TI-2121: Proses Manufaktur Proses Pengelasan Laboratorium Sistem Produksi www.lspitb.org 2003 Hasil Pembelajaran Umum: Memberikan mahasiswa pengetahuan yang komprehensif tentang dasar-dasar proses pemesinan dan mesin perkakas, proses forming dan molding, metrology dan aplikasi terhadap kualitas produk dan analisis system manufaktur. Khusus: Memberikan pemahaman terhadap proses pengelasan Mampu membedakan jenis-jenis pengelasan serta ukuran kulitas pengelasan TI2121 - Proses Manufaktur - 14 2 1
Pengelasan (Welding) Joining: Proses penyambungan yang bersifat permanen (sulit untuk dipisahkan kembali) Proses joining: Welding Brazing Soldering Adhesive bonding Welding Proses penyambungan material, dimana dua/lebih material bersatu pada permukaan kontak dengan menggunakan panas / tekanan tertentu Menggunakan material filler sebagai media penyambung TI2121 - Proses Manufaktur - 14 3 Kelebihan Pengelasan Pengelasan menghasilkan penyambungan yang permanen dan beberapa komponen menjadi satu unit produk (single entity) Penyambungan bisa lebih kuat daripada material yang disambung (tergantung dari filler dan teknik pengelasan) Ekonomis Peralatan pengelasan mudah untuk dipindahkan (portable) TI2121 - Proses Manufaktur - 14 4 2
Kekurangan Pengelasan Pada umumnya dilakukan secara manual dan bergantung pada operator (cost and skill) Menggunakan energi yang tinggi sehingga aspek keselamatan kerja menjadi kritis Proses perawatan menjadi sulit (disassembly, component replacement etc) Cacat pada pengelasan sulit terdeteksi dan dapat mengurangi kekuatan penyambungan TI2121 - Proses Manufaktur - 14 5 JenisProsesPengelasan Fusion welding; menggunakan panas untuk melebur logam dan filler. Sumber energi panas menentukan jenis fusion welding, seperti: Arc welding Resistance welding Oxyfuel gas welding Solid-state welding; proses penyambungan menggunakan tekanan dan/atau gabungan dengan panas Proses metallurgically bonding / cohesive atomic bonding Diffusion welding Friction welding Ultrasonic welding TI2121 - Proses Manufaktur - 14 6 3
Densitas Daya Fusion welding adalah pengelasan yang banyak dipakai Agar fusi terjadi, perlu energi panas berdensitas tinggi agar terjadi pelelehan lokal Densitas panas: tenaga panas yang ditransfer pada benda kerja per area (W/mm 2 ) TI2121 - Proses Manufaktur - 14 7 Temperatur Leleh TI2121 - Proses Manufaktur - 14 8 4
Jenis Penyambungan (a) butt; (b) corner (c) lap (d) tee (e) edge TI2121 - Proses Manufaktur - 14 9 Bentuk Fillet (1) (a) inside single fillet corner joint; (b) outside single fillet corner joint; (c) double fillet lap joint (d) double fillet tee joint (a) Square groove weld; (b) single bevel groove weld (c) single V-groove weld (d) single U-groove weld (e) single J-groove weld (f) double V-groove weld TI2121 - Proses Manufaktur - 14 10 5
Bentuk Fillet (2) (a) plug weld; (b) slot weld (a) spot weld; (b) seam weld (a) flange weld; (b) surface weld TI2121 - Proses Manufaktur - 14 11 Proses Arc Welding (1) before the weld; (2) during the weld, the base material is melted and filler metal is added to the molten pool; (3) the completed weldment TI2121 - Proses Manufaktur - 14 12 6
Konfigurasi Arc Welding Temperatur > 5500 C Consumable electrode: sebagai sumber filler Berbentuk rods/strick atau wire Non-consumable electrode (tungsten): Dapat menyambung dua logam yang berbeda Menghasilkan pengelasan dengan toleransi yang tinggi dan cocok untuk sheet metal Sumber daya (power) AC: murah, terbatas untuk pengelasan logam ferrous DC: kontrol arc lebih baik TI2121 - Proses Manufaktur - 14 13 (a) steps in a spot welding cycle; (b) plot of squeezing force and current (1) parts inserted between open electrodes; (2) electrodes close and force is applied; (3) weld time current is switched on; (4) current is turned off but force is maintained or increased; (5) electrodes are opened and the welded assembly is removed Resistance (spot) Arc Welding TI2121 - Proses Manufaktur - 14 14 7
Rocker Spot Welding Machine TI2121 - Proses Manufaktur - 14 15 Oxyfuel (acetylene) Gas Welding Stage1: C H + 2 2 O2 H2 Stage2 : 2CO + 2CO + + 1.5 O 2 H2 2CO + heat 2 + H2O + heat TI2121 - Proses Manufaktur - 14 16 8
Friction Welding (1) rotating part, no contact; (2) parts brought into contact to generate friction heat; (3) rotation stopped and axial presure applied (4) weld created TI2121 - Proses Manufaktur - 14 17 Ultrasonic Welding (a) general setup for a lap joint; (b) close-up of weld area Terbatas untuk lap joint dan material lunak seperti aluminum dan copper TI2121 - Proses Manufaktur - 14 18 9
Kualitas Pengelasan (1) (a) Butt welding tow plates; (b) shringkage across the width of the welded assembly; (c) transverse and longitudinal residual stress pattern (d) likely warpage in the welded assembly TI2121 - Proses Manufaktur - 14 19 Kualitas Pengelasan (2) (a) Desired weld profile; (b) undercut, which a portion of the base metal part is melted away; (c) underfill, a depression in the weld below the level of the adjacent base material surface; (d) overlap, the weld metal spills beyond the joint TI2121 - Proses Manufaktur - 14 20 10
Cacat Pengelasan Cracks Incomplete fusion TI2121 - Proses Manufaktur - 14 21 Metoda Inspeksi dan Pengujian (1) Visual inspection Pemeriksaan terhadap dimensi Warpage Cracks, cavities, incomplete fusion dll. Nondestructive evaluation Flourescent penetrant test Ultrasonic testing (sound waves > 20kHz) Radiographic testing (X-rays, gamma radiation) Destructive testing Mechanical test Metallurgical test TI2121 - Proses Manufaktur - 14 22 11
Metoda Inspeksi dan Pengujian (2) Mechanical test: (a) tension-shear test; (b) fillet break test; (c) tension-shear test of spot weld; (d) peel test for spot weld TI2121 - Proses Manufaktur - 14 23 Pertimbangan Desain Pada Pengelasan Jumlah komponen yang disambung minimum Komponen yang disambung memiliki akurasi dimensi yang baik Jika dimungkinkan flat welding (arc welding) Memiliki akses untuk electrode mencapai posisi pengelasan dan area sheet metal overlap yang mencukupi (spot welding) TI2121 - Proses Manufaktur - 14 24 12
Tugas 6 Pilih suatu produk yang menggunakan proses pengelasan Gambarkan sketsa produk tersebut Berdasarkan produk yang dipilih, jawab pertanyaan: Bab 30.9, 30.12 Gambarkan sketsa suatu produk yang masing-masing produk menggunakan: Arc welding Resistance welding Oxyfuel welding Jelaskan mengapa setiap produk yang dipilih menggunakan jenis pengelasan tertentu Dikumpulkan: Kamis, 18 Desember 2003 Jam 12.00 Di LSP TI2121 - Proses Manufaktur - 14 25 13