arus yang dihasilkan berkisar antara 3000-40.000 A 5) Waktu pengelasan biasanya sekitar 0.6 dan 0.8 detik. Pelelehan terjadi pada bagian tengah kedua pelat yang disambung disebabkan karena pada pengelasan spot welding diharapkan tahanan listrik terbesar pada permukaan antar material (r3) sedangkan tahanan listrik antara material yang akan dilas dengan elektroda harus sekecil mungkin (r1 dan r5) sehingga panas yang dihasilkan melelehkan bagian tengah pada pelat yang disambung. Sesuai dengan persamaan: H = I 2 RT P a g e 1 10
2. Jelaskan pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrik Pengaruh arus, waktu dan tekanan terhadap hasil las resistansi listrik sangatlah penting karena ketiganya merupakan variabel penting dalam proses pengelasan resistansi listrik. Pengaruh Arus terhadap Hasil Las Resistansi Listrik Arus dan waktu merupakan parameter yang mengontrol masukan panas, namun secara individu arus menentukan kecepatan pemberian panas sehingga arus merupakan variabel yang paling kritikal. Densitas arus yang berlebihan akan menyebabkan logam cair terlempar (metal expulsion) sehingga dapat terbentuk rongga, retak yang tentunya berdampak pada rendahnya sifat mekanik lasan. Pengaruh Waktu terhadap Hasil Las Resistansi Listrik Waktu siklus operasi secara keseluruhan untuk las resistansi listrik titik terdiri dari empat tahap, yaitu: 1. Waktu tekan (squeeze time) Merupakan periode antara saat mulai penekanan (kontak antar elektroda dengan benda kerja) sampai arus mulai mengalir. 2. Waktu las (weld time) Merupakan interval waktu selama arus mengalir melalui benda kerja. 3. Waktu tahan (hold time) Merupakan periode saat arus sudah tidak mengalir lagi tetapi elektroda masih menekan benda kerja sampai deposit las membeku. 4. Waktu berhenti (off time) Merupakan periode antara saat akhir dari waktu tahan sampai waktu tekan berikutnya. Waktu merupakan parameter yang mengontrol masukan panas, dan mempunyai pengaruh terhadap kuat geser hasil lasan, dimana dalam hal ini terdapat nilai waktu las yang optimum. P a g e 2 10
Pengaruh Tekanan terhadap Hasil Las Resistansi Listrik Tekanan elektroda memiliki fungsi sebagai aksi penempaan sehingga dapat menghasilkan deposit las yang memiliki butir yang halus dan membuat kontak antar permukaan yang baik. Pengaruh dari peningkatan tekanan elektroda adalah penurunan tahanan kontak. 3. Pada pembuatan pipa ERW, mengapa digunakan arus frekwensi tinggi serta jelaskan peranan frekuensi tersebut terhadap sambungan di pipa tersebut. Pada pembuatan pipa baja ERW digunakan arus frekuensi tinggi karena dengan mengkonsentrasikannya pada permukaan yang akan disambung melalui dua probes yang membuat kontak ringan dengan bagian sambungan, arus yang diperlukan lebih kecil dan kontak listriknya juga lebih kecil. Dengan meningkatkan frekuensi arus yang diberikan hingga 450 Hz dan meningkatkan voltase dari satuan menjadi puluhan, dikembangkan proses yang disebut high-frequency resistance welding (HFRW). Peranan frekuensi tersebut terhadap sambungan pipa ialah membuat kontak ringan antara probes dengan bagian sambungan sehingga arus yang diperlukan lebih kecil begitu pula dengan kontak listrik. 4. Jelaskan persyaratan kualitas hasil las dengan spot welding, jelaskan hal tersebut dengan menganalisa ukuran nugget lasan-nya dan hasil uji tarik gesernya. Syarat kualitas hasil las dengan spot welding dianalisa dari ukuran nugget dan hasil uji tarik gesernya ialah sebagai berikut: Ukuran Nugget P a g e 3 10
Ukuran nugget dari logam yang mencair sangat berkaitan dengan luas kontak antara benda kerja dan elektroda, dimana dalam hal ini konsentrasi arus juga dipengaruhi oleh luas kontak. Ukuran diameter dari nugget sebagai syarat kualitas hasil las spot welding adalah 6-10 mm. Hasil Uji Tarik Geser Kuat geser nugget umumnya harus cukup dapat menjamin bahwa bila sambungan diberi tegangan hingga putus maka putus terjadi pada lembaran mengelilingi nuggget. Hal penting yang perlu diperhatikan adalah kekuatan las titik yang dapat diperoleh melalui uji mekanik berupa shear strength dan uji cross section. Indikator yang sering digunakan untuk menetukan keuletan lasan khususnya pada material yang memiliki mampu keras yang tinggi adalah besarnya rasio antara cross section strength (ft) dan shear strength (fs). Bila rasio fs/ft mendekati satu, lasan dapat dikatakan ulet sedangkan rasio fs/ft mendekati nol, lasan bersifat getas. 5. Jelaskan prinsip kerja las dingin (cold welding). Sebutkan beberapa syarat utama agar material dapat disambung dengan metoda ini. Prinsip kerja las dingin (cold welding) ialah dengan proses solid state welding dimana penyatuan dihasilkan hanya oleh pemakaian gaya mekanik dari luar. Pada proses ini tidak ada panas sama sekali baik itu dari luar ataupun ditimbulkan oleh proses pengelasannya. Pada dasarnya adalah dua buah benda kerja yang saling berhadapan kedua ujungnya (butt), dijepit oleh alat penjepit, selanjutnya tekanan diberikan dikedua ujung tsb 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. P a g e 4 10
6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Threshold Deformation serta kegunaan nilai tersebut pada suatu material. Berilah contoh perhitungannya. Threshold Deformation ialah suatu parameter penting untuk menentukan kekuatan maksimum yang dapat dicapai dari proses cold welding. Kegunaan nilai tersebut untuk suatu material adalah untuk mengetahui batasan minimum agar material memiliki ikatan (bonding) pada saat dikenakan deformasi dingin. Contoh perhitungannya: Ketebalan awal (T1) = 10 mm Ketebalan akhir (T2) = 5 mm Maka, % Deformasi = T 2 T 1 x 100 % = 10 5 x 100 % = 50 % T 1 5 7. Jelaskan faktor apa saja yang mempengaruhi nilai threshod deformation. Faktor yang mempengaruhi nilai Threshold Deformation ialah: Jenis material Struktur kristal material Persiapan permukaan Tekanan (pressure) yang diberikan ke material 8. Jelaskan prinsip kerja explosive welding dengan skematis gambar. Berilah contoh aplikasi dilapangan. P a g e 5 10
Explotation Welding adalah proses solid state welding dimana sambungan dihasilkan oleh tumbukan (impak) berkecepatan tinggi benda kerja akibat ledakan (detonasi). Prinsip kerja explosive welding dengan skematis gambar : Contoh aplikasi di lapangan salah satunya adalah 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. berikut skematis gambar antara baja karbon dengan baja tahan karat : P a g e 6 10
9. Jelaskan prinsip kerja ultrasonic welding dengan skematis gambar serta mekanisme penyambungan (bonding) dari metoda ini. Berilah contoh aplikasi dilapangan. Prinsip kerja ultrasonic welding dengan skematis gambar : Mekanisme penyambungan pada metode ultrasonic welding dihasilkan oleh vibrasi berfrekuensi tinggi dan tekanan pada benda kerja. Dan bonding terjadi tanpa adanya peleburan logam induk. Sambungan terjadi bukan karena adanya pencairan, melainkan adanya sedikit deformasi pada permukaan yang kontak satu dengan yang lain. 10. Jelaskan prinsip kerja friction welding dengan skematis gambar. Serta keuntungan dan keterbatasan dari friction welding. Berilah contoh aplikasi dilapangan. Friction Welding adalah proses solid state welding dimana sambungan diperoleh akibat gaya tekan antar permukaan benda kerja yang saling kontak dan P a g e 7 10
berputar relatif terhadap lainnya untuk menghasilkan panas dan deformasi plastis permukaan kedua ujungnya. Keuntungan Keterbatasan Tanpa ada pencairan logam. Pemanasan friksi hanya lokal, sehingga pelunakan tidak menyebar. Dapat menyambung dua material yang berbeda. Prosesnya cepat. Untuk logam yang sama jenis dan bentuk geometrinya. Biasanya untuk benda yang berbentuk batangan bulat. Biaya tinggi. Preparasi benda kerja sangat menetukan hasil las. Prinsip kerja friction welding dengan skematis gambar: Contoh aplikasi friction welding di lapangan antara lain ditunjukkan oleh gambar di bawah ini: P a g e 8 10
11. Jelaskan prinsip kerja friction stir-welding (FSW) dengan skematis gambar. Berilah contoh jenis material logam yang umumnya diaplikasikan untuk jenis pengelasan ini. Prinsip kerja friction stir-welding dengan skematis gambar Contoh jenis material logam yang umumnya diaplikasikan untuk jenis pengelasan ini adalah Alumunium, Aluminum alloy, Magnesium, Copper, Zinc dan Lead. 12. Sebutkan beberapa keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan metoda FSW. Keuntungan menggunakan FSW: Lebih kuat dan bersih dibandingkan fusion weld. Ductility tinggi dalam pengelasan. Efisiensi energi. Simpel dan bersih. Ramah lingkungan (tidak ada asap, arc, dan spatter). P a g e 9 10
Kualitas hasil las yang baik (tidak ada penyusutan, ditorsi, porositas, dan perubahan komposisi material). Tidak diperlukan grinding dan brushing. Dapat digunakan untuk hamper semua paduan aluminium. P a g e 10 10