PERTEMUAN 6.2. MACAM MACAM SAMBUNGAN

1. KONSTRUKSI SAMBUNGAN PADA BAJA

                Penyambungan logam adalah suatu proses yang dilakukan untuk menyambung 2 (dua) bagian logam atau lebih. Penyambungan bagian–bagian logam ini dapat dilakukan dengan berbagai macam metoda sesuai dengan kondisi dan bahan yang digunakan. Setiap metoda penyambungan yang digunakan mempunyai keuntungan tersendiri dari metoda lainnya, sebab metoda penyambungan yang digunakan pada suatu konstruksi sambungan harus disesuaikan dengan kondisi yang ada, hal ini mengingat efisiensi sambungan.

                Pemilihan metoda penyambungan yang tepat dalam suatu konstruksi sambungan harus dipertimbangkan efisiensi sambungannya, dengan mempertimbangkan beberapa faktor diantaranya: faktor proses pengerjaan sambungan, kekuatan sambungan, kerapatan sambungan, penggunaan konstruksi sambungan dan faktor ekonomis.

1.1.Fungsi / Tujuan Sambungan Baja

                Suatu konstruksi bangunan baja adalah tersusun atas batang-batang baja yang digabung membentuk satu kesatuan bentuk konstruksi dengan menggunakan berbagai macam teknik sambungan. Adapun fungsi / tujuan sambungan baja antara lain :

a)      Untuk menggabungkan beberapa batang baja membentuk kesatuan konstruksi sesuai kebutuhan.

b)      Untuk mendapatkan ukuran baja sesuai kebutuhan (panjang, lebar, tebal, dan sebagainya).

c)       Untuk memudahkan dalam penyetelan konstruksi baja di lapangan.

d)      Untuk memudahkan penggantian bila suatu bagian / batang konstruksi mengalami rusak.

e)      Untuk memberikan kemungkinan adanya bagian / batang konstruksi yang dapat bergerak missal peristiwa muai-susut baja akibat perubahan suhu.

1.2.Proses Pengerjaan Sambungan Baja

                Proses pengerjaan sambungan yang dimaksud adalah bagaimana pengerjaan konstruksi sambungan itu dilakukan seperti: sambungan untuk konstruksi tangki dari bahan pelat lembaran. Untuk menentukan sambungan yang cocok dengan kondisi tangki ini ada beberapa alternatif persyaratan. Persyaratan yang paling utama adalah tangki ini tidak boleh bocor. Tangki harus tahan terhadap tekanan. Proses penyambungannya hanya dapat dilakukan dari sisi luar dan sebagainya. Jika dipilih sambungan baut dan mur kurang sesuai, sebab sambungan ini kecenderungan untuk bocor besar terjadi.

                Sambungan lipat akan sulit dilakukan sebab tangki yang dikerjakan cukup besar dan bahannya juga cukup tebal, sehingga akan sulit untuk dilakukan pelipatan. Persyaratan yang paling sesuai untuk kondisi tangki ini adalah sambungan las. Sambungan las mempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyai kekuatan sambungan yang memadai. Di samping itu segi operasional pengerjaan sambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah, maka yang paling mendekati sesuai untuk konstruksi tangki ini adalah sambungan las.

1.3.Kekuatan Sambungan Pada Baja

                Contoh pertimbangan penggunaan sambungan ini adalah pembuatan tangki. Dengan persyaratan seperti pada uraian di atas, maka pemilihan metoda penyambungan yang cocok untuk tangki jika ditinjau dari sisi kekuatannnya adalah sambungan las. Sambungan las ini mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yang relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yang lainnya.

1.4.Kerapatan Sambungan

                Tangki biasanya digunakan untuk tempat penyimpanan cairan maka pemilihan sambungan yang tahan terhadap kebocoran ini diantaranya adalah sambungan las. Kriteria sambungan las ini merupakan pencairan kedua bagian bahan logam yang akan disambung ditambah dengan bahan tambah untuk mengisi celah sambungan. Pencairan bahan dasar dan bahan tambah ini menjadikan sambungan las lebih rapat dan tahan terhadap kebocoran.

1.5.Penggunaan Kontruksi Sambungan

                Penggunaan dimana konstruksi sambungan las itu akan  digunakan juga merupakan pertimbangan yang tidak dapat diabaikan apalagi jika konstruksi tersebut bersentuhan dengan bahan makanan. Kemungkinan lain jika konstruksi sambungan tersebut digunakan untuk penyimpanan bahan kimia yang sangat mudah bereaksi dengan bahan logam. Untuk konstruksi tangki yang digunakan sebagai bahan tempat penyaluran minyak, maka sambungan las masih sesuai dengan penggunaan konstruksi tangki ini.

1.6.Faktor Ekonomis Sambungan Baja

                Faktor ekonomis yang dimaksud dalam pemilihan untuk konstruksi sambungan ini adalah dipertimbangkan berdasarkan biaya ke-seluruhan dari setiap proses penyambungan. Biaya ini sejalan dengan ketersediaan bahan-bahan, mesin yang digunakan juga transportasi dimana konstruksi tersebut akan di instal. Besar kecilnya konstruksi sambungan dan volume kerja sambungan juga menjadi bahan pertimbangan secara keseluruhan.

                Contoh pemilihan metoda yang tepat untuk suatu konstruksi sambumgam dapat dilihat pada perakitan file cabinet. Metoda perakitan file cabinet yang digunakan adalah metoda penyambungan dengan las titik. Pertimbangan pemilihan ini mengingat proses penyambungan dengan las titik ini sedehana, mempunyai kekuatan sambungan yang baik dan hasil penyambungannya tidak menimbulkan cacat pada plat. Metoda-metoda penyambungan yang umum digunakan untuk kostruksi sambungan plat-plat tipis ini diantaranya :

a)      Metoda penyambungan dengan lipatan

b)      Metoda penyambumgan dengan keling

c)       Metoda penyambungan dengan solder

d)      Metoda penyambungan dengan las titik

e)      Metoda las busur

f)       Metoda las oksi-asetilen

g)      Metoda penyambungan baut dan mur

Masing-masing metoda penyambungan ini mempunyai proses pengerjaan yang berbeda-beda.

2.   METODE PENYAMBUNGAN BAJA DENGAN LIPATAN

                Sambungan pelat dengan lipatan ini sangat baik digunakan untuk konstruksi sambungan pelat yang berbentuk lurus dan melingkar. Ketebalan pelat yang baik disambung berkisar di bawah 1 (satu) mm, sebab untuk penyambungan pelat yang mempunyai ketebalan di atas 1 mm akan menyulitkan untuk proses pelipatannya. Proses penyambungan pelat dengan metoda pelipatan ini dapat dilakukan secara manual di atas landasan-landasan pelat dan mesinmesin pelipat.

2.1.     Jenis-Jenis Sambungan Lipat

Jenis-jenis sambungan pelat ini diantaranya:

a)      Sambungan berimpit (lap seam)

b)      Sambungan berimpit dengan solder (soldered seam)

c)       Sambungan lipat (grooved seam)

d)      Sambungan bilah (cap strip seam)

e)      Sambungan tegak (standing seam)

f)       Sambungan alas luar (lap bottom seam)

g)      Sambungan alas dalam (insert bottom seam)

h)      Sambungan alas tunggal (sigle bottom seam)

i)        Sambungan alas ganda (double bottom seam)

j)        Sambungan sudut ganda (corner double seam)

k)      Sambungan siku (elbow seam)

l)        Sambungan siku timbal balik (reversible elbow seam)

m)    Sambungan sudut tepi (flange dovetail seam)

2.1.1.   Langkah-Langkah Pengerjaan Pada Sambungan Alas Ganda

ü  Pelat ditekuk menjadi siku

ü  Pelat ditekuk kembali dengan jarak tekuk sebagai pelat

ü  Sambungkan pelat tegak dengan pelat alas

ü  Kedua pelat bersamaan ditekuk

2.1.2.   Langkah-Langkah Pengerjaan Pada Sambungan Berimpit

                Proses pengerjaan sambungan berimpit ini dilakukan dengan tahapan berikut:

v  Tekuk kedua sisi pelat yang akan disambung sampai membentuk seperti lipatan.

v  Sambungkan kedua pelat menjadi rapat.

v  Kuatkan sambungan dengan alat pembentuk sambungan.

2.1.3.   Langkah-Langkah Pengerjaan Pada Sambungan Sudut

                Proses pengerjaan sambungan sudut :

      Tekuk kedua sisi pelat yang akan disambung atau seperti pada proses penyambungan lipat yang sudah diberi penguatan dengan bar

      Setelah sambungan terbentuk tekuk bagian yang berlebih pada sisi atas pelat

      Rapikan dan ratakan pemukulan pada sambungan pelat yang terbentuk.

2.1.4.   Langkah-Langkah Pengerjaan Pada Sambungan Bodi

                Proses pengerjaan sambungan bodi atau kotak saluran segiempat:

Ø  Tekuk keempat sisi saluran dari kedua saluran yang akan disambungkan

Ø  Buat bilah sambungan sesuai dengan panjang dan besarnya lipatan yang direncanakan.

Ø  Rapatkan kedua saluran dan sorong dari tepi bilah yang sudah terbentuk sampai sambungan saluran tersebut tertutup.

Ø  Lakukan penyambungan untuk sisi-sisi pelat yang lainnya.

Ø  Setelah terbentuk sambungan lakukan pemukulan penguatan sambungan sampai merata.

2.1.5.   Langkah-Langkah Pengerjaan Pada Sambungan Tutup Melengkung

                Sambungan lengkung pada prinsipnya hampir sama dengan sambungan siku. Tetapi yang menjadi kendala biasanya pada proses penekukan bidang lengkungan. Pemukulan bidang lengkung ini sebaiknya dilakukan secara bertahap.

2.2.   Proses Pengerjaan Sambungan Lipat

                Lebarnya lipat sambungan yang digunakan disesuaikan dengan ketebalan pelat dan jenis pelat yang digunakan. Untuk konstruksi sambungan lipat ini dengan ketebalan pelat di bawah 1 mm, lebar lipatan yang digunakan berkisar antara 3 – 5 mm. Untuk mendapatkan hasil sambungan lipatan yang baik dibutuhkan ketelitian dan ketekunan serta memperhitungkan radius lipatan. Permukaan pelat pada daerah sambungan juga sangat berpengaruh terhadap kualitas sambungan. Apabila sambungan lipatan pelat dipukul tidak merata atau menimbulkan cacat bekas pukulan maka kualitas sambungan akan buruk.

3.   METODE PENYAMBUNGAN BAJA DENGAN PAKU KELING

                Paku keling (rivet) adalah salah satu alat penyambung atau profil baja, selain baut dalam las. Paku keling terdiri dari sebuah baja yang pendek yang mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan, dengan bentuk sebagai berikut :

Keterangan :

d                   = Diameter Paku Keling

S                   = Jumlah tebal baja yang disambung (S < 4d)

Tonjolan    = 4/3 d sampai dengan 7/3 d (untuk membentuk kepala penutup)

                Pada saat paku keling dalam keadaan plastis, paku keling dipukul dengan palu sehingga akan terbentuk sebuah kepala lagi pada sisi yang lainnya. Dan biasanya, paku keling akan mengembang sehingga mengisi seluruh lubang. Penggunaan paku keling sebagai alat penyambung lebih kaku bila dibandingkan dengan penggunaan baut.

3.1.Sambungan Keling Biasa (Rivet)

                Riveting adalah suatu dari metoda penyambungan yang sederhana. Penggunaan metoda penyambungan dengan riveting ini sangat baik digunakan untuk penyambungan pelat-pelat alumnium, sebab plat plat aluminium ini sangat sulit disolder atau dilas.

                Dari metoda-metoda lain yang digunakan untuk proses penyambungan aluminiu metoda riveting inilah yang sangat sesuai digunakan, dan mempunyai proses pengerjaan yang mudah dilakukan.

                Jenis-jenis rivet dibagi menurut bentuk kepalanya:

                Rivet atau dalam istilah sehari-hari sering disebut paku keling adalah suatu metal pin yang mempunyai kepala dan tangkai rivet. Bentuk dan ukuran dari rivet ini telah dinormalisasikan menurut standar dan kodenya. Pengembangan penggunaan rivet dewasa ini umumnya digunakan untuk pelat-pelat yang sukar dilas dan dipatri dengan ukuran yang relatif kecil. Setiap bentuk kepala rivet ini mempunyai kegunaan tersendiri, masing-masing jenis mempunyai kekhususan dalam penggunaannya. Dimensi Rivet antara lain yaitu :

                Teknik Pemasangan Paku Keling :

1.       Plat yang akan disambung dibuat lubang, sesuai diameter paku keling yang akan digunakan. Biasanya diameter lubang dibuat 1.5 mm lebih besar dari diameter paku keling.

2.       Paku keling dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung.

3.       Bagian kepala lepas dimasukkan ke dalam lubang plat yang akan disambung.

4.       Dengan menggunakan alat atau mesin penekan (palu), tekan bagian kepala lepas masuk ke bagian ekor paku keling dengan suaian paksa.

5.       Setelah rapat/kuat, bagian ekor sisa kemudian dipotong dan dirapikan/ratakan.

6.       Mesin/alat pemasang paku keling dapat digerakkan dengan udara, hidrolik atau tekanan uap tergantung jenis dan besar paku keling yang akan dipasang.

3.2.            Sambungan Paku Tembak (Blind Rivet Special)

                Rivet spesial adalah rivet yang pemasangan kepala bawahnya tidak memungkinkan menggunakan bucking bar. Penggunaan rivet jenis ini dikarnakan terlalu sulit kondisi tempat pemasangan bucking bar pada sisi shop headnya, sehingga sewaktu pembentukan kepala shopnya tidak dapat menggunakan bucking bar. Dari kenyataannya inilah diperlukan rivet spesial yang pemasangan hanya dilakukan pada salah satu sisi saja. Kekuatan rivet spesial ini tidak sepenuhnya diperlukan dan rivet tipe ini lebih ringan beratnya dari rivet-rivet yang lain. Rivet spesial diproduksi oleh pabrik dengan karakteristik tersendiri. Demikian pula untuk pemasangan dan pembongkarannya memerlukan perlatan yang khusus atau spesial. Komposisi rivet spesial ini mengandung 99,45 % aluminium murni, sehingga kekuatannya tidak menjadi faktor utama. Dimensi rivet spesial ini dapat dilihat pada tabel berikut menurut standar diamond brand.

                Dimensi Paku Tembak antara lain adalah :

3.2.1.        Teknik dan prosedur riveting

                Teknik dan prosedur pemasangan rivet pada konstruksi sambungan meliputi langkah-langkah sebagai berikut :

a)      Membuat gambar layout pada pelat yang akan di bor dengan menandai setiap lobang pengeboran menggunakan centerpunch.

b)      Mata bor yang digunakan harus tajam sesuai dengan ketentuan sudut mata bor untuk setiap jenis bahan yang akan dibor .

c)       Pengeboran komponen-komponen yang dirakit harus dibor dengan posisi tegak lurus terhadap komponen yang akan dirivet. Komponen yang dibor sebaiknya dijepit, untuk menghindari terjadinya pergeseran komponen selama pengeboran.

d)      Pengeboran awal dilakukan sebelum pengeboran menurut diameter rivet yang sebenarnya. Pre hole (lobang awal) yang dikerjakan ukurannya lebih kecil daripada diameter rivet

3.2.2.        Teknik pemasangan rivet

a)      Pemasangan rivet countersink

Pemasangan rivet tipe countersink ini dapat dilakukan dengan machine countersink atau dimpling. Pengerjaan dengan mesin countersink umumnya digunakan untuk pelatpelat yang tebal. Dan pengerjaan dimpling digunakan pada pelat-pelat yang relatif tipis. Pemasangan rivet dengan mesin countersink.

Pembentukan sisi pelat yang akan disambung pada rivet countersink ini dapat digunakan alat pilot countersink atau dengan contersink drill bit. Kedua alat ini dapat dipasang pada mesin bor atau pada bor tangan. Penggunaan alat countersink ini dilakukan setelah pelat yang akan disambung dideburring terlebih dahulu.

b)      Dimpling

Pelat-pelat yang tipis penggunaan rivet countersink dapat dilakukan dengan cara dimpling. Penggunaan dimpling ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

c)       Pemasangan rivet spesial

Prosedur awal pemasangan rivet spesial ini sama halnya dengan pemasangan rivet lainya. Tetapi pada pemasangan rivet spesial ini menggunakan alat yakni tang penembak rivet (gun rivet).

Pada gambar di bawah berikut dapat dilihat pemasangan rivet ini.

Langkah-Langkah :

a)      Langkah awal pemasangan rivet ini adalah dengan mengebor terlebih dahulu kedua pelat yang akan disambung

b)      Lobang dan penggunaan mata bor disesuaikan dengan diameter rivet yang digunakan.

c)       Bersihkan serpihan bekas pengeboran pada pelat.

d)      Masukan rivet diantara kedua pelat .

e)      Tarik rivet dengan memasukan inti rivet pada penarik yang ada di gun rivet.

f)       Penarikan dilakukan dengan menekan tangkai gun secara berulang-ulang sampai inti rivet putus.

4.METODE PENYAMBUNGAN BAJA DENGAN SOLDER

                Solder adalah suatu proses penyambungan antara dua logam atau lebih dengan menggunakan panas untuk mencairkan bahan tambah sebagai penyambung, dan bahan pelat yang disambung tidak turut mencair.

                Ditinjau dari segi penggunaan panas maka proses penyolderan ini dibagi dalam dua kelompok, yakni solder lunak dan solder keras. Penggunaan solder dari berbagai jenis bahan, biasanya dititik beratkan pada kerapatan sambungan, bukan pada kekuatan sambungan terutama pada solder lunak. Dalam melakukan proses penyolderan ini dibutuhkan fluks yang berfungsi untuk membersihkan bahan serta sebagai unsur pemadu dan pelindung sewaktu terjadinya proses penyolderan.

4.1.     Solder Lunak

                Penggolongan solder lunak berdasarkan temperatur yang digunakan untuk proses penyolderan. Temperatur yang digunakan solder lunak ini berkisar di bawah 4500.

Ø Penggunaan

      Penggunaan solder lunak biasanya untuk konstruksi sambungan yang tidak membutuhkan kekuatan tarik yang tinggi, tetapi dititik beratkan pada kerapatan sambungan.

Ø Fluks

      Fluks yang digunakan dari berbagai macam jenis sesuai dengan bahan atau material yang disambung. Pada tabel berikut ini dapat dilihat berbagai macam jenis fluks dan penggunaannya.

Ø Panas pembakaran

      Panas yang dibutuhkan untuk penyolderan dengan temperatur rendah ini dapat diperoleh dari beberapa sistem pemanasan diantaranya adalah sistem pemanasan menggunakan arus listrik sebagai sumber panas penyolderan.

Ø  Proses penyolderan

Proses penyolderan ini dilakukan dengan beberapa langkah pengerjaan sebagai berikut :

1.       Persiapkan peralatan solder serta membersihkan bahan yang akan disolder. Batang solder selanjutnya dipanaskan pada tungku pemanas atau dengan listrik.

2.       Daerah bahan yang akan disolder dibersihkan dengan mengoleskan fluks.

3.       Setelah kepala solder panas, letakanlah di atas bahan yang akan disolder, agar panas merata seluruhnya.

4.       Oleskanlah fluks dan bahan tambah pada daerah yang akan disambung dengan menggunakan kepala solder yang panas. Sampai merata pada seluruh daerah bahan yang disambung.

5.       Hasil penyolderan yang baik dapat dilihat pada gambar di sebelah. Terlihat bahan tambah masuk kecelah – celah sambungan.

4.2.       Solder Keras (Brazing)

                Solder keras dibagi dalam dua kelompok yakni : Brazing dan silver. Pembagian kelompok ini berdasarkan komposisi penyolderan, titik cair dan fluks yang digunakan. Brazing mempunyai komposisi kandungan tembaga dan seng. Fluks yang digunakan dalam proses penyolderan adalah boraks dengan menggunakan pemanas antara bbo 880* - 890* C. Silver mempunyai komposisi kandungan perak. Tembaga dan seng. Fluks yang dipakai dalam proses penyolderan silvering ini ada dua yakni tenacity dan easy flo. Temperatur yang digunakan untuk penyolderan berkisar 7500 C.

Ø  Penggunaan

Proses penyambungan dengan solder keras ini mempunyai konstruksi sambungan yang kuat dan rapat serta tahan terhadap panas. Penggunaan konstruksi sambungan ini umumnya untuk menyambung pipa-pipa bahan bakar dan konstruksi sambungan lainnya. Kelebihan solder keras ini sangat baik digunakan untuk penyambungan dua buah bahan yang berlainan jenis.

Ø  Panas pembakaran 

Panas pembakaran untuk proses penyolderan ini sekitar di bawah 900* C. dan alat pemanas yang digunakan adalah brander pemanas dengan menggunakan gas pembakar.

Ø  Komposisi solder keras 

Komposisi solder keras dapat dilihat pada tabel berikut :

Ø  Proses penyolderan solder keras

1.       Bahan yang akan disambung harus bersih.

2.       Sisi pelat yang akan disambung harus diberi jarak antara pelat satu dengan pelat sambungan sekitar 0,10 mm.

3.       Fluks yang digunakan harus dalam kondisi baik.

4.       Bahan yang akan disambung terlebih dahulu dipanaskan sampai merata sesuai dengan temperatur penyolderan. Pemansan bahan tidak dilakukan sampai mencair.

5.       Selanjutnya bahan tambah ujungnya dipanaskan, lalu dicelupkan pada fluks, sehinga fluks melekat pada bahan tambah.

6.       Setelah fluks melekat pada bahan tambah maka bahan tambah dicairkan pada daerah yang akan disambung dengan pembakaran solder.

7.       Pencairan bahan tambah dilakukan secara merata, sampai cairan bahan tambah masuk kecelah–celah sambungan.

Ø  Berdasarkan cara pengadaan energi panasnya, penyolderan/pematrian diabagi dalam tujuh kelompok yaitu:

1.       Patri busur, di mana panas dihasilkan dari busur listrik dengan elektroda karbon atau dengan elektroda wolfram

2.       Patri gas, dimana panas ditimbulkan karena adanya nyala api gas

3.       Patri solder, di mana gas dipindahkan dari solder besi atau tembaga yang dipanaskan

4.       Patri tanur, di mana tanur digunakan sebagai sumber panas

5.       Patri induksi, di mana panas dihasilkan karana induksi listrik frekuensi tinggi

6.       Patri resistensi, di mana panas dihasilkan karena resitensi listrik

7.       Patri celup, di mana logam yang disambung dicelupkan ke dalam logam patri cair.

5.METODE PENYAMBUNGAN BAJA DENGAN LAS

                Proses pengelasan merupakan proses penyambungan dua potong logam dengan pemanasan sampai keadaan plastis atau cair, dengan atau tanpa tekanan. “Pengelasan” dalam bentuk paling sederhana telah dikenal dan digunakan sejak beberapa ribu tahun yang lalu. Para ahli sejarah memperkirakan bahwa orang Mesir kuno mulai menggunakan pengelasan dengan tekanan pada tahun 5500 sebelum masehi (SM), untuk membuat pipa tembaga dengan memalu lembaran yang tepinya saling menutup. Disebutkan bahwa benda seni orang Mesir yang dibuat pada tahun 3000 SM terdiri dari bahan dasar tembaga dan emas hasil peleburan dan pemukulan. Jenis pengelasan ini, yang disebut pengelasan tempa (forge welding), merupakan usaha manusia yang pertama dalam menyambung dua potong logam. Dewasa ini pengelasan tempa secara praktis telah ditinggalkan dan terakhir dilakukan oleh pandai besi. Pengelasan yang kita lihat sekarang ini jauh lebih kompleks dan sudah sangat berkembang.

5.1.Proses dasar

                Menurut Welding Handbook, proses pengelasan adalah “proses penyambungan bahan yang menghasilkan peleburan bahan dengan memanasinya hingga suhu yang tepat dengan atau tanpa pemberian tekanan dan dengan atau tanpa pemakaian bahan pengisi.” ; Energi pembangkit panas dapat dibedakan menurut sumbernya: listrik, kimiawi, optis, mekanis, dan bahan semikonduktor.

                Proses pengelasan yang paling umum, terutama untuk mengelas baja struktural yang memakai energi listrik sebagai sumber panas; dan paling banyak digunakan adalah busur listrik (nyala). Busur nyala adalah pancaran arus listrik yang relatif besar antara elektroda dan bahan dasar yang dialirkan melalui kolom gas ion hasil pemanasan. Kolom gas ini disebut plasma. Pada pengelasan busur nyala, peleburan terjadi akibat aliran bahan yang melintasi busur dengan tanpa diberi tekanan. Proses lain (yang jarang dipakai untuk struktur baja) menggunakan sumber energi yang lain, dan beberapa proses ini menggunakan tekanan tanpa memandang ada atau tidak adanya pencairan bahan. Pelekatan (bonding) dapat juga terjadi akibat difusi. Dalam proses difusi, partikel seperti atom di sekitar pertemuan saling bercampur dan bahan dasar tidak mencair.

5.1.1.   Pengelasan Busur Nyala Logam Terlindung (SMAW)

                Pengelasan busur nyala logam terlindung (Shielded metal arc welding) merupakan salah satu jenis yang paling sederhana dan paling canggih untuk pengelasan baja struktural. Proses SMAW sering disebut proses elektroda tongkat manual. Pemanasan dilakukan dengan busur listrik (nyala) antara elektroda yang dilapis dan bahan yang akan disambung. Rangkaian pengelasan diperlihatkan pada Gambar 6.13. Elektroda yang dilapis akan habis karena logam pada elektroda dipindahkan ke bahan dasar selama proses pengelasan. Kawat elektroda (kawat las) menjadi bahan pengisi dan lapisannya sebagian dikonversi menjadi gas pelindung, sebagian menjadi terak (slag), dan sebagian lagi diserap oleh logam las. Bahan pelapis elektroda adalah campuran seperti lempung yang terdiri dari pengikat silikat dan bahan bubuk, seperti senyawa flour, karbonat, oksida, paduan logam, dan selulosa. Campuran ini ditekan dari acuan dan dipanasi hingga diperoleh lapisan konsentris kering yang keras.

                Pemindahan logam dari elektroda ke bahan yang dilas terjadi karena penarikan molekul dan tarikan permukaan tanpa pemberian tekanan. Perlindungan busur nyala mencegah kontaminasi atmosfir pada cairan logam dalam arus busur dan kolam busur, sehingga tidak terjadi penarikan nitrogen dan oksigen serta pembentukan nitrit dan oksida yang dapat mengakibatkan kegetasan.

                Lapisan elektroda berfungsi sebagai berikut:

1)      Menghasilkan gas pelindung untuk mencegah masuknya udara dan membuat busur stabil.

2)      Memberikan bahan lain, seperti unsur pengurai oksida, untuk memperhalus struktur butiran pada logam las.

3)      Menghasilkan lapisan terak di atas kolam yang mencair dan memadatkan las untuk melindunginya dari oksigen dan nitrogen dalam udara, serta juga memperlambat pendinginan.

5.1.2.   Pengelasan Busur Nyala Terbenam (SAW)

                Pada proses SAW (Submerged Arc Welding), busurnya tidak terlihat karena tertutup oleh lapisan bahan granular (berbentuk butiran) yang dapat melebur (lihat Gambar 6.14). Elektroda logam telanjang akan habis karena ditimbun sebagai bahan pengisi. Ujung elektroda terus terlindung oleh cairan fluks yang berada di bawah lapisan fluks granular yang tak terlebur. Fluks, yang merupakan ciri khas dari metode ini, memberikan penutup sehingga pengelasan tidak menimbulkan kotoran, percikan api, atau asap. Fluks granular biasanya terletak secara otomatis sepanjang kampuh (seam) di muka lintasan gerak elektroda. Fluks melindungi kolam las dari atmosfir, berlaku sebagai pembersih logam las, dan mengubah komposisi kimia dari logam las.

                Las yang dibuat dengan proses busur nyala terbenam memiliki mutu yang tinggi dan merata, daktilitas yang baik, kekuatan kejut (impact) yang tinggi, kerapatan yang tinggi dan tahan karat yang baik. Sifat mekanis las ini sama baiknya seperti bahan dasar.

5.1.3.   Pengelasan Busur Nyala Logam Gas (GMAW)

                Pada proses GMAW (Gas Metal Arc Welding), elektrodanya adalah kawat menerus dari 1 gulungan yang disalurkan metalui pemegang elektroda (alat yang berbentuk pistol seperti pada Gambar 6.15). Perlindungan dihasilkan seluruhnya dari gas atau campuran gas yang diberikan dari luar. Mula-mula metode ini dipakai hanya dengan perlindungan gas mulia (tidak reaktif) sehingga disebut MIG (Metal Inert Gas/gas logam mulia). Gas yang reaktif biasanya tidak praktis, kecuali C02 (karbon dioksida). Gas C02, baik C02 saja atau dalam campuran dengan gas mulia, banyak digunakan dalam pengelasan baja.

                Argon sebenarnya dapat digunakan sebagai gas pelindung untuk pengelasan semua logam, namun, gas ini tidak dianjurkan untuk baja karena mahal serta kenyataan bahwa gas pelindung dan campuran gas lain dapat digunakan. Untuk pengelasan baja karbon dan beberapa baja paduan rendah baik (1) 75% argon dan 25% CO, ataupun (2) 100% ‘C02 lebib dianjurkan [101 . Untuk baja paduan rendah yang keliatannya (toughness) penting, Pustaka [ 10] menyarankan pemakaian campuran dari 60-70% helium, 25-30% argon, dan 4-5% C02

                Selain melindungi logam yang meleleh dari atmosfir, gas pelindung mempunyai fungsi sebagai berikut.

1)      Mengontrol karakteristik busur nyala dan pernindahan logam.

2)      Mempengaruhi penetrasi, lebar peleburan, dan bentuk daerah las.

3)      Mempengaruhi kecepatan pengelasan.

4)      Mengontrol peleburan berlebihan (undercutting).

                Pencampuran gas mulia dan gas reaktif membuat busur nyala lebih stabil dan kotoran selama pernindahan logam lebih sedikit. Pemakaian C02 saja untuk pengelasan baja merupakan prosedur termurah karena rendahnya biaya untuk gas pelindung, tingginya kecepatan pengelasan, lebih baiknya penetrasi sambungan, dan baiknya sifat mekanis timbunan las. Satu-satunya kerugian ialah pernakaian C02 menimbulkan kekasaran dan kotoran yang banyak.

5.1.4.   Pengelasan Busur Nyala Berinti Fluks (FCAW)

                Proses FCAW (Flux Cored Arc Welding) sama seperti GMAW tetapi elektroda logam pengisi yang menerus berbentuk tubular (seperti pipa) dan mengandung bahan fluks dalam intinya. Bahan inti ini sama fungsinya seperti lapisan pada SMAW atau fluks granular pada SAW. Untuk kawat yang diberikan secara menerus, lapisan luar tidak akan tetap lekat pada kawat. Gas pelindung dihasilkan oleh inti fluks tetapi biasanya diberi gas pelindung tambahan dengan gas C02.

5.1.5.   Pengelasan-Terak Listrik (ESW)

                Proses ESW (Electroslag Welding) merupakan proses mesin yang digunakan terutama untuk pengelasan dalam posisi vertikal. Ini biasanya dipakai untuk memperoleh las lintasan tunggal (satu kali jalan) seperti untuk  sambungan pada penampang kolom yang besar. Logam las ditimbun ke dalam alur yang dibentuk oleh tepi plat yang terpisah dan ”sepatu” (alas) yang didinginkan dengan air. Terak cair yang konduktif melindungi las serta mencairkan bahan pengisi dan tepi plat. Karena terak padat tidak konduktif, busur nyala diperlukan untuk mengawali proses dengan mencairkan terak dan memanaskan plat. Busur nyala dapat dihentikan setelah proses berjalan dengan baik. Selanjutnya, pengelasan dilakukan oleh panas yang ditimbulkan melalui tahanan terak terhadap aliran arus listrik. Karena pemanasan akibat tahanan digunakan untuk seluruh proses kecuali sumber panas mula-mula, proses SAW sebenarnya bukan merupakan proses pengelasan busur nyala.

5.1.6.   Pengelasan Stud

                Proses yang paling umum digunakan dalam pengelasan stud (baut tanpa ulir) ke bahan dasar disebut pengelasan stud busur nyala (arc stud welding). Proses ini bersifat otomatis tetapi karakteristiknya sama seperti proses SMAW. Stud berlaku sebagai elektroda, dan busur listrik timbul dari ujung stud ke plat. Stud dipegang oleh penembak yang mengontrol waktu selama proses. Perlindungan dilakukan dengan meletakkan cincin keramik di sekeliling ujung studpada penembak. Penembak diletakkan dalam posisinva dan busur ditimbulkan pada saat cincin keramik berisi logam cair. Setelah beberapa saat, penembak mendorong stud ke kolam yang mencair dan akhirnya terbentuk las sudut (fillet weld) keeil di sekeliling stud. Penetrasi sempurna di seluruh penampang lintang stud diperoleh dan pengelasan biasanya selesai dalam waktu kurang dari satu detik.

5.2.Kemampuan dilas dari baja struktural

                Kebanyakan baja konstruksi dalam spesifikasi ASTM dapat dilas tanpa prosedur khusus atau perlakuan khusus. Kemampuan dapat dilas (weldability) dari baja adalah ukuran kemudahan menghasilkan sambungan struktural yang teguh tanpa retak. Beberapa baja struktural lebih sesuai dilas dari pada yang lain. Prosedur pengelasan sebaiknya didasarkan pada  kimiawi baja bukan pada kandungan paduan maksimum yang ditetapkan, karena kebanyakan hasil pabrik berada di bawah batas paduan maksimum yang ditentukan oleh spesifikasinya.

5.3.            Jenis sambungan las

                Jenis sambungan tergantung pada faktor-faktor seperti ukuran dan profil batang yang bertemu di sambungan, jenis pembebanan, besarnya luas sambungan yang tersedia untuk pengelasan, dan biaya relatif dari berbagai jenis las. Sambungan las terdiri dari lima jenis dasar dengan berbagai macam variasi dan kombinasi yang banyak jumlahnya. Kelima jenis dasar ini adalah sambungan sebidang (butt), lewatan (lap), tegak (T), sudut, dan sisi, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.16.

5.3.1.        Sambungan Sebidang

                Sambungan sebidang dipakai terutama untuk menyambung ujungujung plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sarna. Keuntungan utama jenis sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang timbul pada sambungan lewatan tunggal seperti dalam Gambar 6.16(b). Bila digunakan bersama dengan las tumpul penetrasi sempurna (full penetration groove weld), sambungan sebidang menghasilkan ukuran sambungan minimum dan biasanya lebih estetis dari pada sambungan bersusun. Kerugian utamanya ialah ujung yang akan disambung biasanya harus disiapkan secara khusus (diratakan atau dimiringkan) dan dipertemukan secara hati-hati sebelum dilas. Hanya sedikit penyesuaian dapat dilakukan, dan potongan yang akan disambung harus diperinci dan dibuat secara teliti. Akibatnya, kebanyakan sambungan sebidang dibuat di bengkel yang dapat mengontrol proses pengelasan dengan akurat.

5.3.2.        Sambungan Lewatan

                Sambungan lewatan pada Gambar 6.17 merupakan jenis yang paling umum. Sambungan ini mempunyai dua keuntungan utama:

1.       Mudah disesuaikan.

Potongan yang akan disambung tidak memerlukan ketepatan dalam pembuatannya bila dibanding dengan jenis sambungan lain. Potongan tersebut dapat digeser untuk mengakomodasi kesalahan kecil dalam pembuatan atau untuk penyesuaian panjang.

2.       Mudah disambung.

Tepi potongan yang akan disambung tidak memerlukan persiapan khusus dan biasanya dipotong dengan nyala (api) atau geseran. Sambungan lewatan menggunakan las sudut sehingga sesuai baik untuk pengelasan di bengkel maupun di lapangan. Potongan yang akan disambung dalam banyak hal hanya dijepit (diklem) tanpa menggunakan alat pemegang khusus.

3.       Keuntungan lain sambungan lewatan adalah mudah digunakan untuk menyambung plat yang tebalnya berlainan.

5.3.3.        Sambungan Tegak

                Jenis sambungan ini dipakai untuk membuat penampang bentukan (built-up) seperti profil T, profil 1, gelagar plat (plat girder), pengaku tumpuan atau penguat samping (bearing stiffener), penggantung, konsol (bracket). Umumnya potongan yang disambung membentuk sudut tegak lurus seperti pada Gambar 6.16(c). Jenis sambungan ini terutama bermanfaat dalam pembuatan penampang yang dibentuk dari plat datar yang disambung dengan las sudut maupun las tumpul.

5.3.4.        Sambungan Sudut

                Sambungan sudut dipakai terutama untuk membuat penampang berbentuk boks segi empat seperti yang digunakan untuk kolom dan balok yang memikul momen puntir yang besar.

5.3.5.        Sambungan Sisi

                Sambungan sisi umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai untuk menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tertentu atau untuk mempertahankan kesejajaran (alignment) awal. Seperti yang dapat disimpulkan dari pembahasan di muka, variasi  dan kombinasi kelima jenis sambungan las dasar sebenarriya sangat banyak. Karena biasanya terdapat lebih dari satu cara untuk menyambung sebuah batang struktural dengan lainnya, perencana harus dapat memilih sambungan (atau kombinasi sambungan) terbaik dalam setiap persoalan.

5.4.Jenis las

                Jenis las yang umum adalah las tumpul, sudut, baji (slot), dan pasak (plug) seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.18. Setiap jenis las memiliki keuntungan tersendiri yang menentukan jangkauan penia-kaiannya. Secara kasar, persentase pemakaian keempat jenis tersebut untuk konstruksi las adalah sebagai berikut: las tumpul, 15%; las sudut, 80%; dan sisanya 5% terdiri dari las baji, las pasak dan las khusus lainnya.

5.4.1.        Las Tumpul

                Las tumpul (groove weld) terutama dipakai untuk menyambung batang struktural yang bertemu dalam satu bidang. Karena las tumpul biasanya ditujukan untuk menyalurkan semua beban batang yang disambungnya, las ini harus memiliki kekuatan yang sama seperti potongan yang disambungnya. Las tumpul seperti ini disebut las tumpul penetrasi sempurna. Bila sambungan direncanakan sedemikian rupa hingga las tumpul tidak diberikan sepanjang ketebalan potongan yang disambung, maka las ini disebut las tumpul penetrasi parsial.

                Banyak variasi las tumpul dapat dibuat dan masing-masing dibedakan menurut bentuknya. Las tumpul umumnya memerlukan penyiapan tepi tertentu dan disebut menurut jenis penyiapan yang dilakukan. Gambar 6.19 memperlihatkan jenis las tumpul yang umum dan menunjukan penyiapan alur yang diperlukan. Pemilihan las tumpul yang sesuai tergantung pada proses pengelasan yang digunakan, biaya penyiapan tepi, dan biaya pembuatan las. Las tumpul juga dapat dipakai pada sambungan tegak.

5.4.2.        Las Sudut

                Las sudut bersifat ekonomis secara keseluruhan, mudah dibuat, dan mampu beradaptasi, serta merupakan jenis las yang paling banyak dipakai dibandingkan jenis las dasar yang lain. Beberapa pemakaian las sudut diperlihatkan pada Gambar 6.20. Las ini umumnya memerlukan lebih sedikit presisi dalam pemasangan karena potongannya saling bertumpang (overlap), sedang las tumpul memerlukan kesejajaran yang tepat dan alur tertentu antara potongan. Las sudut terutama menguntungkan untuk pengelasan di lapangan, dan untuk menyesuaikan kembali batang atau sambungan yang difabrikasi dengan toleransi tertentu tetapi tidak cocok dengan yang dikehendaki. Selain itu, tepi potongan yang disambung jarang memerlukan penyiapan khusus, seperti pemiringan (beveling). atau penegakan, karena kondisi tepi dari proses pemotongan nyala (flame cutting) atau pemotongan geser umumnya memadai.

5.4.3.        Las Baji dan Pasak

                Las baji dan pasak dapat dipakai secara tersendiri pada sambungan seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 6.21(c) dan (d), atau dipakai bersama-sama dengan las sudut seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 9.34. Manfaat utama las baji dan pasak ialah menyalurkan gaya geser pada sambungan lewatan bila ukuran sambungan membatasi panjang yang tersedia untuk  as sudut atau las sisi lainnya. Las baji dan pasak juga berguna untuk mencegah terjadinya tekuk pada bagian yang saling bertumpang.

5.5.Faktor yang mempengaruhi mutu sambungan las

                Untuk memperoleh sambungan las yang memuaskan, gabungan dari banyak keahlian individu diperlukan, mulai dari perencanaan las sampai operasi pengelasan. Faktor-faktof yang mempengaruhi kualitas sambungan las.

5.5.1.        Elektroda yang sesuai, alat las, dan prosedur

                Ukuran elektroda dipilih berdasarkan ukuran las yang akan dibuat dan arus listrik yang dihasilkan oleh alat las. Karena umumnya mesin las mempunyai pengatur untuk memperkecil arus listrik, elektroda yang lebih kecil dari kemampuan maksimum mudah diakomodasi dan  sebaiknya digunakan. Oleh karena penimbunan logam las pada pengelasan busur nyala terjadi akibat medan elektromagnetis dan bukan akibat gravitasi, pengelasan tidak harus dilakukan pada posisi tidur atau horisontal. Empat posisi pengelasan utama diperlihatkan pada Gambar

Sebaiknya dihindari (bila mungkin) posisi menghadap ke atas karena merupakan posisi yang paling sulit. Sambungan yang dilas di bengkel biasanya diletakkan pada posisi tidur atau horisontal, tetapi las lapangan dapat sembarang posisi pengelasan yang tergantung pada orientasi sambungan. Posisi pengelasan untuk las lapangan sebaiknya diperhatikan dengan teliti oleh perencana.

5.5.2.        Persiapan tepi yang sesuai

                Persiapan tepi yang umum, untuk las tumpul diperlihatkan pada Gambar 6.21. Lebar celah (root opening) R adalah jarak pisah antara potongan yang akan disambung dan dibuat agar elektroda dapat menembus dasar sarnbungan. Semakin kecil lebar celah, semakin besarlah sudut lereng yang harus dibuat. Tepi runcing pada Gambar 6.21(a) akan mengalami pembakaran menerus (burn-through) jika tidak diberikan plat pelindung (backup plate) seperti pada Gambar 6.21(b).

                Plat pelindung umumnya digunakan bila pengelasan, dilakukan hanya dari satu sisi. Masalah pembakaran menerus dapat dibatasi jika lerengnya diberi bagian tegak seperti pada Gambar 6.21(c). Pembuat las sebaiknya tidak memberikan plat pelindung bila sudah ada bagian tegak, karena kemungkinan besar kantung gas akan terbentuk sehingga merintangi las penetrasi sempurna. Kadang-kadang pemisah seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.21(d) diberikan untuk mencegah pembakaran menerus, tetapi pemisah ini dicabut kembali sebelum sisi kedua dilas.

5.5.3.        Pengontrolan

                Faktor lain yang mempengaruhi kualitas las adalah penyusutan. Jika las titik diberikan secara menerus pada suatu plat, maka plat akan mengalami distorsi (perubahan geometri). Distorsi ini akan terjadi jika tidak berhati-hati baik dalam perencanaan sambungan maupun prosedur pengelasan. Berikut ini adalah ringkasan cara untuk memperkecil distorsi

1.       Perkecil gaya susut dengan:

Ø  Menggunakan logam las minimum; untuk las tumpul, lebar celah jangan lebih besar dari yang diperlukan, jangan mengelas berlebihan

Ø  Sedapat mungkin mempersedikit jumlah lintasan

Ø  Melakukan persiapan tepi dan penyesuaian yang tepat

Ø  Menggunakan las terputus-putus, minimal untuk sambungan prakonstruksi

Ø  Menggunakan langkah mundur (backstepping), yaitu menimbun las pada las sebelumnya yang telah selesai, atau menimbun dalam arah berlawanan dengan arah pengelasan sambungan.

Ø  Biarkan penyusutan terjadi dengan:

Ø  Mengungkit plat sehingga setelah penyusutan terjadi plat akan berada pada posisi yang tepat.

Ø  Menggunakan potongan yang diberi lenturan awal.

2.       Seimbangkan gaya susut dengan:

Ø  Melakukan pengelasan simetris; las sudut pada setiap sisi potongan menghasilkan pengaruh yang saling menghilangkan

Ø  Menggunakan segmen las tersebar

Ø  Pemukulan, yaitu meregangkan logam dengan sejumlah pukulan

Ø  Menggunakan klem, alat pemegang dan lain-lain; alat ini membuat logam las meregang ketika mendingin.

5.6.Cacat yang mungkin terjadi pada las

                Teknik dan prosedur pengelasan yang tidak baik menimbulkan cacat pada las yang menyebabkan diskontinuitas dalam las. Cacat yang umumnya dijumpai ialah (Gambar 6.24.):

1.       Peleburan Tak Sempurna

Peleburan tak sempurna terjadi karena logam dasar dan logam las yang berdekatan tidak melebur bersama secara menyeluruh. Ini dapat terjadi jika permukaan yang akan disambung tidak dibersihkan dengan baik dan dilapisi kotoran, terak, oksida, atau bahan lainnya. Penyebab lain dari cacat ini ialah pemakaian peralatan las yang arus listriknya tidak memadai, sehingga logam dasar tidak mencapai titik lebur. Laju pengelasan yang terlalu cepat juga dapat menimbulkan pengaruh yang sama.

2.       Penetrasi Kampuh yang Tak Memadai

Penetrasi kampuh yang tak memadai ialah keadaan di mana kedalaman las kurang dari tinggi alur yang ditetapkan. Keadaan ini diperlihatkan pada sambungan dalam Gambar 9.37 yang seharusnya merupakan penetrasi sempurna. Penetrasi kampuh parsial hanya dapat diterima bila memang ditetapkan demikian.

Cacat ini, yang terutama berkaitan dengan las tumpul, terjadi akibat perencanaan alur yang tak sesuai dengan proses pengelasan yang dipilih, elektroda yang terlalu besar, arus listrik yang tak memadai, atau laju pengelasan yang terlalu cepat.

3.       Porositas

Porositas terjadi bila rongga-rongga atau kantung-kantung gas yang kecil terperangkap selama proses pendinginan. Cacat ini ditimbulkan oleh arus listrik yang terlalu tinggi atau busur nyala yang terlalu panjang. Porositas dapat terjadi secara merata tersebar dalam las, atau dapat merupakan rongga yang besar terpusat di dasar las sudut atau dasar dekat plat pelindung pada las tumpul. Yang terakhir diakibatkan oleh prosedur pengelasan yang buruk dan pemakaian plat pelindung yang ceroboh.

4.       Peleburan Berlebihan

Peleburan berlebihan (uncercutting) ialah terjadinya alur pada bahan dasar di dekat ujung kaki las yang tidak terisi oleh logam las. Arus listrik dan panjang busur nyala yang berlebihan dapat membakar atau menimbulkan alur pada logam dasar. Cacat ini mudah terlihat dan dapat diperbaiki dengan memberi las tambahan.

5.       Kemasukan Terak

Terak terbentuk selama proses pengelasan akibat reaksi kimia lapisan elektroda yang mencair, serta terdiri dari oksida logam dan senyawa lain. Karena kerapatan terak kecil dari logam las yang mencair, terak biasanya berada pada permukaan dan dapat dihilangkan dengan mudah setelah dingin. Namun, pendinginan sambungan yang terlalu cepat dapat menjerat terak sebelum naik ke permukaan. Las menghadap ke atas seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.22(d) sering mengalami kemasukan terak dan harus diperiksa dengan teliti. Bila beberapa  lintasan las dibutuhkan untuk memperoleh ukuran las yang dikehendaki, pembuat las harus membersihkan terak yang ada sebelum memulai pengelasan yang baru. Kelalaian terhadap hal ini merupakan penyebab utama masuknya terak.

6.       Retak

Retak adalah pecah-pecah pada logam las, baik searah ataupun transversal terhadap garis las, yang ditimbulkan oleh tegangan internal. Retak pada logam las dapat mencapai logam dasar, atau retak terjadi seluruhnya pada logam dasar di sekitar las. Retak  mungkin merupakan cacat las yang paling berbahaya, namun, retak halus yang disebut retak mikro (mikrofissures) umumnya tidak mempunyai pengaruh yang berbahaya. Retak kadang-kadang terbentuk ketika las mulai memadat dan umumnya diakibatkan oleh unsur-unsur yang getas (baik besi ataupun elemen paduan) yang terbentuk sepanjang serat perbatasan. Pemanasan yang lebih merata dan pendinginan yang lebih lambat akan mencegah pembentukan retak “panas”. Pemakaian elektroda rendah-hidrogen bersama dengan pemanasan awal dan akhir yang sesuai akan memperkecil retak “dingin” ini.

6.METODE PENYAMBUNGAN BAJA DENGAN BAUT DAN MUR

                Baut adalah salah satu alat penyambung profil baja, selain paku keling dan las. Baut yang lazim digunakan sebagai alat penyambung profil baja adalah baut hitam dan baut berkekuatan tinggi. Baut hitam terdiri dari 2 jenis, yaitu : Baut yang diulir penuh dan baut yang tidak diulir penuh, sedangkan baut berkekuatan tinggi umumnya terdiri dari 3 type yaitu :

Ø  Tipe 1 : Baut baja karbon sedang,

Ø  Tipe 2 : Baut baja karbon rendah,

Ø  Tipe 3 : Baut baja tahan karat.

                Walaupun baut ini kurang kaku bila dibandingkan dengan paku keling dan las, tetapi masih banyak digunakan karena pemasangan baut relatif lebih praktis.

6.1.          Jenis Baut

                Pada umumnya baut yang digunakan untuk menyambung profil baja ada 2 jenis, yaitu :

Ø  Baut yang diulir penuh

Baut yang diulir penuh berarti mulai dari pangkal baut sampai ujung baut diulir. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar 1 berikut.

Diameter baut yang diulir penuh disebut Diameter Kern (inti) yang ditulis dengan notasi k d atau 1 d pada Tabel Baja tentang Baut, misalnya :

Kalau baut yang diulir penuh digunakan sebagai alat penyambung, maka ulir baut akan berada pada bidang geser. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut.

Ø  Baut yang tidak diulir penuh

Baut yang tidak diulir penuh ialah baut yang hanya bagian ujungnya diulir. Untuk lebih jelasnya, perhatikan Gambar berikut ini:

Diameter nominal baut yang tidak diulir penuh ialah diameter terluar dari batang baut. Diameter nominal ialah diameter yang tercantum pada nama perdagangan, misalnya baut M16 berarti diameter nominal baut tersebut = 16 mm.

6.2.            Baut Hitam

                Baut ini dibuat dari baja karbon rendah yang diidentifikasi sebagai ASTM A307, dan merupakan jenis baut yang paling murah. Namun, baut ini belum tentu menghasilkan sambungan yang paling murah karena banyaknya jumlah baut yang dibutuhkan pada suatu sambungan. Pemakaiannya terutama pada struktur yang ringan, batang sekunder atau pengaku, anjungan (platform), gording, rusuk dinding, rangka batang yang kecil dan lain-lain yang bebannya kecil dan bersifat statis. Baut ini juga dipakai sebagai alat penyambung sementara pada sambungan yang menggunakan baut kekuatan tinggi, paku keling, atau las. Baut hitam (yang tidak dihaluskan) kadangkadang disebut baut biasa, mesin, atau kasar, serta kepala dan murnya dapat berbentuk bujur sangkar.

6.3.             Baut Sekrup (Turned Bolt)

                Baut yang secara praktis sudah ditinggalkan ini dibuat dengan mesin dari bahan berbentuk segienam dengan toleransi yang lebih kecil (sekitar 5’0 inci.) bila dibandingkan baut hitam. Jenis baut ini terutama digunakan bila sambungan memerlukan baut yang pas dengan lubang yang dibor, seperti pada bagian konstruksi paku keling yang terletak sedemikian rupa hingga penembakan paku keling yang baik sulit dilakukan. Kadang-kadang baut ini bermanfaat dalam mensejajarkan peralatan mesin dan batang struktural yang posisinya harus akurat. Saat itu baut sekrup jarang sekali digunakan pada sambungan struktural, karena baut kekuatan tinggi lebih baik dan lebih murah.

6.4.             Baut Bersirip (Ribbed Bolt)

                Baut ini terbuat dari baja paku keling biasa, dan berkepala bundar dengan tonjolan sirip-sirip yang sejajar tangkainya. Baut bersirip telah lama dipakai sebagai alternatif dari paku keling. Diameter yang sesungguhnya pada baut bersirip dengan ukuran tertentu sedikit lebih besar dari lubang tempat baut tersebut. Dalam pemasangan baut bersirip, baut memotong tepi keliling lubang sehingga diperoleh cengkraman yang relatif erat. Jenis baut ini terutama bermanfaat pada sambungan tumpu (bearing) dan pada sambungan yang mengalami tegangan berganti (bolak-balik). Variasi dari baut bersirip adalah baut dengan tangkai bergerigi (interference-body bolt.) yang terbuat dari baja baut A325. Sebagai pengganti sirip longitudinal, baut ini memiliki gerigi keliling dan sirip sejajar tangkainya. Karena gerigi sekeliling tangkai memotong sirip sejajar, baut ini kadang-kadang disebut baut bersirip terputus (interrupted-rib). Baut bersirip sukar dipasang pada sambungan yang terdiri dari beberapa lapis pelat. Baut kekuatan tinggi A325 dengan tangkai bergerigi yang sekarang juga sukar dimasukkan ke lubang yang melalui sejumlah plat; namun, baut ini digunakan bila hendak memperoleh baut yang harus mencengkram erat pada lubangnya. Selain itu, pada saat pengencangan mur, kepala baut tidak perlu dipegang seperti yang umumnya dilakukan pada baut A325 biasa yang polos.

6.5.                 Sistem Sambungan Baut

                Jenis baut yang dapat digunakan untuk struktur bangunan sesuai SNI 03 – 1729 – 2002 TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG adalah baut yang jenisnya ditentukan dalam SII (0589-81, 0647-91 dan 0780-83, SII 0781-83) atau SNI (0541-89-A, 0571-89-A, dan 0661-89-A) yang sesuai, atau penggantinya. Baut yang digunakan pada sambungan struktural, baik baut A325 maupun baut A490 merupakan baut berkepala segi enam yang tebal.

                Keduanya memiliki mur segi enam tebal yang diberi tanda standar dansimbol pabrik pada salah satu mukanya. Bagian berulir baut dengan kepala segienam lebih pendek dari pada baut standar yang lain; keadaan ini memperkecil kemungkinan adanya ulir pada tangkai baut yang memerlukan kekuatan maksimum.

a) Beban leleh dan penarikan baut

Syarat utama dalam pemasangan baut kekuatan tinggi ialah memberikan gaya pratarik (pretension) yang memadai. Gaya pratarik harus sebesar mungkin dan tidak menimbulkan deformasi permanen atau kehancuran baut. Bahan baut menunjukkan kelakuan tegangan-regangan (beban-deformasi) yang tidak memiliki titik leleh yang jelas. Sebagai pengganti tegangan leleh, istilah beban leleh (beban tarik awal/proof load) akan digunakan untuk baut. Beban leleh adalah beban yang diperoleh dari perkalian luas tegangan tarik dan tegangan leleh yang ditentukan berdasarkan regangan tetap (offset strain) 0,2% atau perpanjangan 0,5% akibat beban. Tegangan beban leleh untuk baut A325 dan A490 masingmasing minimal sekitar 70% dan 80% dari kekuatan tarik maksimumnya.

b) Teknik pemasangan

Tiga teknik yang umum untuk memperoleh pratarik yang dibutuhkan adalah metode kunci yang dikalibrasi (calibrated wrench), metode putaran mur (turn-of the nut), dan metode indikator tarikan langsung (direct tension indicator). Metode kunci yang dikalibrasi dapat dilakukan dengan kunci puntir manual (kunci Inggris) atau kunci otomatis yang diatur agar berhenti pada harga puntir yang ditetapkan. Secara umum, masing-masing proses pemasangan memerlukan minimum 2 1/4 putaran dari titik erat untuk mematahkan baut. Bila metoda putaran mur digunakan dan baut ditarik secara bertahap dengan kelipatan 1/8 putaran, baut biasanya akan patah setelah empat putaran dari titik erat. Metode putaran mur merupakan metode yang termurah, lebih handal, dan umumnya lebih disukai.

Metode ketiga yang paling baru untuk menarik baut adalah metode indikator tarikan langsung. Alat yang dipakai adalah cincin pengencang dengan sejumlah tonjolan pada salah satu mukanya. Cincin dimasukkan di antara kepala baut dan bahan yang digenggam, dengan bagian tonjolan menumpu pada sisi bawah kepala baut sehingga terdapat celah akibat tonjolan tersebut. Pada saat baut dikencangkan, tonjolan-tonjolan tertekan dan memendek sehingga celahnya mengecil. Tarikan baut ditentukan dengan mengukur lebar celah yang ada.

c) Perancangan sambungan baut

Sambungan-sambungan yang dibuat dengan baut tegangan tinggi digolongkan menjadi:

Ø  Jenis sambungan gesekan

Ø  Jenis sambungan penahan beban dengan uliran baut termasuk dalam bidang geseran [Gambar 6.11(a)]

Ø  Jenis sambungan penahan beban dengan uliran baut tidak termasuk dalam bidang geseran.

Sambungan-sambungan baut (tipe N atau X) atau paku keling bisa mengalami keruntuhan dalam empat cara yang berbeda.

v  Pertama, batang-batang yang disambung akan merigalaini keruntuhan melalui satu atau lebih lubang-lubang alat penyambungan akibat bekerjanya gaya tarik (Iihat Gambar 6.12a).

v  Kedua, apabila lubang-lubang dibor terlalu dekat pada tepi batang tarik, maka baja di belakang alat-alat penyaTnbung akan meleteh akibat geseran (Iihat Gambar 6.12b).

v  Ketiga, alat penyambungnya sendiri mengalami keruntuhan akibat bekerjanya geseran (Gambar 6.12.c).

v  Keempat, satu-satu atau lebih batang tarik mengalami keruntuhan karena tidak dapat menahan gaya-gaya yang disalurkan oleh alat-alat penyambung (Gambar 6.12d).

Untuk mencegah terjadinya keruntuhan maka baik sambungan maupun batang-batang yang disambung harus direncanakan supaya dapat mengatasi keempat jenis keruntuhan yang dikemukakan di atas.

Ø  Pertama, untuk menjamin tidak terjadinya keruntuhan pada bagian-bagian yang disambung, bagian-bagian tersebut harus direncanakan sedemikian rupa, sehingga tegangan tarik yang bekerja pada penampang bruto lebih kecil dari 0,6 Fy, dan yang bekerja pada penampang etektif netto lebih kecil dari 0,5 Fy.

Ø  Kedua, untuk mencegah robeknya baja yang terletak di belakang alat penyambung, maka jarak minimum dari pusat lubang alat penyambung ke tepi batang dalam arah yang sarna dengan arah gaya tidak boleh kurang dari 2 P/ Fu t . Di sini P adalah gaya yang ditahan oleh alat penyambung, dan t adalah tebal kritis dari bagian yang disambung.

Ø  Ketiga, untuk menjamin supaya alat penyambung tidak runtuh akibat geseran, maka jumlah alat penyambung harus ditentukan sesuai dengan peraturan, supaya dapat membatasi tegangan geser maksimum yang terjadi pada bagian alat penyambung yang kritis.

Ø  Keempat, untuk mencegah terjadinya kehancuran pada bagian yang disambung akibat penyaluran gaya dari alat penyambung ke batang maka harus ditentukan jumlah minimum alat penyarnbung yang dapat mencegah terjadinya kehancuran tersebut.

6.6.            Keuntungan Penggunaan Baut

                Keuntungan sambungan menggunakan baut antara lain :

1)      Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan.

2)      Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang.

3)      Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak

4)      seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).

5)      Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan.

PENUTUP

KESIMPULAN

1. Penyambungan logam adalah suatu proses yang dilakukan untuk menyambung 2 (dua) bagian logam atau lebih. Penyambungan bagian–bagian logam ini dapat dilakukan dengan berbagai macam metoda sesuai dengan kondisi dan bahan yang digunakan.
2. Sambungan pelat dengan lipatan sangat baik digunakan untuk konstruksi sambungan pelat yang berbentuk lurus dan melingkar.
3. Paku keling (rivet) adalah salah satu alat penyambung atau profil baja, selain baut dalam las. Paku keling terdiri dari sebuah baja yang pendek yang mudah ditempa dan berbentuk mangkuk setengah bulatan
4. Solder adalah suatu proses penyambungan antara dua logam atau lebih dengan menggunakan panas untuk mencairkan bahan tambah sebagai penyambung, dan bahan pelat yang disambung tidak turut mencair.

5. Proses pengelasan merupakan proses penyambungan dua potong logam dengan pemanasan sampai keadaan plastis atau cair, dengan atau tanpa tekanan.
6. Baut adalah salah satu alat penyambung profil baja, selain paku keling dan las. Baut yang lazim digunakan sebagai alat penyambung profil baja adalah baut hitam dan baut berkekuatan tinggi.