Pengaruh Variasi Kuat Arus Pada Pengelasan TIG Terhadap Kekerasan Daerah HAZ Alumunium Alloy 6063

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengelasan
2.1.1. Sejarah Pengelasan
Berdasarkan

penemuan

benda-benda

sejarah

dapat

diketahui

bahwa

teknik

penyambungan logam telah diketahui sejak zaman prasejarah, misalnya pematrian timbaltimah menurut keterangan yang didapat telah diketahui dan dipraktekan dalam rentang waktu
antara 4000 sampai 3000 SM. Sumber energi panas yang dipergunakan pada waktu itu diduga
dihasilkan dari pembakaran kayu atau arang. Berhubung suhu yang diperoleh dengan
pembakaran kayu dan arang sangat rendah maka teknik penyambungan ini pada waktu itu
tidak dikembangkan lebih lanjut.

Gambar 2.1 Sejarah Pengelasan (lasmurah.blogspot.co.id/)
Setelah energi listrik dapat dipergunakan dengan mudah, teknologi pengelasan maju
dengan pesat sehingga menjadi suatu teknik penyambungan yang mutakhir. Cara-cara dan
teknik pengelasan yang banyak digunakan pada waktu ini seperti las busur,las resistansi
listrik, las termit dan las gas, pada umumnya diciptakan pada akhir abad ke-19. Alat-alat
busur dipakai secara luas setelah alat tersebut digunakan dalam praktek oleh Benardes dalam
tahun 1885. Dalam penggunaan yang pertama ini Benardes memakai elektroda yang dibuat
dari batang karbon atau grafit. Dengan mendekatkan elektroda kelogam induk atau logam

3

Universitas Sumatera Utara

yang akan dilas sejarak kirakira 2 mm, maka terjadi busur listrik yang merupakan sumber

panas dalam proses pengelasan. Karena panas yang timbul, maka logam pengisi yang terbuat
dari logam yang sama dengan logam induk mencair dan mengisi tempat sambungan. Dalam
tahun 1889 Zerner mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan menggunakan
busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon.
Dengan cara ini busur yang dihasilkan ditarik ke logam dasar oleh gaya elektromagnit
sehingga terjadi semburan busur yang kuat. Slavianoff dalam tahun 1892 adalah orang
pertama yang menggunakan kawat logam elektroda yang turut mencair karena panas yang
ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi. Dengan penemuan ini maka elektroda di smping
berfungsi sebagai penghantar dan pembangkit busur listrik juga berfungsi sebagai logam
pengisi. Kemudian Kjellberg menemukan bahwa kualitas sambungan las menjadi lebih baik
bila kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak. Penemuan ini adalah
permulaan dari penggunaan las busur dengan elektroda terbungkus yang sangat luas
penggunaanya pada waktu ini.
Kemajuan-kemajuan dalam ilmu pengetahuan dan teknologi yang dicapai sampai
dengan tahun 1950, telah mulai mempercepat lagi kemajuan dalam bidang las. Karena itu,
tahun 1950 dapat dianggap sebagai permulaan masa keemasan yang ketiga yang masih terus
berlangsung terus sampai sekarang. Selama masa keemasan yang ketiga ini telah ditemukan
cara-cara las baru antara lain las tekan dingin, las listrik terak, las busur dengan perlindungan
gas CO2, las gesek, las ultrasonik, las sinar elektron, las busur plasma, las laser dan masih
banyak lagi lainnya. Jumlah penemuan pada tahun-tahun tertentu dan jenis pengelasan yang

ditemukan dipergunakan dalam praktek pada waktu ini, sebagian masih memerlukan
perbaikan yang mungkin dalam waktu yang dekat akan menjadi lebih bermanfaat dan dapat
merupakan sumbangan yang berharga kepada kemajuan teknologi las.

4

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.2 Perkembangan Cara Pengelasan (Wiryosumarto, 2004)
2.1.2. Definisi Pengelasan
Definisi welding atau pengelasan menurut Deutsche Industrie Norman (DIN) adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam
keadaan cair. Dengan kata lain, las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam
dengan menggunakan energi panas.
Mengelas menurut Alip (1989) adalah suatu aktifitas menyambung dua bagian benda
atau lebih dengan cara memanaskan atau menekan atau gabungan dari keduanya sedemikian
rupa sehingga menyatu seperti benda utuh. Penyambungan bisa dengan atau tanpa bahan
tambah (filler metal) yang sama atau berbeda titik cair maupun strukturnya.
Pengelasan (Welding) adalah proses penyambungan dua buah logam atau lebih dengan
menggunakan proses pemanasan setempat, sehingga terjadi ikatan metalurgi antara logamlogam yang disambung. Proses penyambungan logam dewasa ini banyak dipakai di industri

untuk pekerjaan konstruksi, pembuatan mesin, peralatan pabrik, konstruksi perpipaan serta
pekerjaan lain yang memerlukan sambungan. Dalam setiap proses pengejaan pengelasan
harus memenuhi standar tertentu yaitu: ASME, ( American Society of Mechanical
Engineers), API (American Petroleum Institute). Dalam hal ini pemilihan proses las,
pemilihan logam pengisi (filler metal), perencanaan prosedur las, kualifikasi prosedur

5

Universitas Sumatera Utara

pengelasan, perancangan dan prosedur pabrikasi, serta sistem pengendalian mutu harus
dilakukan mengikuti peraturan yang berlaku dalam standar, agar suatu pelaksanaan
konstruksi las dikerjakan dengan benar dan berhasil, sehingga aman terhadap hasil yang
dikerjakan, maka untuk setiap pekerjaan las harus dimulai dengan pemilihan electroda las,
proses pengelasan dan variabel penting lainnya seperti: bentuk sambungan yang akan
dikerjakan, baik di pabrikasi maupun dilapangan, serta perlakuan panas yang akan dilakukan
pada awal dan selesainya pengelasan.
2.1.3. Klasifikasi Pengelasan
Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang digunakan
dalam bidang las, ini disebabkan karena belum adanya kesepakatan dalam hal tersebut.

Secara konvesional cara-cara pengklasifikasiaan tersebut pada waktu ini dapat dibagi dalam
dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan cara kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yang
digunakan. Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las patri dan
lain-lainnya, sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya kelompok-kelompok
seperti las listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya.
Paling tidak saat ini terdapat sekitar 40 jenis pengelasan. Dari seluruh jenis pengelasan
tersebut hanya dua jenis yang paling populer di Indonesia yaitu pengelasan dengan
menggunakan Las Karbit (Oxyfuel gas welding) dan busur nyala listrik (arc welding).
Jenis-jenis pengelasan yang umumnya dilakukan adalah:
1.

Proses pengelasan busur logam terbungkus (SMAW)
Salah satu jenis proses las busur listrik elektoda terumpan, yang menggunakan busur

listrik yang terjadi antara elektroda dan benda kerja setempat, kemudian membentuk paduan
serta membeku menjadi alasan. Elektroda terbungkus yang berfungsi sebagai fluks akan
terbakar pada waktu proses pengelasan dan gas yang terjadi akan melindungi proses
pengelasan terhadap pengaruh udara luar, cairan yang terbungkus akan terapung membeku
pada permukaan las yang disebut slag. Proses pengelasan elektroda terbungkus terlihat pada
gambar 2.3.

6

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3 Proses Pengelasan Busur Las Terbungkus (SMAW)
(Harsono 2000)

2.

Proses pengelasan busur terendam (SAW)
Ini adalah salah satu pengelasan dimana logam cair ditutup dengan fluks yang diatur

melalui suatu penampang fluks dan elektroda yang merupakan kawat pejal diumpankan
secara terus menerus, dalam pengelasan ini busur listrik nya terendam dalam fluks dapat
dilihat pada gambar 2.3. Prinsip las busur terendam ini material yang dilas adalah baja karbon
rendah, dengan kadar karbon tidak lebih dari 0, 05%. Baja karbon menengah dan baja
konstruksi paduan rendah dapat juga dilas dengan proses SAW, namun harus dengan
perlakuan panas khusus dan elektroda khusus.

Gambar 2.4 Proses Pengelasan Busur Terendam (SAW)
(Harsono 2000)
7

Universitas Sumatera Utara

3. Proses pengelasan busur logam gas (GMAW)
Jenis pengelasan ini menggunakan busur api listrik sebagai sumber panas untuk
peleburan logam, perlindungan terhadap logam cair menggunakan gas mulia (inert gas) atau
CO2 merupakan elektroda terumpan yang diperlihatkan pada gambar 2.3. Proses GMAW
dimodifikasikan juga dengan proses menggunakan fluks yaitu dengan penambahan fluks yang
magnetig (magnetizen - fluks) atau fluks yang diberikan sebagai inti (fluks cored wire).

Gambar 2.5 Proses Pengelasan Busur Logam Gas (GMAW)
4.

Proses pengelasan busur berinti fluks (FCAW)
FCAW merupakan proses pengelasan busur listrik elektroda terumpan. Proses

peleburan logam terjadi diantara logam induk dengan elektroda berbentuk turbolens yang

sekaligus menjadi bahan pengisi, fluks merupakan inti dari elektroda dan terbakar menjadi
gas, akan melindugi proses dari udara luar, seperti gambar 2.5.

8

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.6 Proses pengelasan berinti fluks (FCAW)
(Harsono 2000)
5.

Proses pengelasan busur TIG (Tungsten Innert Gas)
Pengelasan dengan memakai busur nyala api yang menghasilkan elektroda tetap yang

terbuat dari tungsten (wolfram), sedangkan bahan penambah terbuat dari bahan yang sama
atau sejenis dengan bahan yang dilas dan terpisah dari torch, untuk mencegah oksidasi
dipakai gas pelindung yang keluar dari torch biasanya berupa gas argon 99%. Pada proses
pengelasan ini peleburan logam terjadi karena panas yang dihasilkan oleh busur listrik antara
elektroda dan logam induk. Proses pengelasan busur tungsten gas dapat dilihat pada gambar
2.7.

Gambar 2.7 Proses Pengelasan Busur TIG (Tungsten Innert Gas)

9

Universitas Sumatera Utara

Perincian lebih lanjut mengenai klasifikasi pengelasan ini dapat dilihat pada gambar
2.8 dibawah ini.

Gambar 2.8 Klasifikasi Cara Pengelasan (Wiryosumarto, 2000)
2.2. Pengelasan TIG (Tungsten Innert Gas)
TIG (Tungsten Innert Gas) adalah suatu proses pengelasan busur listrik elektroda tidak
terumpan, dengan menggunakan gas mulia sebagai pelindung terhadap pengaruh udara luar,
Pada proses pengelasan TIG peleburan logam terjadi karena panas yang dihasilkan oleh busur
listrik antara elektroda dengan logam induk.
Pada jenis ini logam pengisi dimasukan kedalam daerah arus busur sehingga mencair
dan terbawa ke logam induk. Las TIG dapat dilaksanakan secara manual atau secara otomatis
dengan mengotomatisasikan cara pengumpanan logam pengisi.Penggunaan las TIG
mempunyai dua keuntungan, pertama kecepatan pengumpanan logam pengisi dapat diatur

terlepas dari besarnya arus listrik sehingga penetrasi kedalam logam induk dapat diatur
semaunya. Cara pengaturan ini memungkinkan las TIG dapat digunakan dengan memuaskan
baik untuk pelat baja tipis maupun pelat yang tebal.
10

Universitas Sumatera Utara

Sedangkan untuk aluminium karena permukaannya selalu dilapisi dengan oksida yang
mempunyai titik cair yang tinggi, maka sebaiknya memakai arus bolak balik frekuensi tinggi.
Sumber listrik yang digunakan untuk pengelasan TIG dapat berupa listrik DC atau listrik AC.
Pada umumnya dalam proses pengelasan TIG sumber listrik yang digunakan
mempunyai karakteristik yang lamban, sehingga dalam menggunakan listrik DC untuk
memulai menimbulkan busur perlu ditambah dengan listrik AC frekuensi tinggi. Elektroda
yang digunakan terbuat dari Wolfram murni atau paduan antara wolfram – torium, yang
berbentuk batang dengan garis tengah antara 1,0 mm sampai 4,8 mm. Gas yang dipakai untuk
pelindung adalah gas Argon murni, karena pencampuran dengan O2 atau CO2 yang bersifat
oksidator akan mempercepat keausan ujung elektroda. Skema las TIG seperti diperlihatkan
pada gambar, 2.7.

Gambar 2.9 Skema Las TIG

(www.weldersuniverse.com/)
Penggunaan logam pengisi tidak ada batasnya, biasanya logam pengisi diambil logam
yang mempunyai komposisi yang sama dengan logam induk. Penggunaan mesin las TIG
untuk beberapa jenis logam dapat dilihat pada tabel 2.1.
11

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1 Penggunaan Mesin Las TIG Untuk Beberapa Logam
Logam

Listrik
Frekuensi

AC Listrik

DC Listrik Dc Polaris

Polaritas Lurus

balik

Tinggi
Baja

Terbatas

Sesuai

-

Baja tahan karat

Terbatas

Sesuai

-

Besi cor

Terbatas

Sesuai

-

Aluminium dan

Sesuai

-

dapat utk pelat

Paduannya
Magnesium dan

tipis
Sesuai

-

Paduannya
Tembaga dan

dapat untuk pelat
tipis

Terbatas

Sesuai

-

Sesuai

Terbatas

-

Paduannya
Aluminium brons

Sumber: Teknologi pengelasan logam
Sebutan TIG berasal dari Amerika Serikat dan merupakan singkatan dari Tungsten
Inert Gas. Tungsten - juga disebut wolfram - adalah logam dengan titik fusi lebih dari 3300
ºC, yang berarti lebih dari dua kali lipat titik fusi dari logam yang biasanya dilas. Inert Gas
adalah hal yang sama seperti gas tidak aktif, yang berarti jenis gas yang tidak akan
menggabungkan dengan unsur-unsur lainnya. Di Jerman metode ini disebut pengelasan WIG,
W berarti wolfram. pengelasan TIG adalah sebutan standar internasional untuk metode
pengelasan ini.
Menurut DS / EN 24063 proses pengelasan ini memiliki nomor 141. Prinsip pengelasan
TIG adalah proses las busur listrik dimana energi fusi yang dihasilkan oleh busur listrik
terbakar antara benda kerja dan elektroda tungsten. Selama proses pengelasan elektroda,
busur dan kolam las dilindungi terhadap efek merusak dari udara atmosfer oleh shielding gas
inert. Dengan cara nozzle gas shielding gas adalah mengarah pada zona pengelasan di mana
ia menggantikan udara atmosfer. TIG pengelasan berbeda dari proses pengelasan busur
lainnya oleh fakta bahwa elektroda tidak dikonsumsi seperti elektroda dalam proses lain
seperti MIG / MAG dan MMA.

12

Universitas Sumatera Utara

Jika perlu menggunakan bahan pengisi, itu akan ditambahkan secara manual atau
otomatis sebagai kawat telanjang.

Gambar 2.10 Prinsip Pengelasan TIG

Gambar 2.11 Bahan Pengisi Pengelasan TIG

Gambar 2.12 Bahan Pengisi Otomatis Pengelasan TIG

13

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.13 Migrasi Elektron dan Ion di Pengelasan TIG Bahan Pengisi
Otomatis
Seperti disebutkan sebelumnya energi fusi di TIG pengelasan diproduksi di busur
terbakar antara elektroda tungsten dan benda kerja. Kawat pengisi dapat dilakukan secara
manual atau mekanis. Di DC TIG pengelasan elektroda tungsten biasanya terhubung ke
polaritas negatif dan benda kerja untuk polaritas positif. Menurut teori elektron elektron
bermuatan negatif dan ion bermuatan positif akan bermigrasi ketika busur dinyalakan.
Elektron akan bermigrasi dari kutub negatif ke kutub positif sedangkan ion akan melakukan
perjalanan ke arah yang berlawanan. Dalam busur ada karena itu akan tabrakan antara
elektron dan ion dan tabrakan ini menghasilkan energi panas.
Aliran elektron dari titik elektroda berlangsung pada kecepatan yang sangat tinggi dan
ketika hits benda kerja sejumlah besar energi panas yang dihasilkan. Ketika aliran ion hits
titik elektroda ada tidak diproduksi dengan jumlah yang energy sama. Total dihasilkan energi
panas didistribusikan oleh approx. 30% ke titik elektroda yang terhubung ke kutub negatif
dan approx. 70% untuk benda kerja yang terhubung ke kutub positif. Arus bolak ditandai
oleh fakta bahwa perubahan tegangan polaritas sejumlah kali, biasanya 100 kali per detik.

14

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.14 Distribusi Panas Pada TIF Pengelasan
Elektroda memiliki polaritas positif dalam periode semi dan di semi-periode yang sama
benda kerja adalah negatif. Di semi-periode berikutnya polaritas terbalik, yang berarti bahwa
energi panas mendistribusikan dengan 50% pada elektroda dan 50% pada benda kerja.
TIG pengelasan sering digunakan untuk pekerjaan yang menuntut pengelasan
berkualitas tinggi seperti misalnya:
1.

Industri lepas pantai

2.

Gabungan panas dan pembangkit listrik

3.

Industri petrokimia

4.

Industri makanan

5.

Industri kimia

6.

Industri nuklir
Daerah yang paling penting dari aplikasi yaitu :

1.

Pengelasan bahan tipis pada baja stainless

2.

Aluminium

3.

Nikel

4.

paduan nikel
Meningkatnya tuntutan terhadap kualitas las telah membuat TIG pengelasan sangat

populer untuk pengelasan dimensi tabung kecil serta akar berjalan di kedua-non paduan
bahan dan paduan di piring yang lebih berat.

15

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.2 Jenis Arus Pengelasan TIG Dan Elektroda
Material

Type of current

Elektrode polarity

Unalloyed steels

=

-

Low-alloyed steels

=

-

Chromium/nickel steels

=

-

Chromium steels

=

-

Copper alloys

=

-

Nickel alloys

=

-

Titanium

=

-

Lead

=

-

Alumunium alloys

~

Magnesium alloys

~

Keterangan:
1. = DC
2.

~ AC

3.

– negative

4.

+ positive
Saat ini dengan polaritas negatif pada elektroda pengelasan TIG digunakan untuk

sebagian besar bahan. Pengelasan aluminium dan magnesium biasanya tidak mungkin dengan
arus searah. Alasan untuk ini adalah bahwa lapisan yang kuat dari oksida, yang sulit untuk
menerobos karena titik fusi yang tinggi, meliputi bahan-bahan ini. Oleh karena itu
aluminium, magnesium dan paduan mereka biasanya dilas dengan arus bolak-balik yang
mampu memecah lapisan oksida.
Dalam rangka untuk menangani proses pengelasan TIG dan membuatnya bekerja
dengan kemampuan penuh dibutuhkan Banyak mesin las TIG yang dibangun sedemikian
rupa bahwa sumber daya dan unit TIG adalah satu unit. Peralatan yang terdiri dari bagian
yang berbeda dengan mereka fungsi yang terpisah sendiri.
Peralatan utama TIG pengelasan terdiri dari:
1.

Sebuah torch TIG yaitu alat tukang las Yang digunakan untuk mengontrol busur.

2.

Sebuah sumber daya yang mampu memberikan pengelasan saat dilakukan.

16

Universitas Sumatera Utara

3.

Sebuah unit TIG dengan sistem kontrol dimasukkan yang memungkinkan untuk
menyesuaikan arus pengelasan, inisiasi busur dll.

4.

Sebuah tabung gas shielding dengan tekanan mengurangi katup dan flowmeter.
Banyak mesin las TIG yang dibangun sedemikian rupa bahwa sumber daya dan unit

TIG adalah satu unit.

Gambar 2.15 Daya dan Unit TIG
Tujuan utama dari TIG torch adalah untuk membawa arus pengelasan dan shielding
gas untuk las. TIG torch dibangun atas dasar pegangan pengelasan dan kepala obor yang
dilapisi dengan bahan terisolasi elektrik. Torch biasanya dilengkapi dengan saklar untuk
mengubah gas pengelasan dan perisai dan mematikan.

Gambar 2.16 Torch Las TIG
17

Universitas Sumatera Utara

1. Kepala Torch
2. Pegangan
3. Kontrol saklar
4. Penutup elektroda
5. Penyegel
6. Elektroda collet
7. Pelindung panas
8. Tubuh Collet
9. Nozzle gas
Elektroda collet dibagi agar dapat kompres agar sesuai ketat di sekitar elektroda ketika
tutup elektroda diperketat. Untuk menghindari arus beban terlalu berat pada elektroda torch
dibangun dengan cara yang transfer saat ini untuk elektroda berlangsung sangat dekat dengan
titik elektroda Topi torch panjang, ditampilkan pada gambar, bisa ditukar dengan versi yang
lebih pendek agar torch untuk digunakan di daerah terlarang. Namun, cap biasanya begitu
lama sehingga dapat menutupi elektroda panjang normal. TIG torch tersedia dalam berbagai
ukuran dan desain sesuai dengan maksimum yang diperlukan beban saat ini dan keadaan di
mana torch akan digunakan. Ukuran torch juga akan tergantung pada kapasitas pendinginan
selama pengelasan.

Gambar 2.17 Torch TIG

18

Universitas Sumatera Utara

Beberapa torch yang dibangun sedemikian rupa bahwa itu adalah gas shielding
mengalir yang mendinginkan torch. Namun, Torch juga memberikan off panas ke udara
sekitar. Torch lainnya dibangun dengan tabung pendingin. torch air-cooled terutama
digunakan untuk pengelasan dengan intensitas arus yang lebih besar dan AC-las. Biasanya
air-cooled TIG torch lebih kecil dari sebuah torch berpendingin udara yang dirancang untuk
intensitas maksimum saat yang sama. Beberapa torch TIG baru juga memiliki pemicu pada
pegangan torch untuk mengendalikan arus las selama pengelasan.
Fungsi dari nozzle gas untuk memimpin shielding gas turun sekitar zona las dan dengan
demikian menggantikan udara atmosfer. Nosel gas mengacaukan ke torch TIG sehingga
dapat ditukar jika diperlukan. Hal ini biasanya terbuat dari bahan keramik mampu tahan
panas besar. Ukuran nozzle gas sering ditunjukkan oleh nomor yang mengacu pada diameter
interior dari lubang itu 1/16 ".
Sebuah nozzle gas tidak ada. 4 memiliki diameter interior dari 4/16 "sesuai dengan 6,4
mm.

Gambar 2.18 Gas Lens
Tipe lain dari nozzle gas adalah lensa gas yang dibangun dengan cara yang shielding
gas melewati meskipun grid kawat untuk membuat aliran gas lebih stabil pada jarak yang
lebih jauh.

19

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.19 Aliran Gas Shielding
Keuntungan dari aliran gas yang panjang adalah kenyataan bahwa elektroda dapat
memiliki tongkat-out lebih lama sehingga memungkinkan tukang las untuk memiliki
pandangan yang lebih baik dari kolam las. Dengan cara diffuser gas itu juga mungkin untuk
mengurangi konsumsi gas pelindung.
Sumber daya untuk TIG welding umumnya memiliki tegangan rangkaian terbuka dari
sekitar 70 sampai 80 V. Untuk pengelasan dengan arus sumber listrik langsung digunakan
bahwa memperbaiki arus bolak-balik dari jaringan suplai dari 400 V ke output cocok untuk
proses TIG dan pada saat yang sama perubahan intensitas saat ini ke tingkat yang ditetapkan
oleh tukang las pada mesin las . Mesin las modern mampu las dari pengelasan baik dalam
mode DC atau beberapa unit memberikan kedua mode AC dan DC.
Sistem kontrol peralatan TIG dapat berupa sangat sederhana atau sangat maju dengan
banyak fungsi yang berbeda. Dalam versi yang paling sederhana hanya pengelasan saat ini
dikendalikan dan shielding gas dihidupkan / off oleh katup kecil di Torch TIG. Box TIG lebih
maju mampu mengendalikan shielding gas sehingga menyebabkan tempat pengelasan
sebelum busur dinyalakan, dan menunda gangguan shielding gas setelah saat pengelasan
terputus.
Ini berarti bahwa elektroda tungsten dan kolam las juga dilindungi dari udara atmosfer
selama periode pendinginan. Selanjutnya, box TIG biasanya memiliki fasilitas pengapian
untuk menghindari menggaruk elektroda terhadap benda kerja dan dengan demikian merusak
titik elektroda. Fasilitas pengapian ini dapat menjadi unit frekuensi tinggi (HF) yang
20

Universitas Sumatera Utara

meningkatkan frekuensi untuk 2-4000000 periode per detik dan tegangan untuk beberapa ribu
volt. Frekuensi tinggi dan tegangan memungkinkan untuk menghasilkan percikan antara titik
elektroda dan permukaan benda kerja yang mentransfer busur.

Gambar 2.20 Pengapian Frekuensi Tinggi
Tipe lain dari kontrol kunci box dapat menjadi unit dimasukkan yang mampu
membatasi arus hubung singkat pada saat pengapian, sehingga ketika pengelasan dimulai titik
elektroda tungsten dapat ditempatkan langsung pada benda kerja tanpa menempel. kontrol
kemudian meningkatkan intensitas arus pengelasan ketika elektroda diangkat dari benda kerja
sehingga memicu busur.
Jenis kontrol memiliki beberapa nama seperti misalnya LIFTARC atau LIFTIG.

Gambar 2.21 Pengapian Dengan Metode LIFT
Kemungkinan lain untuk mengontrol pengapian adalah:
Kontrol kemiringan yang memungkinkan untuk pra- program peningkatan arus
pengelasan saat pengelasan dimulai dan penurunan arus pengelasan saat pengelasan berhenti.

21

Universitas Sumatera Utara

kontrol kemiringan sangat penting pada akhir pengelasan untuk membantu menghilangkan
porositas dan menyusut lubang.

Ketika pengelasan dilakukan dengan fulsing modus pengelasan las pada prinsipnya
deretan pengelasan tempat tumpang tindih untuk sebagian besar atau lebih kecil tergantung
pada kecepatan pengelasan.

Gambar 2.22 Contoh Las Dengan Busur Pulsing
Banyak mesin ganda saat ini dilengkapi dengan fungsi kontrol yang memungkinkan
untuk memodifikasi kurva dari arus bolak-balik dalam rangka untuk membuat lebih persegi,
dan juga mengubah keseimbangan antara positif dan semi-periode negatif.

Gambar 2.23 Contoh Kurva AC Dimodifikasi
Kemungkinan kontrol ini sangat menguntungkan ketika las TIG aluminium,
magnesium dan paduan.
Shielding gas memiliki beberapa fungsi. Salah satunya adalah untuk menggantikan
udara atmosfir sehingga tidak akan menggabungkan dengan Daerah las dan elektroda pijar
tungsten. Selain itu, gas shielding juga memainkan peran penting sehubungan dengan
pengalihan arus dan panas di busur. Untuk TIG pengelasan dua dari gas inert yang digunakan
adalah argon (Ar) dan helium (He) yang argon adalah lebih sering digunakan. Kedua gas
perisai aktif dapat dicampur dengan satu sama lain atau masing-masing dari mereka dicampur
dengan jenis gas yang memiliki efek mengurangi. Untuk mengatakan bahwa gas adalah
mengurangi sarana yang dapat menggabungkan dengan oksigen. Sehubungan dengan TIG
pengelasan dua gas mengurangi, hidrogen (H2) dan nitrogen (N2) yang digunakan.

22

Universitas Sumatera Utara

Untuk perlindungan dari bagian belakang lasan dapat menguntungkan untuk
menggunakan campuran gas mengurangi, N2 / H2, yang disebut gas dukungan. Gas shielding
disediakan dalam silinder baja dicat warna standar untuk membuat mudah dikenali. Untuk
tujuan ini warna silinder yang sebenarnya dan warna daerah bahu yang digunakan.

Gambar 2.24 Pilihan Warna Silinder
Tekanan dalam silinder baja adalah antara 200 dan 300 bar. Untuk menggunakan
shielding gas tekanan tinggi harus dikurangi untuk tekanan kerja yang sesuai. Sebuah katup
penurun tekanan digunakan untuk mengurangi tekanan. Katup penurun tekanan biasanya
dilengkapi dengan alat pengukur di mana tekanan silinder yang sebenarnya bisa dibaca.
Dalam rangka menyesuaikan gas flow yang diperlukan untuk TIG pengelasan gambar di
bawah ini menunjukkan tekanan-mengurangi katup dengan flowmeter dimasukkan.

Gambar 2.25 Flowmeter

23

Universitas Sumatera Utara

Dalam flowmeter ada bola kecil yang ditinggikan oleh gas yang mengalir sehingga
memungkinkan untuk membaca aliran gas dalam liter per menit. Harap dicatat bahwa
pengukuran meter flowmeter harus ditempatkan secara vertikal dan yang flowmeter yang
dirancang untuk jenis digunakan gas perisai yang lain ada risiko untuk kesalahan bacaan.
Tidak semua katup penurun tekanan dilengkapi denganh flowmeter. Beberapa jenis
memiliki alat pengukur kerja dengan skala liter, atau menggunakan flowmeter terpisah.

Gambar 2.26 flowmeter Dengan Skala Liter
Sebuah flowmeter, yang mengukur langsung pada nozzle gas, dapat digunakan untuk
mengontrol bahwa jumlah yang diminta dari shielding gas ada pada pembukaan nosel gas.

Gambar 2.27 Pengukuran Langsung Pada Nozzle Gas
24

Universitas Sumatera Utara

Jumlah shielding gas tergantung pada diameter bagian dalam nozzle gas. Diindikasikan
nilai untuk jumlah shielding gas.
2.2.1 Elektroda Pengelasan TIG
Untuk TIG pengelasan elektroda diterapkan terutama terbuat dari tungsten. tungsten
murni merupakan bahan tahan panas sangat dengan titik fusi sekitar 3,380
˚C. Dengan
paduan tungsten dengan beberapa persen dari oksida logam konduktivitas elektroda dapat
ditingkatkan yang memiliki keuntungan yang demikian dapat menahan beban yang lebih
tinggi saat. Oleh karena elektroda tungsten paduan memiliki masa hidup lebih lama dan sifat
pengapian lebih baik dari elektroda tungsten murni. Oksida logam yang paling sering
digunakan digunakan untuk paduan tungsten adalah:
1.

Thorium oxide ThO2

2.

Zirconium oxide ZrO2

3.

Lanthanum oxide LaO2

4.

Cerium oxide CeO2

Tabel 2.3 Spesifikasi Elektroda
Trade Name:

Classification:

AWS Color Id

Pure Tungsten

EWP

Green

2% Ceriated Tungsten

EWCe-2

Orange

1.5% Lanthanated Tungsten

EWLa-1.5

Gold

2% Lanthanated Tungsten

EWLa-2

Blue

EWTh-1

Yellow

2% Thoriated Tungsten

EWTh-2

Red

Zirconated Tungsten

EWZr-1

Brown

1% Thoriated Tungsten

Speciication:

AWS A5.12

Sebagai elektroda tungsten murni dan yang paduan berbeda terlihat sama, adalah
mustahil untuk membedakan antara mereka. Oleh karena itu warna indikasi standar pada
elektroda telah disepakati. Elektroda ditandai dengan warna tertentu pada 10 mm terakhir.

25

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.28 Elektoda TIG
Jenis yang paling umum digunakan dari elektroda tungsten adalah:
1.

Tungsten murni ditandai dengan warna hijau. elektroda ini terutama digunakan untuk
pengelasan AC dalam aluminium dan paduan aluminium.

2.

Tungsten dengan 2% thorium ditandai dengan warna merah. elektroda ini banyak
digunakan untuk pengelasan baja non-paduan dan rendah-paduan serta baja tahan karat.

3.

Tungsten dengan 1% lanthanum ditandai dengan warna hitam. elektroda ini sama-sama
cocok untuk pengelasan semua logam weldable TIG.
Elektroda tungsten tersedia dalam diameter yang berbeda 0,5-8 mm. Dimensi yang

paling sering digunakan untuk TIG pengelasan elektroda 1,6 - 2,4-3,2 dan 4 mm. Diameter
elektroda dipilih atas dasar intensitas saat ini, jenis elektroda yang disukai dan apakah itu
bolak atau arus searah.
Kondisi yang penting untuk memperoleh hasil yang baik dari las TIG adalah bahwa
titik elektroda tungsten harus Ground dengan benar. Ketika pengelasan dilakukan dengan
polaritas saat ini dan negatif langsung, titik elektroda harus mengerucut untuk mendapatkan
busur terkonsentrasi yang akan memberikan profil penetrasi sempit dan mendalam. Thumb
mengikuti aturan menunjukkan hubungan antara diameter elektroda tungsten dan panjang
titik Ground nya. Sebuah sudut runcing kecil memberikan kolam las sempit dan lebih besar
sudut runcing yang lebih luas las weld pool.

Gambar 2.29 Contoh Pembentukan Elektroda Tungsten Untuk Pengelasan DC

26

Universitas Sumatera Utara

Sudut runcing juga memiliki pengaruh kedalaman penetrasi las.

Gambar 2.30 Hubungan Antara Sudut Runcing dan Daerah Las
Menumpulkan titik elektroda untuk membuat daerah datar dengan diameter sekitar 0,5
mm dapat meningkatkan masa elektroda tungsten.

Gambar 2.31 Titik Elektroda Datar
Untuk AC pengelasan TIG elektroda tungsten dibulatkan sebagai selama proses
pengelasan itu begitu berat dimuat bahwa itu meleleh menjadi bentuk globular setengah.

Gambar 2.32 Tungsten Elektroda Untuk Pengelasan AC

27

Universitas Sumatera Utara

Ketika grinding elektroda titik harus menunjuk ke arah rotasi dari disk grinding
sehingga jejak grinding akan tidak memanjang elektroda.

Gambar 2.33 Grinding Tungsten Elektroda
Dalam rangka untuk mendapatkan grinding tambahan denda elektroda, penggunaan
mesin gerinda terutama untuk grinding elektroda dapat menguntungkan. Mesin tersebut
memiliki berputar berlian dilapisi disc yang membuat jejak grinding sangat halus. Biasanya
mesin ini dilengkapi dengan perangkat untuk fiksasi elektroda dengan sudut penggilingan
disesuaikan menambah grinding seragam.

Gambar 2.34 Mesin Gerinda Tungsten
28

Universitas Sumatera Utara

2.3. Desain Sambungan Las
Salah satu yang harus dipersiapkan sebelum melakukan pengelasan adalah pembuatan
kampuh las. Kampuh las berguna sebagai tempat pengisian logam pengisi (elektroda) yang
ikut mencair. Bentuk kampuh sangat mempengaruhi efisiensi sambungan dan jaminan
sambungan
Sambungan kampuh V dipergunakan untuk menyambung logam atau plat dengan
ketebalan 6-15 mm. Sambungan ini terdiri dari sambungan kampuh V terbuka dan
sambungan kampuh V tertutup. Sambungan kampuh V terbuka dipergunakan untuk
menyambung plat dengan ketebalan 6-15 mm dengan sudut kampuh antara 60º - 80º, jarak
akar 2 mm, tinggi akar 1-2 mm ( Sonawan, 2004).

Gambar 2.35 Kampuh V Las Terbuka (Sonawan, 2004)

Gambar 2.36 Kampuh V Las Tertutup (Sonawan, 2004)
Harsono.W, Pada dasarnya pemilihan bentuk kampuh menuju kepada penurunan
pemasukan panas dan penurunan logam las pada tingkat harga terendah dan tidak
menurunkan mutu dari sambungan.

29

Universitas Sumatera Utara

Lincoln Electric, ada tiga aturan dalam pemilihan sambungan dan kampuh:
1.

Pemilihan sambungan yang memerlukan sedikit logam pengisi.

2.

Penggunaan akar kampuh yang minimum dengan sudut yang kecil agar
dapat mengurangi jumlah logam pengisi.

3. Pada pelat yang tebal menggunakan kampuh ganda untuk mengurangi logam
pengisi.
Pada penelitian ini alur kampuh yang sesuai dengan tebal material pelat yang
digunakan (4 mm) jadi alur kampuh yang sesuai yaitu alur V tunggal, bentuk dan ukuran
kampuh telah di standarkan oleh American Welding Society (AWS). Dengan variasi sudut
kampuh 35° dan 60°, menggunakan kuat arus 80A, 90A dan 100 A.
Desain sambungan las dan bentuk sambungan (welding joint), serta bentuk dan ukuran
alur las dalam konstruksi untuk merancang sambungan las adalah:
1.

Persyaratan umum atau spesifikasi mutu (kekuatan) yang diinginkan.

2.

Bentuk dan ukuran konstruksi las

3.

Tegangan timbul akibat pengelasan (residual stress), maupun tegangan yang
diperhitungkan akan timbul akibat pemakaian (pembebanan)

4.

Jenis proses las yang boleh dipakai Beberapa Standar telah mengatur jenis – jenis
sambungan, ada Sembilan jenis alur sambungan (kampuh) las yang utama.
Sebelum memulai proses pengelasan terlebih dahulu ditentukan jenis sambungan las

yang akan dipilih. Hal-hal yang harus diperhatikan bahwa sambungan yang dibuat akan
mampu menerima beban (beban statis, beban dinamis, atau keduanya).
Dengan adanya beberapa kemungkinan pemberian beban sambungan las, maka terdapat
beberapa jenis sambungan las, yaitu sebagai berikut:
1.

Kampuh V Tunggal
Sambungan V tunggal juga dapat dibuat tertutup dan terbuka. Sambungan ini juga lebih

kuat dari pada sambungan persegi, dan dapat dipakai untuk menerima gaya tekan yang besar,
serta lebih tahan terhadap kondisi beban statis dan dinamis. Pada pelat dengan tebal 5 mm–20
mm penetrasi dapat dicapai 100%.
2.

Kampuh Persegi

30

Universitas Sumatera Utara

Sambungan ini dapat dibuat menjadi 2 kemungkinan, yaitu sambungan tertutup dan
sambungan terbuka. Sambungan ini kuat untuk beban statis tapi tidak kuat untuk beban
tekuk.
3.

Kampuh V Ganda
Sambungan ini lebih kuat dari pada V tunggal, sangat baik untuk kondisi beban statis

dan dinamis serta dapat menjaga perubahan bentuk kelengkungan sekecil mungkin. dipakai
pada ketebalan 18 mm-30 mm.
4.

Kampuh Tirus Tunggal
Sambungan ini digunakan untuk beban tekan yang besar. Sambungan ini lebih baik dari

sambungan persegi, tetapi tidak lebih baik dari pada sambungan V. Letaknya disarankan
terbuka dan dipakai pada ketebalan pelat 6 mm-20 mm.
5.

Kampuh U Tunggal
Kampuh U Tunggal dapat dibuat tertutup dan terbuka. Sambungan ini lebih kuat

menerima beban statis dan diperlukan untuk sambungan berkualitas tinggi. Dipakai pada
ketebalan 12 mm-25 mm.
6.

Kampuh U Ganda
Sambungan U Ganda dapat juga dibuat secara tertutup dan terbuka, sambungan ini

lebih kuat menerima beban statis maupun dinamis dengan ketebalan pelat 12 mm-25 mm
dapat dicapai penetrasi 100%.
7.

Kampuh J Ganda
Sambungan J ganda digunakan untuk keperluan yang sama dengan sambungan V

ganda, tetapi tidak lebih baik untuk menerima beban tekan. Sambungan ini dapat dibuat
secara tertutup ataupun terbuka. Jenis-jenis sambungan las diperlihatkan pada gambar 2.8.

31

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.37 Jenis Alur Sambungan Las
(Sumber: Harsono Wiryosumarto, 2000)

2.4. Metalurgi Las
Pengelasan adalah proses penyambungan dengan menggunakan energy panas, karena
proses ini maka logam disekitar lasan mengalami siklus termal cepat yang menyebabkan
terjadinya perubahan – perubahan metalurgi yang rumit, deformasi dan tegangan – tegangan
termal. Hal ini sangat erat hubunganya dengan ketangguhan, cacat las, retak dan lain
sebagainya yang umumnya mempunyai pengaruh yang fatal terhadap keamanan dan
konstruksi las, Logam akan mengalami pengaruh pemanasan akibat pengelasan dan
mengalami perubahan struktur mikro disekitar daerah lasan. Bentuk struktur mikro
bergantung pada temperatur tertinggi yang dicapai pada pengelasan, kecepatan pengelasan
dan laju pendinginan daerah lasan. Daerah logam yang mengalami perubahan struktur mikro

32

Universitas Sumatera Utara

akibat mengalami pemanasan karena pengelasan disebut daerah pengaruh panas (DPP), atau
Heat Affected Zone.
Harsono W , menjelaskan daerah lasan terdiri dari tiga bagian:
1.

Logam las adalah bagian dari logam yang pada waktu pengelasan mencair kemudian
membeku.

2.

Fusion Line, garis penggabungan atau garis batas cair antara logam las dan logam Induk

3.

Daerah pengaruh panas disebut HAZ (Heat Affected Zone), adalah logam dasar yang
bersebelahan dengan logam las selama pengelasan mengalami pemanasan dan
pendinginan yang cepat Pembagian daerah lasan dapat dilihat pada gambar 2.8.

Gambar 2.38 Pembagian Daerah Las
2.5. Pengaruh Panas Pengelasan
Panas pengelasan pada paduan aluminium akan menyebabkan terjadinya pencairan
sebagian, rekristalisasi, peralutan padat atau pengendapan, tergantung pada tingginya suhu
pada daerah las. Karena perubahan struktur ini biasanya terjadi penurunan kekuatan dan
ketahanan korosi dan kadang-kadang daerah las menjadi getas, Struktur mikro daerah HAZ
dari paduan yang dapat diperlaku-panaskan ditunjukkan pada gambar 2.41.

33

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.39 Struktur Mikro Daerah Las dari Paduan Aluminium (Wiryosumarto,
2004)
Pada paduan yang dapat dikeras-endapkan, akan terjadi butir-butir endapan yang kasar
sehingga pada daerah ini terjadi penurunan kekuatan dan ketahanan korosi yang paling besar.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa makin besar masukan panas makin besar pula
penurunan sifat-sifat yang baik.

2.6. Aluminium
2.6.1. Sejarah Aluminium
Orang pertama yang telah berhasil memisahkan aluminium adalah H.Davy yaitu pada
tahun 1808. Pada tahun 1825 Oersted dapat menghasilkan aluminium yang lebih murni
dengan jalan memanaskan natrium amalgama dan natrium aluminium klorida. Pada tahun
1854, Henari Saint Clavil Deauville memproduksi aluminium dari natrium aluminium
klorida dengan pemanasan menggunakan logam natrium sebagai katalisator. Proses ini telah
berlangsung kurang lebih 35 tahun.
Pada tahun 1886 Charles Hall dari USA menghasilkan aluminium dari proses
elektrolisa alumina yang dipisahkan dari campuran kriolit (Na3AlF6). Pada tahun yang sama
Poult Heroult dari prancis mendapatkan hak paten dari negaranya untuk proses yang sama
dengan Hall. Pada tahun 1983 kapasitas produksi aluminium dengan metode Hall-Heroult ini
meningkat dan berkembang pesat.(Grjotheim , 1988).
Aluminium ialah unsur melimpah ketiga terbanyak dalam kerak bumi (sesudah oksigen
dan silicon), mencapai 8,2 % dari massa total. Bijih yang paling penting untuk produksi
aluminium ialah bauksit, yaitu aluminium oksida terhidrasi yang mengandung 50 sampai 60
34

Universitas Sumatera Utara

% Al2O3, 1 sampai 20 % Fe2O3, 1 sampai 10 % silikat sedikit sekali titanium, zirconium,
vanadium, dan oksida logam transisi yang lain, dan sisanya 20 sampai 30 % adalah air.
Bauksit dimurnikan melalui proses Bayer, yang mengambil manfaat dari fakta bahwa oksida
alumina amfoter larut dalam basa kuat tetapi besi (III) oksida tidak. Bauksit mentah
dilarutkan dalam natrium hidroksida
Al2O3 (s) + 2 OH (aq) + 3 H2O (l) 2 Al(OH)4 (aq)
dan dipisahkan dari besi oksida terhidrasi serta zat asing tak larut lainnya dengan penyaringan
(Oxtoby, 2003).
2.6.2

Sifat – Sifat dan Pemakaian Aluminium
Titik cair aluminium 6600C dan titik didihnya 18000C. Untuk bahan penghantar

kemurniannya mencapai 99,5 % dan sisanya terdiri dari unsur besi, silicon dan tembaga.
Aluminium murni sangat lemah dan lunak ( tembaga lebih kuat dibanding aluminium), Untuk
menambah kekuatan biasanya digunakan dengan menggunakan logam campuran.
Aluminium lebih menguntungkan dibanding tembaga bila digunakan untuk hantaran
yang tidak memerlukan penyekat (misalnya hantaran transmisi diatas tanah) sebab daya
hantar panas/daya hantar listrknya kira-kira 60 % daya hantar listrik tembaga sehingga untuk
mendapatkan tahanan yang sama dengan tembaga (yang panjang dan penampangnya sama)
dibutuhkan penampang 60 % lebih besar namun demikian beratnya sangat ringan dibanding
tembaga.
Aluminium adalah logam yang sangat ringan (berat jenis aluminium 2,56 atau 1/3 berat
jenis tembaga) dan tahanan jenis 2 X 10-8 atau 1,25 kali tahanan jenis tembaga, sifat tahan
tarik aluminium dalam keadaan dingin 17-20 kg / mm2. Oleh sebab itu aluminium hanya
dapat dipakai untuk lebar tegangan yang pendek,
Untuk tegangan yang panjang dipakai kabel aluminium (beberapa kawat yang dipilih)
dengan kawat baja sebagai intinya. Aluminium tidak baik untuk dipatri, tetapi dapat dilas, las
dapat menyebabkan tegangan tariknya menjadi turun karena panas yang ditimbulkan. Oleh
karena itu hantaran tegangan aluminium dengan sambungan patri atau las harus diberikan
jepitan.
Aluminium yang tipis sekarang dapat menggantikan kertas perak (yang dipakai antara
lain pada kondensor). Aluminium juga biasanya dipakai untuk chasis pesawat radio. Barang35

Universitas Sumatera Utara

barang aluminium dapat terlapis oleh oksida aluminium. Dalam udara terbuka dapat
melindungi bagian bawah aluminium dari zat asam dan mencegah oksidasi lebih lanjut.
Lapisan ini merupakan tahanan yang sangat tinggi (Sumanto, 1994)
Aluminium adalah logam yang ringan dengan berat jenis 2.7 gram/cm3 setelah
Magnesium (1.7 gram/cm3) dan Berilium(1.85 gram/cm3) atau sekitar 1/3 dari berat jenis
besi maupun tembaga. Konduktifitas listriknya 60 % lebih dari tembaga sehingga juga
digunakan untuk peralatan listrik. Selain itu juga memiliki sifat penghantar panas, memiliki
sifat pantul sinar yang baik sehingga digunakan pula pada komponen mesin, alat penukar
panas, cermin pantul, komponen industri kimia dll. Aluminium merupakan logam yang
reaktif sehingga mudah teroksidasi dengan oksigen membentuk lapisan aluminium oksida,
alumina (Al2O3) dan membuatnya tahan korosi yang baik. Namun bila kadar Fe, Cu dan Ni
ditambahkan akan menurunkan sifat tahan korosi karena kadar aluminanya menurun.
Penambahkan Mg, Mn tidak mempengaruhi sifat tahan korosinya.
Aluminium bersifat ulet, mudah dimesin dan dibentuk dengan kekuatan tarik untuk
aluminium murni sekitar 4~5 kgf/mm2. Bila diproses penguatan regangan seperti dirol dingin
kekuatan bisa mencapai ± 15 kgf/mm2.
Tabel 2.4 Sifat-sifat Aluminium Murni Tinggi
Sifat-sifat

Alumunium murni tinggi

Struktur Kristal

FCC

Desitas pada 20ºC

2.698(sat.10³kg/m³)

Titik cair

660.1(ºC)

Koefisien mulur panas kawat 20º~ 100ºC

23.9(10ˉ6/K)

Konduktifitas panas 20 º ~ 400ºC

23.8(W/(m·k)

Tahanan listrik 20ºC

2.69(10ˉ8KΩ·m)

Modulus elastisitas

70.5(GPa)

Modulus kekakuan

26.0(GPa)

Tabel 2.5 Macam-macam Aluminium dan Paduannya serta Kode Penamaan Klasifikasi
Aluminium

36

Universitas Sumatera Utara

Al paduan untuk dimesin

Al murni (seri 1000)
Paduan jenis tidak dapat Paduan Al-Mn (seri 3000)
di perlakukan panas (non- Paduan Al-Si (seri 4000)
heat-treatable)

Paduan

jenis

perlakuanpanas

Paduan Al-Mg (seri 5000)

dapat Paduan Al-Cu (seri 2000)
(heat- Paduan Al-Mg-Si (seri 6000)

treatable)
Al paduan untuk coran

Paduan Al-Zn (seri 7000)
Paduan Al-Si (Silumin)

Non-heat-treatable alloy

Heat-treatable alloy

Paduan Al-Mg (hydronarium)

Paduan Al-Cu (Lautal)
Paduan Al-Si-Mg (Silumin, Lo-ex)

Beberapa macam paduan aluminium tempa/pengerjaan:
1. Paduan Al-Cu
a. Paduan aluminium seri 2000, biasanya terkenal dengan sebutan duraluminium atau
super duraluminium.
b. Kandungan Si yang lebih banyak pada A2014 dibandingkan A2017 membuat A2014
dapat ditingkatkan kekuatannya dengan melakukan perlakuan panas pendinginan
cepat (quenching) lalu dipanaskan lagi ditemperatur di bawah suhu rekristalisasi dan
didinginkan dalam udara (tempering).
c. Kandungan Cu dan Mg yang rendah pada A2117 membuat lebih tidak keras sehingga
digunakan untuk bahan rivet.
d. Kandungan Ni yang ditambahkan pada A2018 meningkatkan kekuatan tahan
panasnya sehingga digunakan untuk komponen tahan panas dengan daerah panas
penggunaan antara 200~250°C.
2. Paduan Al-Mn
a. Merupakan paduan aluminum seri 3000.

37

Universitas Sumatera Utara

b. Penambahan Mn sekitar 1.2% pada A3003 meningkatkan kekuatan 10% dari pada
aluminium murni dengan sifat tahan korosi dan sifat mampu mesin yang sama dengan
aluminium murni.
c. Digunakan untuk peralatan dapur, panel.
3. Paduan Al-Mg
a. Merupakan paduan aluminium seri 5000
b. A5005 yang memiliki Mg yang rendah digunakan untuk aksesoris.
c. Sedangkan paduan yang memiliki Mg antara 2 ~ 5% digunakan untuk material
konstruksi seperti A5052, A5056, A5083.
d. Untuk meningkatkan kekuatan terhadap korosi tegangan (stress-corrosion), Mn dan
Cr ditambahkan.
4. Paduan Al-Mg-Si
a. Merupakan paduan aluminium seri 6000.
b. Memiliki sifat tahan korosi dan kekuatan yang tinggi.
c. Contoh: A6061 digunakan untuk material konstruksi dan A6063 untuk bingkai
arsitektur
5. Paduan Al-Zn-Mg
a. Merupakan paduan aluminium seri 7000.
b. Contoh: A7075 memiliki kekuatan yang tinggi sehingga banyak digunakan untuk
material konstruksi pesawat terbang.
Beberapa macam paduan aluminium coran:
Dibandingkan dengan aluminium paduan memiliki unsur paduan yang lebih banyak
dan memiliki butiran yang lebih kecil yang disebabkan oleh adanya penambahan Ti.
1. Paduan Al-Cu Tuang/Cor.
a. Mengandung Cu 4~5% dengan sifat dimesin yang baik namun memiliki sifat cor yang
kurang baik.
b. Untuk komponen mobil, komponen hidrolis untuk pesawat terbang
2. Paduan Al-Si Tuang
a. Mengandung Si 10~13% dan biasa disebut Silumin.
b. Digunakan untuk penutup kotak
38

Universitas Sumatera Utara

c. Penambahan Si 17 ~25% meningkatkan kekuatan suhu tinggi dengan koefisien mulur
panas yang kecil, sehingga digunakan untuk silinder, piston dll.
3. Paduan Al-Cu-Ni-Mg Tuang
a. Mengandung Ni 2%, Mg 1.5%.
b. Memiliki kekuatan suhu tinggi yang baik, serta koefisien mulur panas yang kecil
sehingga digunakan untuk silinder head, mesin disel, piston dan sejenisnya.
Pengkodean aluminium umumnya berdasarkan standar AA (Aluminium Association of
America) dengan menggunakan penamaan 4 angka.

Gambar 2.40 Pengkodean Alumunium
1.

Huruf pertama A adalah singkatan dari Aluminium

2.

Angka ke-2 : menunjukkan jenis paduannya seperti ditunjukkan di tabel berikut:

Tabel 2.6 Jenis Paduan Alumunium
1 : Alumunium murni dengan kadar 5 : Paduan Al-Mg
99% tau lebih

3.

6 : Paduan Al-Mg-Si

2 : Paduan Al-Cu-Mg

7 : Paduan Al-Zn-Mg

3 : Paduan Al-Mn

8 : Paduan selain yang disebutkan

4 : Paduan Al-Si

9 : Untuk cadangan penaman

Angka ke-3 : menggunakan angka 0 ~ 9. 0 menunjukkan paduan dasar, sedangkan 1 ~ 9
menunjukkan perbaikan dari paduan.

4.

Angka ke-4 dan 5 menunjukkan kadar kemurnian aluminium untuk aluminum murni.
Contoh : A1100 memiliki unsur paduan total 1% dengan aluminium 99 % A1050
memiliki unsure paduan 0.5% dengan aluminium 99.5%

5.

Angka ke-6 menunjukkan bentuk dari material P : Plate (pelat), W: Wire (kawat), T:
Tube (tabung), B: Bar (batang)

6.

Angka ke-7 menunjukkan macam perlakuan panas yang telah dilakukan seperti
ditunjukkan di tabel berikut ini:
39

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.7 Macam-macam Arti Kode Alumunium

Tabel 2.8 Kandungan Unsur Kimia Alumunium

Keterangan:
Tr.= Treatment
sB= kekuatan tarik (MPa)

40

Universitas Sumatera Utara

sy 0.2= tegangan luluh metode offset 0.2% (MPa)
El(%)= perpanjangan=elongation (%)

2.7. Heat Affected Zone (HAZ)
Logam akan mengalami pengaruh pemanasan akibat pengelasan dan mengalami
perubahan struktur mikro disekitar daerah lasan. Bentuk struktur mikro bergantung pada
temperatur tertinggi yang dicapai pada pengelasan, kecepatan pengelasan dan laju
pendinginan daerah lasan. Daerah logam yang mengalami perubahan struktur mikro akibat
mengalami pemanasan karena pengelasan disebut daerah pengaruh panas (DPP), atau Heat
Affected Zone (HAZ). Daerah hasil pengelasan yang akan kita temui bila kita melakukan
pengelasan, yaitu :

Gambar 2.41 Daerah Pengaruh Panas
Keterangan :
1.

Logam Las (Weld Metal)
Adalah daerah dimana terjadi pencairan logam dan dengan cepat kemudian membeku.

2.

Fusion Line
Merupakan daerah perbatasan antara daerah yang mengalami peleburan dan yang tidak
melebur. Daerah ini sangat tipis sekali sehingga dinamakan garis gabungan antara weld
metal dan H A Z.

3.

H A Z ( Heat Affected Zone )
Merupakan daerah yang dipengaruhi panas dan juga logam dasar yang bersebelahan
dengan logam las yang selama proses pengelasan mengalami siklus termal pemanasan
41

Universitas Sumatera Utara

dan pendinginan cepat, sehingga terjadi perubahan struktur akibat pemanasan tersebut
disebabkan daerah yang mengalami pemanasan yang cukup tinggi .
4.

Logam Induk (Parent Metal)
Merupakan logam dasar dimana panas dan suhu pengelasan tidak menyebabkan
terjadinya perubahan-perubahan struktur dan sifat.
Daerah HAZ merupakan daerah paling kritis dari sambungan las, karena selain berubah

strukturnya juga terjadi perubahan sifat pada daerah ini. Secara umum struktur dan sifat
daerah panas efektif dipengaruhi dari lamanya pendinginan dan komposisi dari logam induk
itu sendiri. Siklus termal las adalah proses pemanasan dan pendinginan yang terjadi pada
daerah lasan. Proses las terjadi proses pemanasan dan juga pendinginan maka dapat dikatakan
proses las juga proses heat treatment hanya saja terjadinya lokal, tidak seperti proses heat
treatment pada umumnya. Untuk melihat fenomena proses tersebut dapat dilihat pada grafik
siklus termal las.

Gambar 2.42 Grafik Siklus Thermal Las
Pencairan logam saat pengelasan menyebabkan adanya perubahan fasa logam dari
padat hingga mencair. Ketika logam cair mulai membeku akibat pendinginan cepat, maka
akan terjadi perubahan struktur mikro dalam deposit logam las dan logam dasar yang terkena
pengaruh panas (Heat affected zone/HAZ). Struktur mikro dalam logam lasan biasanya
berbentuk columnar, sedangkan pada daerah HAZ terdapat perubahan yang sangat bervariasi.
Sebagai contoh, pengelasan baja karbon tinggi sebelumnya berbentuk pearlite, maka seelah
pengelasan struktur mikronya tidak hanya pearlite, 8 tetapi juga terdapat bainite dan
martensite . Perubahan ini mengakibatkan perubahan pula sifat-sifat logam dari sebelumnya.
42

Universitas Sumatera Utara

Struktur mikro pearlite memiliki sifat liat dan tidak keras, sebaliknya martensite mempunyai
sifat keras yang getas. Biasanya keretakan sambungan las berasal dari struktur mikro ini.

Gambar dibawah mendeskripsikan distribusi temperatur pada logam dasar yang sangat
bervariasi telah menyebabkan berbagai macam perlakuan panas terhadap daerah HAZ logam
tersebut. Logam lasan mengalami pemanasan hingga termperatur 1500° C dan daerah HAZ
bervariasi mulai 200° C hingga 1100° C (lihat Gambar 3). Temperatur 1500° C pada logam
lasan menyebabkan pencairan dan ketika membeku membentuk struktur mikro. Temperatur
200° C hingga 1100° C menyebabkan perubahan struktur mikro pada logam dasar baik
ukuran maupun bentuknya.

Gambar 2.43 Distribusi Temperatur Pada Logam
Di dalam proses pengelasan pasti aka