TUGAS MAKALAH SUBMERGED ARC WELDING (SAW)

TUGAS MAKALAH Mata Kuliah Inspeksi Las Oleh Kelompok : Libryan Qadhi R 4212100094 Alfian 4212100701 Haris Nur Fauzi 4213100019 Nur Aulia Rosyida 4213100040 Hafizh Kus Rizkytama 4213100073 Fath Radiya Y 4213105023 Wiwin Rohmawati 42141000 Alriga Julia Prahara 421410013 Gufron Herlambang 421410015 Fahmi Yunus 4210100094 JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015/201 DAFTAR ISI

1 BAB I PENDAHULUAN... 2 1.1. Latar Belakang... 2 1.2. Rumusan Masalah... 2 1.3. Tujuan Penulisan... 3 BAB II PEMBAHASAN... 4 2.1. Pengertian Pengelasan... 4 2.2. Jenis jenis Pengelasan... 4 2.3. SAW (Submerged Arc Welding)... 2.3.1 Pengertian... 2.3.2 Bagian Bagian SAW... 7 2.3.3 Penggunaan Elektroda Pada Pengelasan SAW...8 2.3.4 Macam-macam Flux Pada Pengelasan SAW...9 2.3.5 Prinsip Pengoperasian SAW...12 2.3. Metode operasional pengelasan SAW...13 2.3.7 Metode Pengelasan SAW...14 2.3.8 Perlindungan Proses Pengelasan...17 2.3.9 Kelebihan Dan Kekurangan SAW...17 DAFTAR PUSTAKA... 19

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontinyu. Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang continue. Pengelasan bukan tujuan utama dari kontruksi, tetapi hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan las dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan dan memperlihatkan kesesuaian antara sifat-sifat lasdengan kegunaan kontruksi serta kegunaan disekitarnya. Dewasa ini terdapat beberapa jenis pengelasan yang telah ditemukan dan diaplikasikan oleh orang orang. Salah satunya adalah jenis las SAW (Submerged Arc Welding). Las jenis ini merupakan las yang digunakan untuk proses penyambungan material yang berada di bawah laut. Submerged Arc Welding memiliki sifat dan prosedur yang harus dimengerti oleh tukang las agar hasil dari pekerjaannya dapat dikatakan baik. Prosedur las ini juga berkaitan dengan masalah keselamatan, serta pemilihan jenis electrode yang tepat untuk mengelas material yang berbeda di bawah air. Dikarenakan pentingnya pemahaman mengenai dunia pengelasan, khususnya pengelasan bawah air, maka penulis berinisiatif untuk menyusun makalah yang berisikan informasi mengenai Submerged Arc Welding. 1.2. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah yang melatar belakangi penulisan makalah ini adalah : 1 2 3 4 5 Apakah pengertian dari las? Apakah pengertian dari las saw? Apakah komponen penyusun las saw? Bagaimana proses pengelsan dengan menggunakan las saw? Apakah kekurangan dan kelebihan las saw?

3 1.3. Tujuan Penulisan Adapun Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk melengkapi tugas mata kuliah Inspeksi las, serta untuk menyusun bahan bacaan kepada pembaca, kususnya mahasiswa mengenai pengelasan saw.

4 BAB II PEMBAHASAN 2.1. Pengertian Pengelasan Las menurut dalam Kamu Besar Bahasa Indonesia (1994), "adalah penyambungan besi dengan cara membakar. Dalam referensi-referensi teknis, terdapat beberapa definisi dari Las, diantaranya berdasarkan defenisi dari Deutsche Industrie Normen (DIN) dalam Harsono dkk (1991:1), mendefinisikan bahwa "las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilakukan dalam keadaan lumer atau cair". Sedangkan menurut maman suratman (2001:1) mengatakan tentang pengertian mengelas yaitu salah satu cara menyambung dua bagian logam secara permanen dengan menggunakan tenaga panas. Sedangkan Sriwidartho, Las adalah suatu cara untuk menyambung benda padat dengan dengan jalan mencairkannya melalui pemanasan. Dari beberapa pendapat di atas, maka dapat disimpulkan bahwa kerja las adalah menyambung dua bagian logam atau lebih dengan menggunkan energi panas. Gambar 1. Proses Pengelasan Sumber : https://anjhiflash14area.files.wordpress.com 2.2. Jenis jenis Pengelasan Terdapat beberapa jenis pengelasan yang telah digunakan oleh dunia industri untuk berbagai keperluannya. Beberapa jenis pengelasan tersebut diantaranya adalah. 1 SMAW (Shield Metal Arch Welding) SMAW (Shield Metal Arch Welding) adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan mempergunagakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasaan.

5 Tegangan yang dipakai hanya 23 sampai dengan 45 Volt AC atau DC, sedangkan untuk pencairan pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 Ampere. Namun secara umum yang dipakai berkisar 80 200 Ampere. 2 SAW (Submerged Arch Welding) SAW (Submerged Arch Welding) adalah las busur terbenam atau pengelasan dengan busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk dan material tambahan, dipergunakan butiran butiran fluks / slag sehingga bususr nyala terpendam di dalam ukuran ukuran fluks tersebut. 3 ESW (Electro Slag Welding) ESW (Electro Slag Welding) adalah pengelasan busur terhenti, pengelasan sejenis SAW namun bedanya pada jenis ESW busurnya nyala mencairkan fluks, busur terhenti dan proses pencairan fluk berjalan terus dam menjadi bahan pengantar arus listrik (konduktif). Sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut 4 SW (Stud Welding) ESW (Electro Slag Welding) adalah las baut pondasi, gunanya untuk menyambung bagian satu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton (baut angker) atau Shear Connector 5 ERW (Electric Resistant Welding) ERW (Electric Resistant Welding) adalah las tahanan listrik yaitu dengan tahanan yang besar panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi semakin tinggi sehingga mencairkan logam yang akan dilas. Contohnya adalah pada pembuatan pipa ERW, pengelasan plat plat dinding pesawat, atau pada pagar kawat EBW (Electron Beam Welding) EBW (Electron Beam Welding) adalah las dengan proses pemboman elektron, suatu pengelasan uang pencairannya disebabkan oleh panas yang 7 GMAW (Gas Metal Arch Welding) GMAW (Gas Metal Arch Welding) terdiri dari ; MIG (Metal Active Gas) dan MAG (Metal Inert Gas) adalah pengelasan dengan gas nyala yang dihasilkan berasal dari busur nyala listrik, yang dipakai sebagai pencair metal yang di las dan metal penambah. Sebagai pelindung oksidasi dipakai gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau CO2 8 GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas)

GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas) adalah pengelasn dengan memakai busur nyala dengan tungsten/elektroda yang terbuat dari wolfram, sedangkan bahan penambahnyyadigunakan bahan yang sama atau sejenis dengan material induknya. Untuk mencegah oksidasi, dipakai gas kekal (inert) 99 % Argon (Ar) murni. 2.3. SAW (Submerged Arc Welding) 2.3.1 Pengertian Pengertian Las SAW merupakan salah satu jenis pengelasan busur listrik dimana proses pengelasan ini adalah memanaskan dan mencairkan benda kerja dan logam pengisi atau elektroda oleh busur listrik yang ada diantara logam induk dan elektroda (logam pengisi). Pengelasan SAW ini menggunakan fluks yang bentuknya seperti pasir untuk melindungi logam pengisi yang mencair saat proses pengelasan agar tidak terkontaminasi dari udara luar sehingga menghasilkan las - lasan yang baik. Gambar 2. Mesin Las SAW Sumber : https://1.bp.blogspot.com Proses pengelasan SAW ini tidak memerlukan tekanan. Logam pengisi (filler metal) dan flux akan dipasok secara mekanis terus menerus ke dalam busur lsitrik yang terbentuk diantara ujung filler elektroda dan metal induk yang ditimbun oleh flux selama proses pengelasan berlangsung.

7 Gambar 3. Skema Pengelasan SAW Sumber : https://3.bp.blogspot.com 2.3.2 Bagian Bagian SAW Gambar 4. Bagian bagian SAW Sumber : https://3.bp.blogspot.com Berikut aalah peralatan penyusun las SAW 1. Power supply 2. Electrode delivery system 3. Flux distribution system 4. Travel arrangement 5. Control system. Flux recovery (pemulung flux) sebagai pilihan 7. Positioning equipment (Alat pengarah) sebagai pilihan

8 2.3.3 Penggunaan Elektroda Pada Pengelasan SAW Pada Pengelasan SAW pakan elektrodanya mirip dengan semua proses pengelasan lainnya. Logam pengisi disediakan pada gulungan, gulungan, atau dalam drum massal. Sistem pakan terdiri dari variabel kecepatan penggerak motor, motor controller, dan rol drive. Rol Drive biasanya jenis V-groove knurled, meskipun kadang-kadang halus tipe V-groove rol yang digunakan. Logam pengisi diumpankan pada tingkat yang konstan untuk busur. Kekuatan las diberikan oleh arus busur kawat yang mencair pada tingkat yang cocok dan sesuai. Elektroda mencair dan ditransfer di busur untuk pekerjaan melalui cairan arc atau fluks. Fluks bereaksi dengan logam baik selama busur dan dalam arc cair. Weld pendinginan agak diperlambat oleh selimut penahan panas yang disebut slag. Jika laju pendinginan terlalu cepat dalam lasan besar, beberapa kotoran dapat terjebak di tengah las-lasan. Tingkat pendinginan dapat diperlambat jika pemanasan awal dan postheat digunakan. Gambar 5. Bagian bagian hasil pengelasan SAW Filler yang digunakan pada pengelasan SAW adalah filler yang tersedia di kedua kawat standar dan beberapa bentuk khusus. Kawat tersebut dalam ukuran dari 1, mm sampai mm.

9 Kawat bengkok digunakan untuk memberikan busur beberapa gerakan berosilasi kawat memasuki las, Ukuran filler dapat dilihat pada Tabel.1. Jalur elektroda digunakan untuk aplikasi permukaan. Strip yang tersedia sampai dengan lebar 7 mm dan di beberapa ketebalan. Tabel.1 SAW Diameter vs range ampere 2.3.4 Macam-macam Flux Pada Pengelasan SAW Hasil komposisi las dari kontribusi dari logam dasar meleleh dan elektroda, dimodifikasi oleh reaksi kimia dengan fluks, dan paduan ditambahkan melalui fluks. Fluks diklasifikasikan menurut sifat mekanik logam las disimpan. Sama fluks kimia terdiri dapat memiliki banyak klasifikasi yang berbeda, tergantung pada klasifikasi elektroda digunakan dengan dan kondisi perlakuan panas yang diberikan lasan untuk pengujian. Karena fluks dan kawat filler secara independen ditiadakan dalam proses ini, maka mungkin terjadi fleksibilitas yang besar dalam memperoleh properti weld. Adanya kotoran, minyak atau uap air dapat mencemari fluks, mengakibatkan retak. Beberapa fluks memerlukan wadah penyimpanan dipanaskan dan gerbong untuk memastikan bahwa fluks kering saat digunakan. Fluks meleleh masih bisa didaur ulang.

10 2.3.4.1 Jenis Fluks Fluks dikelompokkan menjadi tiga jenis menurut metode mereka pembuatan: menyatu, terikat, dan mekanis campuran. Fluks menyatu adalah campuran yang telah dipanaskan sampai mereka mencair ke dalam gelas metalik yang solid. Mereka kemudian didinginkan dan digiling menjadi berbagai ukuran butiran yang diinginkan. Fluks menyatu tidak dapat paduan karena mereka adalah bentuk kaca dan semua komponen dalam gelas yang pada dasarnya oksida. Mereka tidak akan larut logam tanpa bereaksi dengan mereka, sehingga mengurangi efektivitas mereka sebagai bahan paduan. Fluks berikat adalah campuran dari partikel halus dari agen peremaja, deoxidizers, elemen paduan, senyawa logam, dan bahan pengikat yang cocok yang memegang campuran bersama-sama di kecil, butiran keras. Setiap granul terdiri dari semua bahan dalam proporsi yang benar. Fluks mekanis campuran adalah campuran dari menyatu dan terikat fluks. Untuk mencegah kontaminasi dari las oleh hidrogen, fluks harus tetap kering dan bebas dari minyak atau hidrokarbon lainnya. Jika fluks menjadi lembab, harus di oven. Tingkat berlebihan hidrogen di beberapa baja dapat menyebabkan porositas. Dalam baja hardenable, bahkan sejumlah kecil hidrogen dapat menyebabkan retak underbead. Komersial pengering tersedia adalah metode terbaik fluks pengeringan. Fluks tidak kering dengan menggunakan api langsung. Ini mungkin sekering fluks bersama-sama; dan, pada saat yang sama, api menghasilkan air yang mungkin mengembun di fluks. 2.3.4.2 Klasifikasi Fluks & Elektroda klasifikasi elektroda diawali dengan huruf E, menunjuk sebuah elektroda. Huruf berikutnya L (low), M (medium), atau H (tinggi) mengacu pada berbagai mangan. Berikutnya satu atau dua digit menunjukkan titik karbon normal kawat. Satu titik karbon sama dengan 0,01% karbon. Huruf terakhir adalah K dan mungkin atau tidak dapat digunakan. Bila digunakan, artinya elektroda diambil dari baja silikon.

11 Gambar. Bagian bagian klasifikasi elektroda Gambar 7. Bagian bagian klasifikasi elektroda Klasifikasi fluks dasar diawali dengan huruf F, yang menunjuk sebagai fluks. Ini diikuti dengan satu angka, yang mewakili 10.000 psi (9 MPa) kekuatan minimum tarik lasan. Digit yang diikuti oleh huruf A atau P. A berarti lasan diuji dan diklasifikasikan dalam "kondisi as-dilas." P berarti lasan diuji dan diklasifikasikan setelah jumlah yang ditentukan dari perlakuan panas pasca-lasan. Item berikutnya dalam klasifikasi adalah satu digit atau huruf K. digit yang menunjukkan suhu terendah, di -10oF (-23oC) unit, bahwa logam las akan memenuhi atau melampaui diperlukan 20 kaki-pound (27 J) dampak uji kekuatan. Huruf K menunjukkan bahwa tidak ada tes kekuatan impak diperlukan.

12 Gambar 8. SAW Filler Metal Clasification System 2.3.5 Prinsip Pengoperasian SAW Gambar 9. Prinsip Pengoperasian SAW Sumber : https://3.bp.blogspot.com Prinsip pengoperasiannya dengan memasukkan ujung dari solid filler metal yang dipasok secara mekanis pada gundukan fluks pada daerah yang akan dilas. Penambahan flux berlangsung terus menerus di depan dan di sekitar ujung pasokan filler metal. Panas yang timbul mengembangkan sebagian fluks dan mencairkan ujung elektroda bahan pengisi dan permukaan metal induk berdekatan, hingga menghasilkan welding pool (kawah lasan) yang berada di bawah flux yang mencair. Dalam kawah lasan yang mencair terjadi arus kisar

13 (turbulensi) dan dengan pengaruh gravity, gelembung udara yang terbentuk tergusur ke arah permukaan dan fluks yang mencair mengapung ke atas kawah las yang mencair. Flux yang mencair dan akan membeku secara sempurna melindungi metal las dari udara luar. Terdapat lima faktor yang harus diperhatikan sebelum pengelasan SAW, diantaranya : 1. 2. 3. 4. 5. Komposisi kimia dan properti mekanikal lasan yang diharapkan Ketebalan material yang akan dilas Cara pengelasan Posisi pengelasan yang dibuat Frekuensi atau volume pengelasan yang diinginkan 2.3. Metode operasional pengelasan SAW Metode operasional pengelasan SAW Terdapat dua macam metode operasional pengelasan SAW, yaitu Otomatis (Weld Travel SAW) dan Konvensional (Handheld SAW). Otomatis (Weld Travel SAW) Pada metode ini, pengelasan dilakukan dengan bantuan sebuah motor yang menggerakkan ujung torch secara horizontal (traveling) dengan jarak dan kecepatan tertentu. Selain itu terdapat pula aplikasi dari metode ini yang menggunakan roller untuk menggerakkan workpiece berbentuk tabung untuk bergerak memutar ketika proses pengelasan. Pada metode ini menggunakan sistem computer control automation untuk menyesuaikan kebutuhan pengelasan. Gambar 10. Alat las SAW dengan roller Sumber : https://www.google.co.id

14 Gambar 11. Alat las SAW dengan gerakan transversal Sumber : https://www.google.co.id Konvensional (Hand-held SAW) Sesuai namanya, metode ini dilakukan dengan tenaga manual dari welder. Metode ini dilakukan untuk menjangkau posisi posisi sulit dan sempit yang tidak memungkinkan penggunaan mesin pengelasan SAW biasa. Gambar 12. Pengelasan SAW konvensional Sumber : https://www.google.co.id 2.3.7 Metode Pengelasan SAW Metode Single Wire Metode ini adalah metode SAW yang paling banyak digunakan. Sumber daya yang digunakan adalah DC, dengan menggunakan elektroda yang digunakan berdiameter 2-4 mm

15 Gambar 13. Single Wire Sumber : https://bramcreate.files.wordpress.com Metode Twin Wire o Pada metode ini menggunakan dua kawat terhubung pada power source yang sama (DC). o Memiliki tingkat deposisi 30% lebih tinggi. o Dapat digunakan pada arus dan kecepatan yang lebih tinggi. o Kecepatan pengelasan yang sangat tinggi dapat dicapai dalam filler pengelasan. Gambar 14. Twin Wire Sumber : https://bramcreate.files.wordpress.com Tandem o Dua kawat sub-busur yang sama masing - masing terhubung ke power source tersendiri. o Dapat menggunakan power source DC maupun AC. o Tingkat deposisi sekitar dua kali lipat dari satu kawat las.

1 Gambar 15. Tandem Sumber : https://bramcreate.files.wordpress.com Tandem Twin o Proses tandem-twin melibatkan dua kawat ganda yang ditempatkan secara bersamaan. o Dapat menggunakan power source DC maupun AC. o Tingkat deposisi hingga 38 kg/jam dapat dicapai. Gambar 1. Tandem Twin Sumber : https://bramcreate.files.wordpress.com Multi Wire o Sampai dengan kawat dapat digunakan secara bersama - sama, dengan power source tersendiri. o Kawat untuk power source biasanya DC + polaritas dengan kabel pada akhiran menjadi AC. o Kecepatan hingga 2,5 m/min, sehingga memiliki tingkat deposisi maksimum 90 kg /jam.

17 Gambar 17. Multi Wire Sumber : https://bramcreate.files.wordpress.com 2.3.8 Perlindungan Proses Pengelasan o Timbunan flux yang belum dan sedang mencair o Gas yang dihasilkan pada proses pengelasan o Terak / slag yang dihasilkan 2.3.9 Kelebihan Dan Kekurangan SAW Kelebihan o Sambungan dapat dipersiapkan dengan alur V yang dangkal, sehingga tidak terlalu banyak memerlukan logam pengisi, bahkan biasanya tidak diperlukan alur. o Karena proses terjadi di bawah timbunan flux, maka tidak ada percikan logam (spatter) dan sinar busur yang keluar. o Kecepatan pengelasan tinggi, sehingga baik untuk pengelasan pelat datar, silinder maupun pipa, bahkan baik sekali untuk pelapisan permukaan (surfacingng). o Alat pelindung diri sangat minim sehingga meningkatkan kenyamanan pekerja Kekurangan o Proses sedikit rumit, karena selain diperlukan flux dan penahan flux o Flux dapat mengkontaminasi, sehingga menyebabkan terjadinya ketidaksempurnaan pengelasan o Untuk dapat menghasilkan lasan yang baik, logam induk harus homogen dan bebas dari scale maupun kontaminan - kontaminan lainnya o Untuk pengelasan berlapis banyak, yang memerlukan pembersihan terak yang baik, sering mengalami kesulitan.

18 o Bahan induk dengan ketebalan kurang dari 5 mm sulit dilas dengan proses ini 2.3.10 Aplikasi DAFTAR PUSTAKA Anton, Hendra.. 29 Februari 201. http://sebronet.blogspot.co.id /2010/07/submerged-arc-welding-saw.html Faradis, Helly. Tipe Mesin Las, dan Sistem Pengelasan. 29 Februari 201. http://caramenulisbuku.com/

19 Miftahudin. PROSES PENGELASAN (WELDING). 29 Februari 201. https://miftahdejazzlab.wordpress.com/2009/07/05/casting-process/ Ridhoi, Mahfud. Pengelasan SAW dan Fcaw. 29 Februari 201. http://mahfudridoi.blogspot.co.id/2014/03/pengelasan-saw-dan-fcaw.html Sandy, Herman. SUBMERGED ARC WELDING. 29 Februaru 201. http://hermansandywi78.blogspot.co.id/2012/12/busur-listrik-terendam-saw-submerged.html