Kelompok 6

Welding aluminium alloysKelompok : 6Abdurrahman Haris Pratama (2613111019)Andy Rachmansyah (2613111020)Anto Haryanto (2613111021)

Jurusan Teknik MetalurgiFakultas TeknikUniversitas Jenderal Achmad Yani2015

Daftar Isi Pendahuluan Aluminium Alloy Heat-Treatable Sifat Mampu Las Aluminum Alloy Cara Pengelasan Aluminium

Pendahuluan Aluminium dikenal sebagai logam dengan kekuatan mekanik yang kurang baik. Oleh sebab itu banyak dilakukan rekayasa terhadap aluminium atau aluminium paduan guna memperoleh sifat unggul yang lebih baik. Aluminium dirancang untuk memenuhi persyaratan produk tertentu, dengan jenis dan spesifikasi paduan yang berbeda. Oleh karena itu paduan aluminium diklasifikasikan dengan pemberian kode atau nomor seri. Kode tersebut dimaksudkan untuk menunjukkan jenis dan komposisi utama pada aluminium paduan. [2]

Adapun unsur utama yang biasa digunakan sebagai tambahan pada aluminium paduan antara lain Cu, Si, Mg, Zn, Tin (Sn), dan unsur lain seperti Mn, Ti, Ni dan Fe. Berdasarkan standar AA (Aluminium Association) komposisi utamanya penomoran pada kode aluminium ditulis dengan kode empat angka, (xxxx) untuk jenis wrought-aluminium alloy dan (xxx.x) untuk cast-aluminium alloy. [2]Berdasarkan standar AA (Aluminium Association) komposisi utamanya penomoran pada kode aluminium ditulis dengan kode empat angka, (xxxx) untuk jenis wroughtaluminium alloy dan (xxx.x) untuk cast aluminium alloy. [2]

Seri Paduan

Unsur Paduan Utama

1xxx 99.000% Aluminium2xxxTembaga / Copper (Cu)3xxxMangan (Mn)4xxxSilikon (Si)5xxxMagnesium (Mg)6xxxMagnesium dan Silikon7xxxSeng (Zn)8xxxUnsur lainTabel 1. Daftar Seri Paduan Aluminium Wrought Alloy [2](American Society for Metal)

Seri PaduanUnsur Paduan Utama

1xx.x 99.000% Aluminium2xx.x Tembaga / Copper (Cu)3xx.xSilikon-Tembaga-Magnesium4xx.xSilikon (Si)5xx.xMagnesium (Mg)6xx.xTidak digunakan7xx.xSeng (Zn)8xx.xTimah/ Tin (Sn)9xx.xUnsur lainTabel 2. Daftar Seri Paduan Aluminium Cast Alloy(American Society for Metal )Paduan aluminium pada umumnya merupakan logam yang bersifat non heat-treatable karena pada dasarnya aluminium murni merupakan logam yang bersifat non-heat-treatable. Oleh karena itu, perlu dilakukan pemaduan aluminium dengan menambahkan unsur lain, agar memiliki sifat unggul yang lebih baik, termasuk kemampuan heat-treatable dan mampu las (weldability).

Aluminium alloy Heat-TreatableHeat-treatable adalah kemampuan logam untuk dapat ditingkatkan sifat mekaniknya dengan diberi perlakuan panas. Non heat-treatable merupakan sifat logam yang tidak akan bisa ditingkatkan sifat mekaniknya dengan diberi perlakuan panas. [2]A. Silikon (Si) merupakan paduan yang paling banyak digunakan pada paduan aluminium cast alloy. Silikon dapat membentuk fasa eutektik dengan aluminium dengan kadar Si hingga 11,7%. Paduan Al-Si termasuk kategori non heat-tretable, tetapi untuk paduan Al-Si dengan kadar Si kurang dari 1,6% masih memungkinkan Al-Si mencapai fasa tunggal jika dipanaskan di atas garis solvus. Dalam paduan pengecoran seperti A356.2, Si ditambahkan untuk memberikan fluiditas tambahan pada titik leleh untuk memungkinkan kemudahan dalam pengecoran. Dengan adanya Si akan meningkatkan kekerasan paduan akan tetapi keuletan dan sifat machinability akan berkurang. [2]

B. Magnesium (Mg) merupakan unsur paduan utama dalam seri 5xxx paduan aluminium wrought alloy dan seri 5xx.x pada aluminium cast alloy. Maksimum kelarutan magnesium padat dalam Aluminium adalah 5,5% berat pada sekitar 546C. Menurut George Y. Liu(2009). Penambahan magnesium dapat meningkatkan kekuatan aluminium tanpa mengorbankan ketangguhan melalui pengendapan fase Mg-Si dalam fase aluminium primer. Kelebihan magnesium juga terdapat pada ketahanan korosi dan mampu las yangbaik. Maksimum ketangguhan dapat dicapai setelah dilakukan het-treatmen dan artificial aging (penuaan buatan). [2]

c. Besi (Fe) adalah pengotor yang paling umum ditemukan dalam aluminium. Besi memiliki kelarutan tinggi dalam aluminium cair dan karena itu mudah larut di semua jenis pengecoran. Kelarutan besi dalam keadaan padat sangat rendah (sekitar 0.004%) oleh karena itu, sebagian besar zat besi yang ditambahkan dalam aluminium hingga melelebihi dari jumlah tersebut akan muncul sebagai fase intermetalik dalam kombinasi dengan aluminium dan umumnya juga dengan elemen lain seperti Si. Senyawa-senyawa intermetalik yang bersifat rapuh dan bertindak sebagai situs konsentrasi tegangan untuk inisiasi fraktur. [2]

d. Tembaga (Cu) pada umumnya digunakan pada paduan aluminium dengan kadar tembaga 4,5 %, seperti pada seri 2xx.x dan memiliki sifat sifat mekanik serta mampu mesin yang baik namum memiliki sifat mampu cor yang kurang baik. Paduan aluminium tembaga-silisium dibuat dengan menambah 4-5 % silisium pada paduan aluminium tembaga untuk memperbaiki sifat mampu cornya. [2]e. Titanium (Ti) ditambahkan ke dalam paduan untuk memperbaiki ukuran butir fasa aluminium primer dengan terjadinya nukleasi berlebihan pada temperature fase likuidus. [2]f. Strontium (Sr) ditambahkan ke paduan untuk mempengaruhi modifikasi morfologi fase eutektik. [2]

g. Seng (Zn), seng dalam paduan aluminium merupakan paduan yang memiliki kekuatan tertinggi dibandingkan paduan lainnya, aluminium dengan 5,5% seng dapat memiliki kekuatan tensil sebesar 580 MPa dengan elongasi sebesar 11% dalam setiap 50 mm bahan. Paduan ini biasa digunakan untuk bahan pembuat badan dan sayap pesawat terbang [2]

Sifat Mampu Las Aluminium AlloysSifat umum : Dalam hal pengelasan, paduan aluminium mempunyai sifat yang kurang baik bila dibandingkan dengan baja. Sifat-sifat yang kurang baik atau merugikan tersebut adalah [1] :Karena panas jenis dan daya hantar panasnya tinggi maka sukar sekali untuk memanaskan dan mencairkan sebagian kecil saja. [1] Paduan aluminium mudah teroksidasi dan membentuk oksida aluminium Al2O3 yang mempunyai titik cair yang tinggi. Karena sifat ini maka peleburan antara logam las menjadi terhalang. [1] Karena mempunyai koefisien muai yang besar, maka mudah sekali terjadi deformasi sehingga paduan-paduan yang mempunyai sifat getas panas akan cenderung membentuk retak panas . [1]

4.Karena perbedaan yang tinggi antara kelarutan hydrogen dalam logam cair dan logam padat, maka dalam proses pembekuan yang terlalu cepat akan terbentuk rongga halus bekas kantong-kantong hydrogen. [1] 5.Paduan alumunium mempunyai berat jenis yang rendah, karena itu banyak zat-zat yang lain yang terbentuk selama pengelasan akan tenggelam. Keadaan ini memudahkan terkandungnya zat-zat yang tidak dikehendaki masuk kedalamnya. [1] 6.Karena titik cair dan viskositasnya rendah, maka daerah yang kena pemanasan mudah mencair dan jatuh menetes. [1]

b.Retak Las : Retak las dapat terjadi pada proses pembekuan dan pencairan. Retak las yang terjadi pada proses pembekuan disebabkan karena adanya penyusutan logam yang membeku dan dapat membentuk retak manik membujur, retak manik melintang dan retak kawah. Sedangkan retak yang terjadi pada proses pencairan disebabkan karena adanya pengendapan dari senyawa bertitik cair rendah seperti Mg, Si, Cu, Zn dll [1]

c.Lubanglubang halus : lubang halus yang terjadi pada proses pengelasan aluminium disebabkan oleh gas hidrogen yang larut kedalam aluminium cair. Karena batas kelarutan turun pada waktu pendinginan maka gas hidrogen keluar dari larutan dan karena proses pembekuan yang cepat menyebabkan gas ini terperangkap dan membentuk gelembung halus. Usaha yang paling baik untuk menghindarinya adalah menghilangkan sumber hidrogen bauk yang berbentuk zat-zat organik seperti minyak maupun yang berbentuk uap air. [1]

d.Pengaruh panas pengelasan : Panas pengelasan pada paduan aluminium akan menyebabkan terjadinya pencairan sebagian, rekristalisasi, pelarutan 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. 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. Maka dapat disimpulkan bahwa makin besar masukan panas makin besar pula penurunan sifat-sifat yang baik. [1]

Cara Pengelasan AluminiumLas Wolfram Gas Mulia (Las TIG) : Las TIG sangat banyak digunakan untuk mengelas pelat aluminium yang tipis atau bila diperlukan las dengan masukan panas yang rendah. Las TIG menggunakan elektroda yang tidak turut cair, jadi juga berarti bahwa arus listrik yang digunakan tidak terlalu besar. Hal ini pada pengelasan logam dengan kapasitas panas yang berbeda dapat menimbulkan terjadinya penembusan yang tidak sempurna pada logam dengan kapasitas panas yang lebih besar. Perbedaan kapasitas panas ini dapat karena perbedaan tebal atau karena perbedaan luas. Dalam hal ini logam dengan kapasitas panas yang lebih tinggi harus diberi pemanasan mula atau mencampurkan gas He pada gas pelindung sehingga busur menjadi lebih terpusat. [1]

Las Logam Gas Mulia (Las MIG) : Las MIG biasanya dilaksanakan secara otomatik atau semi-otomatik dengan arus searah polaritas balik dan menggunakan kawat elektroda berdiameter antara 1,2 sampai 2,4 mm. Las MIG biasanya dilaksanakan dengan kecepatan kawat elektroda yang tetap dengan cara pengumpanan tarik atau tarik dorong. [1]Besar Arus dalam pengelasan dengan elektroda wolfram [1]

Diameter Elektroda (mm)Arus Pengelasan (Amp)Wolfram StandarWolfram Thorium1,010-6015-801,640-11060-1502,480-160140-2503,2140-210225-3254,0170-275300-4255,0250-350400-500c.Kondisi Pengelasan : Hubungan antara besarnya arus, bentuk sambungan dan diameter kawat pengisi untuk las TIG dan las MIG [1]

Daftar Pustaka1. Wiryosumarto, Prof.Dr.Ir.Harsono, & Okumura, Prof.Dr.Toshie. (1981). Teknik Pengelasan Logam. Jakarta: P.T. Pradnya Parmita2. Andoko,Awi. Harjanto,Budi. Estriyanto,Yuyun, Jurnal Analisis Struktur Hasil Sifat Fisik dan Mekanik Pada Alumunium Alloys Dengan Metode Pengelasan MIG, Teknik Mesin FT Universitas Sebelas Maret, Surakarta.