; MAKALAH SAW jepit-BEBAS dy
Documents
Resources
Learning Center
Upload
Plans & pricing Sign in
Sign Out

MAKALAH SAW jepit-BEBAS dy

VIEWS: 34 PAGES: 16

  • pg 1
									                                          1



   PENGARUH KETEBALAN PELAT TERHADAP PERUBAHAN BENTUK
    ARAH MELINTANG PENGELASAN SAW KONDISI “JEPIT-BEBAS”
                           PELAT DATAR BAJA SS 41
                                       A.Bisri


Abstrak


       Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sejauhmana pengaruh tebal pelat pada
pengelasan pelat kapal SS 41 dengan mesin las SAW kondisi “Jepit-Bebas”, terhadap
perubahan melintang yang terjadi. Sampel uji dibuat dengan skala laboratorium yaitu
berupa penyambungan dua pelat dataryang mempunyai ketebalan yang sama. Ukuran
pelat datar panjangxlebar 200mmx200mm dan 200mmx300mm dengan variasi
ketebalan 8mm, 10mm, 12mm dan 14mm.
       Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa makin tebal pelat, maka
perubahan arah melintang yang terjadi semakin besar pula. Disimpulkan juga pelat
dengan ketebalan 12 mm diduga sebagai pelat dengan ketebalan kritis karena pada
daerah tersebut laju kenaikan nilai perubahan arah melintang dy mulai berkurang.
                                           2



1. PENDAHULUAN


       Pembangunan kapal dengan sistem blok memerlukan ketepatan (akurasi)
dimensi dan geometri pada masing-masing blok yang dirakit sesuai standar toleransi
yang diijinkan. Penyimpangan diluar toleransi akan menimbulkan proses pekerjaan
ulang yang cukup besar, sebagai akibat banyaknya pekerjaan panas yang sulit dikontrol
dan diprediksi dalam proses produksinya. Kemungkinan terjadinya pekerjaan ulang
dapat mencapai 20% dari total kebutuhan jam- orang pada proses perakitan blok
[Yazaki and Yanuhisa, 1993]. Disamping itu juga akan berdampak terhadap rendahnya
kualitas   konstruksi/produk     yang    tentunya    akan    menurunkan      kepuasan
pelanggan/pemesan kapal.
       Pada proses pembangunan kapal volume pekerjaan pengelasan merupakan
pekerjaan yang sangat dominan dan memberi pengaruh yang sangat besar terhadap
terjadinya deformasi dan penyimpangan dimensi blok pada proses penyambungan blok-
blok badan kapal. Untuk memperkecil volume pekerjaan ulang diperlukan langkah-
langkah pencegahan untuk menghasilkan produk yang presisi dan bekualitas [manninen
dan Jaatinen, 1992].

       Pemanasan setempat pada plat dengan ukuran yang relatip besar, pengembangan
yang terjadi akan terhalang oleh pelat dingin yang berada disekitarnya. Akibatnya
terjadi tegangan kompresi didaerah pemanasan dan sekitarnya, sebagai
keseimbangannya dibagian luar daerah tersebut terjadi tegangan tarik. Diakhir periode
pemanasan tengangan kompresi melebihi yield-stress, sehingga material pelat pada
daerah tertentu akan mengalami deformasi plastik [Brand 1993; Ruud, 1993]. Lebih
lanjut dikatakan oleh Brand (1993) bahwa besarnya pengembangan material
dipengaruhi oleh Coefficient Thermal Expansion, dimana semakin besar nilai koefisien
tersebut semakin besar pengembangan yang terjadi. Dikatakan juga bahwa besarnya
tegangan yang terjadi pada proses pemanasan dapat diketahui secara kualitatip sebagai
fungsi dari deformasi plastik yang terjadi pada proses pemanasan (primary plastic
deformation) dan dan deformasi plastik yang terjadi pada proses pendinginan
(secondary plastic deformation).
       Moshaiov (1990), pada pemodelan matematik dalam meprediksi penyusutan
melintang (tranverse shrinkage) akibat welding (proses pemanasan) telah membagi dua
zone, yaitu Near Field Zone dan Far Field Zone. Near Field Zone yaitu daerah dari garis
                                           3



lasan (pusat pemanasan) sampai daerah temperatur puncak (TP) sebesar 350o C. Pada
daerah tersebut dimana deformasi plastik terjadi dan sisanya dianggap sebagai Far Field
Zone dimana suatu daerah hanya terjadinya deformasi elastik. Selanjutnya Moshaiov
memberikan perumusan hubungan besarnya nilai penyusutan melintang dengan
ketebalan pelat untuk sambungan pelat datar dengan las satu sisi jenis SAW.
        Mandal (1997), pada pendekatan teoritis penyusutan melintang akibat proses las
memberikan indikasi bahwa sifat-sifat mekanis material yang dikaitkan dengan
terjadinya distorsi. Dikatakan bahwa besarnya distorsi dipengaruhi oleh penerapan
panas yang diberikan. Jika temperatur disekitar lasan naik maka yield-strength,
modulus elastisitas dan thermal conductivity dari material akan menurun; spesific heat
dan coefficient of thermal expansion akan naik. Thermal Conductivity menunjukkan
tingkat kemudahan perambatan panas pada material. Material dengan thermal
conductivity rendah maka tingkat perambatan panasnya rendah sehingga pengaruh
penyusutan didaerah lasan dan sekitarnya akan naik. Lebih lanjut dikatakan bahwa
besarnya nilai pengembangan dan penyusutan yang terjadi pada saat pemanasan dan
pendinginan tergantung pada Coefficient Thermal Expansion. Kemungkinan terjadinya
distorsi akan semakin besar pada material dengan coefficient thermal expansion yang
lebih tinggi.
        Efek thermal yang terjadi pada pengelasan/pemanasan akan menimbulkan
adanya tegangan sisa sebagai akibat dari distribusi temperatur yang tidak merata dan
efek perubahan fase pada proses pemanasan dan pendinginan. Efek thermal yang terjadi
pada pengelasan dapat ditunjukkan dengan terjadinya perubahan struktur makro/mikro
[Zakharov 1962] pada daerah pengaruh panas atau yang biasa disebut HAZ (Heat
Affected Zone), daerah ini dipengaruhi oleh jenis material, input panas dan kecepatan
pendinginan [Adams 1958]. Kecepatan pendinginan ini terjadi karena adanya
perbedaan temperatur yang terjadi pada saat awal dan temperatur akhir dari suatu proses
thermal. Makin besar perbedaan temperatur yang terjadi maka kecepatan pendinginan
yang terjadi akan semakin cepat, demikian pula sebaliknya [Kenedy, 1982].
        Dixon (1995), telah mengadakan penelitian pengaruh pre heating dan heat input
terhadap toughness dan hardness joint pengelasan SMAW dan SAW untuk bull joint.
Hasil penelitian menunjukkan antara lain bahwa pada weld metal nilai toughness
tertinggi dicapai pada pre heat 160oC dengan heat input yang rendah yaitu 1,2 kg/mm.
Sedangkan variasi heat input dinyatakan mempunyai pengaruh yang kecil terhadap
toughness. Direkomendasikan pre heating sekitar 60 oC sampai dengan 90 oC untuk
jenis SMAW.
                                           4



        Distribusi tegangan sisa tergantung dari jenis dan bentuk lasan. Dalam hal las
tumpul pada garis lasan dengan arah memanjang akan mencapai batas kekuatan luluh
pada garis las dan kemudian menurun dan mencapai nol pada ujung pelat. Sedangkan
pada arah melintang garis las terjadi keseimbangan antara tegangan tarik dan tekan
[Harsono W, 1986; Weisman, 1976]. Selanjutnya dikatakan oleh Harsono, W (1986),
bahwa dalam sambungan las bentuk lingkaran, distribusi tegangan dalam arah sudut
selalu simetris terhadap satu garis yang melalui pusat lingkaran dan sifat tegangannya
baik pada arah sudut maupun pada arah radial selalu tarik. Distribusi tegangan dalam
sambungan melingkar pada pipa hampir sama seperti pada lasan pelat datar.
       Tegangan sisa pada proses pemanasan mengakibatkan adanya perubahan bentuk
dan juga adanya perubahan sifat mekanik material. Perubahan bentuk tersebut
diakibatkan adanya pendinginan yang tidak bersamaan pada daerah pengelasan
sehingga menyebabkan penyusutan pada suatu bagian daerah las yang selanjutnya akan
menekan kekuatan eksentrik pada bagian campuran pengelasan. Proses pengelasan
memaksa secara elastis untuk melawan tekanan-tekanan eksentrik tersebut dan
perubahan bentuk yang dapat dideteksi terjadi sebagai suatu hasil dari tekanan yang
tidak seragam. Perubahan bentuk tersebut terlihat jelas pada penyambungan tumpul
sebagai pengerutan baik arah longitudinal, trasversal dan atau penyimpangan sudut saat
permukaan las ( face ) menyusut lebih awal dari bagian bawah ( root ) [Harsono W,
1986].
       Masalah yang seringkali muncul pada penyambungan pelat adalah terjadinya
penyimpangan atau perubahan arah melintang dy tegak lurus garis lasan yang diakibatkan
oleh proses pengelasan. Penyimpangan atau perubahan melintang pada proses
pengelasan ini memberikan kontribusi yang cukup besar terhadap penyimpangan
dimensi atau perubahan bentuk akibat proses produksi, baik pada tingkat pembuatan
komponen, section maupun konstruksi block kapal. Hal ini disebabkan             karena
perlakuan panas yang ditimbulkan pada proses pengelasan.
       Untuk mengetahui besarnya nilai deformasi melintang akibat poses pengelasan,
maka dilakukan penelitian untuk memprediksi pengaruh ketebalan pelat terhadap
deformasi melintang pada pengelasan antara dua pelat datar (butt-joint) baja SS-41,
dengan jenis pengelasan Submerged Arc Welding (SAW) pada kondisi “Jepit-Bebas”,
merupakan proses pengelasan yang umum digunakan pada galangan kapal. Yaitu
kondisi dimana pada saat pengelasan salah satu pelat dijepit sempurna sedang satu pelat
lainnya dibiarkan bebas.
                                           5



       Sampel uji dengan skala laboratorium yaitu berupa pelat datar ukuran
panjangxlebar 200mmx200mm dan 200mmx300mm dengan variasi ketebalan 8mm,
10mm, 12mm dan 14mm. Terhadap sampel uji ini dilakukan penelitian perubahan
bentuk kearah melintang dy akibat proses pengelasan SAW pada kondisi “Jepit-Bebas”.

2. METODOLOGI


   Pada penelitian ini, pembuatan sample, dan pengelasan yang terkontrol dilakukan di
PT DOK $ Perkapalan Surabaya. Sedangkan pengukuran deformasinya dilaksanakan di
Laboratorium Hidrodinamika BPPT dengan alat ukur tiga dimensi berketelitian tinggi
(Numerical Three Dimensional Measuring Table).
    Jenis pelat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pelat baja SS-41 (sertifikat
BKI) produksi PT Krakatau Steel.

         Komposisi kimia pelat SS-41 produk Krakatau Steel
        Elemen           Fe       C       Si           Mn      P       S       Al
        % berat          bal      0.16    0.017        0.012   0.012   0.008   0.065
yang memiliki kekuatan tarik 50,3 kg/mm2 , kekuatan luluh 36,5 kg/mm2 .


                           Garis referensi pengukuran
                   Garis lasan
        X
                                                               30mm


              90

              60

              30


                       -D -C -B    -A      A   B   C    D
                                                                   Y

       Pembuatan grid-grid ini dengan alat khusus pengukur jarak dengan ketelitian
yang cukup dan terjamin tegak lurus antara garis melintang dan memanjang.
                                             6



Pengukuran dilakukan dengan menggunakan meja ukur atau measuring table yang
mempunyanyai akurasi tinggi. Alat ini dapat mengukur tiga dimensi yaitu arah
tranversal, longitudinal dan angular.
   Pada permukaan pelat dibuat titik-titik simpul pengukuran yang merupakan
perpotongan garis-garis melintang dengan garis-garis memanjang sejajar lasan. Jarak
antara garis melintang sama dengan jarak antar garis memanjang sebesar 30 mm.
Permukaan pelat datar uji perlu dicek kerataannya di meja ukur, bila perlu dilakukan
pemukulan dengan palu karet untuk menjamin kerataan permukaan pelat. Perpotongan
garis-garis ini merupakan titik-titik ukur untuk mengetahui adanya perubahan bentuk
akibat proses pengelasan.



                     Pelat 1 dijepit    dan Pelat 2 dibiarkan bebas

                                                                           Z


                        1 jepit                       2 bebas                      X




                                                          Y




   Pengelasan dilakukan pada sisi pendek (200 mm) dengan las penuh, prosedur
pengelasan dan penggunaan parameter las disesuaikan dengan standar yang berlaku dan
dilakukan oleh tenaga yang bersertifikat. Penggunaan parameter pengelasan disesuikan
dengan ketebalan pelat yang akan disambung. Khusus untuk eksperimen pengelasan,
dilakukan dengan posisi down-hand dan kawat las dengan standar yang sama dengan
kawat las yang digunakan di galangan, dan variasi kondisi pengelasan dibuat sesuai
kondisi rill di galangan, yang meliputi : pelat vs pelat, pelat dan konstruksi rigid, pelat
vs profile, dan pengelasan pelat lengkung.
   Langkah-langkah pengelasan sebagai berikut :
                                            7



      Selama proses pengelasan satu pelat dijepit sempurna dan pelat lainnya
       dibiarkan bebas (Jepit-Bebas), yang dilas diawali dengan las kancing untuk
       menjaga posisi kedua pelat.
      Mempersiapkan pelat umpan pada awal dan akhir proses pengelasan SAW.
      Pengelasan pertama, yaitu las penembusan untuk menutup celah las dan
       membuat landasan untuk lapisan las berikutnya.
      Pengelasan pengisian, yaitu pengelasan lapisan kedua yang berfungsi mengisi
       daerah kampuh pada material sebelum ditutup oleh pengelasan berikutnya atau
       pengelasan akhir.
      Arus gerakan las adalah ayun maju.
      Setiap selesai lapis pengelasan perlu dibersihkan slag dengan palu dan sikat
       besi.


                                        las titik




                          Pelat umpan




       Pengukuran deformasi melintang dy kearah tegak lurus garis lasan dimana
sebagai refensi awal Y = 0 adalah garis A-A, merupakan garis grid yang paling dekat
dari garis lasan pada pelat. Jarum penunjuk diarahkan pada simpul yang akan diukur,
monitor (y) menunjukkan jarak titik simpul terhadap garis referensi. Perbedaan antara
hasil pengukuran awal dengan hasil pengukuran setelah pengelasan merupakan harga
deformasi melintang (dy) dalam mm.
       Data pengukuran deformasi transversal (dy) untuk masing-masing titik simpul
pada sample uji dianalisa dengan menggunakan metode kwadrat terkecil sebagai
pendekatan rumus fungsi matematisnya. Dalam perumusan matematis dibuat dalam
derajat tiga yang menggambarkan hubungan deformasi transversal dalam mm dengan
tebal pelat t dalam mm.
                                              8



3. HASIL PENELITIAN


       Sampel uji dengan skala laboratorium yaitu berupa pelat datar ukuran
panjangxlebar 200mmx200mm dan 200mmx300mm dengan variasi ketebalan 8mm,
10mm, 12mm dan 14mm. Terhadap sampel uji ini dilakukan penelitian perubahan
bentuk kearah melintang (dy) akibat proses pengelasan SAW pada kondisi “Jepit-
Bebas”.




Tabel 1 : pengelompokan data pelat datar ukuran 200x200mm SAW JEPIT-BEBAS
          untuk berbagai ketebalan untuk perubahan arah melintang dy.

DEFORMASI SAW JEPIT-BEBAS ARAH MELINTANG dy

Dimensi : 200 mm X 200 mm X t
Kode pelat : SAW A/B
Keadaan : sesudah pengelasan
  TEBAL        8         10          12           14
  Posisi       dy        dy          dy           dy
          30   -1.22    -0.91286     -0.986           -1.21
          60   -0.95    -0.95857      -0.92          -0.499
          90   -0.79        -0.86     -0.85          -0.276
        120    -0.67        -0.82     -0.76          -0.168
        150    -0.55        -0.75     -0.68       -0.06143
        180    -0.53        -0.67    -0.636          -0.023

       Data rata-rata pelat datar ukuran 200x200mm SAW JEPIT-BEBAS untuk
ketebalan 8mm, 10mm, 12mm, dan 14mm untuk perubahan arah melintang dy dapat
dilihat pada table 1 dan gambar 1. Telihat bahwa perubahan arah melintang dy selalu
bertanda negatip untuk seluruh tebal pelat dan untuk seluruh jarak pengamatan. Bernilai
nigatip ini berarti setelah proses pengelasan pelat mengalami penyusutan kearah tegak
lurus garis lasan atau arah melintang dy.
       Dengan mengabaikan pelat dengan ketebalan 14mm, untuk ketebalan 8mm,
10mm dan 12mm perubahan pelat arah melintang dy mempunyai nilai yang hampir
sama dan mempunyai kecenderungan yang sama jika ditinjau dari jarak pengamatan
yaitu pada jarak pengamatan 30 nilai dy tertinggi dan nilainya menurun dengan
                                                                              9



bertambahnya jarak pengamatan. Pada ketebalan pelat 8 mm, 10mm dan 12mm untuk
jarak pengamatan 30, 90 dan 150 nilai dy secara berturut-turut adalah –1.22mm, -
0.79mm dan –0.55mm; -0.91286mm, -0.86mm dan –0.75mm; -0.986mm, -.85mm, -
0.68mm.


                                             PENYUSUTAN MELINTANG dy, SAW 200X200Xt

                                   0
                                        30         60        90         120                 150   180
                                                           14
   penyusutan melintang dy(mm)




                                 -0.2

                                 -0.4

                                 -0.6                                  8               12
                                 -0.8
                                                                                  10
                                  -1

                                 -1.2

                                 -1.4
                                                            titik pengam atan



Gambar 1 : grafik pelat datar ukuran 200x200mm SAW JEPIT-BEBAS berbagai
                                             ketebalan untuk perubahan arah melintang dy.

Tabel 2 : pengelompokan data pelat datar ukuran 200x300mm SAW JEPIT-BEBAS
          berbagai ketebalan untuk perubahan arah melintang dy.

DEFORMASI SAW JEPIT-BEBAS ARAH MELINTANG dy

Dimensi : 200 mm X 300 mm X t
Kode pelat : SAW A/B
Keadaan : sesudah pengelasan
  Posisi        dy         dy                                         dy               dy
  TEBAL          8         10                                         12               14
          30    -1.0175    -1.4895                                    -1.574           -1.627
          60     -0.956     -1.331                                     -1.46           -1.576
          90     -0.868    -1.1935                                     -1.36            -1.39
        120         -0.8    -1.076                                     -1.24           -1.309
        150      -0.717       -0.95                                    -1.11            -1.19
        180     -0.6425    -0.8385                                     -0.93            -1.13
        210     -0.5685    -0.7285                                    -0.767           -1.036
        240     -0.5025     -0.645                                    -0.626           -0.944
        270      -0.466       -0.61                                   -0.543            -0.83
                                                                      10



                     Data rata-rata pelat datar ukuran 200x300mm SAW JEPIT-BEBAS untuk
ketebalan 8mm, 10mm, 12mm, dan 14mm untuk perubahan arah melintang dy dapat
dilihat pada table 2 dan gambar 2. Telihat bahwa perubahan arah melintang dy selalu
bertanda negatip untuk seluruh tebal pelat dan untuk seluruh jarak pengamatan. Bernilai
nigatip ini berarti setelah proses pengelasan pelat mengalami penyusutan kearah tegak
lurus garis lasan atau arah melintang dy.
                     Untuk ketebalan 8mm, 10mm, 12mm dan 14mm, perubahan bentuk pelat arah
melintang dy mempunyai nilai yang berbeda dan mempunyai kecenderungan yang sama
jika ditinjau dari jarak pengamatan. Pada jarak pengamatan 30 nilai dy tertinggi dan
nilainya menurun dengan bertambahnya jarak pengamatan. Pada ketebalan pelat 8 mm,
10mm, 12mm dan 14mm untuk seluruh jarak pengamatan nilai dy dapat dilihat pada
table 2 dan gambar 2, untuk jarak pengamatan 30 nilai penyusutan dy berturut-turut
adalah :
                      -1.0175              -1.4895           -1.574             -1.627
                     Terlihat bahwa nilai penyusutan dy yang terendah adalah terjadi pada pelat
ketebalan 8mm dan nilai penyusutan semakin besar dengan bertambahnya ketebalan
pelat, penyusutan terbesar terjadi pada pelat dengan ketebalan 14mm.



                                 PERUBAHAN MELINTANG PELAT 1 SISI BEBAS
                                            SAW 200X300Xt


                       0
                            30      60    90   120     150     180    210        240     270
                     -0.2

                     -0.4
    PERUBAHAN (mm)




                     -0.6

                     -0.8

                      -1

                     -1.2

                     -1.4

                     -1.6

                     -1.8

                                               TITIK PENGAMATAN

                                           8      10          12           14
                                                        11



Gambar 2 : grafik pelat datar ukuran 200x300mm SAW JEPIT-BEBAS                                   berbagai
                    ketebalan untuk perubahan arah melintang dy.

        Melalui pendekatan matematis derajat tiga dengan menggunakan metoda least-
square (minimized error) telah diperoleh hubungan nilai perubahan melintang dy (mm)
dengan ketebalan pelat t (mm). Untuk keperluan tersebut semua data-data nilai perubahan
dy pada seluruh sample uji berbagai ketebalan telah digunakan sebagai data input seperti
pada gambar 3. Hubungan perubahan melintang dy dengan ketebalan pelat dinyatakan
dengan persamaan sebagai berikut :

        dy = -0.29076+0.2744.t-0.0679.t^2+0.00306.t^3 (mm)                                 (1)

                           Jepit-Bebas
        0       0     50     100   150      200   250           300   350      400   450




                            t=8

     -0.5
                                     t=10
                                                                            t=14

                                                             t=12
       -1
      dy (mm)




     -1.5




       -2




     -2.5



Gambar 3 : data perubahan melintang dy SAW JEPIT-BEBAS untuk seluruh ketebalan.
                                                        12




                                        Deformasi melintang
                                         SAW (Jepit-Bebas)

              0
                   8         9         10         11           12      13       14

            -0.2



            -0.4



            -0.6
  dy (mm)




            -0.8


             -1



            -1.2



            -1.4



            -1.6

                                            Tebal pelat (mm)




Gambar 4 : grafik perubahan bentuk arah melintang dy pengelasan SAW JEPIT-
            BEBAS pendekatan least-square fungsi ketebalan pelat.

                   Gambar 4 merupakan gambaran mengenai hubungan perubahan bentuk arah
melintang dy mm dengan ketebalan pelat t mm hasil pendekatan least-square persamaan
(1). Terlihat bahwa perubahan bentuk arah dy nilainya dipengaruhi oleh ketebalan pelat.
Ketebalan pelat semakin meningkat maka perubahan bentuk arah melintang dy nilainya
semakin besar. Laju kenaikan nilai dy mulai berkurang pada ketebalan diatas 12mm.


4. PEMBAHASAN.


                   Dari hasil penelitian ini diperoleh indikasi     bahwa perubahan melintang dy
selalu bernilai negatip untuk seluruh jarak pengamatan sampai dengan 270mm. Selain
itu ketebalan pelat semakin meningkat maka perubahan bentuk arah melintang dy
nilainya semakin besar. Laju kenaikan nilai dy mulai berkurang pada ketebalan diatas
12mm. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut                 :
                   Pengelasan sebagai suatu metode untuk menyambung dua bagian dari material
logam dengan menggunakan proses thermal. Dengan memberikan panas pada elektroda
                                             13



dan dengan busur listrik yang ditimbulkan maka akan terjadi pemindahan logam dari
elektroda ke material las ( kampuh las ).
       Efek thermal yang terjadi pada pengelasan dapat ditunjukkan dengan terjadinya
perubahan struktur mikro pada daerah pengaruh panas atau yang biasa disebut HAZ (Heat
Affected Zone), daerah ini timbul karena adanya pengaruh panas dan pendinginan,
terutama kecepatan pendinginan. Pada daerah yang paling dekat dengan logam las akan
memiliki kecepatan pendinginan yang cepat, dibandingkan dengan daerah yang relatif
lebih jauh dari logam las (Adam, 1958).
       Material apabila mengalami kecepatan pendinginan yang cepat maka lebar HAZ
yang terjadi akan makin kecil karena kesempatan untuk terjadinya perubahan struktur
mikro akan semakin kecil, demikian juga sebaliknya apabila kecepatan pendinginan yang
terjadi lambat maka kesempatan untuk terjadinya perubahan struktur mikro semakin
besar. Kecepatan pendinginan ini terjadi karena adanya perbedaan temperatur yang terjadi
pada saat awal dan akhir dari suatu proses thermal, makin besar perbedaan temperatur
yang terjadi maka kecepatan pendinginan yang terjadi juga semakin cepat, demikian juga
sebaliknya makin kecil perbedaan temperatur yang terjadi, makin kecil kecepatan
pendinginan yang terjadi.
       Pada proses pengelasan, lebar HAZ yang terjadi pada pelat tipis akan lebih besar
dibandingkan pelat yang tebal dengan kondisi pengelasan yang sama (Harsono,W dan
Okumura, T., 1991). Dengan demikian pada pelat (terkait dengan perambatan panasnya)
yang tebal, akan memiliki laju pendinginan yang semakin cepat karena luasan penyerapan
panasnya menjadi lebih besar dibandingkan dengan pelat tipis dengan dimensi yang sama.
Pada pelat yang tipis penyebaran panas yang terjadi akan lebih luas sehingga pendinginan
yang terjadi menjadi relatis lebih lambat dari pada pelat yang tebal.
       Efek thermal yang terjadi pada waktu pengelasan akan mengakibatkan terjadinya
tegangan sisa akibat dari distribusi temperatur dan efek perubahan fase pada proses
pemanasan dan pendinginan (Charlotte,1976). Ini terjadi karena proses pengelasan tidak
mengalami pemanasan hanya setempat saja. Pemanasan berjalan seiring dengan upaya
pemberian logam pengisi untuk penyambungan tersebut. Pemanasan yang ada akan
menyebabkan terjadinya tegangan tekan pada logam las dan tegangan tarik pada logam
induk dan pada proses pendinginan akan terjadi tegangan tarik pada logam las sedangkan
                                          14



akan terjadi tegangan tekan pada logam induk. Tegangan sisa yang terjadi akan
menyebabkan terjadinya perubahan bentuk pada material las, perubahan bentuk ini dapat
berupa penyusutan dan perubahan sudut (Harsono,W dan Okumura, T., 1991)
       Lebih lanjut diketahui bahwa semakin tebal pelat akan semakin besar massa filler
yang dibutuhkan, hal ini juga didukung oleh Harsono dan Okumura (1991) yang
menggambarkan hubungan antara logam las dengan penyusutan dan perubahan sudut,
dimana semakin tebal pelat akan diperoleh semakin besar berat logam las maka
penyusutan dan perubahan sudut yang terjadi juga semakin besar. Disisi lain karena
ketidak seimbangan penyusutan pada bagian atas dan bawah lasan yang disebabkan
bentuk rumah kampuh las, menyebabkan perubahan sudut yang semakin besar pula pada
pelat yang semakin tebal (Coen, 1943). Penyusutan dipengaruhi oleh tegangan tranversal.
Semakin besar tegangan tegangan semakin besar penyusutan yang terjadi, dengan
demikian dapat dikatakan semakin besar tegangan semakin besar penyusutan dan
perubahan sudut.
   Hasil penelitian ini juga menunjukkan adanya kecenderungan bahwa pada
pengelasan SAW untuk tebal pelat diatas 12 mm nilai deformasi melintang dy
cenderung turun dengan bertambahnya ketebalan pelat. Diduga pelat dengan ketebalan
12 mm ini merupakan harga kritis antara pelat tipis dengan pelat tebal untuk kasus
pengelasan SAW. Turunnya laju kenaikan nilai deformasi tidak terlepas dari tinjauan
adanya penahanan yang kuat dari logam yang lebih tebal [Harsono dan Okumura,1991],
dengan kata lain semakin kuat penahan semakin turun nilai deformasi [Charlotte,1976],
disamping itu semakin tebal pelat gaya putar deformasi mendapat perlawanan
penahanan luar yang semakin besar berupa pelat itu sendiri.
   Pada daerah 10> t > 12 mm laju kenaikan nilai deformasi berkurang dibandingkan
pada daerah 8 > t > 10 mm. hal ini dapat dijelaskan bahwa pada pengelasan pelat
dengan 10 > t > 14 mm membutuhkan tiga layer, dimana layer pertama merupakan
penghambat penyusutan pada proses pendinginan layer kedua. Demikian selanjutnya
pada saat pendinginan layer ketiga, layer pertama dan layer kedua berfungsi sebagai
penghambat penyusutan. Besarnya hambatan ini dapat menurunkan laju kenaikan
deformasi untuk t > 10 mm, bahkan pada t = 14 mm akibat hambatan tersebut nilai
deformasi dy menjadi turun.
                                           15




5. KESIMPULAN


       Hasil penelitian terhadap Sampel uji dengan skala laboratorium yaitu berupa
pelat datar ukuran panjangxlebar 200mmx200mm dan 200mmx300mm dengan variasi
ketebalan 8mm, 10mm, 12mm dan 14mm. Terhadap sampel uji ini dilakukan penelitian
perubahan bentuk kearah transversal/ melintang (dy) tegak lurus garis lasan    akibat
proses pengelasan SAW pada kondisi “Jepit-Bebas”, dapat disimpulkan sebagai berikut:
       1. Deformasi melintang dy bernilai negatip untuk seluruh jarak pengamatan
           (270mm).
       2. Pengelasan pada pelat yang semakin tebal menyebabkan terjadinya perubahan
          melintang dy yang semakin besar pula.
       3. Hubungan perubahan melintang dy dengan ketebalan pelat dinyatakan dengan
           persamaan sebagai berikut :

           dy = -0.29076+0.2744.t-0.0679.t^2+0.00306.t^3 (mm)


       4. Pelat dengan ketebalan 10 mm sampai 12 mm diduga sebagai pelat dengan
           ketebalan kritis karena pada daerah tersebut laju kenaikan nilai perubahan
           melintang dy mulai berkurang.
                                         16



Pendanaan Riset
      Riset ini merupakan bagian dari Riset Unggulan Terpadu III tahun ke 3.




Daftar Pustaka



 1. Adams, C.M. Jr., 1958, “Cooling Rates and Peak Temperatures in Fusion
     Welding”, Welding Journal 37, 210-215.
 2. American Standard of Test Material (ASTM) E23, Material Handbook.
 3. Blake, A., 1985, Handbook of Materials and Structures, John Wiley and Sons,
     New York.
 4. Charlotte W., 1976, Welding Handbook, Seventh Edition, Volume 1, American
     Welding Society.
 5. Coen M.J., 1943, Ship Welding Hand Book, New York.
 6. Harsono W., dan Okumura, Toshie, 1991. “Teknologi Pengelasan Logam”,
     cetakan kelima, P.T. Pradnya Paramita, Jakarta.
 7. JIS Material Handbook, “Handbook of Ferrous and Non-Ferrous Material”.
 8. Manninen, M; Jarl Jaatinen., 1992, "Productive Method and System to Control
     Dimensional Uncertainties at Final Assembly Stages in Ship" Journal of Ship
     Production, Vol.8, No.4, pp. 244-249.
 9. Charlotte, W, editor, 1976, “Welding Hand Book”, 2nd Edition, Vol.I, American
     Welding Society, Miami.
 10. Welding Process and Reloted Equipment, AWS Handbook Vol 2.
 11. Yazaki M. and Yasuhisa O., 1993, " An Approch to a New Ship Production
     System Based on Advanced Accuracy Control" , Journal of Ship Production
     Vol..9, No.2, pp.113-120.

								
To top
;