Anni Faridah, dkk
TEKNIK
PEMBENTUKAN
PLAT
JILID 1
SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
TEKNIK PEMBENTUKAN
PLAT
JILID 1
Untuk SMK
Penulis Utama : Ambiyar
Arwizet
Nelvi Erizon
Purwantono
Thaufiq Pinat
Editor : Rizal Sani
Penilai : Yudhi Pratama
Khaidir
Perancang Kulit : Tim
Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
AMB AMBIYAR
t Teknik Pembentukan Plat Jilid 1 untuk SMK /oleh Ambiyar,
Arwizet, Nelvi Eizon, Puwantoro, Thaufiq Pinat ---- Jakarta :
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah,
Departemen Pendidikan Nasional, 2008.
viii. 154 hlm
Daftar Pustaka : A1-A4
Glosarium : B1-B5
ISBN : 978-979-060-101-7
978-979-060-102-4
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan
karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar
dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan
kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan
pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK.
Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar
Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah
dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses
pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45
Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada
seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya
kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas
oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada
Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download),
digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.
Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya
harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan
ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi
masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk
mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada
para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat
memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini
masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik
sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK
i i
Berkat rahmat Tuhan Yang Maha Esa dapatlah diselesaikan buku Teknik
Pembentukan. Judul buku ini adalah Teknik Pembentukan yang isinya
mengacu pada Kurikulum SMK 2004, Program Keahlian Teknik
Pembentukan dengan merujuk kepada Standar Kompetensi Kerja Nasional
Indonesia Sektor Logam dan Mesin (SKKNI-LM). Buku ini diperuntukkan
bagi siswa-siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) serta kalangan
praktisi di dunia teknik pembentukan.
Dalam penyelesaian buku ini tidak lepas bantuan dari berbagai pihak yang
telah diberikan. Kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
terutama kepada Bapak Dr. Joko Sutrisno Direktur Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan (SMK) beserta staf yang telah memberikan arahan dan
kesempatan untuk membuat buku ini. Selanjutnya kepada Bapak Drs. Rizal
Sani, M. Pd, selaku editor yang telah memberikan bimbingan dan saransaran
dalam penyempurnaan buku ini serta kepada Tim BSNP yang telah
memberikan penilaian terhadap penulisan buku ini. Ucapan terima kasih
juga disampaikan kepada Bapak Rektor , Dekan, Ketua Jurusan Teknik
Mesin FT- UNP serta kepada rekan-rekan, teknisi dan mahasiswa, Rivelino,
Yudhi Pratama, Khaidir, Marataon dan kepada semua pihak. Atas bantuan
yang telah diberikan semoga mendapat rahmat dari Tuhan YME.
Kami menyadari masih banyak kelemahan dan kekurangan dalam
penulisan buku ini. Oleh karena itu, kami mengharapkan masukan dari
berbagai pihak dalam rangka perbaikan buku ini untuk masa datang.
Terakhir, semoga dengan kehadiran buku ini bermanfaat bagi bangsa dan
negara serta para pembaca.
Hormat kami
Penulis
KATA PENGANTAR
iii
S I N O P S I S
Buku teknik pembentukan memberikan pengetahuan tentang kajian di
bidang teknik mesin, yaitu teknologi proses pembentukan. Buku ini berisi 11
(sebelas) bab yang meliputi: (1) Pendahuluan yang berisikan sejarah
perkembangan teknik pembentukan, (2) Keselamatan kerja meliputi
keselamatan manusia, mesin dan peralatan serta lingkungan, (3)
Pengetahuan bahan menyangkut pengetahuan berbagai unsur logam, non
logam serta logam paduan disertai teknik pengolahan bahan serta
perlakuannya, (4) Gambar bentangan berisi pengetahuan tentang teknik
menggambar, konstruksi geometri, teknik bentangan, teknik perpotongan
sambungan bidang gambar, (5) Alat ukur dan alat penandai berisi
pengetahuan tentang berbagai alat ukur dan alat penandai yang dipakai
dalam teknik mesin., (6) Perkakas tangan dalam pembentukan berisi
pengetahuan tentang berbagai peralatan pada bengkel kerja mesin, teknik
cara menggunakan alat, dan pemeliharaannya, (7) Metode penyambungan
las menyangkut konstruksi sambungan, jenis-jenis sambungan dan
berbagai metode penyambungan, serta teknik kerja dalam penyambungan,
(8) Metode pemotongan berisi pengetahuan tentang dasar-dasar proses
pemotongan, peralatan potong dan teknik pemotongan, (9) Proses
pembentukan menyangkut prinsip dasar proses pengerjaan dingin, (10)
Pembentukan panas meliputi peralatan utama, alat bantu dan landasan
serta teknik pengerjaannya (11) Metode perakitan berisi pengetahuan
dasar-dasar perakitan dan proses perakitan.
iv
KATA SAMBUTAN ............................................................................ i
KATA PENGANTAR .......................................................................... ii
SINOPSIS. ......................................................................................... iii
DAFTAR ISI ..................................................................................... iv
PETA KOMPETENSI.......................................................................... viii
BUKU JILID 1
BAB 1. PENDAHULUAN .................................................................... 1
1.1. Sejarah Perkembangan Teknologi Pembentukan
Pelat ............................................................................ 1
1.2. Ruang Lingkup ............................................................ 7
1.3. Rangkuman ................................................................. 43
1.4. Soal Latihan ................................................................. 46
BAB 2. KESELAMATAN KERJA ........................................................ 47
2.1. Kenali Pekerjaan Yang Berbahaya ............................. 49
2.2. Alat Keselamatan dan Kerja Secara Umum................ 56
2.3. Keselamatan Kerja Sebelum, Sewaktu da Selesai
Bekerja ....................................................................... 67
2.4. Rangkuman ................................................................. 68
2.5. Soal Latihan ................................................................. 69
BAB 3. PENGETAHUAN BAHAN ...................................................... 71
3.1. Pendahuluan .............................................................. 71
3.2. Pemilihan Bahan.......................................................... 72
3.3. Pengelompokan Bahan ............................................... 73
3.4. Beberapa Aspek Penting Dalam Ilmu bahan .............. 73
3.5. Logam Besi (Ferro) dan Bukan Besi (Non Ferro) ....... 74
3.6. Bahan Non Logam ..................................................... 82
3.7. Pembuatan Pelat Baja Tipis dan Pelat Baja Tebal ..... 85
3.8. Penyepuhan dan Pelunakan Baja .............................. 101
3.9. Jenis dan Bentuk Bahan yang banyak
Diperjualbelikan di Pasar ............................................ 103
3.10. Jenis Dimensi dan Bentuk Pelat ................................. 106
3.11. Bahan Pelat Aluminium .............................................. 110
3.12. Bahan Pelat Tembaga ............................................... 118
3.13. Bahan Pelat Kuningan ................................................ 121
3.14. Bahan Pelat Baja Khusus (Baja Paduan) ................... 123
3.15. Bahan Pelat Baja Stainless Steel
(Baja Tahan Karat) ..................................................... 129
3.16. Pengaruh Masukan Panas Terhadap Sifat Mekanis
Sambungan Las Antara Baja Karbon Rendah
Dengan Baja Stainless.Korosi Pada Pelat dan Cara
Pencegahannya .......................................................... 139
DAFTAR ISI
v
3.17. Korosi Pada Pelat dan Cara Pencegahannya ............. 140
3.18. Rangkuman ................................................................ 149
3.19. Soal Latihan ................................................................ 153
BUKU JILID 2
BAB 4. GAMBAR BENTANGAN ........................................................ 155
4.1. Gambar Sebagai Bahasa Teknik ................................ 155
4.2. Fungsi Gambar .......................................................... 156
4.3. Pengembangan Gambar dan Keadaan Teknik .......... 156
4.4. Sifat-sifat Gambar ..................................................... 157
4.5. Kerangka dan Bidang-Bidang Kerja ISO/TC10 ......... 160
4.6. Peralatan Menggambar Teknik .................................. 162
4.7. Perkembangan Kebutuhan Gambar Bentangan ....... 167
4.8. Konstruksi Geometri ................................................... 169
4.9. Proyeksi ...................................................................... 177
4.10. Bukaan ....................................................................... 189
4.11. Menentukan Panjang Sejati Garis (true length) .......... 207
4.12. Profil Bola/Membentangkan Bola ............................... 224
4.13. Perpotongan ............................................................... 226
4.14. Contoh Aplikasi Gambar Teknik ................................. 230
4.15. Rangkuman ................................................................ 234
4.16. Soal Latihan ................................................................ 235
BAB 5. ALAT UKUR DAN ALAT PENANDAI .................................... 239
5.1. Alat Ukur ..................................................................... 239
5.2. Melukis dan Menandai ................................................ 297
5.3. Rangkuman ................................................................ 328
5.4. Soal Latihan ................................................................ 329
BAB 6. PERKAKAS TANGAN DALAM PEMBENTUKAN ................. 331
6.1. Ragum ........................................................................ 331
6.2. Palu (Hammer) ........................................................... 335
6.3. Tang (Plier) ................................................................. 338
6.4. Kikir ............................................................................ 340
6.5. Gergaji Tangan ........................................................... 353
6.6. Pahat Tangan ............................................................. 354
6.7. Skrap Tangan ............................................................. 360
6.8. Tap dan Snei .............................................................. 366
6.9. Pemerluas Lubang (Reamer) ..................................... 375
6.10. Rangkuman ................................................................ 377
6.11. Soal Latihan ................................................................ 380
BUKU JILID 3
BAB 7. METODE PENYAMBUNGAN ................................................ 381
7.1. Konstruksi Sambungan .............................................. 381
7.2. Sambungan Lipat ....................................................... 383
7.3. Sambungan Keling ..................................................... 388
vi
7.4. Solder/Patri ................................................................. 394
7.5. Las Resistansi (tahanan) ............................................ 402
7.6. Metode Penyambungan Las Busur Listrik .................. 407
7.7. Penyambungan dengan Las Oxy Asitelin ................... 431
7.8. Pengenalan Las TIG (Tungsten Inert Gas)/GTAW
(Gas Tungsten Arc Welding) ...................................... 447
7.9. Pengenalan Las MIG (Metal Inert Gas Arc
Welding)/Gas Metal Arc Welding (GMAW) ................. 468
7.10. Sambungan Skrup/Baut dan Mur ............................... 492
7.11. Rangkuman ................................................................ 493
7.12. Soal Latihan ................................................................ 495
BAB 8. METODE PEMOTONGAN ..................................................... 497
8.1. Dasar-Dasar Proses Pemotongan .............................. 497
8.2. Pemotongan Dengan Peralatan Tangan .................... 499
8.3. Pemotongan Dengan Mesin Gergaji Pita ................... 512
8.4. Pemotongan Dengan Mesin Gulletine ........................ 513
8.5. Pemotongan Dengan Mesin Potong Hidrolik .............. 516
8.6. Pemotongan Dengan Mesin Gunting Putar .................
/Lingkaran ................................................................... 518
8.7. Pemotongan Dengan Mesin Potong Profil .................. 520
8.8. Pemotongan Dengan Gerinda .................................... 521
8.9. Pemotongan Dengan Gas .......................................... 522
8.10. Pemotongan Dengan Tenaga Laser ........................... 526
8.11. Keselamatan Kerja dalam Pemotongan ..................... 528
8.12. Rangkuman ................................................................ 528
8.13. Soal Latihan ................................................................ 529
BAB 9. PROSES PEMBENTUKAN PLAT ....................................... 531
9.1. Proses Pengerjaan Dingin ......................................... 532
9.2. Keuntungan Proses Pengerjaan Dingin ..................... 535
9.3. Spring Back ............................................................... 540
9.4. Pembentukan Secara Manual ................................... 542
9.5. Peralatan Utama Alat Bantu, dan Landasan ............. 543
9.6. Teknik Pemukulan ..................................................... 549
9.7. Proses Tekuk/Lipat .................................................... 554
9.8. Proses Pengerolan .................................................... 562
9.9. Proses Streching (Peregangan) ................................ 575
9.10. Proses Blanking ......................................................... 580
9.11. Proses Deep Drawing ................................................ 586
9.12. Proses Squeezing (Tekanan) .................................... 598
9.13. Proses Spinning ......................................................... 602
9.14. Penguatan Pelat ........................................................ 607
9.15. Rangkuman ............................................................... 611
9.16. Soal Latihan ............................................................... 613
BAB 10. PEMBENTUKAN PANAS .................................................... 615
vii
10.1. Proses Pengerjaan Panas .......................................... 615
10.2. Sifat Logam Pada Temperatur Tinggi ........................ 616
10.3. Mekanisme Pelunakan Pada Pengerjaan Panas ...... 616
10.4. Tempa ........................................................................ 618
10.5. Ekstrusi ...................................................................... 637
10.6. Kriteria Pembentukan ................................................ 640
10.7. Cacat Pada Produk Pembentukan ............................ 644
10.8. Rangkuman ............................................................... 646
10.9. Soal Latihan ............................................................... 647
BAB 11. METODE PERAKITAN (Assembling Methods) .................... 649
11.1. Dasar-Dasar Perakitan ............................................... 649
11.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Perakitan ........... 650
11.3. Prosedur Perakitan ..................................................... 652
11.4. Metode Perakitan ....................................................... 652
11.5. Aplikasi Perakitan ...................................................... 654
11.6. Rangkuman ............................................................... 668
11.7. Soal Latihan ............................................................... 669
DAFTAR PUSTAKA............................................................................
DAFTAR ISTILAH/GLOSARY ............................................................
DAFTAR GAMBAR.............................................................................
DAFTAR TABEL .................................................................................
DIAGRAM PENCAPAIAN KOMPETENSI TEKNIK PEMBENTUKAN
Diagram ini menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan kepada peserta
didik dalam kurun waktu yang dibutuhkan serta kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan
dengan memperhatikan tata urutan/tahapan logis pemebelajaran kompetensi kejuruan digambarkan sbb:
M5.37A M6.2A
M5.7A
M18.1A M18.2A
M5.12A
M5.38A
M5.5A
M5.40A M5.39A
M6.1A
M9.2A
M7.32A M5.4A M3.3A
M5.10A
vi
PETA KOMPETENSI
Kode Kompetensi Kejuruan
M.9.2A Membaca gambar teknik
M.5.37A Gambar bukaan/bentangan geometri
M.18.1A Menggunakan perkakas tangan
M.5.4A Melakukan rutinitas las oksi-asetilin
M.5.12A Melakukan rutinitas pengelasan menggunakan las
busur manual
M.5.38A Gambar bukaan/bentangan geometri, geometri
lanjut benda selinder/persegi panjang
M.18.2A Menggunakan perkakas tangan bertenaga operasi
digenggam
M.5.5A Melakukan pemotongan secara mekanik
M.5.7A Pemanasan, pemotongan panas dan gauging
secara manual
M.3.3A Merakit pelat dan lembaran
M.7.32A Menggunakan mesin untuk operasi dasar
M.5.39A Gambar bukaan/bentangan geometri, geometri
lanjut benda kerucut/konis
M.5.40A Gambar bukaan/bentangan geometri lanjut benda
transisi
M.5.10A Melakukan fabrikasi, pembentukan, pelengkungan
dan pencetakan
M.6.1A Menempa dengan tangan
M.6.2A Menempa dengan palu besi
viii
1
PENDAHULUAN
BAB. 1
1.1. Sejarah Perkembangan Teknologi Pembentukan
Sejarah pembentukan logam dimulai sejak zaman pra sejarah yang
diperkirakan dalam rentang waktu antara tahun 4000 sampai 3000
S.M. Perkembangan pembentukan logam ini diawali pada pembuatanpembuatan
asesoris atau hiasan-hiasan kerajaan, perisai untuk
keperluan perang, peralatan rumah tangga dan sebagainya. Bahanbahan
logam ini umumnya terbuat dari bahan perunggu dan kuningan.
Proses pengerjaan yang dilakukan untuk pembuatan peralatan ini
dilakukan secara manual dengan proses pengerjaan panas maupun
dingin.
Proses pembentukan logam untuk berbagai macam peralatan ini
dikerjakan oleh para ahli logam yang mempunyai keterampilan khusus.
Para ahli logam ini mempunyai keahlian pekerjaan tangan (handy craft)
yang diperoleh secara turun temurun. Proses pembentukan untuk
bentuk-bentuk profil ini dilakukan seluruhnya dengan menggunakan
keahlian tangan. Peralatan bantu yang digunakan meliputi berbagai
macam bentuk palu, landasan-landasan pembentuk serta model-model
cetakan sederhana. Bentuk profil pelat yang dihasilkan dari proses
pembentukan ini memiliki nilai seni yang tinggi, khususnya pada bentuk
ukiran yang ditampilkan dari produk tersebut. Profil yang ditampilkan
mempunyai arti dan nilai seni dengan menampilkan bentuk-bentuk dari,
bunga-bunga, simbol-simbol, peradapan manusia serta profil-profil
binatang. Beberapa hasil peninggalan sejarah ditemukan peralatan
2
rumah tangga seperti bentuk-bentuk cangkir/cawan, berbagai macam
piring. Produk piring dan cangkir ini memiliki desain dan ukiran khusus
yang mempunyai arti dan nilai seni. Hasil survai bidang arkeologi
memberikan gambaran bahwa produk rumah tangga yang digunakan
untuk keperluan kerajaan berbeda dengan produk-produk yang
dikeluarkan untuk rakyat biasa. Biasanya produk-produk ini mempunyai
ciri-ciri khusus, mulai dari desain dan ukiran atau hiasan pada produk
tersebut. Pola-pola atau bentuk profil yang dikerjakan untuk perhiasan
atau asesoris untuk kerajaan ini memiliki tingkat artistik yang tinggi, hal
ini terlihat dari beberapa peninggalan sejarah yang ditemukan di
beberapa musium sejarah di Perancis dan kota-kota sejarah lainnya.
Pada gambar 1.1 memperlihatkan proses pembentukan yang dilakukan
dengan sistem penempaan secara tradisional. Perkembangan
teknologi pembentukan logam ini ditandai dengan ditemukannya
proses pembentukan dengan menggunakan alat-alat pembentuk
dengan menggunakan penekan sistem hidrolik, juga menggunakan
landasan, punch, swage, dies sebagai alat bantu untuk membentuk
profil-profil yang diinginkan. Jika pada awalnya proses pembentukan
dilakukan secara manual di atas landasan-landasan pembentuk
dengan menggunakan palu, maka sekarang ini proses pembentukan
dilakukan dengan berbagai macam metode.
Metode yang digunakan pada proses pembentukan logam diantaranya
adalah proses bending atau penekukan, squeezing, rolling, spinning,
deed drawing, streching, crumping, blanking, press dan sebagainya.
Setiap proses memiliki kemampuan pembentukan tersendiri, misalnya
Gambar 1.1. Tempa Tradisional
3
untuk proses bending, proses ini mampu menekuk pelat secara lurus
dan rapi yang digunakan untuk peralatan perkantoran seperti file
cabinet, locker, lemari data dan sebagainya. Proses pengerolan pelat
juga sangat banyak digunakan untuk pembuatan-pembuatan pipa,
tangki-tangki, bejana bertekanan seperti ketel atau boiler dan lain-lain.
Produk pengerolan ini juga dapat dilakukan secara manual maupun
dengan motor control. Penggerak dengan motor kontrol ini
memudahkan dalam proses pengerolan, khususnya pengerolan pelatpelat
tebal dengan tingkat ketelitian yang tinggi.
Perkembangan yang sangat pesat juga terjadi pada proses pembentukan
dengan tekanan atau press. Proses press ini dilakukan
dengan menggunakan tenaga hidraulik dengan menggunakan swage
atau cetakan dengan penekan karet (rubber) pembentuk. Proses ini
dapat dilakukan dalam keadaan dingin, khususnya untuk pengerjaan
pembentukan pelat-pelat tipis. Hasil dari produk press ini dapat
membentuk profil-profil yang sulit, dengan bentuk yang dihasilkan
tanpa cacat. Proses tekanan (press) hidrolik ini banyak digunakan
untuk pembentukan bodi-bodi mobil dengan istilah sekarang full press
body. Pelat-pelat lembaran yang mengalami pekerjaan pembentukan
ini seperti tekan menghasilkan pelat menjadi lebih kaku (rigid).
Produk pelat yang dihasilkan juga mengalami perkembangan yang
pesat, hal ini semenjak ditemukannya proses pengerolan pelat yang
menghasilkan produk pelat yang mempunyai sifat mampu bentuk,
mampu mesin dan mampu las. Produk pelat yang dihasilkan dari
proses pengerolan secara bertingkat ini mempuyai bentuk struktur
mikro yang memanjang dan pipih, sehingga pelat hasil pengerolan ini
memunyai sifat elastis atau lentur yang baik untuk dilakukan proses
pembentukan. Pelat lembaran yang berkualitas mempunyai
karakteristik sifat mampu bentuk yang baik. Sifat ini terlihat jika pelat
mengalami proses pembentukan sisi pelat yang mengalami
peregangan tidak menimbulkan keretakan. Retak ini dapat menyebabkan
terjadinya kerusakan atau robek pada komponen pelat yang
terbentuk.
Karakteristik sifat mampu las juga dapat diperlihatkan apabila pelat
tersebut mengalami proses pengelasan maka tidak terjadi retak atau
crack pada daerah transisi. Daerah transisi ini merupakan daerah yang
rentan terhadap kerusakan sebab daerah ini merupakan daerah yang
mengalami perobahan panas dan dingin. Istilah teknologi
pengelasannya adalah Heat Affect Zone (HAZ), dimana pada daerah
ini struktur mikro yang terbentuk mengalami perubahan yang tak
menentu. Akibat perubahan struktur mikro ini, maka terjadi perubahan
sifat mekanik dari bahan pelat tersebut. Perubahan sifat mekanik ini
khususnya pada sifat kekerasan dan tegangan luluhnya. Produk bahan
pelat yang dihasilkan tidak hanya diproduk untuk keperluan
4
Gambar 1.2. Mesin Bending dengan Program NC
pembentukannya saja tetapi produk-produk pelat yang digunakan
untuk keperluan khusus juga dapat dihasilkan. Produk pelat untuk
keperluan khusus ini biasanya untuk keperluan militer juga ada yang
digunakan untuk keperluaan perbankan. Produk pelat untuk keperluan
militer ini dapat dilihat dari pembuatan tank baja yang digunakan untuk
keperluan perang. Tank Baja yang dihasilkan ini mempunyai
karakteristik anti peluru, sehingga bahan pelat yang digunakan harus
tahan terhadap berbagai macam tembakan senjata. Rompi anti peluru
yang digunakan oleh aparat keamanan juga dilapisi dengan bahan
pelat anti peluru. Bahan pelat anti peluru yang digunakan untuk
melapisi bagian dada atau depan ini mempunyai tebal yang sangat tipis
jika dibandingkan dengan pelat yang digunakan untuk Tank Baja.
Walaupun keduanya digunakan untuk anti peluru.
Brankas yang digunakan untuk penyimpanan uang dan benda-benda
berharga di perbankan juga di produk dengan karakteristik khusus.
Bahkan brankas ini dirancang dengan membuat lapisan yang terdiri
dari berbagai macam jenis bahan yang digunakan untuk brankas
tersebut. Brankas ini tidak hanya tahan terhadap peluru tetapi
dibakarpun dengan temperatur tinggi tidak berpengaruh terhadap isi
brankas tersebut.
Dewasa ini perkembangan teknologi pembentukan pelat mengalami
perkembangan yang sangat pesat, hal ini terlihat dari dalam kehidupan
sehari-hari khususnya yang berdampingan dengan kita adalah alat
transportasi. Alat transfortasi seperti kereta api, mobil, kapal laut,
pesawat terbang, bodi kendaraan ini merupakan hasil produk dari
5
pembentukan pelat. Teknologi pembentukan pelat tidak hanya dilakukan
dengan menggunakan peralatan sederhana tetapi sejak
ditemukannya teknologi produksi yang menggunakan program
komputer seperti CNC (Computer Numerical Control) sangat membantu
dalam proses produksi.
Pada gambar 1.2 terlihat mesin penekuk (bending machine hydraulic)
pelat dengan tekanan sistem hidrolik. Proses pembengkokan pelat ini
menggunakan tenaga hidrolik yang berfungsi menekan dies pembengkok.
Pelat diletakkan di atas landasan sesuai dengan posisi
bagian pelat yang akan dibengkokan. Prinsip kerja alat ini dapat
dikontrol dengan pemograman sesuai dengan bentuk-bentuk bending
yang diinginkan.
Proses produksi dengan sistem hidrolik dan pemograman computer ini
terlihat dari hasil produk yang dikerjakan memiliki ketelitian tinggi serta
tingkat sifat mampu tukar (interchange ability) yang tinggi. Produksi
dengan sistem komputer ini sangat menguntungkan untuk jumlah
produksi yang besar. Jika dibandingan produksi secara manual maka
tingkat ketelitian dan mampu tukarnya dari pekerjaan manual ini
rendah. Kondisi ini sangat tidak menguntungkan pada jumlah produksi
yang besar, sebab ini akan menambah waktu dan biaya pekerjaan.
Hasil produksi pembentukan pelat secara manual ini akan menjadi lebih
mahal. Harga mahal ini menjadi rendahnya daya saing harga apalagi
jika dibandingkan dengan penggunaan bahan plastik.
Bahan plastik sudah mulai banyak menggeser penggunaan bahan
yang menggunaan bahan dasar pelat atau bahan logam. Tetapi untuk
beberapa komponen tertentu ini masih didominasi bahan yang
menggunakan bahan dasar pelat logam. Bahan dasar logam ini
mempuyai keuntungan yang lebih baik jika dibandingkan dengan
bahan plastik khususnya untuk penggunaan pada kondisi-kondisi
tertentu. Sifat bahan logam yang tidak bisa digantikan oleh bahan
plastik ini diantaranya bahan logam ini memiliki sifat mekanik yang
lebih baik seperti kekerasan, impact (tumbukan), tegangan tarik, dan
modulus elastisitas. Jika dibandingkan dari sifat-sifat fisis bahan logam
memiliki titik lebur yang lebih tinggi, sehingga bahan ini menjadi lebih
tahan panas dibandingkan dengan plastik.
6
Kemampuan untuk menghasilkan berbagai bentuk dari lembaran pelat
datar dengan laju produksi yang tinggi merupakan salah satu
perkembangan teknologi pembentukan pelat. Laju produksi yang
tinggi ini ditengarai dengan penemuan sistem pembentukan logam
secara mekanis dan hidraulik. Proses pembentukan dengan sistem ini
dipicu oleh tuntutan dunia industri pada penggunaan bahan-bahan
pelat untuk berbagai komponen permesinan. Namun demikian metode
kuno pada proses pembentukan pelat dengan tangan tidak dapat
ditinggalkan begitu saja, sebab pada proses pembentukan masih ada
beberapa bagian pembentukan yang belum sempurna. Akhirnya
proses lanjutan atau finishing komponen masih dilakukan dengan
tangan secara manual. Pada prinsipnya suatu bentuk yang dihasilkan
dari bahan lembaran pelat datar dengan cara penarikan atau perentangan
dan penyusutan dimensi elemen volume pada tiga arah
utama yang tegak lurus terhadap satu dengan yang lainnya.
Bentuk-bentuk yang diperoleh dari hasil pembentukan pelat ini
merupakan penggabungan antara proses perentangan dengan
penyusutan. Proses perentangan dan penyusutan ini memberikan
perobahan terhadap ketebalan pelat lembaran yang dibentuk. Pada
proses pembentukan ini terjadi proses pengerasan regang artinya
kekerasan bahan akan meningkat setelah adanya proses peregangan,
apabila proses ini diabaikan maka kemungkinan cacat dari hasil
pembentukan besar terjadi.
Cacat-cacat pada proses pembentukan ini diantaranya adalah
terjadinya pengeriputan antara proses perengangan dan penyusutan
komponen yang tidak seimbang. Akibat proses peregangan yang
besar dapat terjadi robek pada bagian-bagian komponen yang
mengalami penarikan yang berlebihan .
Gambar 1.3. Mesin Blanking dengan sistem Program NC
7
1.2. Ruang Lingkup
Teknik pembentukan merupakan salah satu Program Keahlian pada
Bidang Keahlian Teknik Mesin pada Kurikulum Sekolah Menengah
Kejuruan (SMK) 2004 yang acuan utamanya adalah Standar
Kompetensi Kerja Nasional Indonesia Sektor Logam dan Mesin
(SKKNI-LM).
1.2.1. Mengenal Dasar Teknik Pembentukan dan Pengecoran
Logam
๔ Dasar Teknik Pembentukan
Teknik pembentukan logam merupakan proses yang
dilakukan dengan cara memberikan perubahan bentuk pada
benda kerja. Perubahan bentuk ini dapat dilakukan dengan
cara memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi
plastis. Aplikasi pembentukan logam ini dapat dilihat pada
beberapa contohnya seperti pengerolan (rolling),
pembengkokan (bending), tempa (forging), ekstrusi
(extruding), penarikan kawat (wire drawing), penarikan dalam
(deep drawing), dan lain-lain.
Tahapan yang dilakukan dalam proses pembentukan untuk
suatu konstruksi ini meliputi:
1. Mendesain alat sesuai dengan fungsi dan kegunaannya.
2. Menganalisa konstruksi pelat terhadap dan pembebanan
3. membuat gambar desain
4. Menentukan jenis bahan pelat
5. Menentukan metode penyambungan dan penguatan
6. Menentukan metode perakitan
7. Membuat gambar kerja konstruksi alat
8. Membuat gambar bentangan
9. Melakukan pemotongan awal (pre cutting)
10. Melakukan pemotongan bahan pelat
11. Melakukan proses pembentukan
12. Menentukan alat bantu atau model
13. Metode perakitan
14. Pengukuran dimensi konstruksi
15. Uji coba konstruksi
16. Finishing
Teknologi pembentukan dewasa ini banyak digunakan untuk
berbagai keperluan. Konstruksi ini biasanya dibedakan
berdasarkan dimensi pembentukan yang diinginkan.
8
๔ Dasar Pengecoran Logam
Proses Pengecoran (casting) adalah salah satu teknik
pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku
peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan
yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan
dibuat. Pengecoran juga dapat diartikan sebagai suatu
proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan
cetakan untuk menghasilkan bagian-bagian dengan bentuk
yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Proses
pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu
traditional casting (tradisional) dan non-traditional (nontradisional).
Teknik tradisional terdiri atas:
1. Sand-Mold Casting
2. Dry-Sand Casting
3. Shell-Mold Casting
4. Full-Mold Casting
5. Cement-Mold Casting
6. Vacuum-Mold Casting
Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas :
1. High-Pressure Die Casting
2. Permanent-Mold Casting
3. Centrifugal Casting
4. Plaster-Mold Casting
5. Investment Casting
6. Solid-Ceramic Casting
Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari
proses pengecoran, yaitu:
1. Adanya aliran logam cair kedalam rongga cetak
2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan
pendinginan dari logam dalam cetakan
3. Pengaruh material cetakan
4. Pembekuan logam dari kondisi cair
Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada
pengecoran dengan sekali pakai (expendable mold) dan ada
pengecoran dengan cetakan permanent (permanent mold).
Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Oleh
karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja,
setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda
coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang
digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau.
Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan,
bentonit, resin, furan atau air gelas.
9
Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama
sebagai berikut :
o Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat
logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk
rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor.
Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola.
o Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada
benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan
dirakit pada saat cetakan akan digunakan.
o Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan
saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun.
o Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari
luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih
dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang
diinginkan.
o Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang
fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan
logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue.
Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi
pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair
yang berasal dari tungku kerongga cetakan.
o Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair
yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan
bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi.
Logam-logam yang dapat digunakan untuk melakukan
proses pengecoran yaitu: Besi cor, besi cor putih, besi cor
kelabu, besi cor maliable, besi cor nodular, baja cor dan lainlain.
Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam
operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung
pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula
muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan
material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak
dimasukkan kedalam tungku.
Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan”
logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut
dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki
beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang
dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover
fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium
cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan
wall cleaning fluxes. Tungku-tungku peleburan yang biasa
digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku
busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku
kupola.
10
1.2.2. Mengenal Dasar Statika dan Tegangan
Statika adalah bagian dari mekanika. Statika membahas
kesetimbangan benda di bawah pengaruh gaya, sedangkan
dinamika membahas gerakan benda. Ada beberapa konsep
dasar dalam mempelajari mekanika.
๔ Konsep-konsep Dasar mekanika
Konsep-konsep dasar dari mekanika meliputi ruang, waktu,
massa, gaya, partikel, dan benda tegar. Ruang adalah
daerah geometri yang ditempati oleh benda yang posisinya
digambarkan oleh pengukuran linier dan anguler relatif
terhadap sistem koordinat. Untuk persoalan tiga dimensi,
ruang membutuhkan tiga koordinat bebas, sedangkan untuk
persoalan dua dimensi diperlukan hanya dua koordinat saja.
Ruang dapat dimasukkan dalam analisis persoalan statika.
Waktu adalah ukuran persitiwa yang berurutan dan
merupakan besaran dasar dalam dinamika. Waktu tidak
dapat dimasukkan langsung dalam analisis persoalan statika
Massa adalah ukuran kelembaman benda, yang merupakan
penghambat terhadap perubahan kecepatan. Massa
merupakan hal penting untuk persoalan statika, karena
massa juga merupakan sifat setiap benda yang mengalami
gaya tarik-menarik dengan benda lain. Gaya adalah aksi
suatu benda terhadap benda lain. Suatu gaya cenderung
menggerakkan sebuah benda menurut arah kerjanya. Aksi
sebuah gaya dicirikan oleh besarannya, arah kerjanya, dan
titik kerjanya. Aksi sebuah gaya pada suatu benda dapat
digolongkan ke dalam dua pengaruh yakni luar (eksternal)
dan dalam (internal)..
Sebuah benda yang dimensinya dapat diabaikan disebut
partikel. Dalam pengertian matematis, sebuah partikel
adalah benda yang dimensinya mendekati nol, sehingga
dapat dianalisis sebagai massa titik. Partikel tidak dapat
dimasukkan dalam analisis persoalan statika. Benda tegar,
jika gerakan relatif antar bagian-bagiannya dapat diabaikan
langsung. Statika terutama membahas perhitungan gaya luar
yang bekerja pada benda tegar yang berada dalam
kesetimbangan.
๔ Konsep Dasar Kesetimbangan
Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda
tersebut dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan
bergerak beraturan/dinamis.
11
Gambar 1.4. Jenis Tumpuan dan arah Reaksinya
Rol
Arah gerakannya
Sendi, engsel dan jepit
Arah gerakannya
Ditinjau dari keadaannya, kesetimbangan terbagi dua, yaitu:
1. Keseimbangan translasi
2. Keseimbangan Rotasi
Macam Kesetimbangan Statis :
1. Kesetimbangan Stabil: setelah gangguan, benda berada
pada posisi semula.
2. Kesetimbangan Labil: setelah gangguan, benda tidak
kembali ke posisi semula
3. Kesetimbangan Indiferen (netral): setelah gangguan, titik
berat tetap benda tetap pada satu garis lurus seperti
semula
Agar benda setimbang akibat pembebanan diperlukan titik
tumpuan. Arah reaksi titik tumpuan tersebut tergantung dari
posisi beban dukung serta jenis titik tumpuan yang
digunakan. Adapun janis-jenis tumpuan yang dipakai sebagai
berikut:
1. Rol
2. Sendi engsel dan jepit
Untuk menghitung besarnya reaksi tumpuan dapat dilakukan
dengan cara analitis (perhitungan) dan cara grafis (gambar).
๔ Konsep Dasar Tegangan dan Regangan
Proses pembentukan secara metalurgi merupakan proses
deformasi plastis. Deformasi plastis ini artinya adalah apabila
bahan mengalami pembebanan sewaktu terjadinya proses
pembentukan , dimana setelah beban dilepaskan maka
diharapkan pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahan
yang mengalami proses pembentukan ini mengalami
peregangan atau penyusutan. Terbentuknya bahan inilah
12
yang dikatakan sebagai deformasi plastis. Kondisi proses
pembentukan dengan deformasi plasitis ini mendekatkan
teori pembentukan dengan Teori Plastisitas.
Teori Plastisitas membahas prilaku bahan pada regangan
dimana pada kondisi tersebut Hukum Hook tidak berlaku lagi.
Aspek-aspek deformasi plastis membuat formulasi matematis
teori plastisitas lebih sulit daripada perilaku benda pada
elastis. Pada hasil uji tarik sebuah benda uji menunjukan
grafik tegangan regangan yang terbentuk terdiri dari
komponen elastis yang ditunjukan pada garis linear dan
kondisi plastis ditujukan pada garis parabola sampai
mendekati putus. Deformasi elastis tergantung dari keadaan
awal dan akhir tegangan serta regangan. Regangan plastis
tergantung dari jalannya pembebanan yang menyebabkan
tercapainya keadaan akhir. Gejala pengerasan regang
(strain hardening) sewaktu pelat mengalami proses
pembentukan sulit diteliti dengan pendekatan teori plastisitas
ini.
Bahan anisotropi plastis, histeristis plastis dan efek
Bauschinger tidak dapat dibahas dengan mudah oleh teori
plastisitas. Teori plastisitas telah menjadi salah satu bidang
mekanika kontinum yang paling berkembang, dan suatu
kemajuan untuk mengembangkan suatu teori dalam
rekayasa yang penting. Analisis regangan plastis diperlukan
dalam menangaini proses pembentukan logam. Teori
plastisitas ini didasari atas pengujian tarik, dimana pengujian
tarik ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatu
bahan.
Prinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalah
dengan melakukan penarikan terhadap suatu bahan sampai
bahan tersebut putus/patah. Gaya tarik yang dikenakan pada
spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu sepesimen
(bahan uji) dan tegak lurus terhadap penampang spesimen.
Spesimen dibuat dengan standar dimensi yang sudah
ditentukan menurut BS, ISO, ASTM dan sebagainya.
Sebelum dan sesudah melakukan pengujian terhadap benda
Gambar 1.5. Sebuah benda diberi gaya tarik
P P
13
uji ini biasanya semua dimensi dari benda uji dianalisis lebih
lanjut.
Pengujian tarik merupakan pengujian terpenting dalam
pengujian statis. Secara skematis hasil pengujian tarik untuk
logam diperlihatkan pada gambar 1.5 di bawah ini:
Hasil pengujian tarik ini diperlihatkan pada gambar grafik
tegangan regangan. Grafik tegangan regangan merupakan
gambaran karakteristik suatu bahan yang mengalami tarikan.
Pada grafik tegangan regangan ini dapat memberikan acuan
pada seorang perencana dalam menentukan dimensi
komponen mesin yang akan digunakan. Jika komponen
mesin yang akan digunakan untuk beban yang tidak boleh
melebihi batas luluhnya maka tegangan yang diizinkan tidak
boleh melebihi dari batas proposionalnya yakni: pada saat
terjadinya mulur/luluh. Batas proporsional ini disebut juga
dengan batas elastisitas yang artinya apabila spesimen di
tarik maka akan mengalami pertambahan panjang, jika
beban dilepaskan pada batas elastisitas ini maka
sepesiemen akan kembali kekeadaan semula. Pada batas
proporsional atau batas elastis berlaku hukum Hooke:
E
๔
๔ ๔ atau
E Ao
F
Lo
L
.
๔
๔
dimana :
E = Modulus elastisitas yang merupakan konstanta bahan
๔ = Regangan
Gambar 1.6. Grafik Tegangan Regangan (Sardia &Kenji, 1984)
14
๔ = Tegangan
๔L = Pertambahan panjang material
Lo = Panjang mula-mula dari material
F = Beban tarik
Ao = Luas penampang awal material
Untuk menghitung tegangan ( ๔ ) dan regangan (๔)
digunakan rumus :
๔ =
Ao
F
dan
๔ = ๔ต100%
๔ง
Lo
l
dimana :
F = gaya (Newton)
Ao = luas penampang awal (m2)
Lo = panjang mula-mula (m)
๔L = perpanjangan (m)
Reduksi penampang dihitung dengan menggunakan rumus :
Q = ๔ต100%
๔
Ao
Ao Af
dimana:
Q = reduksi penampang dalam persen
Ao = luas penampang awal
Af = luas penampang
Apabila deformasi terjadi memanjang, terjadi pula deformasi
penyusutan yang melintang. Kalau regangan melintang
(lateral strain) ๔ฐr perbandingannya dengan e (linear strain);
disebut perbandingan Poisson, dinyatakan dengan ฮผ,
ฮผ = ๔ฐr/ ๔ฐ (Dieter, 1986)
Dalam kenyataan, harga ๔ bagi bahan berkristal seperti
logam kira-kira 1/3, dapat ditentukan dengan perhitungan
terperinci dari hubungan antara konfigurasi atom dan arah
tegangan.
Apabila batang uji menerima deformasi elastis karena
tarikan, volumenya menjadi Vt= V+๔ปV, dimana ๔ปV adalah
pertambahan volume akibat spesimen mengalami tarikan.
Perbandingan pertambahan volume dengan volume awal
yakni : ๔ปV/V disebut juga dengan regangan volume
(volumetric strain). Perbandingan tegangan dengan regangan
volume disebut Modulus elastisitas Bulk (Dieter, 1986).
15
Modulus elastik Bulk (K) Jika ๔ฐV = 1/3 maka K = ๔ฐ / 3 yang
artinya dalam deformasi elastik volume mengembang. Dalam
hal geseran, regangan ๔ mempunyai hubungan dengan
tegangan geser ๔ yaitu: ๔ = G x ๔ (Dieter,1986), G disebut
sebagai modulus geser (modulus of rigidity).
Jika dilihat dari gambar grafik tegangan dan regangan
memperlihatkan bahwa sesudah garis linear muncul daerah
luluh dan selanjutnya garis membentuk lengkungan sampai
putus. Garis melengkung inilah merupakan fungsi dari
Modulus elastisitas Bulk yang digunakan pada prinsip
pembentukan.
Suatu modulus elastik ditentukan oleh gaya antar atom
karena itu dalam hal kristal tunggal sangat dipengaruhi oleh
arah konfigurasi atom tetapi sukar dipengaruhi oleh cacat dan
ketakmurnian. Kalau dilihat hanya dari antar-aksi dua atom
logam, diameter rata-rata dari atom kira-kira 3 X 10-10 m. dan
gaya antar atom biasanya 10 -4 N, 10 -4/(3X 10_,0)2£= 101S N/m2,
seharusnya dalam orde 100 GPa.
Gambar di atas menunjukkan hubungan antara tegangan dan
regangan dalam daerah elastik mempergunakan karet
sebagai model dari bahan amorf dan logam polikristal sebagai
model dari bahan berkristal. Pada logam, daerah elastik
dinyatakan oleh bagian lurus dari hubungan tersebut dan
gradiennya sebagai modulus elastik. Secara teknik batas
daerah tersebut ditentukan oleh regangan sisa apabila beban
Gambar 1.7. Kurva Tegangan dan Regangan di Daerah Elastik
(Dieter,1986)
16
ditiadakan seperti ditunjukkan dalam gambar. Harga ini
dinamakan batas elastis.
Kekuatan mulur didapat pada tegangan yang menyebabkan
perpanjangan 0,2%. Bagian lurus kurva atau modulus elastis,
tidak akan berubah karena ada deformasi plastis. Untuk mendapat
tegangan mulur, ukurkan deformasi 0,2% dari titik nol
ada sumbu regangan, kemudian tarik garis sejajar dengan
bagian kurva yang lurus memotong kurva pada titik C, tinggi
titik C menyatakan tegangan mulur. Cara ini dinamakan
metode off set atau disebut metode tegangan mulur atau
tegangan uji 0,2%. Kalau bahan dideformasikan pada
temperatur sangat rendah dibandingkan dengan titik cairnya,
maka pengerasan terjadi mengikuti deformasinya. Gejala ini
dinamakan pengerasan regangan atau pengerasan kerja.
Pengerasan regangan terjadi selama pengujian tarik, dan
karena regangan bertambah, maka kekuatan mulur, kekuatan
tarik dan kekerasannya, meningkat, sedangkan hantaran listrik
dan masa jenisnya menurun. Kristal logam mempunyai
kekhasan dalam keliatan yang lebih besar dan pengerasan
regangan yang luar bisa. Sebagai contoh, kekuatan mulur
baja lunak sekitar 180 MPa, yang dapat ditingkatkan sampaikira-
kira 900 MPa oleh pengerasan regangan. Hal ini
merupakan sesuatu yang berguna.
๔ Mengenal Dasar Gaya Geser dan Bengkokan
Pengaruh sebuah gaya pada sebuah benda dapat
menyebabkan kecendrungan untuk menggerakkan benda
(tarik, tekan) dan memutar benda (rotasi). Kecendrungan
untuk memutar tersebut merupakan pengaruh gaya terhadap
benda yang ditinjau dari titik tertentu atau titik perputaran
Gambar.1.8. Hubungan Tegangan-Regangan
pada Bahan Mulur Kontinu
(Dieter,1986)
17
yang letaknya pada benda diluar garis gaya tersebut.
Pengaruh putaran ini disebut momen yang besarnya
ditentukan oleh besar gaya dan lengan momen.
Jika sejumlah gaya bekerja pada suatu gelagar (beam) yang
mendapat tumpuan setiap ujungnya gaya akan
menyebabkan terjadinya bengkokan, maka momen yang
timbul disebut momen bengkok. Besarnya momen bengkok
dapat dihitung dengan rumus:
r
E
I y
M ๔ ๔
๔
Dimana:
M = Momen bengkok
๔ = Tegangan bengkok
I = Momen inersia
E = Modulus elastisitas
y = jarak maksimum dari sumbu
r = Jari-jari
Jika y merupakan jarak maksimum dari sumbu, maka I dibagi
y adalah modulus penampang Z, sehingga tegangan
maksimum pada penampang diperoleh:
Z
๔ ๔ M
M ๔ ๔ Z
Dengan demikian, momen bengkok (M) dari suatu
penampang sama dengan tegangan maksimum yang
diizinkan dikalikan dengan modulus penampang (Z).
๔ Mengenal Dasar Puntiran (Torsi)
Ketika sebuah poros menerima suatu puntiran, maka setiap
bagian adalah dalam keadaan geser. Poros akan terpuntir
dan resultan tegangan geser dari regangan ini akan
menghasilkan suatu momen tahanan (moment of resistance),
sama besar dan berlawanan arah dengan torsi yang
diaplikasikan. Regangan geser berbanding langsung dengan
radius dan karenanya mengikuti hukum Hooke. Tegangan
juga berbanding langsung dengan radius.
Perhitungan momen puntir dapat dilakukan dengan rumus:
l
G
J r
T ๔ ๔
๔ ๔
18
dimana:
T = Torsi (puntiran)
๔ = Tegangan geser
J = Momen lembam inersia
r = Jari-jari
G = Modulus geser
๔ = Sudut puntir
L = Panjang batang
1.2.3. Mengenal Komponen/Elemen Mesin
๔ Paku Keling/Rivet.
Paku keling/rivet adalah salah satu metode penyambungan
yang sederhana. Sambungan keling umumnya diterapkan
pada jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal dan pesawat
terbang. Penggunaan metode penyambungan dengan paku
keling ini juga sangat baik digunakan untuk penyambungan
pelat-pelat alumnium. 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.
Cara pemasangan paku keling adalah sebagai berikut:
๔ธ Tidak terlalu berdekatan dan berjauhan jaraknya.
๔ธ Jika jarak antar paku terlalu besar dapat terjadi buckling.
Jarak maksimum biasanya adalah 16 x tebal plat.
Gambar 1.9. Paku keling/rivet
min. 3 d
d
Gambar 1. 10. Jarak pemasangan paku keling
19
๔ธ Jarak dan pusat paku keling dengan sisi plat tidak boleh
terlalu kecil, sebab dapat terjadi kegagalan.
๔ Sambungan Las
Proses pengelasan adalah proses penyambungan logam
dengan menggunakan energi panas. Sambungan las
mempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyai
kekuatan sambungan yang memadai. Sambungan las ini
juga mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yang
relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yang
lainnya. Di samping itu segi operasional pengerjaan
sambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah.
Ada beberapa macam jenis pengelasan yang dilakukan untuk
menyambung logam, yaitu:
o Las Resistansi Listrik (Tahanan)
Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasan
dimana permukaan pelat yang disambung ditekankan
satu sama lain dan pada saat yang sama arus listrik
dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas
dan mencair karena adanya resistensi listrik. Sambungan
las resistensi listrik dibagi atas dua kelompok sambungan
yaitu sambungan tumpang dan sambungan tumpul. Las
resistansi listrik ini sangat baik digunakan untuk
menyambung pelat-pelat tipis sangat.
Proses pengelasan dengan las resistansi listrik untuk
penyambungan pelat-pelat tipis yang biasa digunakan
terdiri dari 2 jenis yakni :
o Las Titik (Spot Welding)
Pengelasan dengan las titik ini hasil pengelasannya
membentuk seperti titik. Elektroda penekan terbuat dari
batang tembaga yang dialiri arus listrik yakni, elektroda
atas dan bawah. Elektroda sebelah bawah sebagai
penumpu plat dalam keadaan diam dan elektroda atas
bergerak menekan pelat yang akan disambung. Agar
pelat yang akan disambung tidak sampai bolong sewaktu
proses terjadinya pencairan maka kedua ujung elektroda
diberi air pendingin.
o Las Resistansi Rol (Rolled Resistance Welding)
Proses pengelasan resistansi tumpang ini dasarnya sama
dengan las resistansi titik, tetapi dalam pengelasan
tumpang ini kedua batang elektroda diganti dengan roda
20
yang dapat berputar sesuai dengan alur/garis pengelasan
yang dikehendaki
o Las Busur Listrik
Energi masukan panas las busur listrik bersumber dari
beberapa alternatif diantaranya energi dari panas
pembakaran gas, atau energi listrik. Panas yang
ditimbulkan dari hasil proses pengelasan ini melebihi dari
titik lebur bahan dasar dan elektroda yang di las. Kisaran
temperatur yang dapat dicapai pada proses pengelasan
ini mencapai 2000-3000ยบ C. Pada temperatur ini daerah
yang mengalami pengelasan melebur secara bersamaan
menjadi suatu ikatan metalurgi logam lasan.
Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam pengelasan
las busur listrk adalah pemilihan elektroda yang tepat.
Secara umum semua elektroda diklasifikasikan menjadi
lima kelompok utama yaitu mild steel, hight carbon steel,
special alloy steel, cast iron dan non ferrous. Rentangan
terbesar dari pengelasan busur nyala dilakukan dengan
elektroda dalam kelompok mild steel (baja lunak).
o Penyambungan dengan Las Oxy-Asetilen
Pengelasan dengan gas oksi-asetilen dilakukan dengan
membakar bahan bakar gas C2 H2 dengan O2, sehingga
menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencair
logam induk dan logam pengisi. Sebagai bahan bakar
dapat digunakan gas-gas asetilen, propan atau hidrogen.
Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak
digunakan adalah asetilen, sehingga las pada umumnya
diartikan sebagai las oksi-asetilen.
o Las TIG (Tungsten Inert Gas)/GTAW (Gas Tungsten
Arc Welding)
Pengelasan dengan gas pelindung Argon (Tungsten Iner
Gas) merupakan salah satu pengembangan dari
pengelasan yang telah ada yaitu pengembangan dari
pengelasan secara manual yang khususnya untuk
pengelasan non ferro (alumunium, magnesium kuningan
dan lain-lain, baja spesial (Stainless steel) dan logamlogam
anti korosi lainnya. Pengelasan Tungsten Inert Gas
(TIG) ini tidak menggunakan proses elektroda sekali
habis (non consumable electrode). Temperatur yang
dihasilkan dari proses pengelasan ini adalah 3000 0F atau
1664,8 0C dan fungsi gas pelindung adalah untuk
menghidari terjadinya oksidasi udara luar terhadap cairan
logam yang dilas.
21
Gambar 1.11. Baut dan Mur
o Las MIG (Metal Inert Gas Arc Welding)/Gas Metal Arc
Welding (GMAW)
Gas Metal Arc Welding (GMAW) adalah proses
pengelasan yang energinya diperoleh dari busur listrik.
Busur las terjadi di antara permukaan benda kerja dengan
ujung kawat elektroda yang keluar dari nozzle bersamasama
dengan gas pelindung.
๔ Sambungan Skrup/Baut dan Mur.
Sekrup atau baut adalah suatu batang atau tabung dengan
alur heliks pada permukaannya. Penggunaan utamanya
adalah sebagai pengikat (fastener) untuk menahan dua
obyek bersama, dan sebagai pesawat sederhana untuk
mengubah torsi (torque) menjadi gaya linear. Baut dapat juga
didefinisikan sebagai bidang miring yang membungkus suatu
batang. Sambungan skrup/baut dan mur merupakan
sambungan yang tidak tetap artinya sewaktu-waktu
sambungan ini dapat dibuka.
Baut, mur dan screw mempunyai ulir sebagai pengikat. Ulir
digolongkan menurut bentuk profil penampangnya
diantaranya: ulir segitiga, persegi, trapesium, gigi gergaji dan
bulat. Baut, mur dan screw digolongkan menurut bentuk
kepalanya yakni segi enam, socket segi enam dan kepala
persegi.
๔ Poros
Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya
berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen
seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan
elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban
lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran
22
yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu
dengan lainnya.
Poros dibagi atas beberapa macam yaitu:
๔ธ Berdasarkan pembebanannya poros dibagi atas transmisi
(transmission shaft), poros gandar, dan poros spindle.
๔ธ Berdasarkan bentuknya poros dapat dibagi atas poros
lurus dan poros engkol. Poros engkol adalah sebagai
penggerak utama pada silinder mesin.
Hal-hal yang harus diperhatikan berkaitan dengan poros
antara lain:
o Kekuatan poros
o Kekakuan poros
o Putaran kritis
o Korosi
o Material poros.
Dari segi kekuatan poros, poros transmisi akan menerima
beban puntir (twisting moment), beban lentur (bending
moment) ataupun gabungan antara beban puntir dan lentur.
Dari segi kekakuan poros, sebuah poros meskipun
mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam menahan
pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang
terlalu besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin
perkakas), getaran mesin (vibration) dan suara (noise). Dari
segi putaran kritis, bila putaran mesin dinaikan maka akan
menimbulkan getaran pada mesin tersebut.
Apabila terjadi kontak langsung antara poros dengan fluida
korosif maka dapat mengakibatkan korosi pada poros
tersebut, misalnya propeller shaft pada pompa air. Material
poros yang biasa digunakan untuk putaran tinggi dan beban
Gambar 1.12. Poros Propeler Kapal
23
Gambar 1.13. Kopling
yang berat pada umumnya dibuat dari baja paduan (alloy
steel) dengan proses pengerasan kulit (case hardening)
sehingga tahan terhadap keausan. Beberapa diantaranya
adalah baja khrom nikel, baja khrom nikel molebdenum, baja
khrom, baja khrom molibden, dll.
๔ Kopling
Kopling merupakan piranti otomotif yang berfungsi
menghubungkan atau melepaskan pengaruh putaran mesin
dengan transmisi. Artinya bila sedang difungsikan, maka
kopling akan memutus putaran mesin sehingga daya
geraknya tak saling berkait dengan transmisi. Bila kopling tak
diinjak (difungsikan) maka rambatan putaran mesin akan
kembali menggerakkan roda mobil bersangkutan.
Singkatnya, kopling berfungsi sebagai 'perantara' yang
mendukung kerja transmisi terhadap tingkat kecepatan mobil
bergerak.
Karena pentingnya peran itu, kopling terbagi dalam sejumlah
komponen yang masing-masing memiliki fungsi saling
mendukung bagi optimasi tugas 'perantara' itu. Satu set
kopling terdiri dari pilot bearing, clutch disc (piringan kopling),
cover clutch (populer sebagai matahari), dan release bearing.
Bagian kopling yang paling sering mengalami keausan
adalah clutch disc. Itu karena fungsi kopling yang harus
selalu menahan gerak putaran, sementara gigi transmisi
difungsikan. Bila bagian ini rusak maka mobil sama sekali tak
bisa bergerak. Sementara kalau kerusakan pada bagian lain,
umumnya hanya menyebabkan pedal kopling terasa
bergetar.
24
๔ Bejana Tekan
Bejana tekan merupakan suatu konstuksi berbentuk tabung
yang menerima beban tekan. Tekanan pada tabung ini bersal
dari isi atau fungsi tabung sebagai tempat penyimpanan
fluida gas atau cairan yang bertekanan. Konstruksi bejana
tekan ini biasanya terbuat dari baja tahan karat sesuai
dengan fluida yang tersimpan didalamnya. Proses
pembuatan bejana tekan ini dilakukan dengan proses
pengerolan dan perakitannya menggunakan proses
pengelasan.
Proses pengelasan yang digunakan dipertimbangkan
berdasarkan tingkat kerapatan, kebocoran dan sekaligus
kekuatannya. Bejana tekan ini dilengkapi dengan berbagai
assesoris seperti: alat pengukur tekanan (pressure gauge)
katup-katup dan berbagai macam alat ukur lainnya. Industri
yang banyak menggunakan bejana tekan ini diantaranya
adalah industri kimia, ketel-ketel uap, pabrik-pabrik minyak
dan sebagainya.
๔ Pasak
Pasak merupakan komponen yang sangat penting dalam
perencanaan suatu poros. Pasak dipastikan sangat terkait
dengan poros dan roda. Posisi pasak berada diantara poros
dan roda. Sesuai dengan fungsi pasak yakni sebagai
penahan agar roda yang berputar pada poros tidak selip,
maka rancangan suatu pasak harus dipertimbangkan
Gambar 1.14. Bejana Tekan
25
berdasarkan momen puntir yang bekerja pada roda dan
poros tersebut. Dimensi pasak berbentuk empat persegi
panjang dipasang pada alur pasak di poros dan roda.
๔ Roda gigi
Transmisi daya adalah upaya untuk menyalurkan/memindahkan
daya dari sumber daya (motor diesel, bensin, turbin
gas, motor listrik dll) ke mesin yang membutuhkan daya
(mesin bubut, pompa, kompresor, mesin produksi dll). Ada
dua klasifikasi pada transmisi daya :
o Transmisi daya dengan gesekan (transmission of friction):
Direct transmission (roda gesek dll), dan Indirect
transmission (belt , ban mesin)
Gambar 1.15. Poros, pasak, kopling
Gambar 1.16. Macam-macam bentuk Pasak
26
o Transmisi dengan gerigi (transmission of mesh): Direct
transmission (gear), dan Indirect transmission (rantai,
timing belt dll).
Roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar
dan putaran yang tepat serta jarak yang relatif pendek.
Roda gigi dapat berbentuk silinder atau kerucut. Transmisi
roda gigi mempunyai keunggulan dibandingkan dengan
sabuk atau rantai karena lebih ringkas, putaran lebih tinggi
dan tepat, dan daya lebih besar. Kelebihan ini tidak selalu
menyebabkan dipilihnya roda gigi di samping cara yang
lain, karena memerlukan ketelitian yang lebih besar dalam
pembuatan, pemasangan, maupun pemeliharaannya.
๔ Jenis/Profil gigi pada roda gigi
o Profil gigi sikloida (cycloide): struktur gigi melengkung
cembung dan cekung mengikuti pola sikloida .
Jenis gigi ini cukup baik karena presisi dan
ketelitiannya baik , dapat meneruskan daya lebih
besar dari jenis yang sepadan, juga keausannya
dapat lebih lama. Tetapi mempunyai kerugian,
diantaranya pembuatanya lebih sulit dan
pemasangannya harus lebih teliti (tidak dapat
digunakan sebagai roda gigi pengganti/change
wheel), dan harga lebih mahal .
o Profil gigi evolvente: struktur gigi ini berbentuk
melengkung cembung, mengikuti pola evolvente.
Jenis gigi ini struktur cukup sederhana, cara
pembuatanya lebih mudah, tidak sangat presisi dan
maupun teliti, harga dapat lebih murah , baik ekali
digunakan untuk roda gigi ganti. Jenis profil gigi
evolvente dipakai sebagai profil gigi standard untuk
semua keperluan transmisi.
o Profil gigi khusus: misalnya; bentuk busur lingkaran
dan miring digunakan untuk transmisi daya yang
besar dan khusus.
Bentuk roda gigi yang sering digunakan adalah:
o Gigi lurus (spur gear)
o Gigi miring (helical gear)
o Gigi panah (double helica/ herring bone gear)
o Gigi melengkung/bengkok (curved/spherical gear )
27
๔ Kerjasama Roda Gigi
o Sumbu roda gigi sejajar/paralel:
Dapat berupa kerjasama roda gigi lurus, miring atau
spherical.
o Sumbu roda gigi tegak lurus berpotongan :
Dapat berupa roda gigi trapesium/payung/bevel
dengan profil lurus (radial), miring (helical) atau
melengkung (spherical)
o Sumbu roda gigi menyilang tegak lurus :
Dapat berupa roda gigi cacing(worm), globoida,
cavex, hypoid, spiroid atau roda gigi miring atau
melengkung.
o Sumbu roda gigi menyilang :
Dapat berupa roda gigi skrup (screw/helical) atau
spherical.
o Sumbu roda gigi berpotongan tidak tegak lurus :
Dapat berupa roda gigi payung/trapesium atau helical
dll.
๔ Syarat Dua Roda Gigi Bekerja-Sama
Beberapa hal yang harus diperhatikan pada roda gigi,
apabila dua roda gigi atau lebih bekerja sama maka:
1. Profil gigi harus sama ( spur atau helical dll)
2. Modul gigi harus sama ( modul gigi adalah salah satu
dimensi khusus roda gigi)
3. Sudut tekanan harus sama (sudut perpindahan daya
antar gigi)
Gambar 1.17. Bentuk-bentuk roda gigi
(jayatehnik.indonetwork.co.id)
28
Modul gigi adalah besaran/dimensi roda gigi, yang dapat
menyatakan besar dan kecilnya gigi .Bilangan modul
biasanya bilangan utuh, kecuali untuk gigi yang kecil.
(Bilangan yang ditulis tak berdimensi, walaupun dalam
arti yang sesungguhnya dalam satuan mm)
Sudut tekanan adalah sudut yang dibentuk antara garis
singgung dua roda gigi dan garis perpindahan gaya
antar dua gigi yang bekerja sama.
Perbedaan modul menyebabkan bentuk sama tetapi
ukurannya diperkecil, sedangkan perbedaan sudut
tekanan menyebabkan tinggi gigi sama tetapi dapat lebih
ramping.
Modul gigi (M): M = t / (pi)
T = jarak bagi gigi (pitch)
M = ditulis tanpa satuan ( diartikan dalam: mm)
Diameter roda gigi : (ada empat macam diameter gigi)
1. Diameter lingkaran jarak bagi (pitch = d )
2. Diameter lingkaran dasar (base)
3. Diameter lingkaran kepala (adendum/max)
4. Diameter lingkaran kaki (didendum/min)
Diamater lingkaran jarak(bagi) : d = M . z ------ (mm)
z = jumlah gigi
sehingga : d = ( t . z )/ p ----- (mm)
Sudut tekanan (๔) sudut yang dibentuk dari garis
horisontal dengan garis normal dipersinggungan antar
gigi. Sudut tekanan sudah di standarkan yaitu: ๔ = 200.
Akibat adanya sudut tekanan ini, maka gaya yang
dipindahkan dari roda gigi penggerak (pinion) ke roda gigi
yang digerakkan (wheel), akan diuraikan menjadi dua
gaya yang saling tegak lurus (vektor gaya), gaya yang
sejajar dengan garis singgung disebut: gaya tangensial,
Gambar 1.18. Gambar Sudut Tekanan Roda Gigi
29
sedang gaya yang tegak lurus garis singgung (menuju
titik pusat roda gigi) disebut gaya radial. Gaya tangensial
merupakan gaya yang dipindahkan dari roda gigi satu ke
roda gigi yang lain. Gaya radial merupakan gaya yang
menyebabkan kedua roda gigi saling mendorong ( dapat
merugi kan). Dalam era globalisasi sudut tekanan
distandarkan: ๔= 200.
๔ Transmisi Roda Gigi
Transmisi daya dengan roda gigi mempunyai
keuntungan, diantaranya tidak terjadi slip yang
menyebabkan speed ratio tetap, tetapi sering adanya slip
juga menguntungkan, misalnya pada ban mesin (belt) ,
karena slip merupakan pengaman agar motor penggerak
tidak rusak.
Apabila putaran keluaran (output) lebih rendah dari
masukan (input) maka transmisi disebut: reduksi
(reduction gear), tetapi apabila keluaran lebih cepat dari
pada masukan maka disebut: inkrisi ( increaser gear).
Perbadingan input dan output disebut perbandingan
putaran transmisi (speed ratio), dinyatakan dalam notasi:
i.
Speed ratio : i = n1 / n2 = d2 / d1 = z2 / z1
Apabila: i < 1 = transmisi roda gigi inkrisi
i > 1 = transmisi roda gigi reduksi
Ada dua macam roda gigi sesuai dengan letak giginya :
1. Roda gigi dalam (internal gear), yang mana gigi
terletak pada bagian dalam dari lingkaran jarak bagi.
2. Roda gigi luar (external gear), yang mana gigi terletak
dibagian luar dari lingkaran jarak, jenis roda gigi ini
paling banyak dijumpai.
Roda gigi dalam banyak dijumpai pada transmisi roda
gigi planit (planitary gear) dan roda gigi cyclo. Apabila
dua roda gigi dengan gigi luar maka putaran output akan
berlawanan arah dengan putaran inputnya, tetapi bila
salah satu roda gigi dengan gigi dalam maka arah
putaran output akan sama dengan arah putaran input.
Bila kerjasama lebih dari dua roda gigi disebut: transmisi
kereta api (train gear).
๔ Roda gigi payung (bevel gear)
Roda gigi payung atau roda gigi trapesium digunakan
apabila diinginkan antara sumbu input dan sumbu output
menyudut 900.
30
Gambar 1.19. Roda Gigi Payung
(lpmpjogja.diknas.go.id)
Gambar 1.20. Roda Gigi Cacing
(www.premier-gear.com)
Bentuk gigi yang biasa dipakai pada roda gigi payung :
๔ Bentuk gigi lurus atau radial
๔ Bentuk gigi miring atau helical
๔ Bentuk gigi melengkung atau spherical.
Gaya yang ada: yaitu gaya tangensial, Gaya radial, Gaya
aksial. Ketiga gaya dapat dilukiskan sebagai gaya dalam
3 dimensi.
๔ Roda gigi cacing (worm gear)
Roda gigi cacing (worm) digunakan apabila diinginkan
antara sumbu input dan sumbu output menyilang tegak
lurus .Roda gigi cacing mempunyai karakteristik yang
khas, yaitu input dan output tidak dapat dipertukarkan.
Jadi input selalu dari roda cacingnya (worm)
Putaran roda gigi cacing (worm) = nWO
Jumlah jalan /gang/spoed = zWO ( 1, 2, 3 )
31
Gambar 1.21. Flat Belt
(www.indiamart.com)
Gambar 1.23. Timing Belt
(timingbelt.soben.com)
Gambar 1.22. V-Belt
(www.emerson-ept.com)
๔ Sabuk/Ban
Biasanya sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara 2
buah poros yang sejajar dan dengan jarak minimum antar
poros yang tertentu. Secara umum, sabuk dapat
diklasifikasikan menjadi 3 jenis:
1. Flat belt
2. V-belt
3. Timing belt
32
Sebagian besar transmisi sabuk menggunakan sabuk-V
karena mudah penanganannya dan harganyapun murah.
Kecepatan sabuk direncanakan untuk 10 sampai 20 (m/s)
pada umumnya, dan maksimum sampai 25 (m/s). Daya
maksimum yang dapat ditransmisikan kurang lebih sampai
500 (kW).
Sabuk V terbuat dari karet dan mempunyai penampang
trapesium. Tenunan tetoron atau semacamnya
dipergunakan sebagai inti sabuk untuk membawa tarikan
yang besar. Sabuk-V dibelitkan di keliling alur puli yang
berbentuk V pula. Bagian sabuk yang sedang membelit pada
puli ini mengalami lengkungan sehingga lebar bagian
dalamnya akan bertambah besar. Gaya gesekan juga
akan bertambah karena pengaruh bentuk baji, yang akan
menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan
yang relatif rendah.
Perputaran pulley yang terjadi terus menerus akan
menimbulkan gaya sentrifugal (centrifugal force), sehingga
mengakibatkan peningkatan kekencangan pada sisi kencang/
tight side (T1) dan sisi kendor/slack side (T2). Perubahan
tegangan tarik yang terjadi pada sabuk datar yang
disebabkan oleh gesekan antara sabuk dengan pulley akan
menyebabkan sabuk memanjang atau mengerut dan
bergerak relatif terhadap permukaan pulley, gerakan ini
disebut dengan elastic creep. dengan panjang sabuk yang
digunakan seakan-akan tidak dapat digunakan sebagai
pendekatan matematis dalam mengatur ketegangan sabuk
jika kekencangan sabuk hanya ditinjau dari segi jarak sumbu
saja. Oleh karena itu pada sabuk tersebut perlu digunakan
idler pulley ataupun ulir pengatur jarak sumbu sehingga
ketegangan sabuk dapat diatur dan jarak sumbu yang
diperoleh melalui pendekatan empiris di atas merupakan
jarak sumbu minimal yang sebaiknya dipenuhi dalam
perancangan sabuk.
Pulley dapat digunakan untuk mentransmisikan daya dari
poros satu ke poros yang lain melalui sistem transmisi
penggerak berupa flat belt, V-belt atau circular belt.
Perbandingan kecepatan (velocity ratio) pada pulley
berbanding terbalik dengan diameter pulley dan secara
matematis ditunjukan dengan pesamaan : D1/D2 = N2/N1
Berdasar material yang digunakan, pulley dapat
diklasifikasikan dalam:
1. Cast iron pulley
2. Steel pulley
33
Gambar 1.24. Rantai dan Sproket
(www.tptsa.co.za)
3. Wooden pulley
4. Paper pulley
๔ Rantai dan Sproket
Transmisi rantai-sproket digunakan untuk transmisi tenaga
pada jarak sedang. Kelebihan dari transmisi ini dibanding
dengan transmisi sabuk-puli adalah dapat digunakan untuk
menyalurkan daya yang lebih besar.
Kelebihan dari penggunaan transmisi rantai dan sproket
adalah:
- Transmisi tanpa slip (perbandingan putaran tetap)
- Dapat meneruskan daya besar
- Keausan kecil pada bantalan
- Jarak poros menengah (antara belt dan gear)
Sedangkan kekurangan dari transmisi ini adalah:
- Tidak dapat dipakai untuk kecepatan tinggi (max. 600
m/min)
- Suara dan getaran tinggi
- Perpanjangan rantai karena keausan pena dan bus.
1.2.4. Mengenal Mesin Perkakas dan Otomasi
๔ Mesin-Mesin Perkakas
Mesin perkakas terdiri dari berbagai macam jenis sesuai
dengan produksi yang dihasilkannya. Produksi yang
dihasilkan juga sangat bervariasi tergantung dari dimensi,
bentuk profil yang dihasilkan. Pada prinsipnya proses
pengerjaan pada mesin perkakas ini merupakan proses
pembentukan logam menjadi bentuk-bentuk yang dinginkan.
Proses pembentukan ini dapat dilakukan dengan penyayatan
logam atau proses perobahan bentuk dari geometris bahan
34
Gambar 1.25. Mesin Bubut
logam. Beberapa contoh mesin perkakas dapat dilihat
sebagai berikut :
Mesin bubut (lathe machine) merupakan salah satu mesin
perkakas yang banyak digunakan untuk memproduksi
berbagai macam komponen permesinan. Membubut adalah
suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya
dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian
dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi
sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. Gerakan putar
dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan
translasi dari pahat disebut gerak umpan (feeding). Memutar
memerlukan two-axis, kendali alur berlanjut, yang manapun
untuk menghasilkan suatu ilmu ukur silindris lurus/langsung
atau untuk menciptakan suatu profil.
Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi mesin
dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi
kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang
disajikan oleh suatu komputer kendali dengan program
database berupa kode data yang diubah untuk satu
rangkaian perintah yang menyimpan instruksi secara
langsung untuk mengendalikan alat-alat bermesin CNC
(Computer Numerical Control).
35
Gambar Mesin 1.26. Perkakas CNC
Istilah computer numerical control (CNC) digunakan bila
sistem kontrol memakai komputer internal. Komputer internal
memungkinkan penyimpanan program tambahan,
penyuntingan program, penjalanan program dari memori,
diagnostik kontrol dan pemeriksaan mesin, pekerjaan rutinrutin
dan khusus, dan kemampuan melakukan perubahan
skala inci/ metrik/ absolut.
Pembuatan komponen dengan CNC memerlukan akses
langsung ke mesin dan instalasi komputer agar memperoleh
pengalaman praktis yang amat diperlukan. Dalam
menggunakan piranti dan jenis mesin tertentu, seperti
mengoperasikan mesin-mesin turning, milling dan drilling
harus memahami bahasa serta teknik pemrograman
memerlukan instruksi.
๔ Sistem Pengoperasian Mesin CNC
Kode data diubah untuk satu rangkaian perintah, yang mana
servo mekanisme, seperti suatu pijakan motor yang berputar
sesuai jumlah yang telah ditetapkan, memperbaiki dengan
masing-masing mengemudi dari suatu meja pekerjaan dan
suatu alat untuk melaksanakan suatu pengerjaan dengan
mesin dan gerakan yang ditetapkan oleh suatu sistem
pengulangan tertutup atau terbuka.
Sistem operasi dari mesin perkakas NC adalah
menggunakan sistem operasi CNC sehingga diperlukan
pengenalan kode data untuk menjalankan satu rangkaian
perintah. Adapun contoh dari sistem operasi dari mesin
perkakas NC adalah:
36
Gambar 1.27. Mesin Potong Otomatis
Gambar 1.28. Mesin Forging dan Squeezing
37
Gambar 1.29. Mesin Perkakas NC
1.2.5. Mengenal Proses Mesin Koversi Energi
๔ Kompresor
Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk
meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau
udara. Tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk
mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu sistem
proses yang lebih besar (dapat sistem fisika maupun kimia
contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi).
Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu
dinamik dan perpindahan positif.
Gambar 1.30. Mesin Rolling
38
Gambar.1.31. Kompresor sentrifugal
(www.mcquayservice.com)
Kompresor dapat dibagi atas beberapa jenis yaitu:
o Kompresor dinamik
๔น Kompresor Sentrifugal
๔น Kompresor Axial
o Kompresor perpindahan positif (possitive displacement):
๔น Kompresor Piston (Reciprocating Compresor)
๔ธ Kompresor Piston Aksi Tunggal
๔ธ Kompresor Piston Aksi Ganda
๔ธ Kompresor Piston Diagfragma
๔น Kompresor Putar
๔ธ Kompresor Ulir Putar (Rotary Screw Compressor)
๔ธ Lobe
๔ธ Vane
๔ธ Liquid Ring
๔ธ Scroll
Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang
ditekan dan dialirkan pada kondisi suhu total, tekanan total,
dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yang
sebenarnya bukan merupakan nilai volume aliran yang
tercantum pada data alat, yang disebut juga pengiriman
udara bebas/free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi
atmosfir di lokasi tertentu. FAD tidak sama pada setiap lokasi
sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapat berbeda untuk
lokasi dan waktu yang berbeda.
39
Pengukuran efesiensi kompresor yang biasa digunakan
adalah efisiensi volumetrik, efisiensi adiabatik, efisiensi
isotermal, dan efisiensi mekanik. Efisiensi adiabatik dan
isotermal dihitung daya isotermal atau adiobatik dibagi oleh
konsumsi daya aktual.
๔ Pompa
Pompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan.
Pompa menggerakan cairan dari tempat bertekanan rendah
ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi, untuk
mengatasi perbedaan tekanan ini maka diperlukan tenaga
(energi). Pompa untuk udara biasa disebut Kompresor,
kecuali untuk beberapa aplikasi bertekanan rendah, seperti
di Ventilasi, Pemanas, dan Pendingin ruangan maka
sebutannya menjadi fan atau penghembus (blower).
Pompa memiliki dua kegunaan utama:
o Memindahkan cairan dari satu tempat ketempat lainnya
(misalnya air dan aquifer bawah tanah ke tangki
penyimpanan air)
o Mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air
pendingin atau pelumas yang mekewati mesin-mesin
dan peralatan)
Gambar 1.32. Kompresor Torak
40
Komponen utama sistem pemompaan adalah:
๔ธ Pompa
๔ธ Mesin penggerak (motor listrik, mesin diesel atau sistem
udara)
๔ธ Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida
๔ธ Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam
sistem
๔ธ Sambungan, pengendalian dan instrumen lainnya
๔ธ Peralatan pengguna akhir yang memiliki berbagai
persyaratan
Pompa terdiri dari berbagai jenis dan ukuran. Pompa dapat
dikelompokkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti
pompa dinamik atau pompa pemindahan positif. Pompa
pemindahan positif dikenal dengan cara operasinya. Cairan
diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya
dialirkan secara posistif untuk setiap putarannya. Pompa
pemindahan positif digunakan secara luas untuk
pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa
pemindahan positif digolongkan berdasarkan cara
pemindahannya yaitu pompa reciproting dan pompa rotary.
Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa
tersebut beroperasi: impeler yang berputar mengubah energi
kinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukan
untuk memompa fluida. Terdapat dua jenis pompa dinamik
yaitu Pompa sentrifugal pompa dengan efek.
๔ Motor bakar
Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan
energi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan
cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi
panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan
kerja mekanik. Energi termal diperoleh dari pembakaran
Gambar 1. 33. Pompa Centrifugal dan Roda gigi
41
bahan bakar pada masin itu sendiri. Ditinjau dari cara
memperoleh energi termal ini (proses pembakaran bahan
bakar), maka motor bakar dapat dibagi menjadi 2 golongan
yaitu: motor pembakaran luar dan motor pembakaran dalam.
๔ธ Motor pembakaran luar
Pada motor pembakaran luar ini, proses pembakaran
bahan bakar terjadi di luar mesin itu, sehingga untuk
melaksanakan pembakaran digunakan mesin tersendiri.
Panas dari hasil pembakaran bahan bakar tidak langsung
diubah menjadi tenaga gerak, tetapi terlebih dulu melalui
media penghantar, baru kemudian diubah menjadi
tenaga mekanik. Misalnya pada ketel uap dan turbin uap.
Gambar. 1 .19 Motor Bakar
๔ธ Motor pembakaran dalam
Pada motor pembakaran dalam, proses pembakaran
bahan bakar terjadi di dalam mesin itu sendiri, sehingga
panas dari hasil pembakaran langsung bisa diubah
menjadi tenaga mekanik. Misalnya : pada turbin gas,
motor bakar torak dan mesin propulasi pancar gas.
๔ Turbin
Kata "turbine" ditemukan oleh seorang insinyur Perancis
yang bernama Claude Bourdin pada awal abad 19, yang
diambil dari terjemahan bahasa Latin dari kata "whirling"
Gambar 1.34. Motor pembakaran luar
(wahyonodedy.wordpress.com)
42
Gambar.1.35. Turbin air
(www.rise.org.au)
(putaran) atau "vortex" (pusaran air). Perbedaan dasar antara
turbin air awal dengan kincir air adalah komponen putaran air
yang memberikan energi pada poros yang berputar.
Komponen tambahan ini memungkinkan turbin dapat
memberikan daya yang lebih besar dengan komponen yang
lebih kecil. Turbin dapat memanfaatkan air dengan putaran
lebih cepat dan dapat memanfaatkan head yang lebih tinggi.
(Untuk selanjutnya dikembangkan turbin impulse yang tidak
membutuhkan putaran air).
Turbin air dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa cara,
namun yang paling utama adalah klasifikasi turbin air
berdasarkan cara turbin air tersebut merubah energi air
menjadi puntir. Berdasarkan klasifikasi ini, maka turbin air
dikelompokkan menjadi dua yaitu:
๔ธ Turbin impuls
Turbin impuls merubah aliran semburan air. Semburan
turbin membentuk sudut yang membuat aliran turbin.
Hasil perubahan momentum (impuls) disebabkan tekanan
pada sudu turbin. Sejak turbin berputar, gaya berputar
melalui kerja dan mengalihkan aliran air dengan
mengurangi energi. Sebelum mengenai sudut turbin,
tekanan air (energi potensial) dikonversi menjadi energi
43
kinetik oleh sebuah nosel dan difokuskan pada turbin.
Tidak ada tekanan yang dirubah pada sudu turbin, dan
turbin tidak memerlukan rumahan untuk operasinya.
Hukum kedua Newton menggambarkan transfer energi
untuk turbin impuls. Turbin impuls paling sering
digunakan pada aplikasi turbin tekanan sangat tinggi.
Contoh turbin impuls adalah Pelton, Turgo, dan Michell-
Banki (juga dikenal sebagai turbin crossflow atau
assberger)
๔ธ Turbin reaksi
Turbin reaksi adalah turbin air yang cara kerjanya dengan
merubah seluruh energi air yang tersedia menjadi energi
puntir. Turbin reaksi ini dibagi menjadi dua jenis yaitu:
o Francis
o Propeller
1.3. Rangkuman
Proses pembentukan logam untuk berbagai macam peralatan
dikerjakan oleh para ahli logam yang mempunyai keterampilan khusus.
Proses pembentukan untuk bentuk-bentuk profil dilakukan seluruhnya
dengan menggunakan keahlian tangan. Peralatan bantu yang
Gambar 1.36. Turbin Propeller (Kaplan)
(www.answers.com)
44
digunakan meliputi berbagai macam bentuk palu, landasan-landasan
pembentuk serta model-model cetakan sederhana. Dewasa ini, proses
pembentukan sudah berkembang seiring perkembangan teknologi.
Perkembangan teknologi pembentukan logam ini ditandai dengan
ditemukannya proses pembentukan dengan menggunakan alat-alat
pembentuk dengan menggunakan penekan sistem hidrolik, juga
menggunakan landasan, punch, swage, dies sebagai alat bantu untuk
membentuk profil-profil yang diinginkan. Metoda yang digunakan pada
proses pembentukan logam diantaranya adalah proses bending atau
penekukan, squeezing, rolling, spinning, deed drawing, streching,
crumping, blanking, press dan sebagainya.
Ruang lingkup yang harus dipelajari dalam dalam teknik pembentukan
ini adalah:
๔ธ Mengenal Dasar Teknik Pembentukan dan Pengecoran.
o Dasar Teknik Pembentukan
Teknik pembentukan logam merupakan proses yang dilakukan
dengan cara memberikan perubahan bentuk pada benda kerja.
Aplikasi pembentukan logam ini dapat dilihat pada beberapa
contohnya seperti pengerolan (rolling), pembengkokan
(bending), tempa (forging), ekstrusi (extruding), penarikan
kawat (wire drawing), penarikan dalam (deep drawing), dan
lain-lain.
o Dasar Teknik Pengecoran
Proses Pengecoran (casting) adalah salah satu teknik
pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku
peleburan kemudian di tuangkan kedalam rongga cetakan yang
serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat.
Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam,
yaitu traditional casting (tradisional) dan nontraditional/
contemporary casting (non-tradisional).
๔ธ Mengenal Dasar Statika dan Tegangan
Statika adalah bagian dari mekanika. Statika membahas
kesetimbangan benda di bawah pengaruh gaya, sedangkan
dinamika membahas gerakan benda. Ada beberapa konsep dasar
dalam mempelajari mekanika. Konsep-konsep dasar dari mekanika
meliputi ruang, waktu, massa, gaya, partikel, dan benda tegar.
Proses pembentukan secara metalurgi merupakan proses
deformasi plastis. Deformasi plastis ini artinya adalah apabila
bahan mengalami pembebanan sewaktu terjadinya proses
pembentukan, dimana setelah beban dilepaskan maka diharapkan
pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahan yang mengalami
proses pembentukan ini mengalami peregangan atau penyusutan.
Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda tersebut
dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan bergerak
beraturan/dinamis.
45
๔ธ Mengenal Komponen/Elemen Mesin
Yang termasuk dalam komponen/elemen mesin adalah:
o Paku Kelig/Rivet
Paku keling/rivet adalah salah metoda penyambungan yang
sederhana. Sambungan keling umumnya diterapkan pada
jembatan, bangunan, ketel, tangki, kapal dan pesawat terbang.
o Sambungan Las
Proses pengelasan adalah proses penyambungan logam
dengan menggunakan energi panas.
o Sambungan Skrup dan Mur
Sekrup atau baut adalah suatu batang atau tabung dengan alur
heliks pada permukaannya. Sambungan skrup/baut dan mur
merupakan sambungan yang tidak tetap artinya sewaktu-waktu
sambungan ini dapat dibuka.
o Poros
Poros adalah suatu bagian stasioner yang beputar, biasanya
berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti
roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket dan elemen
pemindah lainnya.
o Kopling
Kopling merupakan piranti otomotif yang berfungsi
menghubungkan atau melepaskan pengaruh putaran mesin
dengan transmisi.
o Bejana Tekan
Bejana tekan merupakan suatu konstuksi berbentuk tabung
yang menerima beban tekan.
o Pasak
Pasak merupakan komponen yang sangat penting dalam
perencanaan suatu poros. Pasak dipastikan sangat terkait
dengan poros dan roda.
o Roda gigi
Roda gigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan
putaran yang tepat serta jarak yang ralatif pendek.
o Sabuk/Ban
Sabuk dipakai untuk memindahkan daya antara 2 buah poros
yang sejajar dan dengan jarak minimum antar poros yang
tertentu.
o Rantai dan Sproket
Transmisi rantai-sproket digunakan untuk transmisi tenaga pada
jarak sedang.
๔ธ Mengenal Mesin Perkakas dan Otomasi
Pada prinsipnya proses pengerjaan pada mesin perkakas ini
merupakan proses pembentukan logam menjadi bentuk-bentuk
yang dinginkan. Proses pembentukan ini dapat dilakukan dengan
penyayatan logam atau proses perobahan bentuk dari geometris
bahan logam. Bedanya dengan Mesin perkakas NC adalah meliputi
46
mesin dengan operasi tujuan tunggal, yang memberikan informasi
kuantitatif seperti pengerjaan dengan mesin operasi yang disajikan
oleh suatu komputer kendali dengan program database berupa
kode data yang diubah untuk satu rangkaian perintah yang
menyimpan instruksi secara langsung untuk mengendalikan alatalat
bermesin CNC (Computer Numerical Control).
๔ธ Mengenal Proses Mesin Konversi Energi
o Kompresor
Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk
meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau
udara. Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu
dinamik dan perpindahan positif.
o Pompa
Pompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan.
Pompa terdiri dari berbagai jenis dan ukuran. Pompa dapat
dikelompokkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa
dinamik atau pompa pemindahan positif.
o Motor
Motor bakar adalah mesin atau pesawat yang menggunakan
energi termal untuk melakukan kerja mekanik, yaitu dengan
cara merubah energi kimia dari bahan bakar menjadi energi
panas, dan menggunakan energi tersebut untuk melakukan
kerja mekanik.
o Turbin
Turbin jika diterjemahkan mengandung arti putaran atau
pusaran. Perbedaan dasar antara turbin air awal dengan kincir
air adalah komponen putaran air yang memberikan energi pada
poros yang berputar.
1.4. Soal Latihan
1. Ceritakan secara singkat sejarah pembentukan logam?
2. Sebutkan metode-metode yang sering digunakan pada proses
pembentukan logam?
3. Sebutkan tahapan-tahapan yang dilakukan dalam proses
pembentukan untuk suatu alat?
4. Jelaskan pengertian dari proses pengecoran logam
5. Sebutkan bagian-bagian utama dari cetakan pengecoran logam?
6. Sebutkan jenis besi apa saja yang dapat digunakan sebagai bahan
dasar pengecoran logam?
7. Jelaskan pengertian ruang, waktu, massa, gaya, partikel, dan
benda tegar dalam mekanika?
8. Apa saja yang termasuk dalam komponen elemen mesin.
Jelaskan?
9. Apa yang dimaksud dengan poros dan tuliskan jenis-jenis poros?
10. Jelaskan pengertian dari kompresor dan sebutkan jenis-jenisnya?
47
BAB 2
Keselamatan kerja tidak hanya untuk dipelajari, tetapi harus dihayati dan
dilaksanakan, karena keselamatan kerja adalah merupakan bagian yang
sangat penting dalam bekerja di bengkel (workshop). Keselamatan kerja
juga bukan hanya diperuntukkan bagi orang yang bekerja saja, tetapi juga
diperuntukkan bagi peralatan atau mesin yang digunakan untuk bekerja,
benda kerja dan lingkungan tempat bekerja.
Mempelajari bagaimana bekerja dengan baik dan berhasil, harus diikuti
dengan mempelajari bagaimana bekerja dengan selamat. Bekerja dengan
selamat merupakan tujuan utama dari manusia yang bekerja.
Menciptakan keadaan atau kondisi kerja yang aman, bukanlah tanggung
jawab para instruktur atau pengelola bengkel saja, tetapi menjadi tanggung
jawab antara pekerja/siswa dan instruktur serta pengelola bengkel. Para
siswa atau pekerja harus belajar bagaimana bekerja tanpa menimbulkan
kecelakaan/ melukai diri sendiri atau melukai orang lain yang bekerja
disekitarnya, serta menimbulkan kerusakan pada mesin atau peralatan yang
digunakan untuk bekerja.
Kecelakaan kerja memang tidak dapat diramalkan sebelumnya, tetapi
kecelakaan kerja seharusnya dapat dicegah. Misalnya dengan jalan
memberikan penjelasan secara rinci dan ringkas mengenai langkah kerja
dalam mengerjakan sesuatu pekerjaan tertentu, dan selalu mengingatkan
para pekerja agar selalu bekerja dengan cara kerja yang benar sesuai
KESELAMATAN KERJA
48
dengan prosedur. Selanjutnya perlu dilakukan beberapa kajian secara detail
mengenai masalah-masalah yang sering menyebabkan terjadinya
kecelakaan akibat pekerjaan. Hampir semua peralatan yang ada dalam
bengkel dapat menimbulkan kecelakaan dan dapat melukai diri pekerja
maupun orang lain disekitar tempat bekerja. Akibat kecelakaan ini juga
dapat merusak peralatan dan lingkungan tempat bekerja. Untuk itu secara
teratur harus dilakukan pemeriksaan terhadap peralatan kerja serta
lingkungan tempat bekerja. Para pekerja juga harus melakukan
pemeriksaan pada peralatan sebelum dilakukannya proses pekerjaan atau
penggunaan peralatan tersebut. Pekerja juga harus mengetahui langkahlangkah
kerja yang aman agar tidak melakukan kesalahan dalam bekerja.
Kecelakaan akibat bekerja dapat menimbulkan berbagai kerugian, baik
kerugian pada diri sendiri atau kerugian pada perusahaan tempat bekerja.
Kerugian yang terjadi pada pekerja/siswa diantaranya rasa sakit yang tidak
menyenangkan, cacat tubuh berkelanjutan, kurangnya penglihatan,
pendengaran, tersisih dari rekan sekerja dan timbul rasa rendah diri akibat
cacat yang diderita pekerja. Di samping itu juga dapat berakibat tidak dapat
bekerja seperti sedia kala. Kerugian bagi perusahaan terutama pada biaya
pengobatan, biaya perbaikan mesin, kehilangan jam kerja, menurunnya
hasil produksi , dan pengeluaran santunan kesehatan. Apabila siswa yang
mengalami kecelakaan dapat berakibat kerugian-kerugian terhadap diri
siswa, orang tua dan sekolah.
Kecelakaan kerja hampir tidak dapat dihilangkan, tetapi kecelakaan ini
dapat dicegah sebelum terjadi yakni dengan melakukan pekerjaan menurut
teknik dan prosedur yang benar serta harus memperhatikan kondisi
kesehatan sebelum melakukan pekerjaan. Apabila seseorang merasa
kurang sehat atau sakit, maka akan mengakibatkan terganggunya
konsentrasi dalam bekerja. Gangguan konsentrasi kerja ini dapat
Gambar 2.1. Langkah Sebelum Bekerja
49
menyebabkan kecelakaan yang cukup berbahaya. Pada bagian berikut ini
diberikan penjelasan singkat tentang cara pencegahan kecelakaan.
2. 1. Kenali Pekerjaan yang Berbahaya.
Bagaimana, dimana, dan mengapa kecelakaan kerja bisa terjadi atau
timbul. Ketiga pertanyaan ini harus dijawab oleh orang yang
bertanggung jawab terhadap masalah keselamatan kerja. Setiap
terjadi kecelakaan kerja akan selalu timbul pertanyaan mengapa
kecelakaan kerja tersebut dapat terjadi. Untuk menjawab pertanyaan
tersebut perlu dilakukan penyelidikan/pemeriksaan terhadap
kecelakaan tersebut. Hasil pemeriksaan akan dapat menjawab secara
lengkap mengenai penyebab terjadinya kecelakaan. Dalam
pemeriksaan tersebut petugas pemeriksa menanyai pekerja yang
mengalami kecelakaan, menanyai pekerja lain yang berdekatan
dengan terjadinya kecelakaan kerja dan memeriksa sekeliling tempat
kejadian termasuk mesin yang digunakan untuk bekerja.
Penyebab terjadinya kecelakaan dicatat dan didokumentasikan
secara baik dengan cara membuat daftar khusus yang berisikan
tentang jenis kecelakaan yang terjadi, faktor-faktor penyebabnya dan
langkah-langkah penanggulangannya. Daftar khusus ini sangat
berguna di kemudian hari, apabila terjadi lagi kecelakaan serupa. Di
samping itu daftar khusus ini dapat juga digunakan untuk melakukan
training/latihan bagi teknisi/atau pegawai baru. Pegawai baru sudah
mengetahui terlebih dahulu bahaya-bahaya/kecelakaan kerja mungkin
terjadi dan ia sudah mengetahui penyebab terjadinya kecelakaan,
serta mengetahui cara menghindarkan agar tidak terjadi kecelakaan
kerja.
Gambar 2.2. Akibat kecelakaan kerja
50
Umumnya kecelakaan kerja diakibatkan oleh tiga unsur utama, yaitu
unsur manusianya, unsur mesinnya, dan unsur lingkungan kerjanya.
Ditinjau dari segi jenis kecelakaan yang sering terjadi di dalam
bengkel kerja mesin atau perusahaan adalah seperti diperlihatkan
pada gambar/grafik di bawah ini:
Pembuatan daftar khusus tersebut hendaknya bisa dibuat penyebab
timbulnya kecelakaan secara beruntun, misalnya unsur mesin, unsur
manusia, dan unsur lingkungan kerjanya. Faktor-faktor yang dapat
menyebabkan timbulnya kecelakaan kerja di bawah ini diberikan
beberapa contoh, baik yang menyangkut unsur mesin, unsur manusia
dan unsur lingkungan kerja. Tetapi karena titik bahasan kita hanya
pada masalah teknik pembentukan, maka contoh tersebut khusus
untuk peralatan teknik pembentukan dan cara bekerja pada bengkel
teknik pembentukan.
2.1.1. Unsur alat/mesin yang dapat menyebabkan timbulnya
kecelakaan kerja.
Telah diuraikan di atas, bahwa hampir semua peralatan atau
mesin dapat mengakibatkan kecelakaan kerja, tetapi pada
kesempatan ini hanya akan diberikan beberapa contoh
peralatan/mesin pada bengkel teknik pembentukan.
- Terbakar 2%
- Terkena arus
listrik 2%
- Zat berbahaya
1%
Jatuh
20% Terluka akibat
mengangkat
barang 30%
Gambar 2.3. Prosentase penyebab kecelakaan kerja
Di dalam bengkel kerja mesin (Sumantri,1989)
51
๔ Mesin gerinda
Kecelakaan kerja yang sering terjadi pada mesin gerinda
adalah:
๔ธ Terkena Arus Listrik
Kecelakaan kerja karena terkena arus listrik ini
disebabkan oleh pemasangan instalasi kelistrikan pada
mesin tidak baik, sehingga arus dapat mengalir melalui
badan mesin gerinda.
๔ธ Terkena pecahan batu gerinda
Kecelakaan ini disebabkan pada mesin tidak dipasang
penutup batu gerinda, sehingga pada saat batu gerinda
pecah akan terlempar. Karena batu gerinda tanpa
pelindung, maka kemungkinan pecahan batu gerinda
tersebut dapat mengenai pekerja.
๔ธ Jari tangan terpotong oleh batu gerinda
Kecelakaan ini disebabkan oleh tidak benarnya
pemasangan penyanggah benda kerja (jarak antara
batu gerinda dan penyangga benda kerja terlalu lebar).
Jarak penyangga dan batu gerinda yang benar adalah
sebesar 2 sampai 3 milimeter.
Gambar 2.4. Mesin gerinda tanpa pelindung batu gerinda
52
๔ Mesin bor
๔ธ Terkena Arus Listrik
Kecelakaan ini biasanya diakibatkan oleh pemakaian
mesin bor tangan yang digerakkan listrik, di mana
groundnya tidak terhubung. Untuk mesin bor meja dan
bor tiang kemungkinannya adalah sistem pemasangan
kelistrikannya yang tidak benar.
๔ธ Rambut terpintal oleh mata bor
Kecelakaan ini diakibatkan oleh penutup mata bor
pada mesin tidak terpasang, dan manusia yang
bekerja pada mesin bor tidak menggunakan alat-alat
keselamatan kerja, seperti penutup rambut atau
penutup kepala. Apabila tidak memakai penutup
rambu, maka sebaiknya rambut yang panjang diikat
terlebih dahulu. Di samping itu juga tidak
berkonsentrasi dalam bekerja (sewaktu melakukan
pengeboran).
Gambar 2.5. Pemasangan penyanggah tidak benar
53
๔ Peralatan Tangan
๔ธ Kikir
Pemakaian kikir yang tidak bertangkai dapat
menimbulkan kecelakaan kerja, seperti tangan tertusuk
oleh pemegang kikir.
๔ธ Pahat tangan
Pemakaian pahat tangan di mana bagian kepala pahat
telah mengembang dapat mengakibatkan luka pada
tangan, disebabkan tangan terkena badan mata pahat
yang mengembang.
Gambar 2.6. Rambut terpintal pada mata bor
Gambar 2.7. Luka karena kikir
54
2.1.2. Faktor manusianya
Kecelakaan kerja pada umumnya sebagian besar diakibatkan
oleh faktor manusia yang bekerja, misalnya mata pekerja
terkena beram hasil penggerindaan, terkena beram hasil
pembubutan dan pengeboran. Kecelakaan tersebut
disebabkan manusia yang bekerja tidak mau menggunakan
alat-alat keselamatan kerja, yaitu kacamata.
Di samping itu ada beberapa kemungkinan yang dapat
menimbulkan kecelakaan kerja ditinjau dari faktor manusianya,
seperti:
Gambar 2.8. Pahat yang telah mengembang
Gambar 2.9. Menggerinda tanpa kacamata
55
๔ธ Pekerja tidak tahu cara mengoperasikan alat/mesin dengan
benar, dan malu untuk bertanya.
๔ธ Pekerja tidak mampu mengoperasikan mesin disebabkan ia
belum terlatih.
๔ธ Sikap kerja yang tidak benar, seperti berlari-lari dalam
bengkel, bersenda gurau, mengganggu rekan kerja, tidak
mengindahkan aturan-aturan bengkel.
๔ธ Tidak mematuhi peraturan keselamatan kerja, seperti tidak
memakai baju kerja, tidak menggunakan sarung tangan,
tidak memakai kacamata, dan alat keselamatan kerja
lainnya.
2.1.3. Faktor Lingkungan kerja
Banyak kecelakaan kerja yang diakibatkan oleh kondisi
lingkungan kerja yang tidak aman, seperti:
๔ธ Keadaan tempat kerja yang tidak rapi, misalnya banyak
beram dan potongan-potongan bahan berserakan di sekitar
tempat bekerja, sehingga pekerja kemungkinan dapat jatuh
akibat terpeleset.
๔ธ Bekerja dekat dengan bagian-bagian benda yang berputar
atau bagian mesin yang berputar, dan tanpa pelindung.
Gambar 2.10. Sikap kerja yang kurang baik
56
2. 2. Alat Keselamatan dan Kesehatan Kerja Secara Umum
Departemen Tenaga Kerja mensyaratkan kepada seluruh
perusahaan/ industri agar setiap pekerja yang bekerja dapat bekerja
dengan aman dan selamat, sesuai dengan norma-norma keselamatan
kerja. Semua hal yang menyangkut masalah keselamatan kerja telah
diatur dengan Undang-undang Keselamatan Kerja, baik mengenai
tempat kerja, lingkungan kerja dan peralatan yang digunakan untuk
bekerja, sedangkan langkah kerja atau prosedur kerja telah ditetapkan
oleh perusahaan atau industri yang bersangkutan. Tujuan yang sama
dalam membuat aturan keselamatan yaitu menciptakan situasi kerja
yang aman dan selamat.
Perencanaan proses produksi yang baik dan penataan peralatan (lay
out) tempat bekerja terus dikembangkan dengan tujuan untuk
menciptakan situasi kerja yang aman bagi para pekerja dan peralatan
kerja itu sendiri. Perbaikan terhadap perencanaan mesin terus
dikembangkan seperti, misalnya terhadap kebisingan mesin akibat
gesekan antara komponen mesin atau karena hubungan roda-roda
gigi penggerak. Suara bising pada mesin dapat mengakibatkan
rusaknya pendengaran pekerja.
Banyak hal telah dikembangkan guna mencegah terjadinya
kecelakaan kerja, seperti penggunaan pipa-pipa penyalur bahan kimia
Gambar 2.11. Keadaan lingkungan kerja yang tidak aman/baik.
57
yang berbahaya, pemakaian tangki-tangki penyimpanan yang sesuai
dengan standar keselamatan kerja. Dengan demikian bahaya luka
akibat terkena bahan kimia yang berbahaya sewaktu pengangkutan
bisa dihindari. Pekerja diharuskan memakai alat-alat keselamatan
kerja sesuai dengan jenis pekerjaan yang dilakukan.
Alat-alat keselamatan kerja mutlak diperlukan bagi para pekerja guna
menjamin agar pekerja dapat bekerja dengan aman. Alat keselamatan
kerja tersebut harus mempunyai persyaratan-persyaratan tertentu,
yaitu:
๔ธ Alat-alat keselamatan kerja tersebut sesuai dengan jenis
pekerjaan dan jenis alat/mesin yang dioperasikan, sehingga
efektifitas pemakaian alat keselamatan kerja benar-benar
terpenuhi.
๔ธ Alat-alat keselamatan kerja tersebut harus dipakai selama pekerja
berada di dalam bengkel, baik mereka sedang bekerja maupun
pada saat tidak bekerja dan alat keselamatan kerja tersebut
harus selalu dirawat dengan baik.
Sesudah peralatan keselamatan kerja tersebut diperoleh,
biasanya akan timbul masalah yaitu kurang sesuainya ukuran
alat keselamatan kerja tersebut dengan orang yang akan
memakainya.
๔ธ Tingkat perlindungan alat keselamatan kerja itu sendiri bagi para
pekerja yang memakainya, artinya dengan menggunakan alat
keselamatan kerja tersebut pekerja akan merasa aman dalam
bekerja
๔ธ Alat keselamatan kerja tersebut hendaknya dapat dirasa nyaman
dipakai oleh para pekerja, sehingga menimbulkan rasa aman dan
nyaman bagi pekerja pada waktu bekerja.
Masalah lain adalah dalam pemakaian alat keselamatan kerja,
masih banyak para pekerja memakai alat keselamatan kerja
nampak seperti terpaksa dan hanya memakainya sewaktu ada
pemeriksaan serta apabila diperlukan saja. Jadi pemakaian alatalat
keselamatan kerja belum merupakan sikap kerja yang biasa.
Dengan kata lain pemakaian alat-alat keselamatan kerja masih
bersifat terpaksa, bukan merupakan kebutuhan. Untuk itu
diperlukan beberapa tindakan agar para pekerja mau memakai
alat keselamatan kerja seperti:
๔ธ Diharuskan setiap pekerja memakai alat-alat keselamatan kerja,
baik pada waktu sedang bekerja, apabila mereka berada di
dalam bengkel kerja. Artinya para pekerja harus menggunakan
alat-alat keselamatan kerja selama ia berada di dalam bengkel
kerja.
๔ธ Disediakan alat-alat keselamatan kerja dengan berbagai ukuran,
sehingga para pekerja dapat memilih alat keselamatan kerja yang
sesuai dengan ukuran badan dan anggota badannya. Dengan
demikian para pekerja akan merasa nyaman memakainya.
58
๔ธ Memberlakukan sistem sangsi bagi pekerja yang tidak
menggunakan alat-alat keselamatan kerja pada saat bekerja atau
ia berada di dalam bengkel kerja. Perlu diingat bahwa sangsi
tersebut harus bersifat mendidik, sehingga dapat meningkatkan
sikap kerja yang aman.
Peralatan-peralatan keselamatan kerja meliputi:
1. Peralatan pelindung Kepala
Walaupun setiap pekerja diharuskan memakai pelindung kepala
(helmet), tetapi kadang-kadang mereka melalaikannya.
Pemakaian pelindung kepala sangat diperlukan bagi para pekerja
konstruksi, pekerja galangan kapal, pekerja penebang pohon,
pertambangan dan industri. Peralatan pelindung kepala dirancang
atau dibuat dari bahan-bahan yang baik agar dapat menghasilkan
helm yang benar-benar dapat melindungi kepala dari luka akibat
benturan, terkena atau kejatuhan benda, terkena benda kerja
yang melayang, bahaya listrik dan lain sebagainya. Di samping itu
juga dibuat helm khusus yang harus dapat melindungi kepala dan
muka dari bahan-bahan kimia atau cairan panas.
Helm diklasifikasikan menjadi dua yaitu: helm yang mempunyai
bagian pinggir seluruh lingkaran dan yang kedua adalah helmet
dengan pinggir hanya pada bagian depannya. Dari kedua
klasifikasi tersebut masih dibagi dalam empat kelas yaitu:
๔ธ Kelas A, yaitu helm untuk keperluan umum. Helmet ini hanya
mempunyai tahanan kelistrikan yang rendah.
๔ธ Kelas B, yaitu helm untuk jenis pekerjaan dengan resiko
terkena tegangan listrik yang besar (mempunyai tahanan
terhadap tegangan yang tinggi), atau helmet ini tahan
terhadap tegangan listrik yang tinggi.
๔ธ Kelas C adalah metallic helm, dipakai untuk pekerja yang
bekerja dengan kondisi kerja yang panas, seperti pada
pengecoran logam atau pada dapur-dapur pembakaran.
๔ธ Kelas D adalah helm dengan daya tahan yang kecil terhadap
api, sehingga harus dihindari dari percikan api.
Khusus bagi pekerja yang bekerja pada malam hari helmet yang
cocok untuknya adalah helm yang dapat mengeluarkan sinar
pada malam hari atau memancarkan sinar pada daerah yang
gelap. Khusus untuk helmet yang akan digunakan untuk daerah
yang kecenderungan terjadinya kecelakaan akibat arus listrik
maka helm tersebut harus selalu diperiksa secara teratur sifat
hambatnya terhadap listrik.
Bagian dalam helm dilengkapi dengan pelapis dan tempat
kedudukan kepala.
59
Gambar 2.13. Penutup rambut
Alat pelindung rambut berfungsi agar rambut bisa ditutupi secara
sempurna, sehingga kecelakaan kerja akibat terbelitnya rambut
pada bagian-bagian mesin yang berputar dapat dihindari.
Alat pelindung rambut atau penutup rambut yang banyak dipakai
adalah sorban, jala rambut dan penutup kepala yang dapat
menutup secara sempurna. Pemakaian jaring rambut kurang
aman apabila pekerja tersebut bekerja pada daerah di mana
percikan api sering terjadi. Syarat penutup kepala adalah:
1. Tahan terhadap bahan kimia
2. Tahan panas
3. Nyaman dipakai
4. Tahan terhadap pukulan
5. Ringan dan kuat
6. Berwarna menarik
7. Mempunyai ventilasi apabila tidak untuk perlindungan
terhadap debu.
Gambar 2.12. Helm/pelindung kepala
60
2. Peralatan pelindung kebisingan
Kegunaan peralatan pelindung kebisingan adalah untuk
melindungi telinga dari kebisingan yang berlebihan, sehingga
dapat menyebabkan kerusakan pada sistem pendengaran
pekerja. Banyak industri yang dalam proses produksinya
menimbulkan kebisingan yang dapat menyebabkan kehilangan
pendengaran bagi para pekerja. Standar kebisingan yang
diizinkan adalah 90 desibel menurut undang-undang keselamatan
kerja kesehatan kerja, oleh sebab itu kebisingan yang dihasilkan
oleh suatu proses produksi di dalam industri harus selalu diukur
dan diusahakan kurang dari standar yang telah ditentukan agar
tidak menyebabkan kerusakan pada pendengar para pekerja..
Alat perlindungan kebisingan ada dua jenis, yaitu yang
dimasukkan ke dalam lubang telinga dan yang satunya adalah
jenis yang menutup seluruh telinga.
๔ธ Jenis alat yang dimasukkan ke lubang telinga
Jenis peralatan ini pemasangan dimasukkan ke dalam lubang
telinga dan model serta ukurannya bermacam-macam. Bahan
yang digunakan untuk membuka peralatan ini adalah plastik
yang lunak/lembut, karet yang lembut, lilin dan kain.
Karet dan plastik yang lembut adalah jenis bahan yang sangat
terkenal untuk pembuatan alat ini, karena ia mudah
dibersihkan, murah harganya dan memberikan bentuk serta
warna sangat bagus atau menarik.
Kain adalah bahan yang jelek untuk perlindungan terhadap
kebisingan, sebab ia sangat rendah daya hambatnya terhadap
kebisingan.
Penutup telinga dari bahan karet dan plastik yang lembut
sangat efektif dalam pemakaiannya, sebab dalam
pemasangannya sangat mudah yaitu hanya menekankan ke
lubang telinga dan ia akan menutup lubang telinga secara
sempurna, tanpa ada kebocoran.
Gambar 2.14. Alat pelindung kebisingan
61
๔ธ Jenis pelindung kebisingan yang menutup telinga
Bentuk peralatan ini dapat menutup seluruh telinga, sehingga
akan diperoleh keseimbangan pendengaran antara telinga
kanan dan telinga kiri. Untuk menghasilkan perlindungan
kebisingan yang efektif, maka bentuk, ukuran, bahan
penyekat, jenis pegas dari penutup telinga ini harus benarbenar
dipilih secara baik, sehingga si pemakai merasa
nyaman.
Dengan makin berkembangnya teknologi maka semakin baik
alat-alat pelindung kebisingan dengan bentuk yang relatif kecil,
tetapi mempunyai daya proteksi/perlindungan besar.
3. Pelindung mata
Luka pada mata dapat diakibatkan adanya bahan atau beram
yang masuk ke mata akibat pekerjaan pemotongan bahan,
percikan bunga api sewaktu pengelasan, debu-debu, radiasi dari
sinar ultraviolet dan lainnya. Kecelakaan pada mata dapat
mengakibatkan cacat seumur hidup, di mana tidak dapat
berfungsi lagi atau dengan kata lain orang menjadi buta. Dalam
suatu survei diperoleh data bahwa kecelakaan kerja atau luka
pada diakibatkan oleh:
๔ธ Obyek atau bahan yang mengenai mata (pecahan logam,
beram-beram, pecahan batu gerinda, paku, percikan bunga
api dan lain sebagainya)
๔ธ Debu dari penggerindaan
๔ธ Karat
๔ธ Sinar atau cahaya
๔ธ Gas beracun atau asap beracun.
Gambar 2.15. Alat pelindung kebisingan
62
Gambar 2.16. Kacamata untuk pekerja pada
laboratorium atau industri kimia.
Gambar 2.17. Kaca mata las asetilen
Banyak jenis peralatan yang digunakan untuk melindungi mata
yang disesuaikan dengan kebutuhan perlindungan yang
dibutuhkan.
Jenis kaca mata yang banyak digunakan dalam industri adalah:
๔ธ Kaca mata untuk pekerjaan dengan bahan kimia
๔ธ Kaca mata las
Kaca mata las terdiri dari dua jenis dan mempunyai
bermacam-macam bentuk. Jenis yang umum digunakan untuk
adalah kaca mata las untuk pengelasan listrik dan kaca mata
yang digunakan untuk pengelasan asetilen.
Bentuk kaca mata las asetilen dan kaca mata untuk las listrik
adalah bisa sama, tetapi lensa yang dipasang adalah tidak
sama. Hal tersebut dikarenakan sinar yang dihasilkan oleh api
las listrik lebih tajam dibandingkan sinar yang dihasilkan oleh
api las asetilen. Perbedaannya hanya pada warna lensanya.
Selain bentuk kaca mata pada pengelasan listrik disediakan
khusus peralatan untuk melindungi muka dan mata dari sinar
apai las listrik yang dikenal dengan masker las.
63
4. Pelindung muka
Banyak jenis peralatan dibuat untuk melindungi muka para
pekerja. Biasanya alat tersebut juga berfungsi sebagai pelindung
kepala dan leher sekaligus. Alat tersebut berfungsi melindungi
kepala dari benturan, melindungi muka dari cairan bahan kimia,
logam panas dan percikan bunga api dan luka lainnya yang akan
terjadi pada kepala, leher dan muka pekerja.
Bahan untuk melindungi muka biasanya dari plastik transparan,
sehingga masih dapat tetap melihat kegiatan yang dilakukan.
Jenis alat pelindung kepala dan muka seperti babbiting helm
(helm dari bahan babbit), yang dapat melindungi kepala dan muka
dari percikan logam panas dan radiasi panas. Bentuk helmet
dilengkapi dengan jendela dan penutup dagu serta penutup
rambut.
Peralatan lain yang digunakan untuk melindungi muka adalah
masker las. Jenis peralatan ini digunakan untuk melindungi mata
dan muka dari percikan api las dan percikan logam cair hasil
pengelasan. Pada jendela kacanya dilengkapi dengan lensa
tambahan untuk menjaga agar lensa yang gelap tidak akan rusak
kena panas/percikan api las dan percikan logam cair hasil
pengelasan.
Gambar 2.18. Pelindung muka
64
5. Pelindung Tangan
Jari-jari tangan merupakan bagian tubuh yang sering kali
mengalami luka akibat kerja, seperti: terpotong oleh pisau, luka
terbakar karena memegang benda panas, tergores oleh
permukaan benda kerja yang tidak halus dan masih banyak lagi
bentuk luka lainnya. Untuk itu tangan dan jari-jari sangat perlu
dilindungi dengan baik, karena semua pekerjaan seluruhnya
dikerjakan dengan menggunakan tangan. Alat pelindung tangan
yang biasa digunakan adalah:
๔ธ Sarung tangan dari bahan asbes, digunakan untuk
melindungi tangan dari panas. Jenis sarung tangan ini
fleksibel sehingga sangat enak dipakainya.
๔ธ Sarung tangan dari bahan kulit, digunakan untuk melindungi
tangan dari percikan api atau keadaan benda kerja yang
tidak terlalu panas, beram-beram dan benda kerja yang kasar
permukaannya. Biasanya sarung tangan dari bahan kulit ini
dipakai pada pekerjaan-pekerjaan berat. Sarung tangan dari
bahan kulit ini dipakai untuk pengerjaan pengelasan.
๔ธ Sarung tangan dari bahan karet, digunakan oleh pekerja
bagian kelistrikan
๔ธ Sarung tangan yang terbuat dari bahan campuran karet,
neoprene dan vinyl, digunakan untuk pekerjaan
pengangkutan bahan-bahan kimia. Sedangkan sarung
tangan dari bahan neoprene dan vinyl digunakan untuk
pengangkutan bahan-bahan minyak atau petroleum
๔ธ Metal mesh gloves, sarung tangan jenis ini digunakan oleh
pekerja yang selalu bekerja menggunakan pisau dan bendabenda
tajam lainnya. Dengan pemakaian sarung tangan ini
Gambar 2.19. Masker las listrik
65
bahaya luka akibat pisau dan benda tajam lainnya bisa
dihindari.
๔ธ Sarung tangan dari bahan cotton digunakan untuk melindungi
tangan dari debu dan kotoran.
Di samping sarung tangan ada bahan lain yang dapat
melindungi kulit tangan dan kulit lengan dari luka pedih, yaitu
sejenis cream. Cream ini dioleskan pada tangan dan lengan
agar kulit terhindar dari bahan-bahan yang dapat melukai
kulit.
6. Pelindung kaki
Sepatu kerja atau pelindung kaki yang harus digunakan pada
bengkel kerja mesin, harus memenuhi persyaratan tertentu, yaitu:
harus dapat melindungi kaki pekerja dari luka kejatuhan benda
kerja, terkena beram, benda panas/pijar, bahan-bahan kimia yang
berbahaya dan kecelakaan yang mungkin timbul dan
menyebabkan luka bagi pekerja.
Konstruksi sepatu kerja bengkel kerja mesin adalah pada bagian
ujung sepatu dipasang atau dilapisi dengan pelat baja, agar
mampu menahan benda yang jatuh menimpa kaki. Dengan
adanya penahan tersebut, maka kaki tidak mengalami luka.
Bagian alasnya harus cukup kuat dan tidak mudah tergelincir.
Bahan yang umum dipakai dalam pembuatan sepatu kerja adalah
kulit yang di samak. Khusus untuk pekerja bidang kelistrikan,
maka bahan pembuat sepatu hendaknya dipilih bahan non
konduktor.
Gambar 2.20. Sarung tangan.
66
Gambar 2.21. Sepatu kerja
7. Pelindung tubuh (apron)
Pelindung tubuh atau dikenal dengan nama apron digunakan
untuk melindungi tubuh bagian depan yaitu dari leher sampai kaki
dari berbagai kemungkinan luka, seperti terkena radiasi panas,
percikan bunga api dan percikan beram dan lainnya. Bahan untuk
membuat apron ini dari asbes dan kulit yang telah di samak.
Apron yang terbuat dari asbes biasanya diperkaya dengan kawatkawat
halus, agar apron tersebut dapat menahan benturanbenturan
ringan dan alat-alat yang tajam.
Gambar 2.22. Apron
67
8. Baju kerja
Baju kerja atau pakaian kerja
yang khusus dibuat untuk
diguna-kan bekerja di dalam
bengkel atau laboratorium
biasanya harus cukup kuat dan
bentuknya harus sesuai dengan
jenis pekerjaan yang dikerjakan.
Baju harus dapat melindungi
pekerja dari luka akibat beram,
serpihan benda kerja, goresangoresan
dan panas. Pakaian
harus benar-benar ter-ikat atau
pas dengan pemakainya. Dalam
bekerja, baju terkancing secara
sempurna, sehingga tidak ada
bagian-bagian anggota badan
yang terbuka atau tidak
terlindungi.
2. 3. Keselamatan Kerja Sebelum,
Sewaktu dan Selesai Bekerja
๔พ Sebelum bekerja
Keselamatan kerja yang harus diperhatikan sebelum melaksakan
pekerja meliputi :
1. Persiapan dan pemakaian pelengkapan keselamatan kerja
untuk si pekerja yakni; pakaian kerja sepatu kerja , helm ,
sarung tangan dan lain-lain.
2. Pemeriksaan alat-alat dan perlengkapan yang digunakan
seperti; pemeriksaan kepala palu , perlengkapan pengaman
pada mesin-mesin dan lain-lain
3. Pemeriksaan terhadap bahan yang akan dipekerjakan seperti
pemeriksaan sisi-sisi pelat yang tajam.
4. Lingkungan tempat bekerja juga perlu diperhatikan, sebab
lingkungan kerja yang nyaman dapat memberikan motivasi
terhadapsi pekerja untuk bekerja untuk bekerja untuk berja
lebih kosenstrasi, sehingga kemungkinan terjadinya
kecelakaan kecil terjadi.
Gambar 2.23. Baju Kerja
68
๔พ Sewaktu bekerja
Perhatikan keselamatan kerja sewaktu bekerja perlu mendapat
perhatian yang serius, sebab biasanya kecelakaan yang sering
terjadi adalah sewaktu melaksakan pekerjaan. Usaha-usaha yang
diperlakukan untuk menghindari atau mengurangi terjadinya
kecelakaan dapat ditempuh dengan jalan sebagai berikut:
1. Menggunakan peralatan sesuai dengan fungsinya.
2. Jangan coba-coba mengoperasikan mesin yang tidak
mengetahui prinsip-prinsip kerja yang benar tehadap pekerjaan-
pekerjaan yang dilakukan.
3. Si pekerja harus menguasai pengetahuan keselamatan kerja.
4. Konsentrsi penuh dalam bekerja.
๔พ Selesai Bekerja
Setelah selesai bekerja keselamatan kerja juga perlu mendapat
perhatian. Sebab akibat-akibat yang sering terjadi setelah selesai
bekerja ini diantaranya terjadi kerusakan pada peralatan dan
mesin-mesin, juga memungkinkan terjadinya kecelakaan terhadap
si pekerja dan lingkungan tempat bekerja. Di samping itu kelalaian
yang sering terjadi adalah lupa mematikan panel kontrol listrik. Hal
ini sangat membahayakan bagi pekerja lainnya yang tidak
mengetahui seperti tanpa sengaja menekan tombol mesin atau
terpijaknya kabel arus listrik dan sebagainya.
2. 4. Rangkuman
Setiap pekerjaan akan ada resikonya baik kecil ataupun besar. Besar
atau kecilnya resiko yang ditanggung tergantung dari jenis pekerjaan
serta lingkungan kerja itu sendiri. Seorang teknisi atau mekanik harus
memperhatikan keselamatan kerja karena banyak faktor yang
mempengaruhi keselamatan kerja seseorang. Maka dari itu ia harus
memperhatikan 3 kriteria keselamatan kerja, yaitu keselamatan
manusianya (pekerja), keselamatan alat/mesin/perkakas yang
digunakan dan keselamatan dari benda kerja. Setiap kecelakaan kerja
tentunya akan merugikan baik dari segi materi, non materi bahkan
jiwa sekalipun.
Kecelakaan kerja tidak dapat dihilangkan sama sekali namun dapat
diminimalisir serta dicegah sebelum kecelakaan itu datang dengan
melakukan pekerjaan menurut teknik dan prosedur yang benar serta
harus memperhatikan kondisi kesehatan sebelum melakukan
pekerjaan. Disamping itu juga kita juga harus memperhatika jenis
pekerjaan yang dilakukan serta perlengkapan keselamatan apa saja
69
yang perlu digunakan untuk menghindari kecelakaan saat bekerja.
Seringnya terjadi kecelakaan saat bekerja sangat dipengaruhi oleh
faktor manusia sebagai komponen utamanya.
Alat-alat keselamatan kerja mutlak diperlukan bagi para pekerja guna
menjamin agar pekerja dapat bekerja dengan aman. Alat keselamatan
kerja tersebut harus mempunyai persyaratan-persyaratan tertentu,
yaitu:
๔ธ Alat-alat keselamatan kerja tersebut sesuai dengan jenis
pekerjaan dan jenis alat/mesin yang dioperasikan.
๔ธ Alat-alat keselamatan kerja tersebut harus dipakai selama pekerja
berada di dalam bengkel/lokasi.
๔ธ Tingkat perlindungan alat keselamatan kerja itu sendiri bagi para
pekerja yang memakainya.
๔ธ Alat keselamatan kerja tersebut hendaknya dapat dirasa nyaman
dipakai oleh para pekerja.
Peralatan-peralatan keselamatan kerja meliputi:
- Peralatan pelindung Kepala
- Peralatan pelindung kebisingan
- Pelindung mata
- Pelindung muka
- Pelindung tangan
- Pelindung kaki
- Pelindung tubuh
2. 5. Soal Latihan
1. Sebutkan 3 (tiga) kegiatan yang haru dilakukan sebelum
melakukan pekerjaan pada bengkel agar tidak terjadi kecelakaan!
2. Sebutkan 6 (enam) kerugian baik yang diderita oleh pekerja,
perusahaan dan alat/mesin akibat terjadinya kecelakaan kerja
3. Ada 3 (tiga) faktor utama yang sering menimbulkan kecelakaan
kerja, sebutkan masing-masing dilengkapi dengan contoh.
4. Hubungkan kondisi yang tidak aman pada kolom sebelah kiri,
dengan kemungkinan akibat yang terjadi pada kolom sebelah
kanan.
70
a. Baju kerja longgar dan tidak
terkancingkan secara baik.
b. Cincin dan jam tangan
c. Rambut panjang tidak terikat
d. Minyak, gomok atau wak terserak
di lantai
e. Benda kerja yang panjang dan
berputar
f. Majun ditinggalkan pada mesin
g. Peralatan potong atau terjepit
pada mesin
h. Mengoperasikan mesin tanpa
mengetahui cara
pegoperasiannya
i. Kegiatan lain yang tidak ada
hubungannya dengan pekerjaan
j. Menggunakan kompresor untuk
membuang beram hasil
pemotongan
1. Akan timbul luka bakar akibat
beram panas
2. Luka pada kaki
3. Mengundang terpintalnya
rambut pada mesin bor atau
mesin freis vertikal
4. Menimbulkan kurang
konsentrasi pada operator
mesin
5. Mungkin menyebabkan luka
pada tangan,jari atau terkilir
6. Mungkin timbul luka dan
kerusakan pada mesin
7. Mungkin menimbulkan luka
pada mata
8. Membuat keadaan berbahaya
karena adanya pukulan
sewaktu berputar
9. Mungkin akan timbul kerusakan
pada mesin atau menimbulkan
luka pada pekerja
10. Menyebabkan jatuh/tergelincir
71
3.1. Pendahuluan
Sekalipun bahan ini tidak asing untuk kita, akan tetapi bagi mereka
yang akan menjadi orang teknik harus lebih mengetahui tentang
bahan-bahan tersebut. Untuk membangun kostruksi sebuah bangunan
seperti; konstruksi jembatan, konstruksi gedung, badan pesawat dan
sebagainya. Kita harus mempergunakan bahan yang sesuai untuk
kegunaan tertentu. Ini diperlukan agar kita mengetahui tentang
pembuatan, sifat dan penggunaan dari bahan teknik tersebut. Juga
penting untuk mengetahui, bagaimana sifat-sifat bahan itu dapat
diperbaiki.
Bahan merupakan semua unsur
yang ada disekeliling kita. Semua
benda disekitar kita terbuat dari
bahan-bahan dari berbagai jenis.
Artinya hampir setiap hari kita akan
berhubungan dengan bahan. Mulai
dari bangun pagi kita dibangunkan
oleh jam beker yang juga terbuat
dari bahan, mandi dengan air yang
mengalir di pipa tembaga atau baja
,juga terbuat dari bahan tembaga,
menggosok gigi dengan sikat gigi
juga terbuat dari bahan plastik,
memakai baju juga terbuat dari
bahan kapas, bahan sepatu dari
kulit, pergi ke sekolah naik mobil
atau motor juga terbuat dari bahan
pelat baja dan sebagainya.
PENGETAHUAN BAHAN
BAB 3
Gambar 3.1. Sumber bahan dari alam
72
Awalnya bahan (logam dan non logam) ditemukan di alam dalam
keadaan murni atau bercampur. Untuk bahan logam umumnya yang
ditemukan dalam keadaan murni yaitu emas, perak, bismut, pelatina
dan ada pula unsur yang bercampur dengan unsur-unsur seperti
karbon, sulfur, fosfor, silikon serta kotoran seperti tanah liat, pasir dan
bebatuan. Demikian juga dengan bahan non-logam yang ditemukan
dalam keadan murni seperti kayu, kertas, plastik, karet, kulit, kapas
dan sebagainya. Bahan non logam dalam bentuk campuran ditemukan
seperti bebatuan, pasir, dan sebagainya.
Dewasa ini terdapat berbagai jenis bahan yang dapat digunakan
sebagai bahan baku industri. Jenis-jenis bahan yang sangat beragam
itu kadang-kadang menyulitkan pemakai dalam menentukan pilihan
yang tepat. Bahan yang satu mempunyai keunggulan ditinjau dari segi
keuletan, tahan terhadap korosi, mulur (creep), suhu kerja yang tinggi
akan tetapi harganya cukup mahal dibandingkan dengan bahan yang
lain.
3.2. Pemilihan Bahan
Penentuan bahan yang tepat untuk kegunaan tertentu pada dasarnya
merupakan gabungan dari berbagai sifat, lingkungan dan cara
penggunaan sampai di mana sifat bahan dapat memenuhi persyaratan
yang telah ditentukan. Beberapa sifat teknis yang harus diperhatikan
sewaktu pemilihan bahan:
Tabel 3.1. Sifat teknis bahan yang perlu diperhatikan dalam pemilihan
bahan.
1. Sifat Mekanis
- Modulus elastisitas
- Batas mulur
- Kekuatan tarik
- Sifat fatik
- Keuletan
- Kekuatan impak
- Tahan aus
- Perbandingan kekuatan/berat
Daya Tahan Terhadap:
- Tekuk
- Torsi
- Geser
2. Sifat Yang Diperlukan Selama Proses Pembentukan
- Mampu mesin (machinability)
- Mampu las (weldability)
- Karakteristik pengerjaan dingin
- Karakteristik pengerjaan panas
3. Sifat-Sifat Yang Penting Sehubungan Dengan Pengaruh Lingkungan
- Daya Tahan Korosi;
๔ธ Lingkungan Biasa
๔ธ Di bawah pengaruh unsur-unsur kimia, minyak, gemuk, pelumas, korosi lubang, dsb.
- Daya tahan panas
- Ketahanan aus
- Pelapukan
(Amstead, B.H., 1979)
73
Pemilihan bahan pada akhirnya ditentukan oleh berbagai hal yang
telah disebutkan tadi termasuk cara-cara pembuatan atau
pembentukannya.
3.3. Pengelompokan Bahan
Bahan yang digunakan dalam dunia teknik (rekayasa) dapat dibagi
atas bahan logam dan bahan non logam. Bahan logam dapat pula
dibagi atas logam ferro (besi) yaitu merupakan logam yang
mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya; dan
logam non-ferro (bukan-besi) merupakan logam yang tidak
mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya. Logam
non-ferro diantaranya adalah Alumunium (Al), Magnesium (Mg),
Tembaga (Cu), Seng (Zn), Nickel (Ni), dan Logam Mulia.
Sedangkan bahan non-logam dapat terdiri dari bahan organik dan
bahan an-organik. Bahan organik seperti kayu, kertas, plastik, karet,
kulit, kapas dan sebagainya. Sedangkan bahan an-organik seperti;
batu, pasir, semen, keramik, gelas, grafit dan sebagainya. Dalam pemanfaatannya
kedua kelompok besar bahan ini banyak digunakan di
dunia teknik (rekayasa), karena pemilihan sifatnya yang sesuai dengan
kebutuhan tertentu.
3.4. Beberapa Aspek Penting Dalam Ilmu Bahan
3.4.1. Paduan
Paduan adalah proses pencampuran dua logam atau lebih,
untuk memperoleh sifat-sifat yang lebih baik dari bahan hasil
paduan. Dengan memadukan dua bahan atau lebih maka
dimungkinkan didapat logam paduan yang kuat. Tembaga dan
timah adalah logam lemah, sedangkan perunggu; paduan dari
tembaga dan timah adalah bahan yang kuat. Begitu juga paduan
aluminium dengan tembaga akan menghasilkan paduan
duralumin yang relatif lebih kuat. Besi murni adalah bahan yang
empuk, sedangkan zat arang adalah rapuh, sedangkan paduan
antara besi murni dengan zat arang (karbon) disebut baja. Baja
adalah bahan logam yang sangat keras dan liat.
3.4.2. Pengolahan Panas
Pengolahan panas juga merupakan aspek penting dari ilmu
bahan. Dengan pengolahan panas, akan didapatkan sifat-sifat
yang lebih baik dari bahan. Contohnya dengan memanaskan
baja dengan cepat sekitar 800oC dan kemudian mendinginkannya
dalam minyak atau air, baja akan menjadi lebih. Istilah
lain dari pengolahan panas ini disebut juga dengan “menyepuh
74
panas”. Pengolahan panas lain adalah antara lain memurnikan,
menkarbonkan, menitrasikan dan memijarkan.
3.4.3. Penguatan
Penguatan atau pengokohan adalah cara ketiga untuk
memperoleh sifat-sifat yang lebih baik. Pengokohan terjadi pada
tiap perubahan bentuk dalam keadaan dingin. Contoh-contoh
bentuk perubahan bentuk dalam keadaan dingin adalah
menempa dingin, mencanai dingin dan menarik dingin.
3.4.4. Ditempa dan Dicanai
Proses pembuatan dari bahan baku hingga menjadi jadi produk
yang dapat dijual di pasaran dapat berlangsung dengan
menggunakan palu-tempa atau dengan menggunakan canai.
Produk yang dihasilkan disebut dengan logam tempa dan logam
canai. Logam yang ditempa dan logam yang dicanai disebut juga
logam remas. Logam yang ditempa masuk ke pasaran dalam
bentuk benda tempa dan logam yang dicanai antara lain dalam
bentuk pelat, batang, profil dan pipa.
3.4.5. Dituang
Proses penuangan adalah proses memasukan logam cair ke
dalam cetakan tertentu. Berbagai produk akhir yang bentuk
akhirnya sedemikian rumit, maka proses pembuatannya lebih
baik dengan proses penuangan. Proses penuangan banyak kita
jumpai pada pembuatan bak verseneling engine mobil, piston,
dan berbagai produk akhir yang bentuknya sangat rumit.
3.5. Logam Besi (Ferro) dan Bukan Besi (Non-Ferro)
3.5.1. Logam Besi (Ferro, Fe)
Bahan logam ferro mengandung karbon antara 0 sampai 4,5%,
dan dibagi atas tiga golongan yaitu:
a. Besi dengan kadar karbon; 0 sampai 0,008%
b. Baja dengan kadar karbon; 0,008% sampai 2,0%
c. Besi cor dengan kadar karbon; 2,0 sampai 4,5%
Di dalam besi kandungan karbon dan unsur paduan sangat
rendah, karena itu besi tidak dapat dikeraskan dengan cara
pendinginan celup (quencing). Besi yang digunakan dalam
industri ada tiga jenis yaitu besi tempa, besi ingot dan besi
tuang.
75
Besi tempa antara lain dapat digunakan untuk membuat rantai
jangkar, kait keran dan landasan kerja pelat, sedangkan besi
ingot adalah besi murni.
Besi tuang merupakan campuran besi dan karbon. Kadar
karbon sekitar 4 %, sifatnya rapuh tidak dapat ditempa, baik
untuk dituang, liat dalam pemadatan, lemah dalam tegangan.
Digunakan untuk membuat alas mesin, meja perata, badan
ragum, bagian-bagian mesin bubut, blok silinder dan cincin
torak.
Baja karbon adalah paduan antara besi dan karbon dengan
sedikit Si, Mn, P, S dan Cu. Sifat baja karbon tergantung pada
kadar karbon, karena itu baja ini dikelompokan berdasarkan
kadar karbonnya. Ada beberapa jenis baja karbon yang dikenal
yaitu:
๔พ Baja Karbon Rendah (BCR)
Baja karbon rendah disebut juga baja lunak. Komposisi
campuran besi dan karbon, kadar karbon 0 sampai 0,3 %,
mempunyai sifat dapat ditempa dan liat. Digunakan untuk
membuat mur, skrup, pipa, dan keperluan umum dalam
pembangunan. Baja karbon ini dibagi lagi dalam baja kil,
semi kil dan baja rim. Penamaan ini didasarkan kepada
persyaratan deoksidasi, cara pembekuan dan distribusi
rongga atau lubang halus di dalam ingot. Baja karbon rendah
dapat mempunyai unsur paduan dari Si dan Mn. Dengan
memperkecil nilai karbon dalan baja karbon rendah, dapat
mempertinggi mampu takik baja ini.
Gambar 3.2. Logam ferro (Fe) yang berbentuk
batangan yang telah dipadu dengan unsur lain
Kedua jenis besi ini
adalah jenis besi dengan
kadar karbon yang
sangat rendah yang
diproses dengan cara
khusus untuk penggunaan
tertentu. Besi
tempa adalah besi yang
mengandung terak silikat
antara 2% sampai 4%.
Komposisinya terdiri dari
99% besi murni, sifatnya
dapat ditempa, liat, dan
tidak dapat dituang.
76
๔พ Baja Karbon Sedang (BCS)
Komposisi campuran besi dan karbon, dengan kadar karbon
0,3% sampai 0,45 %. Sifat lebih kenyal dari yang keras dan
digunakan untuk membuat benda kerja tempa berat, poros,
dan rel baja.
๔พ Baja Karbon Tinggi (BCT)
Komposisi campuran besi dan karbon, dengan kadar karbon
0,45 sampai 1,70 %. Sifat dapat ditempa, dapat disepuh
keras dan dimudakan dan digunakan untuk mem-buat kikir,
pahat, gergaji, tap, stempel, dan alat mesin bubut.
๔พ Baja Karbon Tinggi Dengan Campuran
Komposisi baja karbon tinggi ditambah nikel dan kobal, krom
atau tungsten. Sifatnya rapuh, akan tetapi tahan terhadap
suhu tinggi tanpa kehilangan kekerasan, dapat disepuh keras
dan dimudakan. Umumnya banyak digunakan untuk
membuat mesin bubut dan alat-alat permesinan lainya.
Dalam baja karbon, bila kadar karbon baja naik maka
kekuatan dan kekerasannya bertambah tinggi, akan tetapi
keuletannya menurun atau lebih getas. Klasifikasi baja
karbon dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2. Klasifikasi Baja Karbon
Jenis dan Kelas
Kadar
Karbon
(%)
Kekuatan
Luluh
(kg/mm2)
Kekuatan
tarik
(kg/mm2)
Perpanjangan
(%)
Kekerasan
Brinell
Penggunaan
Baja
lunak
khusus
0,08 18-28 32-36 40-30 95-100 Pelat
tipis
Baja
sangat
lunak
0,08-
0,12 20-29 36-42 40-30 80-120 Batang
kawat
Baja
lunak
0,12-
0,20 22-30 38-48 36-24 100-130
BCR
Baja
setengah
lunak
0,20-
0,30 24-36 44-55 32-22 112-145
Konstruk
si umum
Baja
setengah
keras
0,30-
0,40 30-40 50-60 30-17 140-170
BCS
Baja
keras
0,40-
0,50 34-46 58-70 26-14 160-200
BCT
Baja
sangat
keras
0,50-
0,80 36-47 65-100 20-11 180-235
Alat-alat
mesin
perkakas
, rel,
pegas,
dan
kawat
piano
(Harsono Wiryosumarto dan Toshie Okumura,1991)
77
Besi cor adalah paduan besi karbon dengan kadar karbon
(C) lebih dari 2%, dan masih ada unsur lain seperti Si, Mn,
P, S dan sebagainya. Di samping itu dalam penggunaan
tertentu masih ditambah lagi dengan Ni, Cr, dan Mo.
Kekuatan besi cor pada umumnya lebih rendah dari pada
kekuatan baja cor, tetapi dalam beberapa besi tertentu
kekuatannya menyamai baja cor.
Tabel 3.3. Klasifikasi Besi Cor
Jenis dan Kelas Simbol Komposisi kimia (%)
JIS C Si Mn P S
Kekuatan
Tarik
(kg/ mm2)
Kelas 1 FC 10 10 ๔
Kelas 2 FC 15 13 ๔
Kelas 3 FC 20 17 ๔
Kelas 4 FC 25 22 ๔
Kelas 5 FC 30 27 ๔
Besi cor kelabu
Kelas 6 FC 35
2,5-4,0 1,4-2,5 0,4-1,0 0,05-1,0 0,06-0,15
32 ๔
Besi Cor
Perlit Lanz - 3,0-3,3 0,6-1,1 0,5-1,0 28-35
Besi Cor
Emmel - 2,5-3,0 2,0-2,5 0,8-1,1 30-35
Besi Cor
Piowalsky - 2,7-3,0 1,6-2,7 - 30-40
Besi cor khusu
Besi Cor
Mehanit - 2,7-3,0 1,0-1,5 0,6-0,8 32-34
Kelas 1 FCMW 34 32-36
Besi cor
maliable (tungku
putih)
Kelas 2 FCMW 36
2,6-3,2 0,6-1,1 <0,5 <0,3
34-38
Kelas 1 FCMB28 28 ๔
Kelas 2 FCMB32 32 ๔
Kelas 3 FCMB35 35 ๔
Besi cor
maliable
(tungku
hitam)
Kelas 4 FCMB37
2,0-3,0 0,8-1,5
37 ๔
Kelas 1 FCD40 40 ๔
Kelas 2 FCD45 45 ๔
Kelas 3 FCD55 55 ๔
Besi cor
nodular
Kelas 4 FCD70
3,3-3,9 2,2-2,9 0,2-0,6 0,02-0,1 <0,015
70 ๔
Besi
cor
paduan
- - - - - -
(Harsono Wiryosumarto dan Toshie Okumura,1991)
3.5.2. Logam Bukan Besi (Non-Ferro)
Logam non ferro yaitu logam yang tidak mengandung unsur besi
(Fe). Kurang lebih 20% dari logam yang diolah menjadi produk
industri merupakan logam bukan-besi (non-ferro). Indonesia
merupakan salah satu negara penghasil logam bukan besi (nonferro)
yang cukup banyak meliputi; timah putih, tembaga, nikel,
78
emas dan aluminium. Dalam keadaan murni logam bukan besi
memiliki sifat yang cukup baik, namum untuk meningkatkan
kekuatannya umumnya dicampur dengan logam lain sehingga
membentuk paduan. Ada beberapa ciri-ciri sifat bukan logam
(non-ferro), diantaranya adalah;
๔ธ Tahan terhadap korosi (pengkaratan)
๔ธ Mempunyai daya hantar listrik yang baik
๔ธ Mudah dibentuk
Beberapa jenis logam bukan besi (non-ferro) antara lain sebagai
berikut :
๔พ Tembaga (Cu)
Tembaga adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik
memiliki lambang Cu dan nomor atom 29. Lambangnya
berasal dari bahasa Latin Cuprum. Tembaga merupakan
konduktor panas dan listrik yang baik. Selain itu unsur ini
memiliki korosi yang lambat sekali.
Tembaga mempunyai
warna coklat kemerahmerahan,
mempunyai
sifat tempa yang cukup
baik, liat, dan kuat.
Tembaga banyak digunakan
untuk membuat
berbagai suku cadang
bagian listrik, radio
penerangan, dan alatalat
dekorasi, perkakas
dapur. Seperti alat-alat
elektronik, mesin listrik,
patung-patung dan tropi,
peralatan rumah tangga; pisau, garfu dan kuali leper.
Tembaga murni dibagi dalam tiga jenis yang didasarkan
kepada cara pemurniannya. Jenis pertama adalah tembaga
tangguh yang dibuat dengan mencairkan kembali tembaga
hasil elektrolisa. Jenis kedua adalah tembaga bebas oksigen
yang dibuat dengan mendeoksidasi tembaga hasil elektrolisa.
Jenis yang ketiga adalah tembaga bebas oksigen hantaran
tinggi yang dibuat dengan mencairkan tembaga elektrolisa
dalam atmosfir hidrogen.
Paduan tembaga mempunyai daya hantar listrik dan daya
hantar panas yang lebih rendah dari pada tembaga murni,
Gambar 3.3. Bahan tembaga
dibuat sebagai hiasan kaligrafi
79
tetapi kekuatannya lebih baik. Sebagai unsur paduan pada
tembaga umumnya digunakan adalah Zn, Si, Sn, Al, Ni dan
lain-lainya. Paduan antara Cu-Zn disebut brass atau
kuningan atau loyang. Sedangkan paduan antara Cu-Sn
disebut brons atau perunggu. Jenis-jenis paduan lainnya
juga disebut brons, misalnya paduan yang mengandung
fosfor disebut brons fosfor, sedangkan Cu-Si disebut brons
silikon, CU-Al disebut perunggu aluminium.
Sifat-sifat utama tembaga adalah mempunyai warna coklat
kemerah-merahan dan mempunyai konduktivitas elektrik
yang tinggi. Tembaga memiliki ciri, yaitu mampu memantulkan
cahaya coklat kemerah-merahan dan menyerap warna
lain dalam frekuensi spektrum tampak.
Tembaga terletak dalam keluarga yang sama dengan perak
dan emas dalam jadwal berkala, oleh karena itu ia mempunyai
sifat-sifat yang serupa dengan kedua logam itu.
Kesemuanya mempunyai konduktivitas elektrik yang tinggi.
Tembaga seperti halnya emas dan perak mempunyai sifat
mampu tempa yang baik. Tembaga tidak larut dalam air
(H2O) dan isopropanol, atau isopropil alkohol.
Dipasaran banyak terlihat tembaga digunakan untuk
pembuatan alat-alat elektronik, pipa tembaga untuk kulkas
dan air conditioning (ac), bahan kabel listrik, pembuatan
tropy, hiasan dinding dari tembaga (kuningan), gantungan
kunci, kunci pintu rumah, pisau, garpu, sudu, alat-lat medis
dan sebagainya.
๔พ Aluminium (Al)
Aluminium adalah unsur kimia yang mempunyai simbol Al
dan nomor atom 13. Aluminium dijumpai terutamanya dalam
bijih bauksit dan terkenal karena daya tahannya terhadap
pengoksidasian (tahan karat) dan lebih ringan. Aluminium
digunakan dalam banyak industri untuk menghasilkan
bermacam-macam bentuk produk industri otomotif, rumah
tangga, elektronik, pesawat terbang, perkapalan, kareta api
dan sebagainya. Logam aluminium juga dipakai secara luas
dalam bidang kimia, listrik, bangunan dan alat-alat penyimpanan.
Untuk mendapatkan sifat tertentu aluminium banyak di padu
dengan logam lain. Paduan aluminium banyak digunakan
karena sifatnya yang kuat dan ketahanannya terhadap suatu
kondisi tertentu lainnya. Campuran aluminium ini tahan
terhadap asam dan menunjukkan kadar kekorosian yang
80
rendah dalam suhu atmosfir dan juga mempunyai sifat
oksidasi yang rendah pada suhu tinggi. Paduan aluminium
tahan atau kurang bereaktif terhadap sulfur dan hasil
oksidasi dari pembakaran. Paduan ini juga tahan terhadap
korosi air laut. Daya tahan terhadap korosi air laut paduan
aluminium ini disebabkan oleh komponen aluminium dalam
campuran, yang bertindak sebagai pelindung pengkorosian.
Paduan aluminium dapat diklasifikasikan dalam tiga cara
yaitu berdasarkan pembuatan dengan klasifikasi paduan cor
dan paduan tempa; berdasarkan perlakuan panas dengan
klasifikasi dapat atau tidak dapat diberlakupanaskan; dan
ketiga berdasarkan unsur-unsur paduan. Berdasarkan
klasifikasi ketiga ini aluminium dapat dibagi dalam tujuh jenis
yaitu: Jenis Aluminium Murni, Al-Cu, Al-Mn, Al-Si, AL-Mg, Al-
Mg-Si dan Jenis Al-Zn.
Paduan aluminium yang
dapat diberlakupanaskan
adalah paduan dimana
kekuatanya dapat diperbaiki
dengan pengerasan
dan penemperan,
sedangkan paduan yang
tidak dapat diberlakupanaskan
kekuatannya
hanya dapat diperbaiki
dengan cara pengerjaan
dingin. Pengerasan pada
paduan aluminium yang
dapat diberlakupanaskan
tidak karena adanya
transformasi martensit seperti dalam baja karbon, tetapi
karena adanya pengendapan halus fasa kedua dalam butir
kristal paduan. Karena proses ini maka pengerasan pada
paduan aluminium disebut pengerasan endap atau
pengerasan presipitasi. Sifat-sifat pengerasan ini sangat
tergantung pada unsur paduannya.
Logam aluminium yang termasuk dalam kelompok yang tidak
dapat diperlakupanaskan adalah jenis Al-murni, jenis Al-Mn,
jenis Al-Si dan jenis Al-Mg. Sedangkan kelompok yang dapat
diperlakupanaskan masih dibagi lagi dalam jenis perlakuan
panasnya yaitu anil-temper (O-temper), pengerasan regang
(H-temper), pengerasan alamiah dan pengerasan buatan.
Gambar 3.4. Velg roda dari paduan
aluminium
81
๔พ Timbal (Pb)
Timbal adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki lambang Pb dan nomor atom 82. Lambangnya
diambil dari bahasa latin Plumbum. Unsur ini beracun dan
efek dari racun ini antara lain; dapat menurunkan daya ingat
pada otak manusia.
Timbal mempunyai warna
biru kelabu. Sifatnya
dapat ditempa, sangat
liat, tahan korosi, air,
asam, dan bobot sangat
berat. Timbal banyak digunakan
sebagai bahan
pembuat kabel, baterai,
bubungan atap atau kudakuda
rumah, dan bahan
pengisi pada baterai
kering.
๔พ Timah (Sn)
Timah adalah sebuah unsur kimia dalam tabel periodik yang
memiliki simbol Sn (bahasa Latin: stannum) dan nomor atom
50. Unsur ini merupakan logam miskin keperakan, dapat
ditempa ("malleable"), ditemukan dalam banyak aloy, dan
digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah
karat. Timah diperoleh terutama dari mineral cassiterite yang
terbentuk sebagai oksida
Warna aluminium bening
keperak-perakan,
sifatnya dapat ditempa,
liat dan tahan korosi.
Timah digunakan sebagai
pelapis lembaran
baja lunak (pelat timah)
dan untuk pembuatan
peralatan di industri pengawetan
dan pelapis/
bungkus makanan.
Timah adalah logam memiliki kekerasan yang rendah, berat
jenis 7,3 g/cm3, serta mempunyai sifat konduktivitas panas
dan listrik yang tinggi. Dalam keadaan normal (13–1600oC),
Gambar 3.5. Bahan timbal
Gambar 3.6. Alat rumah tangga
dari bahan paduan aluminium
82
logam ini bersifat mengkilap dan mudah dibentuk. Timah
terbentuk sebagai endapan primer pada batuan granit dan
pada daerah sentuhan batuan endapan metamorfosa.
Biasanya berasosiasi dengan turmalin dan urat kuarsa timah,
serta sebagai endapan sekunder, yang di dalamnya terdiri
dari endapan alluvium, elluvial, dan koluvium.
Mineral yang terkandung di dalam bijih timah pada umumnya
mineral utama yaitu kasiterit, sedangkan pirit, kuarsa, zircon,
ilmenit, plumbum, bismut, arsenik, stibnite, kalkopirit, kuprit,
xenotim, dan monasit merupakan mineral ikutan. Kegunaan
timah banyak sekali terutama untuk bahan baku logam
pelapis, solder, cendera mata, dan lain-lain.
Potensi timah di Indonesia terdapat di Pulau Bangka, Pulau
Belitung, Pulau Singkep, dan Pulau Karimun.
3.6. Bahan Non Logam
Bahan non logam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke
dalam kelompok logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan atau
hasil dari proses pengolahan minyak bumi. Bahan non-logam dapat
terdiri dari bahan organik dan bahan an-organik. Bahan organik seperti
kayu, kertas, plastik, karet, kulit, kapas dan sebagainya, sedangkan
bahan an-organik seperti; batu, pasir, semen, keramik, gelas, grafit dan
sebagainya. Bahan-bahan non logam antara lain asbes, karet dan
plastik.
3.6.1. Asbes
Asbes adalah suatu jenis
mineral terdiri dari asam
kerbik dan magnesium
yang berbentuk serat.
Untuk beberapa mineral
sangat berbeda dalam
komposisi, kekuatan, fleksibilitas
dan kualitas dari
serat-seratnya. Misalnya
jenis krisotil yang bentuk
seratnya bervariasi panjang
dan pendek, sedangkan
jenis antopilit bentuk
seratnya bervariasi, tidak
dapat dipintal tetapi lebih
tahan terhadap asam.
Gambar 3.7 Atap rumah dari bahan
asbes
83
Asbes dipakai untuk melapisi rem mobil. Serat asbes yang murni
dipakai untuk keperluan kimia. Tali asbes dan kain asbes banyak
digunakan untuk bermacam-macam keperluan. Misalnya untuk
kaus tangan, baju tahan api, isolasi listrik dan panas, bahan
packing, sumbat bius dan peredam bunyi.
3.6.2. Karet
Istilah karet digunakan untuk menyatakan berbagai jenis bahan
yang mempunyai tingkat kekenyalan yang tinggi, bersifat lentur
dan dapat dideformasikan beberapa kali lebih panjang dan dapat
dikembalikan ke bentuk semula.
Karet alam terbuat dari sari getah pohon hevea bras-iliensis
(pohon karet) yang tumbuh di daerah tropis. Untuk mendapatkan
sari ini, pohon karet tersebut disayat kulitnya untuk mendapatkan
getah putih yang disebut lateks. Lateks yang diperoleh terdiri dari
bola karet dan air. Kemudian dimastikasi atau diplastikan agar
dapat diproses dengan lebih mudah, dan dicampur dengan
bahan pengisi seperti karbon hitam, zat pewarna, belerang,
dibuat campuran, dibentuk dengan tekanan, dan divulkanisasi
oleh reaksi penyilangan sambil dipanaskan untuk mendapatkan
benda cetakan.
Warna karet alam agak kecoklat-coklatan, tembus cahaya atau
setengah tembus cahaya, dengan berat jenis 0,91-0,93. Sifat
mekaniknya tergantung pada derajat vulkanisasi, sehingga dapat
dihasilkan banyak jenis. Temperatur penggunaannya adalah
sekitar 99oC paling tinggi, melunak pada suhu kira-kira 130oC
dan mengurai pada suhu kira-kira 200oC. Bersifat isolasi
listriknya bagus dan karet tidak tahan terhadap minyak dan
pelarut.
Bahan karet, digunakan
secara luas untuk ban mobil,
pengemas karet, penutup
isolasi listrik, sol sepatu dan
sebaginya. Karet tahan
terhadap keausan. Karet
sintetis atau karet tiruan
dibuat dari mineral minyak
bumi. Karet sintetis lebih
tahan terhadap minyak dan
gemuk, tetapi kurang tahan
terhadap temperatur tinggi.
Gambar 3.8 Ban mobil yang
terbuat dari karet alam
84
Karet sintetis saat ini banyak dijumpai di pasaran dengan
berbagai jenis, sesuai dengan kebutuhannya. Beberapa jenis
karet sintetis yang umum dipasaran adalah; karet butadien, karet
nitril, karet polisulfida, karet uretan, karet olefin, dan karet etilen
propilen. Penamaan jenis karet sintetis ini sesuai dengan proses
pembuatannya.
3.6.3. Plastik
Bahan plastik merupakan
bahan yang sangat
penting dalam dunia permesinan
dan industri
modern. Plastik adalah
bahan sintetis yang berasal
dari minyak mineral,
gas alam, batu bara, batu
kapur, binatang dan
tumbuh-tumbuhan.
Istilah plastik mencakup
produk polimerisasi sintetik
atau semi-sintetik.
Mereka terbentuk dari
kondensasi organik atau
penambahan polimer dan
bisa juga terdiri dari zat
lain untuk meningkatkan
performa atau nilai ekonominya.
Plastik dapat
dibentuk menjadi film atau
fiber sintetik. Nama ini
berasal dari fakta bahwa
banyak dari mereka
"malleable", memiliki properti keplastikan.
Plastik didesain dengan variasi yang sangat banyak sehingga
tahan terhadap panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Plastik
sangat banyak digunakan di dunia industri untuk berbagai
macam keperluan seperti pengepakan (packaging), dunia
transportasi, alat-alat kantor dan alat-alat rumah tangga.
Sifat-sifat plastik pada umumnya adalah :
1. Tahan korosi
2. Berat jenis cukup rendah
3. Ulet dan kuat
4. Tidak tahan panas yang tinggi
Gambar 3.9 Packaging mesin
dari bahan plastik
85
Plastik dapat dibagi ke dalam dua golongan besar yaitu
golongan “termoplast” dan golongan “termohard”. Sifat dari
kedua golongan plastik tersebut dapat dijelaskan sebagai
berikut:
๔พ Termoplast
Termoplast dibentuk dari molekul-molekul panjang. Termoplast
adalah bahan plastik yang dapat dibentuk melalui
proses pemanasan. Plastik jenis banyak digunakan untuk
pengepakan pada makanan-makan ringan, dan minuman
kaleng.
๔พ Termohard
Termohard terbentuk dari molekul-molekul bentuk jaringan
besar. Termohard merupakan bahan yang tahan terhadap
panas tinggi, dengan pemanasan plastik jenis ini tidak mudah
menjadi lembek dan menjadi cair.
3.7. Pembuatan Pelat Baja Tipis dan Pelat Baja Tebal
3.7.1. Bahan Pelat Baja Tipis
Pelat tipis umumnya
dibentuk dari baja karbon
rendah. Pelat baja tipis
dibuat melalui berbagai
cara untuk tujuan tertentu
untuk keperluan di industri
dan permesinan. Gambar
3.10, memperlihatkan proses
pembuatan pelat baja
tipis.
Pelat baja tipis banyak
juga dipakai untuk dinding
bodi alat-alat transportasi
seperti mobil, kapal laut,
kereta api, mesin bubut,
mesin freis dan sebagainya.
Penggunaan utama baja pelat tipis yang dirol panas, dirol
dingin dan dilunakan adalah untuk benda yang dibentuk dengan
proses mengepresan (penekanan). Pembentukan dengan pres
terdiri dari pengguntingan dan pembentukan dimana
pengepresan merupakan proses utama. Seperti disebutkan di
Gambar 3.10. Proses mengerolan
pelat baja tipis
86
atas penggunaannya adalah untuk peralatan dapur, pelat
dinding kendaraan, jembatan, dan sebagainya.
3.7.2. Proses Pembuatan Baja Paduan Pelat Tipis
Baja dapat didefinisikan suatu
campuran dari besi dan karbon,
dimana unsur karbon (C)
menjadi dasar campurannya.
Di samping itu me-ngandung
unsur cam-puran lainnya
seperti sulfur (S), fosfor (P),
silikon (Si) dan mangan (Mn)
yang jumlahnya dibatasi.
Kandungan karbon di dalam
baja sekitar 0,1%-1,7%,
sedangkan unsur lain-nya
dibatasi persen-tasenya.
Unsur paduan yang bercampur
di dalam lapisan baja, untuk
membuat baja bereaksi
terhadap pengerjaan panas atau menghasilkan sifat-sifat khusus.
๔ Unsur Campuran Dasar Baja (Karbon)
Unsur karbon adalah unsur campuran yang amat penting dalam
pembentukan baja, jumlah persentase dan bentuknya membawa
pengaruh yang amat besar terhadap sifat baja tersebut. Tujuan
Gambar 3.12 Pembuatan baja
paduan
Gambar 3.11. Penggunaan pelat baja tipis sebagai dudukan
komponen sensor alat ukur radiasi matahari
87
utama penambahan unsur campuran lain ke dalam baja adalah
untuk mengubah pengaruh
dari unsur karbon.
Apabila dibandingkan dengan
kandungan
karbonnya maka
dibutuhkan sejumlah
besar unsur campuran lain
untuk menghasilkan sifat
yang dikehendaki pada
baja. Unsur karbon dapat
bercampur dalam besi dan
baja setelah didinginkan
secara perlahan-lahan
pada temperatur kamar
dalam bentuk sebagai
berikut.
a. Larut dalam besi untuk membentuk larutan padat ferit yang
mengandung karbon diatas 0,006% pada temperatur kamar.
Unsur karbon akan naik lagi sampai 0,03% pada temperatur
sekitar 7250C. Ferit bersifat lunak, tidak kuat dan kenyal.
b. Sebagai campuran kimia dalam besi, campuran ini disebut
sementit (Fe3C) yang mengandung 6,67% karbon. Sementit
bersifat keras dan rapuh.
Sementit dapat larut dalam besi berupa sementit yang bebas atau
tersusun dari lapisan-lapisan dengan ferit yang menghasilkan
struktur “perlit”, dinamakan perlit karena ketika di “etsa” dites
dengan jalan goresan dan dilihat dengan mata secara bebas, perlit
kelihatannya seperti karang mutiara. Perlit adalah gabungan sifat
yang baik dari ferit dan sementit.
Apabila baja dipanaskan kemudian didinginkan secara cepat maka
keseimbangannya akan rusak dan unsur karbon akan larut dalam
bentuk yang lain. Itulah sifat yang dihasilkan dengan bermacammacam
pemanasan dan periode pendinginan baja. Sifat dan
mikrostruktur itu yang ada dalam baja sebelum pengerjaan panas
(heat treatment) dilakukan. Untuk lebih jelasnya perhatikan
gambar berikut.
Gambar 3.13. Pemakaian baja
paduan
88
๔ Unsur-Unsur Campuran Lainnya
Di samping unsur-unsur karbon
sebagai campuran dasar dalam
besi, juga terdapat unsur-unsur
cam-puran lainnya yang jumlah
persentasenya diatur sede-mikian
rupa. Unsur-unsur itu yaitu fosfor
(P), sulfur (S), silikon (Si), dan
mangan (Mn).
Gambar 3.15. Proses
pencampuran unsur lain pada
pembuatan baja paduan
Gambar 3.14. Struktur dan sifat-sifat baja karbon sebelum
Pengerasan.
(Amstead, B.H., 1979)
89
Pengaruh unsur tersebut pada baja adalah sebagai berikut:
๔ Unsur Fosfor (P)
Unsur fosfor membentuk larutan besi fosfida. Baja yang
mempunyai titik cair rendah juga tetap menghasilkan sifat yang
keras dan rapuh.
Fosfor dianggap sebagai unsur yang tidak murni dan jumlah
kehadirannya di dalam baja dikontrol dengan cepat sehingga
persentase maksimum unsur fosfor di dalam baja sekitar 0,05
%. Kualitas bijih besi tergantung dari kandungan fosfornya.
๔ Unsur Sulfur (S)
Unsur sulfur membahayakan larutan besi sulfida (besi belerang)
yang mempunyai titik cair rendah dan rapuh.
Besi sulfida terkumpul pada batas butir-butirannya yang
membuat baja hanya didinginkan secara singkat (tidak sesuai
dengan pengerjaan dingin) karena kerapuhannya.
Hal itu juga membuat baja dipanaskan secara singkat (tidak
sesuai dengan pengerjaan panas) karena menjadi cair pada
temperatur pengerjaan panas dan juga menyebabkan baja
menjadi retak-retak. Kandungan sulfur harus dijaga serendah
mungkin dibawah 0,05%.
๔ Unsur Silikon (Si)
Silikon membuat baja tidak stabil, tetapi unsur ini tetap
menghasilkan lapisan grafit (pemecahan sementit yang
menghasilkan grafit) dan menyebabkan baja menjadi tidak kuat.
Baja mengandung silikon sekitar 0,1% - 0,3%.
๔ Unsur Mangan (Mn)
Unsur mangan yang bercampur dengan sulfur akan membentuk
mangan sulfida dan diikuti dengan [emebentukan besi sulfida.
Mangan sulfida tidak membahayakan baja dan mengimbangi
sifat jelek dari sulfur. Kandungan mangan di dalam baja harus
dikontrol untuk menjaga ketidakseragaman sifatnya dari
sekumpulan baja yang lain. Baja karbon mengandung mangan
lebih dari 1%.
90
Gambar 3.16. Diagram proses pembuatan baja paduan hingga
menjadi pelat tipis
๔ Baja Karbon Rendah Pembentuk Pelat Tipis
Baja karbon rendah merupakan produk yang utama dalam sebuah
pabrik baja dan besi. Bentuk produk dari baja karbon rendah berupa
pelat baja. Pelat baja di bedakan atas pelat baja tipis (sheet metal)
dan pelat baja tebal (slab dan billet).
DAPUR TINGGI
BATU KAPUR BIJIH BESI
Kokas
UDARA
BESI KASAR
KONVERTOR
KASAR
DAPUR TINGGI TERBUKA
(SIEMEN MARTIN)
BAJA BAJA
Tuangan Batang Baja
DAPUR LISTRIK
BAJA BEKAS
Ditempa Digiling
BAJA SPESIAL
TUANGAN BATANG BAJA
T. BERAT CETAK
T. BERAT GILING KONSTRUKSI PIPA PELAT
91
Pelat baja tipis, banyak digunakan
untuk berbagai keperluan dalam
dunia teknik seperti; pembuatan
dinding body mobil, dinding kereta
api, kapal laut, pemipaan, sudusudu
turbin, dan sebagainya.
Sedangkan dari pelat tebal, dibuat
untuk keperluan berbagai jenis
konstruksi, diantaranya konstruksi
jembatan dan konstruksi gedung
atau rumah, tank baja dan
sebagainya. Dewasa ini dibuat
berbagai produk dari baja dengan
perlakuan khusus yang telah
diperkuat untuk berbagai
kebutuhan tertentu di lapangan.
3.7.3. Bahan Pelat Baja Tebal
Seperti telah disinggung di atas
bahwa baja tebal banyak
digunakan untuk keperluan
berbagai jenis konstruksi dan
pembuatan alat-alat berat.
Pembuatan konstruksi seperti
konstruksi jembatan, gedunggedung
bertingkat, sedangkan
untuk pembuatan alat berat
seperti loader, exavator, roda
dan bantalan kereta api, tank
baja dan sebagainya.
Urutan pembuatan baja pelat
tebal adalah sebagai berikut:
๔ Pengolahan biji besi menjadi besi kasar
Untuk pengolahan bijih besi menjadi besi kasar diperlukan bahan
dan proses sebagai berikut:
๔ Biji besi
Biji besi ialah besi yang masih bercampur dengan bermacammacam
zat yang terdapat di alam (besi yang masih kotor). Biji
besi banyak terdapat di negara-negara Amerika Serikat, Rusia,
Spanyol, Jerman dan Swedia. Batu-batu besi itu dikirim ke
Gambar 3.17 Pelat baja tipis
Gambar 3.18. Pelat baja tebal
92
negara-negara yang membutuhkan. Batu-batu besi yang yang
terdapat di dalam tanah mengandung kadar besi lebih kurang 25–
70% dan unsur besi ini bersenyawa dengan zat asam, zat cair
dan zat arang. Macamnya biji besi tersebut adalah :
1. Fe3O4 – batu besi magnetit, mengandung kadar besi 60 –
70%. Bersipat magnetis dan berwarna hitam kehijau-hijauan.
2. Fe2O3 – batu besi hemotit, mengandung kadar besi 50 –
70%. Batu besi ini berwarna merah.
3. FeCO3 – batu besi siderit, mengandung kadar besi 30 – 50%.
Batu besi ini berwarna kuning keputih-putihan.
4. Fe2O3nH2 – karat besi mengandung air (bukan besi
tambang).
๔ Bahan tambahan
Bahan tambahan sangat diperlukan dalam pengolahan biji-biji besi,
sebab bahan tambahan ini dapat berfungsi untuk mengikat batubatu
ikatan dan abu kokas, sehingga merupakan terak cair. Kalau
tidak diadakan pengikatan, maka batu-batu ikatan dan abu-abu
bahan bakar sukar untuk dilebur di dalam tunggu dapur tinggi,
sehingga dapat menyebabkan penyumbata-penyumbatan dalam
dapur.
Sebagai bahan tambahan biasanya dipergunakan batu kapur
(CaCO3), kadang-kadang pula dolmit yaitu campuran dari CaCO3
dan MgCO3. Tetapi jika biji besinya sendiri telah mengandung
kapur, maka bahan tambahnya harus dipakai yang bersifat asam
umpamanya fluorid-kalsium (CaFO2).
๔ Bahan bakar (kokas)
Bahan bakar yang digunakan untuk melebur biji-biji besi di dalam
dapur tinggi dengan proses pembakaran antara lain :
1. Arang kayu, bahan bakar ini dibuat dengan jalan destilasi kering
dari kayu. Suatu keuntungan dari pemakaian arang kayu ialah
kemurnian pembakaran yang besar, sedang kerugiannya
adalah harganya yang mahal dalam bobot pemakaian yang
kecil.
2. Arang batu (batu bara), bahan bakar ini sukar digunakan karena
kotorannya mengandung zat belerang yang dapat
mempengaruhi jalannya proses
3. Kokas, bahan bakar ini didapat dari destilasi kering arang batu
atau batu bara. Kokas lebih banyak dan paling baik dipakai
untuk pembakaran dapur tinggi sebab kokas mempunyai sifat
tidak mengandung belerang, tidak banyak mengandung abu,
dan tidak mudah pecah (remuk).
93
๔ Dapur tinggi
Sebuah dapur tinggi (gambar diatas) adalah tempat untuk
melebur biji besi hingga menjadi besi kasar.
Konstruksi dan susunan dapur tinggi:
1) Dinding dapur tinggi terdiri dari kerucut atas dan
kerucut bawah dan bagian bawahnya dilapisi batu
tahan api.
2) Tebal dinding lapisan sampai 1 meter dan garis
tengah dapur maksimum 6 meter
3) Tinggi dapur 25 – 35 meter
4) Mulut dapur dibuat dari pelat baja yang berbentuk
cincin
5) Pemasukan biji besi pada mulut sebelah atas
berganti-ganti dengan bahan tambahan kokas yang
digerakkan oleh alat pengangkat hidrolis
6) Sebelum dipakai, dapur tinggi dipanasi lebih dahulu 8
sampai 14 hari lamanya.
7) Gas panas (CO2) yang terjadi tidak dibuang, tetapi
disalurkan untuk memanasi udara bakar yang akan
Gambar 3.19. Dapur tinggi
94
dimasukkan ke dalam dapur. Alat pemanas udara ini
disebut cowper.
8) Kapasitas dapur tinggi dapat menghasilkan 300–400
ton besi mentah dalam 24 jam.
๔ Operasi dapur tinggi
Bahan-bahan yang akan
diolah dalam dapur tinggi,
dimasukkan (dituangkan)
secara berlarut-larut dan
teratur yaitu bahan bakar
besi dan berikutnya bahan
tambahan, sehingga di
dalam dapur tinggi terdapat
muatan yang berlapis-lapis.
Setelah dalam dapur tinggi
diberi pemanasan dan
dibantu dengan udara
panas yang dihembuskan
lewat pipa-pipa udara yang
dipasang disekeliling tungku
dapur. Dengan pemanasan
tersebut mulailah arang
kokas terbakar, hingga
menjadi coal monoxide
(CO). gas ini mengalir
melalui biji-biji besi, naik ke
atas dan bersenyawa
dengan zat asam yang ada
di dalam besi itu sendiri
sehingga terjadilah persenyawaan
coal dioxyde (CO2)
yaitu :
Fe + CO2 + O2 ๔ฏ FeO2 + CO2
Dengan perubahan CO ini disebut proses reduksi di dalam
pelebur besi cair. Dalam hal ini ikatan besi telah dibersihkan dari
zat asam, tetapi mengambil zat arang (C) dari arang kokas. Pada
pelapisan arang kokas dioksida (CO2) ini diubah menjadi karbon
monoksida (CO) lagi.
Sekarang karbon monoksida (CO) naik ke atas melalui biji-biji
besi, maka monoksida ini akan mengambil zat asam yang ada
dalam besi, sehingga jadi lagi karbon dioksida (CO2), sedangkan
besinya mengambil zat arang dari arang kokas dari arang kokas
Gambar 3.20. Operasi dapur tinggi
95
dalam pembakaran. Proses semacam ini terjadi pada suhu 8000C
sedangkan gas-gas yang keluar dari dapur tinggi, mengalir ke
tempat pembersih gas dengan suhu 3000C dan dari sini dialirkan
ke pesawat pembawa cowper. Besi yang sudah cair menetes ke
bawah diselimuti oleh lapisan tempat yang berkumpul di dalam
tungku, sedangkan teraknya terapung diatas cairan besi.
Terak cair ini berguna pula untuk melindungi besi cair terhadap
pengaruh udara. Di bagian bawah kaki tungku terdapat lubang
terak dan lubang besi cair. Sebelum besi cair dikeluarkan maka
teraknya harus dikeluarkan lebih dahulu sampai bersih.
Banyaknya zat arang yang diambil oleh tiap 100 kg mengandung
2,5 – 4,5% C. Zat arang ini dibutuhkan dalam besi teknik karena
dengan pengurangan kadar zat arang kita dapat membuat baja
perkakas, baja konstruksi dan baja tuang. Pembuatan bahanbahan
semacam ini dapat dilakukan dalam dapur-dapur yang
tersendiri. Gas dapur tinggi selain dipakai untuk pemanas udara
bakar dapat juga dipakai untuk menggerakkan motor-motor gas
atau turbin gas, sebagai pesawat pembantu dari perusahaan
dapur tinggi.
๔ Besi kasar
Hasil besi cair dapur
tinggi dapat langsung
dituang menjadi besi
tuang atau besi kasar
padat. Atau dapat juga
langsung dikerjakan yaitu
untuk mendapat besi
kasar cair dan diangkut
ke tempat alat
pencampur. Pada alat
pencampur ini diharapkan
susunan besi kasar cair
dapat menjadi lebih
homo-gen.
Besi kasar yang
dihasilkan dapur tinggi
ada dua macam yaitu:
(1) Besi kasar putih
Besi kasar putih ini mengandung 5 – 30% Mn dan
mengandung 3 – 4,5% C. Sifatnya sangat keras dan rapuh
oleh karena itu, tidak dapat dipakai dalam bengkel tuang
Gambar 3.21. Besi kasar (pig iron)
96
besi, tetapi sangat baik
untuk pembuatan besi
tempa atau baja. BD =
7,3 – 7,7 dan titik cair =
1000 – 13000C.
(2) Besi kasar kelabu
Besi ini mengandung 1%
sampai 3% Si dan
mengandung 3% C,
Berat Jenis = 7,7 dan
titik cairnya 13000C.
Warna kelabu disebabkan
karena terdapatnya
grafit dalam
besi dan pembentuk-kan
grafit disebabkan oleh
kadar silisium (Si) yang
dikandungdalam besi
kasar. Besi kasar kelabu
ini sangat baik dipakai
untuk bengkel-bengkel
tuang dan untuk
pembuatan alat-alat
perkakas.
๔ Proses Pembuatan Baja Dari
Besi Kasar
(1) Proses Bassemer
Konvertor Bassemer didapatkan pada tahun 1855 oleh Henry
Bessemer seorang bangsa Inggris. Konvertor ini pada bagian
sebelah dalamnya dilapisi dengan batu tahan api yang terbuat
dari kwarsa (SiO2) dan bersifat asam. Jenis konvertor ini hanya
dapat mengolah besi kasar dengan kadar P maksimum 0,80%.
Tetapi kadar C = 3,5 – 4%, kadar Si = 1,5 – 2,5%, Mn = 4 –5 %,
S = 0,05%. Jadi merupakan besi kasar kelabu. Kadar P harus
rendah mengingat (P) tidak dapat dihilangkan dalam proses ini.
Selain itu (P) dapat merusak lapisan konvertor yang bersifat
asam.
Besi kasar cair dari alat pencampuran yang diisikan 1/7 dari
bagiannya, isi konvertor maksimum adalah 15 – 30 ton. Pada
alat bejana terdapat lubang-lubang saluran udara dengan
Gambar 3.22. Dapur besi
kasar
97
ukuran lebih kurang
berdiameter 12 – 20 mm
yang dihubungkan
dengan ruang udara.
Bejana ini dapat diputar
melalui 2 titik tumpuan
poros. Pada poros
tumpuan yang satu
dilengkapi dengan roda
gigi dan poros tumpuan
yang lain terdapat pipa
saluran udara. Sebagai
bahan pemanas konvertor
ini adalah udara
panas. Prinsip dari
proses Bessemer adalah
untuk memperkecil
kadar C. Oleh udara
panas Si dan Mn yang
ter-kandung dalam besi
kasar dapat terbakar,
juga zat arang (C)
diperkecil dengan
timbulnya CO2 yang
dinyatakan dengan
nyala api. Lapisan batu
tahan api yang bersifat
asam dapat memper-cepat terjadinya proses dalam besi kasar
cair dan proses ini tidak berlaku untuk besi kasar yang
mengandung fosfor. Besi atau baja yang diperoleh dari proses
Bessemer ini, dikerjakan dengan mesin-mesin walls untuk
dijadikan pelat baja.
(2) Proses Thomas
Konvertor ini khusus mengerjakan besi kasar putih yaitu suatu
besi kasar yang mengandung 3 – 3,5 % C dan 0,2 – 0,5 % Si.
Sebelum cairan besi dimasukkan ke dalam konvertor terlebih
dahulu diisikan bahan tambahan kapur untuk mengikat (P) dan
(Si) sehingga menjadi kerak (kotoran). Bahan tambahan ini
harus cukup banyak 12 – 18% dari muatan konvertor, jadi harus
mampu me-ngikat Si dan P, karena jika kurang oksid silisium
(SiO2) akan merusak lapisan dapur dengan reaksi.
CaO + SiO2 ๔ฏ CaSiO3
Gambar 3.23. Konvertor Bessemer
98
Gambar 3.24. Konvertor Thomas
Setelah Si, Mn, dan C
terbakar akhirnya Pnya
juga akan terbakar dan
oksid P akan bereaksi
dengan CaO menjadi
kalsium posfat.
P2O5 + CaO ๔ฏ Ca3 (PO4)2
Kalsium posfat ini
merupakan terak yang
sangat berharga karena
setelah melalui
pengerjaan lebih lanjut
dapat dijadikan pupuk
tanaman. Selanjutnya
dioksidasi dan
pengembalian zat arang
dilakukan seperti pada
proses Bessemer. Besi
yang terjadi dikerjakan
dengan mesin-mesin
Walls (penggilas) untuk dijadikan pelat baja.
(3) Proses Listrik
Dapur listrik ini adalah khusus untuk pengolah baja, sehingga
hasil bajanya sering disebut pula baja listrik. Dapur ini
menggunakan arus listrik yang menimbulkan panas untuk
mencairkan muatan. Bahan-bahan yang dimasukkan ke dalam
dapur berbentuk padat atau dalam keadaan cair.
Gambar 3.25. Dapur listrik
99
Karena pada dapur ini, tidak ada nyala api yang mengandung
zat asam, maka pengeluaran zat arang tidak dapat berlangsung
sama seperti pada dapur lainnya. Maka untuk mengikat zat
arang, ke dalam dapur ini dimasukan bahan khusus yang dapat
mengikat zat arang dari besi kasar, sehingga yang tinggal
hanya bajanya saja lagi. Dapur yang banyak dipergunakan
ialah dapur busur cahaya dari Heroult.
Pada dapur ini, dua buah elektroda yang dihubungkan kepada
arus listrik akan menimbulkan suatu busur cahaya. Suhu yang
terjadi ketika itu terjadi lebih kurang 30000C. Dapur-dapur listrik
ini dibuat sedemikian rupa sehingga ia dapat dimiringkan. Hasil
dapur inilah yang baik untuk dibuat alat perkakas atau bagianbagian
mesin yang dapat menerima beban berat, dicampur
dengan logam-logam yang lain seperti krom, nikel, wolfram dan
sebagainya.
(4) Proses Siemen Martin
Sebuah dapur pelebur baja yang dapat mencapai suhu tinggi
dibuat oleh orang-orang yang bernama Siemen dan Martin,
sehingga dapurnya disebut pula dapur siemen Martin. Dapur ini
mempunyai tungku kerja yang diperlengkapi dengan ruangruang
hawa. Tungku kerja ini mempunyai kapasitas 30 – 50 ton.
Bahan-bahan yang dimasak selain besi kasar dari dapur tinggi
juga dapat dimasukkan besi bekas atau besi tua. Kalau besi
yang dimasukkan mengandung posfor, bahan lapisan dapurnya
bersifat basa, sebaliknya kalau besinya tidak mengandung
posfor bahan lapisan dapurnya bersifat asam.
Cara memanaskan dapur Siemens Martin adalah dengan gas
generator dan udara yang sebelumnya dimasukkan ke dalam
pemanas yang dapat mencapai suhu lebih kurang 13000C. gas
generator dan udara kemudian masuk ke dalam tungku kerja
dan terjadi pembakaran yang dahsyat, sehingga suhu tungku
kerja menjadi semakin tinggi yaitu lebih kurang 20000C.
Baja yang dihasilkan disebut baja Siemen Martin, mempunyai
kualitas lebih baik dari hasil dapur peleburan yang lain karena
susunannya lebih homogen dan tahan terhadap suhu yang
tinggi.
100
Gambar 3.26. Dapur Siemen Martin
UDARA PANAS
GAS GENERATOR
(5) Proses Baja Cawan
Baja dari hasil dapur Siemens Martin dicampur dengan unsurunsur
Nikel, Molibden, Krom dan Wolfram di dalam suatu
cawan yang setelah ditutup cawan tersebut dimasukkan ke
dalam tungku api. Cawan-cawan ini dapat berisi baja cair
sebanyak 40 kg.
Baja cawan yang dihasilkan sangat baik untuk bahan perkakas
dan bahan-bahan pegas. Baja cawan mempunyai sifat ulet,
tahan panas dan atahan asam. Cawan ini dibuat dari campuran
grafit dan batu tahan api yang dikeringkan oleh udara kemudian
dipijarkan ke dalam dapur.
Dari gambar 3.27 ditunjukkan suatu cara/bagan urutan-urutan
pengolahan mulai dari biji besi sampai menjadi bahan-bahan
baja dalam bentuk perdagangan. Dalam gambar dapat dilihat
pula perlengkapan dapur tinggi yaitu sebuah pesawat menara
Cowper untuk memanaskan udara yang kemudian
dihembuskan ke dalam pembakaran dapur tinggi.
Hasil dapur tinggi yang berupa besi kasar cair sebelum diolah
dalam dapur-dapur Thomas, Bessemer, dan Siemens Martin
harus dicampur terlebih dahulu dalam periuk pencampur.
Sedangkan besi kasar padat dapat langsung diolah pada dapur
101
kupel dan dapur aduk sampai menjadi bahan-bahan tuangan
dan besi tempa.
3.8. Penyepuhan dan Pelunakkan Baja
Menyepuh baja adalah cara mengeraskan baja dengan jalan
memanaskan baja pad suhu penyepuhan yang segera disusul oleh
suatu pendinginan yang mendadak. Sebagai zat pendingin yang dapat
dipergunakan adalah air, air garam, cairan glaserin, dan sebagainya.
Suhu penyepuhah untuk berbagai macam kadar zat arang (C) dalam
baja telah tertentu misalnya:
1. Untuk baja dengan kadar 0,8% C suhu 750o C
2. Untuk baja dengan kadar 0,7% C suhu 800o C
3. Untuk baja dengan kadar 0,5% C suhu 900o C
Makin tinggi suhu penyepuhan, makin keras hasil bajanya dan kristalkristal
baja yang terjadi makin besar yang menyebabkan baja itu
sangat rapuh dan mudah putus. Jadi, sebaliknya dalam penyepuhan
kristal-kristal baja yang terjadi harus halus sehingga hasil bajanya
menjadi keras dan kuat.
Gambar 3.27. Bagan pengolahan biji besi sampai menjadi
besi (baja) profil
102
3.8.1. Menyemen
Menyemen dimaksudkan menyepuh atau memperkeras
permukaan benda kerja yang bersifat kenyal. Misalnya
menyemen roda-roda gigi, poros-poros nok, batang antar dan
sebagainya. Sebagai bahan penyemen dapat dipakai arang
kayu, arang kulit, arang tulang zat cair, gas dan bubuk semen
spesial. Dengan menyemen ini permukaan baja diperkeras kirakira
setebal 2
1 sampai 2
1 1 mm.
๔พ Bahan penyemen padat
Benda kerja dengan lebih kurang 0,2% C dimasukkan
dalam peti baja bersama sama rang kayu, tepung arang
tulang atau bubuk semen spesial kemudian ditutup rapat.
Peti lapis dengan tanah liat kemudian dipijarkan sampai
9000C selama 6 – 8 jam. Setelah itu diambil dipijarkan lagi
pada suhu 7500C dan kemudian disepuh. Dengan demikian
permukaan benda kerja menjadi keras.
๔พ Bahan penyemen cair
Sebagai zat cair digunakan Cyankali dan racun berbahaya.
Benda kerja dipijarkan kemudian dioleskan dengan zat cair
tersebut.
๔พ Bahan penyemen gas
Sebagai bahan penyemen gas digunakan asetilyn, oksid
arang yang bercampur amoniak. Menyemen dengan gas
hanya pada besi dengan kadar 0,4% C sampai 0,6% C.
Benda kerja dipanaskan dengan gas asetylene sampai
9000C kemudian disemprot dengan air.
3.8.2. Menitrir
Menitrir adalah suatu cara menyepuh dari jenis baja yang
mengandung Aluminium (Al), Chrom (Cr), dan Molibden (Mo).
Caranya benda kerja dimasukkan ke dalam aliran amoniak
(NH3) dan dipanaskan sampai 6000C selama kurang lebih 2 hari.
Pada suhu 5000C, N2 dari NH3 terurai dan mengikat Al hingga
permukaan benda kerja menjadi keras. Tebal lapisan yang
dicapai dengan cara ini adalah 0,5 – 1 mm. Alat-alat yang
disepuh dengan cara ini biasanya pena torak, silinder motor
yang diberi bus baja dan bidang-bidang jalan untuk batang
engkol.
3.8.3. Menyepuh dengan Chrom
Cara penyepuhan ini dilakukan untuk melapisi permukaan
benda kerja dengan chrom agar tahan gesekan misalnya bidang
silinder motor dilapisi dengan chrom secara elektrolisa setebal
0,1–0,4 mm, kemudian lapisan itu diambil lagi secara elektrolisa
103
pula. Dengan demikian permukaan bidang silinder menjadi
keras dan berpori-pori. Hal ini dimaksudkan jika motor sedang
bekerja maka pori-pori tersebut dapat menahan minyak pelumas
hingga pelumas dan dinding silinder menjadi sempurna.
3.9. Jenis dan Bentuk Bahan Yang Banyak Diperjualbelikan di Pasaran
Pengolahan besi kasar dalam
proses beberapa dapur sehingga
mendapatkan pula beberapa hasil
baja yaitu besi tempa, besi tuang,
dan baja. Untuk mendapatkan
bentuk-bentuk bahan dalam perdagangan
maka hasil baja dari
dapur-dapur tersebut diatas masih
akan dikerjakan lagi misalnya
dengan jalan di tempa, dikempa,
dicanai dan dituang.
Besi cair yang berasal dari
konvertor atau dapur Semens-
Martin dituangkan ke dalam acuan
tuang dari besi persegi empatUntuk
menghindari kebakaran, maka acuan dilapisi dengan suatu bahan yang
tahan api. Bila besi cair sudah agak dingin dan kental sehingga dapat
dikeluarkan dari dalam acuan dan balok-balok besi yang berwarna
merah keputih-putihan dibawa ke cetakan atau walsen untuk dibentuk
menjadi bernacam-macam profil misalnya rel, besi lonjor, besi pelat dan
lain-lain.
Dalam perdagangan besi tersebut ada bermacam-macam bentuk dan
ukurannya. Tentang kwalitasnya besi tergantung dari pengolahan dan
paduan-paduan logam lainnya.
3.9.1. Besi lonjor
Yang termasuk besi lonjor yaitu macam-macam bentuk besi
lonjor yang diperdagangkan. Mengenai ukuran panjang pada besi
lonjor ini adalah dari 5 - 2
5 1 m. Ukuran yang dinormalisasi adalah
ukuran-ukuran besi yang sering kali diperdagangkan untuk
umum.
3.9.2. Besi batang tipis
Besi batang yang berpenampang atau berbangun persegi empat
panjang adalah yang disebut “besi batang tipis” (Gambar 3.29a).
Ukuran dari besi batang tipis yang paling kecil adalah "
2
" 1
4
1 x
dan ukuran yang paling besar adalah 3" x8" . Yang diberi ukuran
Gambar 3.28. Tank baja
memakai pelat baja tebal
104
dari besi-besi batang tipis ini ialah ukuran dari lebar dan tebalnya
misalnya besi batang tipis berukuran "
2
" 1
4
3 x1 berarti mempunyai
lebar "
2
11 dan tebalnya "
4
3 sedang ukuran panjang-nya menurut
normalisasi dalam perdagangan.
3.9.3. Besi lonjor bulat
Besi yang berpenampang lingkaran disebut “besi lonjong bulat”
(Gambar 3.29-b). Besi lonjong bulat ini mempunyai ukuran tebal
dari 3/16” sampai 8” walaupun sebagian dari ukuran ini tidak
tersedia. Dalam perdagangan besi bulat tersebut sering
dinamakan besi beton dipakai sebagai penguat beton atau
pondasi beton. Besi bulat yang tipis dari 3/16” diberi nama kawat
atau ijzer draad.
3.9.4. Besi lonjor bentuk persegi empat
Besi ini mempunyai penampang persegi (Gambar 3.29-c). besi ini
diukur dari salah satu sisinya yang persegi empat dan dapat
dibeli dari ukuran 3/16” sampai 6” tebalnya.
3.9.5. Besi pintu dorong
Besi pintu dorong digunakan untuk membuat pintu yang dapat
didorong atau pintu harmonika (Gambar 3.29-d). besi ini
diperdagangkan dalam dua macam ukuran yaitu :
a = 13 mm dan b = 9,25 mm
a = 16 mm dan b = 10,5 mm
3.9.6. Besi lonjor setengah bulat
Besi lonjor setengah bulat ini semacam besi lonjor yang
mempunyai penampang setengah lingkaran (Gambar 3.29-e).
mengenai besarnya ukuran besi dapat diumpamakan besi dari 1”
tebalnya, maka besi ini mempunyai tebal "
2
1 .
Karena besi ini ada dua macam yaitu selain yang berbentuk
setengah bulat ada juga yang berbentuk setengah bulat gepeng
atau disebut pelat kapal.
Gambar 3.29. Macam-macam bentuk besi lonjor
105
3.9.7. Besi bulat (baja pita)
Baja pita ini sama dengan pelat besi lonjor, hanya
mengenai perbandingan tebalnya terlalu tipis. Besi
semacam ini seringkali dipakai untuk penguat peti-peti kayu
atau lingkaran-lingkaran tong. Baja pita hitam mempunyai
ukuran panjang dan lebar paling kecil "
2
" 1
64
1 x dan ukuran
paling besar "
2
" 1
8
1 x2 . Baja pita yang digalvani (dilapisi
dengan zink) mempunyai ukuran "
4
" 3
16
1 x ; " "
16
1 x1 dan
" "
8
1 x1 . Baja pita yang digalvani ini dapat dipakai untuk
pengikat dan tahan karat.
3.9.8. Baja pelat
Baja pelat banyak dipakai pada konstruksi mobil dan
kontruksi mesin. Baja pelat ini mempunyai ukuran-ukuran
tertentu yaitu ukuran yang diperdagangkan. Menurut ukuran
tebalnya baja pelat dapat dibedakan yaitu pelat-pelat yang
kasar ukuran tebalnya 4,75 – 8 mm, pelat yang sedang
tebalnya 3,00 – 4,75 mm, dan pelat yang halus ukurannya
0,22 – 3,00 mm. Menurut bentuknya baja pelat dapat
dibedakan menjadi :
a. Pelat dengan permukaan yang licin (rata)
b. Pelat dengan permukaan yang bergaris-garis
c. Pelat dengan permukaan yang berlubang-lubang
Baja pelat yang permukaannya licin dan dengan ukuran
tebal yang agak tipis banyak dipakai untuk karesori-karesori
mobil dan dinding mesin. Untuk baja pelat yang bergarisgaris
banyak dipakai untuk membuat tangga-tangga besi,
dan baja pelat yang berlubang dipakai untuk membuat
pagar dan penutup-penutup lemari mesin.
Gambar 3.30. Macam-macam bentuk baja pelat
Baja Pelat berlobang
106
3.10. Jenis, Dimensi, dan Bentuk Pelat
Bahan pelat terdiri dari berbagai jenis bahan. Secara garis besar
bahan pelat ini dikelompokkan menjadi dua bagian besar yakni :
bahan pelat logam ferro dan pelat logam non ferro . Bahan pelat
logam ferro ini diantaranya adalah pelat baja lembaran yang banyak
beredar di pasaran. Bahan pelat dari logam non ferro ini diantaranya
bahan pelat allumanium, tembaga, dan kuningan.
Sifat-sifat bahan pelat sangat penting untuk diketahui. Sifat-sifat
bahan ini sangat berpengaruh terhadap prpses pembentukan yang
akan dilakukan pada bahan pelat tersebut. Kualitas suatu bahan
sangat ditentukan oleh sifat mampu bentuk dari bahan. Biasanya
bahan pelat dihasilkan dari proses pengerolan dengan tekanan tinggi.
Proses ini menghasilkan pelat dengan struktur memanjang.
Struktur mikro yang terbentuk memanjang dari hasil pengerolan ini
memberikan kontribusi yang baik terhadap proses pembentukan
pelat. Struktur memanjang ini memberikan sifat yang lebih elastis dari
bahan pelat lembaran tersebut. Kondisi ini perlu diketahui. Secara
umum bahan-bahan logam ini mempunyai sifat-sifat fisik dan sifatsifat
kimiawi terhadap efek kualitas pengerjaannya. Sifat-sifat bahan
logam ini diantaranya:
๔ธ Setiap bahan logam mempunyai masa jenis yang berbeda antara
satu dengan yang lainnya.
๔ธ Warna bahan logam juga merupakan ciri khusus dari setiap bahan.
๔ธ Bahan logam mempunyai titik lebur yang berbeda untuk setiap
jenis bahan logam.
๔ธ Bahan logam dapat juga sebagai penghantar panas dan sebagai
penghantar listrik. Bahan logam yang paling baik untuk penghantar
panas dan penghantar listrik diantarnya tembaga dan perak.
๔ธ Sifat kemagnitan juga dimiliki oleh setiap bahan logam. Bahan
logam yang baik sifat kemagnitannya antara lain: baja, cobal, nikel
dan sebagainya.
๔ธ Sifat elastis atau kemampuan logam untuk kembali kekeadaan
semula setelah mengalami pembebanan, juga dimiliki setiap bahan
logam. Elastisitas dari suatu bahan logam mempunyai batasan
menurut jenisnya masing-masing.
๔ธ Bahan logam mempunyai ukuran kekerasan yang dapat diukur
tingkat kekerasannya dengan berbagai macam pengujian
kekerasan. Uji kekerasan untuk bahan logam ini diantaranya:
Brinell, Vickerss, Rockwell, Shore. Biasanya kekerasan suatu
bahan logam dipengaruhi oleh kandungan karbon pada bahan
logam tersebut. Semangkin besar kandungan karbonnya pada
bahan logam maka kekerasannya juga akan bertambah.
107
๔ธ Sifat kelunakan juga dimiliki oleh setiap bahan logam. Kelunakan
suatu bahan logam ini perlu diperhitungkan pada pekerjaan
pembentukan. Apabila logam mempunyai tingkat kekerasan yang
tinggi maka akan sangat menyulitkan untuk dilakukan proses
pembentukan.
๔ธ Sifat rapuh dimiliki setiap bahan logam khususnya pada besi tuang.
Sifat rapuh atau mudah pecah ini sangat kurang baik terhadap
proses pembentukan pelat. Untuk mengatasi sifat rapuh ini
biasanya dibutuhkan penambahan unsur yang bersifat mengikat
seperti: Si (silisium).
๔ธ Keuletan yang dimiliki bahan logam tidak sama dengan kelunakan
ataupun elastisitas. Keuletan ini sangat dibutuhkan untuk
beberapa komponen-komponen permesinan. Sifat ulet ini biasanya
dikombinasikan dengan sifat kekerasannya, Kombinasi ini
mengahsilkan bahan yang keras tetapi ulet. Contoh penggunaan
bahan untuk komponen permesinan ini digunakan untuk menerima
beban dinamis.
๔ธ Setiap bahan logam mempunyai sifat rentangan yang berbeda.
Sifat rentangan ini sangat dibutuhkan untuk pekerjaan-pekerjaan
pembentukan khususnya pada pekerjaan deep drawing.
Lembaran-lembaran pelat yang tersedia di pasaran terdiri berbagai
macam jenis bahan diantaranya:
1. Pelat Seng
2. Pelat Baja
3. Pelat Baja Paduan
4. Pelat Alumanium
5. Pelat Alumanium campuran (alloy)
6. Pelat Tembaga
7. Pelat Kuningan
8. Pelat Perunggu
Dimensi atau ukuran lembaran pelat yang ada di pasaran ini terdiri
dari dua jenis ukuran diantaranya:
1. Ukuran Panjang 1800 mm x Lebar 900 mm dengan tebal
bervariasi
2. Ukuran Panjang 2400 mm x Lebar 1200 mm dengan tebal
bervariasi
Ukuran ketebalan pelat yang ada di Pasaran sangat bervariasi mulai
dari ukuran tipis sampai pada ukuran yang tebal. Menurut British
Standard (B.S 4391) ukuran ketebalan tersedia seperti pada tabel
berikut.
108
Tabel 3.4 Ketebalan Pelat B.S 4391
No Tebal Pelat (mm) No Tebal Pelat (mm)
1 0,020 18 0,400
2 0,025 19 0,500
3 0,030 20 0,600
4 0,032 21 0,630
5 0,040 22 0,800
6 0,050 23 1,000
7 0,060 24 1,250
8 0,063 25 1,600
9 0,080 26 2,000
10 0,100 27 2,500
11 0,120 28 3,150
12 0,125 29 4,000
13 0,165 30 5,000
14 0,200 31 6,300
15 0,250 32 8,000
16 0,300 33 10,00
17 0,315
(British Standard, 1992)
Alumanium dan alumanium alloy mempunyai standard ukuran
tersendiri. Pelat alumanium yang berbentuk lembaran menurut B.S
1470 mempunyai Ukuran :
1. Panjang 2000 mm x Lebar 1000 mm
2. Panjang 2500 mm x Lebar 1250 mm Ukuran ketebalan pelatnya berkisar antara 0,5 mm s/d 3 mm.
Ukuran-ukuran pelat yang ada di pasaran terdiri dari dua jenis ukuran
yakni ukuran Metric dan Imperial unit. Ukuran imperial unit dalam
satuan inci dan ukuran metric dalam satuan mm. Ukuran ketebalan
pelat distandardkan menurut ISWG sebagai berikut:
Tabel 3.5 Ketebalan Pelat ISWG
No ISWG Mm
1 28 0,40
2 26 0,50
3 24 0,60
4 22 0,80
5 20 1,00
6 18 1,20
7 16 1,60
8 14 2,00
9 12 2,50
10 10 3,00
(British Standard, 1992)
109
Bentuk lembaran pelat yang tersedia di pasaran terdiri dari berbagai
bentuk. Bentuk palat yang umum dipasaran adalah bentuk rata yang
terdiri dari semua jenis bahan pelat. Ukuran dan bentuk lembaran
pelat ini disesuaikan menurut standar ukuran dan bentuknya.
Bentuk-bentuk lembaran pelat ini umumnya di pasaran terdiri dari dua
jenis yakni pelat rata dan pelat berusuk, pelat bentuk setengah
lingkaran dan pelat bentuk trapesium.
Pelat yang banyak beredar di pasaran adalah pelat rata yang terdiri
dari berbagai jenis bahan. Pelat berusuk ini biasanya hanya terdiri
dari bahan pelat baja saja. Gambar pelat rata dan pelat berusuk ini
dapat dilihat pada gambar berikut:
1. Bentuk Rata Pelat yang mempunyai
permukaan Datar
(Gambar. 3.31.a Pelat Rata)
2. Bentuk Berusuk Pelat yang mempunyai
permukaan berusuk atau
tidak licin
(Gambar 3.31.b Pelat Berusuk)
3. Bentuk Bergelombang Setengah
Lingkaran. Pelat yang mempunyai
permukaan bergelombang membentuk
setengah lingkaran
(Gambar 3.31.c. Pelat bergelombang)
4. Bentuk Gelombang Trapesium
Pelat yang mempunyai Permukaan
Bergelombang Trapesium
(Gambar 3.31.d Pelat Bergelombang
Trapesium)
Gambar 3.31. Bentuk Pelat
110
3.11. Bahan Pelat Aluminium
Aluminium diperoleh dari
bahan-bahan paduan dengan
persenyawaan dari spaat kali
(K Al Si3 O8), bauksit (Al2 O3
2H2O) dan kreolit suatu
aluminium natrium flourida (Al
F3 NaF).
Pembuatannya dilebur dalam
suatu dapur secara
elektrolitis. Aluminium
berwarna putih kebiru-biruan
dan lebih keras daripada timah, akan tetapi lebih lunak daripada seng.
Titik cair aluminium adalah 6590C dan berat jenisnya 2,6 – 2,7.
Aluminium terdapat dua macam yaitu :
1. Aluminium tuangan mempunyai kekuatan tarik sebesar 10 kg/mm2
dan regangannya 18 – 25%.
2. Aluminium tempa mempunyai kekuatan tarik sebesar 18 – 28
kg/mm2 dan regangannya 3 – 5%
Aluminium tahan terhadap udara akan tetapi tidak tahan terhadap
bahan-bahan alkalis (sabun atau soda) dan juga tidak tahan asam,
selain asam sendawa (salpeterzuur) dan asam-asam organik yang
telah dilunakkan.
Kegunaan aluminium adalah untuk logam aliase yang ringan, untuk
pembuatan mesin motor dan pesawat terbang, baik dituang maupun
dalam bentuk pelat dan batang, dan untuk penghasil kalor yang besar
misalnya untuk alat-alat pemanasan.
Atom aluminium pada dasarnya terlalu kuat bergabung dengan atom
oksigen dan disebut aluminium oksid. Bijih tambang untuk aluminium
adalah bauksit. Bauksit terdiri dari 60% alumina (Al203), 30% iron
oksida (Fe203) sejumlah SiO dan lain-lain.
Dalam hal ini agak sulit memisahkan alumina dari bauksit. Tidak
dapat dengan pemanasan kokas atau embusan oksigen, karena
logamnya akan terbakar terlebih dahulu dan yang tertinggal adalah
kotorannya.
Gambar 3.32. Pelat aluminium
111
Bijih bauksit mula-mula dimurnikan dengan proses kimia dan
aluminium oksid murni diuraikan dengan elektrolisis. Proses berikut ini
adalah yang sering sekali dilakukan dalam pengolahan aluminium
yang modern. Bauksit dimasukkan ke dalam kaustik soda, alumina di
dalamnya membentuk sodium aluminate. Bagian yang lain tidak
bereaksi dan dapat dipisahkan.
3.11.1. Sifat-sifat aluminium
Warna aluminium dengan mudah diidentifikasikan dengan
warna perak mengkilap yang khas. Warnanya berubah
menjadi kelabu muda akibat pembentukan oksida apabila
diletakkan di udara. Lapisan ini pada waktu baru berbentuk
berpori dan dapat diberi warna dengan dicelup, kemudian
dirapatkan (disebut penganodaan). Oksida ini sangat ulet
dan tahan api.
Temperatur lebur aluminium murni 6600C. Paduan-paduan
antara 520 dan 6600C (M.P. atau titik lebur dari oksida
aluminium lebih dari tiga kali temperatur ini), massanya
adalah 2,79 g/cm3. Aluminium ringan sekali dibandingkan
dengan logam-logam lain dan mempunyai konduktivitas yang
sangat baik tetapi aluminium tidak bersifat magnetis.
Kekuatan tarik dan kekerasan aluminium, dapat berubahubah
dari sekitar 25 Hv untuk aluminium murni sampai di
atas 165 Hv untuk aluminium yang dikeraskan dengan
pengerjaan dingin dan dikeraskan dengan proses
pendinginan cepat. Koefisien ekspansi linear 25,6 x 10-6 per
0C. Keuletan, plastisitas, dan kemampu muluran aluminium
sangat baik.
Aluminium ini dengan mudah diketam dan dibentuk, baik
panas maupun dingin. Selama pengerjaan dingin, bahan
aluminium mudah dikeraskan. Untuk pengerjaan selanjutnya
diperlukan penganealan untuk melunakkannya. Jika tidak
dilunakan bisa berakibat keretakan pada bahan aluminium.
Ketahanan terhadap defleksi, penampang aluminium perlu
lebih tebal untuk menahan defleksi yang sama dari pada
penampang ekivalen untuk baja. Untuk melunakkan
aluminium dipanasi sampai antara 350 – 400 0C.
3.11.2. Ketangguhan
Aluminium mempunyai sifat yang yang tetap cukup tangguh
pada temperatur yang sangat rendah. Ini merupakan salah
satu alasan aluminium digunakan untuk pengangkutan gasgas
cair dengan temperatur di bawah nol.
112
3.11.3. Konduktivitas dan ekspansi termal
Konduktivitas termalnya sekitar lima kali dari baja karbon
rendah. Koefisien ekspansi liniernya lebih kecil dari tahan
karat 18/8 tapi sekitar dua kali dari baja karbon rendah. Hal
ini harus diperhatikan bila menyambung kedua bahan
tersebut. Konduktivitas listriknya adalah sekitar 60% dari
tembaga. Maka pada waktu sekarang aluminium digunakan
untuk pengelasan dan kabel-kabel jaringan listrik.
3.11.4. Tahan korosi
Tahan korosi aluminium sangat baik pada keadaan tertentu
akibat lapisan yang tipis dari oksida pelindung yang
menempel dengan sendirinya. Suatu kekecualian adalah jika
aluminium digabung dengan logam-logam seperti baja dan
tembaga dalam hal adanya uap basah yang berbentuk asam
dan air garam. Ini akan menyebabkan suatu aksi elektrolitis
yang mengakibatkan korosi aluminium lebih dari korosi baja.
Penganodaan terdiri atas pengendapan secara elektrolitis
suatu lapisan yang relatif tebal dari suatu oksida berwarna
pada aluminium yang berada dalam genangan asam
belerang atau asam krom, hal ini sering digunakan untuk
melindungi aluminium. Barium klorat atau pembungkusan
dengan bahan serat dari beberapa benda sering digunakan
untuk mengisolasi dua logam yang berbeda.
Selain dari aluminium murni yang diperdagangkan,
aluminium tempa dapat dikelompokkan dengan baik sekali
menurut kepala-kepala : Tidak dapat diperlakukan dengan
panas (non heat treatable) (diberi tanda N), dapat
diperlakukan panas (heat treatable) (diberi tanda H).
a) Golongan dapat diperlakukan tanpa panas adalah tipe
mangan 4
11 % (N3) yang dapat diperkuat dengan
pengerjaan dingin, memenuhi dalam 4 temper
(kekerasan) yaitu H2, H4, H6, H8, sebelumnya dikenal
sebagai setengah keras, tiga perempat keras, dan
seterusnya. Ini dapat dilunakkan dengan pemanasan
dalam daerah 3200C – 4200C (3500C), diikuti dengan
pendinginan lambat (kondisi 0).
b) Paduan yang dapat diperlakukan panas mampu
dikeraskan sepuh (age hardered) dan diperkuat dengan
hilangnya sedikit keuletan dengan proses yang dikenal
sebagai pengerasan sepuh dengan perlakuan larutan.
Unsur-unsur paduan utamanya adalah sejumlah kecil
tembaga, magnesium, mangan dan silikon.
113
Perlakuan panas pengerasan sepuh terdiri atas :
a) Pemanasan paduan sampai pada suatu temperatur yang
ditentukan. Bergantung pada unsur-unsur paduannya,
biasanya antara 4500C – 5400C supaya unsur-unsur
tersebut tidak larut ke dalam aluminium.
b) Pencelupan ke dalam air (perlakuan larutan). Pada taraf
ini dapat disimpan dalam suatu pendingin.
c) Penyepuhan alam pada temperatur kamar selama kirakira
seminggu (kondisi T.B.), atau penyepuhan tiruan
pada 160 sampai 1800C antara 2 dan 20 jam (T.F.).
Pemanasan yang berlebihan diatas temperatur ini
menyebabkan penyepuhan berlebih dan merupakan suatu
kerugian pada kekerasan dan kekuatan tarik (kondisi
penyepuhan 100 - 200). Penguatan dari paduan ini adalah
akibat presipitasi (pendinginan cepat) partikel-partikel
mikroskopik senyawa-senyawa seperti Mg2Si (magnesium
silikat) dan CuAl2 (tembaga aluminida), yang terperangkap
dalam latis atom aluminium sehingga merupakan
penguatannya. Penampang-penampang dapat dirol panas
atau diekstrusi dingin.
Ingat, pengelasan senantiasa menyebabkan pelunakan pada
daerah terkena efek panas (Haet Affect Zone, HAZ) dari
paduan-paduan yang dapat diperlakukan panas.
Tabel 3.6. Komposisi Khas dari paduan-paduan aluminium yang
umum
114
Di
pe
rla
ku
ka
n
ta
np
a
pa
na
s
2,25% Mg;
3% Mn;
97,4% Al
NG4.0
EIB.0
K
e
k
u
a
t
a
n
t
a
r
i
k
190
N/mm2
70,5
N/mm2
Dilunakkan
Dilunakkan
K
e
k
e
r
a
s
a
n
58 VPN
28 VPN
Di
pe
rla
lu
ka
n
pa
na
s
4,5 % Cu; 7
% Mg;
0,8% Ti;
0,15% Mn;
93,8% Al
HE15TF
405
N/mm2
Dicelupkan
pada 500C
Disepuh 5
jam pada
1850C
178 VPN
115
( Tata Surdia dan Shiroku Saito, 1984)
Kondisi:
M = seperti yang diperoduksi, 0 = dilunakkan
H = regangan yang dikeraskan (pengerjaan dingin)
T.B. = perlakuan larutan dan disepuh secara alamiah
T.F. = larutan dan presipitasi yang diperlukan
Bentuk bahan:
Tempa (F-forged). Paku keling (R-rivet). Baut (B-bolt).
Lembaran (S - sheet). Batang atau penampang (E).
Aluminium bersifat melawan terutama terhadap nitrat
terkonsentrasi dan asam asetat, tetapi tidak terhadap alkalis.
Setiap komposisi-komposisi yang memuat merkuri melawan
aluminium dan paduan-paduannya sangat berat. Sisa-sisa
fluks harus dihilangkan untuk mencegah korosi sesudah
pematrian.
Paduan-paduan Al-Mangan dengan Mn 1%, Cr 0,5%
mempunyai tahanan terhadap korosi, terutama terhadap air
laut dan udara laut. Paduan-paduan 5 – 7% Al-Magnesium
mudah mengalami korosi antar kristal terutama jika terlalu
ditegangkan.
3.11.5. Pemotongan (mekanis)
Aluminium dapat dipotong secara mekanis atau dilubangi
pada setiap mesin yang digunakan untuk baja karbon
rendah. Pisau-pisau dan tepi pemotongan harus dibersihkan
dengan teliti untuk mencegah kontaminasi tepi potong
dengan partikel-partikel besi. Ruang-ruang bebas harus
diubah untuk ketebalan-ketebalan ekivalen bila perlu tapi
kontur-kontur dapat digerumis keluar pada ketebalan
dibawah sekitar 22 mm. Tambahan lagi aluminium-aluminium
lunak dapat dikerjakan dengan mesin dengan menggunakan
mesin-mesin frais klise kecepatan tinggi.
3.11.6. Pemotongan (termal)
Pemotongan termal dari aluminium biasanya dilakukan
dengan menggunakan proses plasma busur api. Pada
proses ini busur api memanaskan gas ke temperatur yang
sangat tinggi pada nosel yang didinginkan air. Nosel ini
menciutkan busur api yang mengakibatkan kenaikan
kecepatannya dan bergabung dengan temperatur tinggi,
menghasilkan hembusan arus plasma dan menguapkan
aluminium membentuk pemotongan yang sempit. Agak tirus
pada tepi potong merupakan ciri-ciri yang tak dapat
116
dihindarkan. Untuk penampang tipis kadang-kadang
digunakan sinar laser dan elektron.
3.11.7. Pembentukan
Aluminium dapat dipintal, dirol, dibengkokkan, atau diproses
dengan cara yang sama seperti L.C.S. tapi mungkin
memerlukan pelunakan diatara langkah-langkah pembentukan
karena pengerasan kerja. Pada waktu pemasangan
tepi-tepi pelat pada suatu rem pres, sebelum
pengerolan ke bentuk konis atau silinder, harus hati-hati
dalam penggunaan tekanan. Aluminium lunak dan mudah
diputuskan. Tanda-tanda pengenalan dan pengerutan bisa
berakibat tidak sedap dipandang dan sukar dibersihkan.
3.11.8. Pengelasan
Proses penyambungan yang paling umum untuk
penampang-penampang aluminium yang tipis dan tebal dan
padua-paduannya adalah pengelasan lebur. Proses busur
api logam berperisai gas yang menggunakan argon sebagai
perisai gas biasanya digunakan terhadap bahan-bahan
dengan tebal di atas 6 mm untuk pekerjaan produksi. Metode
busur api tungsten berperisai gas digunakan untuk ketebalan
yang kurang dari ini dan untuk pipa-pipa, tapi hal ini tidak
merupakan peraturan yang ketat dan mengikat dan
tergantung kepada pekerjaan. Pematrian api (nyala)
aluminium dan pengelasan gesekan juga merupakan prosesproses
yang mempunyai aplikasi yang spesifik. Sumber daya
tiga fasa dibutuhkan apabila pengelasan tahanan aluminium.
Lembaran yang tipis dapat dilas dengan menggunakan busur
api plasma atau berkas elektron.
Beberapa poin yang penting dicatat pada waktu pengelasan
lebur aluminium adalah :
a) Konduktivitas yang tinggi akan memperbesar H.A.Z. dan
juga mengharuskan pemanasan awal dalam hal-hal
tertentu.
b) Ekspansi termal yang tinggi menyebabkan lebih distorsi
dari pada L.C.S.
c) Pengelasan menyebabkan dikeraskan kerja atau
diperlakukan panas bahan kehilangan sedikit kekuatan
tarik dan kekerasannya pada daerah yang dipengaruhi
oleh panas dari pengelasan tersebut.
d) Semua paduan Al-Mg-Si dan Al-Mg-Zn dilas dengan
menggunakan bahan-bahan pengisi yang bukan sesuai
untuk menghindarkan peretakan pembekuan. Al-Mg-si
117
(bahan pengisi Al 10% Si); Al-Mg-Zn (bahan pengisi Al
10% Mg)
e) Tungsten yang dizirkonisasi digunakan untuk pengelasan
paduan aluminium
f) Paduan-paduan Al magnesium sensitif terhadap
pertumbuhan butir yang berlebih lebihan pada H.A.Z.
g) Keporian kadang-kadang menimbulkan persoalan
disebabkan oleh pemasukan gas. Semua sambungan
harus dibersihkan dari gemuk, kotoran dan uap basah
dengan pelarut-pelarut (aseton) dan oksida-oksida
dihilangkan dengan kawat baja tahan karat atau bahan
penggosok yang murni.
h) Tidak ada perubahan warna dalam pemanasan Al.
3.11.7. Pematrian
Pematrian tungku atau suluh pada daerah 550 – 6200C
dengan menggunakan 5 – 12% batang silikon. Fluks yang
didasarkan pada klorida-klorida logam alkali dan floridaflorida
merupakan metode cepat yang murah dalam
penyambungan aluminium, terutama untuk sambungansambungan
tumpang dan sudut.
3.11.8. Pembautan dan pengelingan
Paku-paku keling spesifikasinya harus sama dengan bahan
induknya untuk menghindarkan korosi galvanis dan bisa
berupa paku-paku keling padat, tabung atau “buntu” (“blind”).
Paku-paku keling tersebut biasanya dipukul dingin dan kalau
dari tipe pengerasan sepuh, dapat turut didinginkan hanya
sebelum pemukulan. Pengelingan pnuematik atau desakan
biasanya digunakan untuk pemebentukan kepalanya.
Baut-baut tipe dapat memperlakukan panas yang berkekuatan
tinggi digunakan berikut ring-ring. Baut-baut tipe
tahan karat austenitik 18/10 juga digunakan.
3.11.9. Pengikatan perekat
Aluminium adalah merupakan suatu bahan yang ideal untuk
pengikatan dengan perekat-perekat. Perekat-perekat
tersebut bisa dari tipe pengesetan panas (thermosetting),
yang menggunakan reaksi kimia yang dibantu oleh panas
dan tekanan untuk mengeraskan dan mengikat
(mengawetkan) resin epoksi membentuk sambungan.
Perekat tersebut mempunyai kekuatan yang tinggi tapi
cenderung menjadi rapuh dan tidak dapat dilebur kembali.
118
Tipe umum yang lain adalah termoplastik. Tipe tersebut
dapat dikeraskan dengan pendinginan dan dilunakkan
dengan pemanasan, dan asal saja temperatur pembusukan
resin tidak dilebihi proses ini dapat diulang. Panas tidak
diperlukan untuk membentuk ikatan tetapi tekanan
dibutuhkan. Tipe perekat yang kuat adalah termoplastik.
Keuntungan pengikatan perekat dapat diringkaskan sebagai
berikut:
1) Penyepuhan berlebih tidak terjadi dan tidak ada distorsi
akibat pemasukan panas
2) Menghasilkan sambungan-sambungan yang halus tanpa
tonjolan-tonjolan. Pengikatan perekat mempunyai kulit
yang tipis dan kekuatan pembelahan. Penyambunganpenyambungan
harus direncanakan atas prinsip
tumpang/geser dengan lapisan perekat tipis untuk luas
sambungan yang maksimum yang dibersihkan secara
kimia.
3.12. Bahan Pelat Tembaga
Secara industri sebagian besar
penggunaan tembaga dipakai
sebagai kawat atau bahan
untuk penukar panas dalam
memanfaatkan hantaran listrik
dan panasnya yang baik.
Tembaga murni untuk
keperluan industri dicairkan
dari tembaga yang diproses
dengan elektrolisa dan
diklasifikasikan menjadi tiga
macam menurut kadar oksigen
dan cara deoksidasi yaitu
tembaga ulet, tembaga
deoksidasi, dan tembaga
bebas oksigen
Warna tembaga adalah merah muda kemerah-merahan bila di polis
tapi terbentuk permukaan cokelat bila dipanaskan. Temperatur lebur
sampai 10830C. Kekerasannya berubah-ubah dengan derajat kerja
dingin. Dalam keadaan dianeal 47–52 Hv (kekesaran Vickers).
Setelah kwantitas kerja dingin cukup 85–105 Hv.Tembaga bukan
bersifat magnet. Bahan ini mempunyai massa 8,94 g/cm3 pada 200C..
Gambar 3.33. Pelat tembaga
119
Koefisien ekspansi linear Tembaga : 17,7 x 10-6 per0C. Kekuningkuningan
: 70/30 = 19,9 x 10-6 per 0C ; 60/40 = 20,8 x 10-6 per 0C.
Konduktivitas Tembaga konduktivitas tinggi bebas oksigen (O.F.H.C.–
Oxygen free high conductivity) mempunyai konduktivitas listrik dan
termal yang tinggi sekali. Apabila elemen-elemen ditambahkan pada
tembaga murni, konduktivitas listriknya menurun. Kekuatan tarik
Kondisi dianeal 220 – 250 N/mm2. Setelah pengerjaan dingin 310 –
400 N/mm2.
Tembaga sangat lunak dalam kondisi dianeal tetapi dengan cepat
bertambah keras selama pengerjaan dingin, misalnya pemukulan
dengan palu, pengerolan dan penekanan. Pertambahan kekerasan
disertai pertambahan kekuatan tarik tetapi kehilangan keuletan.
Keuletan, plastisitas dan kemamputempaan tembaga murni sangat
baik, tetapi memerlukan penganealan untuk menghilangkan efek
pengerjaan dingin. Dalam kondisi dianeal tembaga tersebut sangat
baik untuk penaraikan yang dalam (dreep drawing), ekstrusi dan
penarikan ke bentuk kawat. Banyak paduan-paduan tembaga yang
mempunyai keuletan yang tidak baik antara 400 – 700 0C (lembang
keuletan/ductility trough).
Untuk mengenal tembaga, panaskan sampai berwarna merah muda
kira-kira 5000C dan biarkan dingin di udara dan celupkan ke dalam air
untuk menghilangkan kerak oksida.
3.12.1. Tahan korosi
Tembaga mempunyai tahan korosi yang tinggi terhadap
sebagian besar asam tetapi diserang dengan dahsat sekali
oleh asam-asam pengoksida seperti nitrat dan hidroklorat.
Tidak ada paduan-paduan tembaga yang cocok dengan
amonia.
Korosi elektro kimia terjadi apabila dua logam yang tidak
serupa bersama-sama dalam suatu larutan yang berasam,
menyebabkan logam yang satu merusak dengan merugikan
logam yang lain. Salah satu logam bertindak sebagai katoda
dan logam yang lain yang merusak merupakan anoda.
Apabila tembaga atau paduan-paduannya dihubungkan
dengan logam-logam yang lain pada lingkungan-lingkungan
yang korosif, korosi elektro kimia merupakan faktor yang
penting. Gabungan aluminium dan tembaga jika mungkin
harus dicegah, mengingat tembaga sangat bersifat katoda
terhadap alumunium dan menyebabkan aluminium cepat
rusak.
120
3.12.2. Pemotongan (mekanis)
Tembaga dalam kondisi aneal yang lunak cenderung
menutup gigi gergaji dan melepaskan tepi tajam pahat-pahat
pemotong. Ini mengakibatkan bram-bram yang besar dan
distorsi-distorsi pada tepi potong pada waktu pengguntingan
dan pelubangan kesulitan yang serupa tidak akan dialami
pada waktu pengguntingan kuningan 70/30 atau pada waktu
pemesinan kuningan 60/40.
3.12.3. Pemotongan (termal)
Tembaga dapa dipotong secara termal dengan proses
plasma busur api yang menggunakan argon/hidrogen atau
campuran nitrogen atau sinar laser.
3.12.4. Pembentukan
Tembaga dan kuningan-kuningan 70/30, 65/35 dapat dipintal,
dirol, dipres dan dibengkokkan tapi mungkin memerlukan
pelunakan dengan perlakuan panas pada taraf antara untuk
menghilangkan setiap efek pengerasan kerja pada sekitar
500 – 6000C.
3.12.5. Penyambungan
Tembaga dan paduan-paduannya dengan mudah dilas lebur
menggunakan m.m.a. dan elektroda-elektroda timahtembaga
atau di las T.I.G., dengan elektroda polaritas negatif
arus searah (d.c) dengan gas perisai argon/helium dan
bahan-bahan pengisi yang ditunjukkan pada B 2901 bagian 2
dan bagian 3. metode pengelasan yang lain adalah M.I.G.,
gesekan, tekanan dingin, oksiasetilin, busur api plasma.
3.12.6. Pembautan dan pengelingan
Baut-baut dan jangkar-jangkar yang digunakan tipe yang
tidak akan menyebabkan aksi elektrokimia dan seringkali
baja-baja berlapis atau paduan-paduan tembaga seperti
monel. Paku-paku keling untuk tembaga lembaran yang tipis
biasanya tembaga murni lunak yang diperdagangkan.
3.12.7. Paduan-paduan tembaga
๔ Tembaga pitch tangguh
Tembaga bantalan oksigen yang dikenal sebagai pitch
tangguh (tough pitch) mengandung sedikit oksigen dalam
bentuk oksida kupro. Ini digunakan secara luas untuk
jaringan listrik. Sukar dilas oleh karena tembaga tersebut
kemungkinan besar retak apabila panas, disebut capat
panas (hot shortness). Selama pengelasan banyak sekali
keporian karena pembentukan uap dari oksigen dan
hidrogen.
121
๔ Tembaga yang dioksidasikan
Fosfor ditambahkan sebagai bahan oksida pada waktu
pembuatan yang memperbaiki sifat-sifat mekanik dan
mengurangi cepat panas, tetapi mengurangi konduktivitas
listrik. Tembaga tipe ini mampu las.
๔ Tembaga arsenis
Penambahan 0,3 sampai 0,5 arsen memperbesar
kekuatan tarik dan ketangguhan, terutama temperatur
antara 200-3000C. Tahanan terhadap oksidasi dan
keretakan berkurang karenanya merupakan alasan
dipakai dalam kotak-kotak api.
Tipe yang dioksidasikan digunakan pada waktu
pengelasan dengan elektroda-elektroda tipe perunggu
timah dengan memanaskan lebih dulu antara 300 – 400
0C untuk tebal lebih dari 5 mm dan pengelasan TIG
menggunakan bahan pengisi tembaga seperti menurut
BS 2901 dan helium argon atau perisai nitrogen.
Kecepatan aliran untuk nitrogen 50% lebih besar dari
argon. Memanaskan lebih dulu akan menambah
peleburan dari bahan-bahan yang lebih tebal dari 1,6mm.
3.13. Bahan Pelat Kuningan
Kuningan atau loyang adalah
logam paduan dari tembaga dan
seng dalam prosentase lebih
kurang 65% Cu dan 35% Zn.
Logam ini berwarna merah
kekuning-kuningan, sehingga
sering juga disebut tembaga
kuning. Paduan dengan kira-kira
45% Zn mempunyai kekuatan
yang paling tinggi akan tetapi
tidak dapat dikerjakan, jadi
hanya dipergunakan untuk
paduan coran.
Untuk benda-benda yang sulit bentuknya biasanya dibuat dari
kuningan yang dituang (dicor), tetapi untuk bahan-bahan
perdagangan hasil dari kuningan ditempa atau digiling sehingga
berupa batang dan pelat-pelat lembaran. Kuningan mempunyai
kekuatan tarik 18 – 24 kg/mm2 dari regangannya sebesar 15 – 25%,
tahan terhadap asam dan pengaruh kimia. Kegunaan dari kuningan
adalah untuk alat-alat apendase ketel, untuk saluran-saluran gas dan
air, dan untuk bagian-bagian konstruksi dengan beban ringan.
Gambar 3.34. Pelat kuningan
122
Ada beberapa tipe kuningan yang semuanya telah dicampur seng
dalam suatu perbandingan dengan tembaga. Kuningan berwarna
emas dan serupa dengan tembaga. Kekuatan tarik dan kekerasannya
bervariasi tergantung pada jumlah kerja dingin yang dialami, kuningan
tersebut dengan mudah dituang, ditempa atau distempel dan
diekstrusi atau dirol panas (40/60). Dapat ditarik dipres, dipintal atau
dikerjakan dengan mesin. Timah kadang-kadang ditambahkan untuk
memperbaiki permesinan, tapi ini menyebabkan beberapa kesulitan
dalam pengelasan, oleh karena itu timah menyebabkan keporian.
Arsenat ditambahkan untuk mengurangi dezincification dan sedikit
aluminium akan memperbaiki sifat tahan korosi.
Ada dua kelompok utama kuningan yaitu:
3.13.1. Kuningan peluru
70% Cu, 30% Zn Dianeal UTS 350
N/mm25500C–6000C
Kekerasan 50 Hv
Dikerjakan dingin
590 N/mm2
90 Hv
Kuningan ini mempunyai keuletan dan kekuatan yang sangat
tinggi dan digunakan apabila operasi penarikan dalam perlu
dilaksanakan. Ini harus diikuti dengan pengurangan
tegangan yang membutuhkan pemanasan sampai sekitar
2500C untuk mencegah keretakan berikutnya di dalam
perbaikan, seringkali disebut peretakan musiman (season
cracking). Kuningan peluru tersebut mempunyai titik lebur
sebesar 9200C dan tahanan korosi yang baik terhadap air
laut dan korosi udara. Mudah dilunakkan dan disolder
dengan perak, dipatri dan dilas dengan menggunakan nyala
api oksidasi untuk pengelasan guna mencegah kehilangan
seng. Pengelasan busur api adalah seperti untuk tembaga
tapi pengelasan TIG dilakukan dengan menggunakan perisai
argon dan batang tipe brons.
Penggunaan utama komponen tarik dalam (deep drawn)
seperti tempat-tempat peluru, komponen tenunan / anyaman
untuk pekerjaan dekorasi dan beberapa instrumen, tangkitangki
radiator dan alat-alat masak.
3.13.2. Logam muntz
60% Cu, 40% Zn Dianeal Dikerjakan dingin
UTS 480 N/mm2 500 N/mm2
Kekerasan 89 Hv 143 Hv
123
Bahan ini bekerja dengan baik dalam daerah 6500C sampai
sampai 7500C dan tidak diinginkan supaya dikerjakan dingin
untuk suatu jumlah yang berarti. Pengelasan dan pematrian
sama seperti kuningan 70/30. Penggunaan utama
penampang-penampang yang diekstrusi seperti batang atau
tabung. Hasil-hasil tuang seperti bagian-bagian pengatur
(regulator) termasuk komponen-komponen yang distempel
panas, lembaran-lembaran yang dirol panas.
3.14. Bahan Pelat Baja Khusus (Baja Paduan)
Baja khusus (baja paduan) dihasilkan
dengan biaya yang lebih mahal dari
baja karbon karena bertambahnya
biaya untuk penambahan pengerjaan
yang khusus yang dilakukan di dalam
industri atau pabrik.
Baja paduan dapat didefini-sikan
sebagai suatu baja yang dicampur
dengan satu atau lebih unsur
campuran seperti nikel, kromium,
molibden, vanadium, mangan dan
wolfram yang berguna untuk
memperoleh sifat-sifat baja yang
dikehendaki (keras, kuat dan liat), tetapi unsur karbon tidak dianggap
sebagai salah satu unsur campuran.
Suatu kombinasi antara dua atau lebih unsur campuran memberikan
sifat khas dibandingkan dengan menggunakan satu unsur campuran
misalnya baja yang dicampur dengan unsur kromium dan nikel akan
menghasilkan baja yang mempunyai sifat keras dan kenyal (sifat baja
ini membuat baja dapat dibentuk dengan cara dipalu, ditempa,
digiling, dan ditarik tanpa mengalami patah atau retak-retak). Jika
baja dicampur dengan kromium dan molibden, akan baja yang
mempunyai sifat keras yang baik dan sifat kenyal yang memuaskan
serta tahan terhadap panas.
Baja paduan digunakan karena keterbatasan baja karbon sewaktu
dibutuhkan sifat-sifat yang spesial dari pada baja, keterbatasan
daripada baja karbon adalah reaksinya terhadap pengerjaan panas
dan kondisinya. Sifat-sifat spesial yang diperoleh dengan
pencampuran termasuk sifat-sifat kelistrikan, magnetis dan koefisien
spesifik dari pemuaian panas dan tetap keras pada pemanasan yang
berhubungan dengan pemotongan logam.
Gambar 3.35. Pelat baja khusus
124
3.14.1. Pengerjaan panas pada baja paduan
Pengerjaan panas baja karbon untuk memperoleh baja
paduan yang baik dilakukan dengan cara-cara sebagai
berikut:
๔ Penyepuhan baja
Baja karbon yang disepuh
menimbulkan butiranbutiran
sebagai hasil
pemanasan yang lama
selama proses karburasi.
Apabila dalam pemakaian
men-dapat tekanan atau
beban yang tinggi pada
per-mukaannya, maka
intinya harus dimurni-kan
untuk mencegah lapisan
pembungkus terkelupas
dan memberikan kekuatan
yang baik pada penampang
melintang.
Penambahan nikel ternyata
diperlukan untuk memurnikan
dengan cara
perlakuan panas dan perubahan bentuk diperkecil, apabila
jumlah nikel sedikit lebih tinggi dapat dilakukan pendinginan
dengan minyak.
Jika komponen yang tebal harus mempunyai inti yang
kekuatannya seragam maka perlu ditambahkan kromium
untuk menghilangkan pengaruh yang menyeluruh, tetapi
unsur kromium tidak digunakan sendiri harus digunakan
bersama nikel untuk mencegah terjadinya pertumbuhan butirbutir
baru.
๔ Penyepuhan baja nikel
Baja nikel yang disepuh mengandung 0,12%C, 3% Ni, dan
0,45% Mn dimana pada baja ini mengandung unsur karbon
yang rendah sehingga menyebabkan intinya tidak bereaksi
terhadap proses pengerasan yang langsung. Nikel dapat
mencegah terjadinya pertumbuhan butiran-butiran baru
selama proses karburasi, apabila peralatan yang berukuran
kecil dibuat dari baja, maka proses pemurnian kemungkinan
diabaikan dan pendinginan baja dilakukan di dalam air.
Gambar 3.36. Pengerjaan
panas pada baja tahan karat
125
Baja nikel yang disepuh mengandung 0,12%C, 5% Ni, dan
0,45% Mn, baja ini hampir sama dengan baja yang disepuh
yang mengandung 3% Ni. Kandungan nikel yang sedikit lebih
tinggi memungkinkan untuk didinginkan dengan minyak dan
membuatnya lebih sesuai untuk dibuat roda gigi dan alat
berat.
๔ Penyepuhan baja kromium
Baja nikel kromium yang disepuh mengandung 0,15% C, 4%
Ni, 0,8% Cr dan 0,4% Mn. Penambahan sejumlah kecil unsur
kromium akan menghasilkan kekerasan dan kekuatan yang
tinggi sebagai hasil dari pendinginan minyak.
๔ธ Penitrian baja
Baja yang dinitrit mengandung unsur-unsur campuran
akan menghasilkan permukaan yang keras. Kandungan
kromium sekitar 3% akan menghasilkan permukaan yang
mempunyai kekerasan sekitar 850 Hv (kekerasan vikers).
Baja yang mengandung 1,5% aluminium dan 1,5%
kromium akan menaikkan kekerasan permukaannya
menjadi sekitar 1.100 Hv. Kandungan karbon baja ini
tergantung pada sifat inti yang diperlukan , sekitar 0,18 –
0,5 % C.
๔ธ Pengerasan baja dengan udara
Apabila unsur kromium cukup dalam baja maka kecepatan
pendinginan kritis akan berkurang, sehingga pendinginan
dapat dilakukan dalam udara. Jenis baja yang dikeraskan
dengan udara adalah yang mengandung 2% kromium dan
0,6% karbon membuat temperatur pengerasan dan
kecepatan pendinginan kritis menjadi rendah.
3.14.2. Jenis baja paduan
Berdasarkan unsur-unsur campuran dan sifat-sifat dari baja,
maka baja paduan dapat digolongkan menjadi baja dengan
kekuatan tarik yang tinggi, tahan pakai, tahan karat, dan baja
tahan panas.
126
๔ Baja dengan kekuatan tarik yang tinggi
Baja ini mengandung mangan, nikel, kromium dan sering
juga mengandung vanadium dan dapat digolongkan
sebagai berikut :
๔ธ Baja dengan mangan rendah
Baja ini mengandung 0,35% C dan 1,5% Mn dan baja
ini termasuk baja murah tetapi kekuatannya baik. Baja
ini dapat didinginkan dengan minyak karena
mengandung unsur mangan sehingga temperatur
pengerasannya rendah dan menambah kekuatan
struktur feritnya.
๔ธ Baja nikel
Baja ini mengandung 0,3% C, 3% Ni, dan 0,6% Mn serta
mempunyai kekuatan dan kekerasan yang baik, dapat
didinginkan dengan minyak karena mengandung unsur
nikel yang membuat temperatur pengerasannya rendah.
Baja ini digunakan untuk poros engkol, batang penggerak,
dan penggunaan lain yang hampir sama.
๔ธ Baja nikel kromium
Baja ini mempunyai sifat yang keras berhubungan dengan
campuran unsur kromium dan sifat yang liat berhubungan
dengan campuran unsur nikel. Baja yang mengandung
0,3% C, 3% Ni, 0,8% Cr dan 0,6% Mn dapat didinginkan
dengan minyak, hasilnya mem-punyai kekuatan dan
keliatan yang baik dan baja ini digunakan untuk batang
penggerak dan pemakaian yang hampir sama.
Baja yang mengandung 0,3% C, 4,35% Ni, 1,25% Cr dan
0,5% Mn (mengandung nikel dan kromium yang tinggi),
mempunyai kecepatan pendinginan yang rendah sehingga
pendinginan dapat dilakukan dalam hembusan udara dan
distorsi yang kecil. Apabila unsur krom dicampur sendiri ke
dalam baja akan menyebabkan kecepatan pendinginan
kritis yang amat rendah, tetapi bila dicampur bersama
nikel akan diperoleh baja yang bersifat liat. Jenis baja
tersebut digunakan untuk poros engkol dan batang
penggerak. Baja nikel kromium menjadi rapuh apabila
ditemper atau disepuh pada temperatur 250 – 400 0C, juga
kerapuhannya tergantung pada komposisinya, proses ini
dikenal dengan nama “menemper kerapuhan” dan baja ini
dapat diperiksa dengan penyelidikan pukul takik.
127
Penambahan sekitar 0,3% molibden akan mencegah
kerapuhan karena ditemper, juga akan mengurangi
pengaruh yang menyeluruh terhadap baja karena
molibden adalah unsur berbentuk karbid.
๔ธ Baja kromium vanadium
Jika baja ini ditambah sekitar 0,5% vanadium sehingga
dapat memperbaiki ketahanan baja kromium terhadap
guncangan atau getaran dan membuatnya dapat ditempa
dan ditumbuk dengan mudah, apabila vanadium
menggantikan nikel maka baja lebih cenderung
mempengaruhi sifat-sifatnya secara menyeluruh.
๔ Baja tahan pakai
Berdasarkan unsur-unsur campuran yang larut di
dalamnya, baja terdiri dari dua macam yaitu baja mangan
berlapis austenit dan baja kromium.
๔ธ Baja mangan berlapis austenit
Baja ini pada dasarnya mengandung 1,2% C, 12,5%
Mn, dan 0,75 % Si. Selain itu, juga mengandung unsurunsur
berbentuk karbid dan kromium atau vanadium
yang kekuatannya lebih baik. Temperatur transformasi
menjadi rendah dengan menambahkan unsur mangan
dan baja ini berlapis austenit apabila didinginkan
dengan air pada temperatur 1.0500C. dalam kondisi ini
baja hanya mempunyai kekerasan sekitar 200 HB
(kekerasan Brinel), tetapi mempunyai kekenyalan yang
sangat baik.
Baja ini tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan
panas, tetapi apabila dikerjakan dingin maka
kekerasan permukaannya akan naik menjadi 550 HB
tanpa mengalami kerugian terhadap kekenyalan
intinya. Baja ini tidak dapat dipanaskan kembali pada
temperatur yang lebih tinggi dari 2500C, kecuali kalau
setelah dipanaskan baja didinginkan dalam air.
Pemanasan baja pad temperatur sedang akan
menyebabkan kerapuhan pada pengendapan karbid.
Baja mangan berlapis austenit dapat diperoleh dengan
jalan dituang, ditempa, dan digiling. Baja ini digunakan
secara luas untuk peralatan pemecahan batu, ember
keruk, lintasan, dan penyeberangan kereta api.
128
๔ธ Baja kromium
Jenis ini mengandung 1% C, 1,4% Cr, dan 0,45% Mn.
Apabila baja ini mengandung unsur karbon tinggi yang
bercampur bersama-sama dengan kromium akan
menghasilkan kekerasan yang tinggi sebagai hasil dari
pendinginan dengan minyak. Baja ini digunakan untuk
peluru-peluru bulat dan peralatan penggiling padi.
๔ Baja tahan karat
Baja tahan karat (stainless steel) mempunyai seratus lebih
jenis yang berbeda-beda. Akan tetapi, seluruh baja itu
mempunyai satu sifat karena kandungan kromium yang
membuatnya tahan terhadap karat. Baja tahan karat dapat
dibagi ke dalam tiga kelompok dasar, yakni baja tahan
karat berlapis ferit, berlapis austenit dan berlapis
martensit.
๔ Baja tahan panas
Problem utama yang berhubungan dengan penggunaan
temperatur tinggi adalah kehilangan kekuatan, beban
rangkak, serangan oksidasi, dan unsur kimia.
Kekuatannya pada temperatur tinggi dapat diperbaiki
dengan menaikkan temperatur transformasi dan
penambahan unsur kromium atau dengan merendahkan
temperatur transformasi dan penambahan unsur kromium
atau dengan merendahkan temperatur transformasi atau
penambahan unsur nikel. Kedua pengerjaan ini akan
menghasilkan struktur austenit.
Sejumlah kecil tambahan titanium, aluminium, dan
molebdenum terhadap karbon akan menaikkan kekuatan
dan memperbaiki ketahanannya terhadap beban rangkak.
Unsur nikel akan membantu penahanan kekuatan pada
temperatur tinggi dengan memperlambat atau menahan
pertumbuhan butir-butiran yang baru. Ketahanannya
terhadap oksidasi dan serangan kimia dapat diperbaiki
dengan menambahkan silikon atau kromium.
Baja tahan panas dapat dikelompokkan sebagai berikut:
๔ธ Baja tahan panas ferit
Baja tahan panas ferit mengandung karbon yang
rendah dan hampir seluruhnya dilarutkan ke dalam
besi. Baja ini tidak dapat dikeraskan melalui perlakuan
panas
๔ธ Baja tahan panas austenit
129
Baja tahan panas austenit mengandung kromium dan
nikel yang tinggi. Struktur austenit tetap terpelihara
sewaktu pendinginan, sehingga baja ini tidak dapat
dikeraskan melalui perlakuan panas.
๔ธ Baja tahan panas martensit
Baja tahan panas martensit mempunyai kandungan
karbon yang tinggi sehingga dapat dikeraskan melalui
perlakuan panas.
๔ Baja paduan yang digunakan pada temperatur rendah
Komposisi dari baja paduan yang digunakan pada
temperatur rendah tidak hanya sifat-sifatnya terpelihara
sewaktu didinginkan, tetapi juag sifat-sifatnya tidak hilang
sewaktu dipanaskan pada temperatur kamar. Baja yang
telah diperbaiki kekuatannya hanya sedikit berkurang
(reduksi) kekenyalan dan keliatannya sewaktu dites pada
temperatur minus –1830C. selain itu, perubahan sifatsifatnya
kecil sewaktu dipanaskan pada temperatur kamar
yang diikuti dengan pendinginan.
๔ธ Baja pegas
Pegas kendaraan dibuat dari baja yang mengandung
sekitar 0,8% C sesuai dengan sifat-sifatnya yang
dibutuhkan dan ditambahkan dengan lebih dari 0,4% Si
dan 0,8% Mn. Baja pegas dikeraskan dengan
pendinginan air atau minyak sesuai dengan
komposisinya. Pegas katub dibuat dari baja yang sama
dengan pegas kendaraan juga ditambahkan 1,5% Cr
dan 0,17% V ke dalam karbon dan nikel.
๔ธ Baja katub mesin (motor)
Katub yang menerima beban rendah digunakan baja
yang mengandung 0,3% C, 3,5% Ni, 0,35% Cr, dan
0,35% Si. Kandungan unsur silikon dan kromium
menaikkan beban yang dapat diterima katub sehingga
dapat menerima beban yang berat. Katub untuk motor
pesawat terbang dibuat dari baja austenit dengan
kandungan sekitar 10% Ni dan 12 – 16% Cr. Katup
pompa seringkali dibuat berlubang dan mengandung
natrium untuk pendinginan.
๔ Baja paduan martensit yang dikeraskan
Cara yang biasa dilakukan untuk menghasilkan baja
berkekuatan tinggi adalah dengan cara perlakuan panas
yang menjadikan struktur martensit, yang diikuti dengan
perlakuan panas lanjutan untuk memodifikasi atau
mengubah martensit. Cara tersebut dapat menghasilkan
130
kekuatan yang tinggi, tetapi disertai dengan kerapuhan
yang tinggi, disebabkan kandungan unsur karbon. Cara
perlakuan panas biasanya diterima karena sulit
menghasilkan paduan yang bebas dari unsur karbon dan
oleh karena itu mahal.
Berdasarkan eksperimen yang dilakukan bahwa besi
kemungkinan mengandung unsur karbon yang dicampur
dengan nikel sekitar 18 – 25%. Jenis baja paduan
martensit ini bersifat kenyal dan mempunyai kekerasan
sekitar 1,5 kali dari baja martensit yang tidak ditemper.
Baja ini merupakan suatu bahan yang ideal untuk
digunakan dengan cara memisahkan unsur-unsur lain
untuk menaikkan kekuatannya.
Jenis yang digunakan pada waktu ini adalah yang
mengandung besi dan 18% nikel dengan kobalt,
molibdenum, dan titanium. Baja martensit dihasilkan
dengan cara pemanasan dan pendinginan (pelarutan
dalam pemijaran dingin) yang membuatnya cukup lunak
sehingga dapa dipotong, dibentuk dan dibengkokkan.
Pengerasan dilakukan dengan cara pemanasan pada
temperatur sekitar 4500C – 5000C selama tiga jam yang
diikuti dengan pendinginan di udara.
Pengerasan permukaan dapat dilakukan dengan menitrit
pada akhir perlakuan panas. Perlakuan panas terjadi pada
temperatur yang relatif lebih rendah, tidak termasuk proses
pendinginan sehingga tidak terjadi perubahan bentuk atau
pecah-pecah. Kandungan karbon yang rendah pada kulit
baja paduan martensit dapat dihilangkan selama
pemanasan. Kecepatan pemanasan tidak menyebabkan
baja martensit mudah dilas dibandingkan baja paduan
berkarbon rendah dan sedang.
Baja ini dihasilkan seperti untuk membuat struktur menjadi
kuat dan ringan tetapi tidak dapat menggantikan baja yang
biasa karena biaya pengerjaannya tinggi.
Tabel 3.7. Komposisi dan sifat-sifat jenis baja paduan martensit
Komposisi: 18% N, 8% Co, 5% Mo, 0,4% Ti
Sifat-sifat
Mekanik
Setelah Pelarutan
Pemijaran Dingin
Pada 8200C
Setelah Disepuh
Selama 3 Jam
pada 4800C
Kekuatan tarik
Perpanjangan
Pengurangan luas
Kekerasan
100 – 108 kg/mm2
14 – 16%
70 – 75%
280 – 320% HV
160 – 182 kg/mm2
8 – 10%
35 – 60%
500 – 560 HV
131
(Sumber: Tata Surdia dan Shinroku Saito, 1984)
3.15. Bahan Pelat Baja Stainless Steel (Baja Tahan Karat)
Salah satu cacat pada
penggunaan baja adalah
terjadinya karat, yang
biasanya dicegah dengan
mempergunakan pelapisan
atau pengecatan. Baja
tahan karat adalah semua
baja yang tidak dapat
berkarat. Banyak diantara
baja ini yang digolongkan
secara metalurgi menjadi
baja tahan karat austenit,
ferit, martensit, dan baja
tahan karat tipe pengerasan
presipitasi.
3.15.1. Pengaruh unsur-unsur paduan pada ketahanan karat dari
besi
Kalau Cr dipadukan pada besi diatas 12 – 13%, karat yang
berwarna merah tidak terbentuk karena oleh adanya oksigen
di udara terjadi permukaan yang stabil (permukaan pasif).
Oleh karena itu, baja yang mengandung unsur tersebut
dinamakan baja tahan karat. Kalau baja mengandung lebih
dari 17% Cr akan terbentuk suatu lapisan yang stabil. Karat
pada lasan dari baja tahan karat 17% Cr sering terjadi
disebabkan karena presipitasi karbida Cr pada batas butir dan
oksidasi Cr dari permukaan karena lapisan permukaan
menjadi kekurangan Cr yang mengurangi ketahanan karatnya.
Gambar 3.37. Pelat stainless steel
Gambar 3.38. Produk yang dibuat dari bahan pelat stainless steel
132
Gambar 3.39. Diagram Fasa Fe – Cr
( Tata Surdia dan Shinroku Saito, 1984)
Kalau Ni dipadukan pada besi, kehilangan berat yang
disebabkan korosi di dalam asam berkurang dan ketahanan
korosi bisa diperbaiki. Baja tahan karat adalah baja paduan
yang memanfaatkan keefektifan unsur paduan tersebut
seperti Cr dan Ni dan dapat dibagi menjadi sistem Fe-Cr dan
Fe-Cr-Ni. Yang pertama termasuk baja tahan karat martensit
dan ferit dan yang terakhir baja tahan karat austenit.
Biasanya Mo, Cu, dsb ditambahkan kepada baja ini untuk
memenuhi maksud tertentu pada penggunaan.
3.15.2. Struktur baja tahan karat
Memperhatikan unsur Cr, yang menjadi komponen utama
pada baja tahan karat, diagram fasa Fe-Cr ditunjukkan dalam
gambar 11. Cr dapat larut dalam besi memperluas daerah ๔ถ
(ferit). Dalam baja dengan 12% Cr pada temperatur diatas
9000C terjadi fasa ๔ (austenit). Dalam paduan yang nyata C
dan N juga terkandung, jadi fasa ๔ diperluas ke daerah yang
mempunyai konsentrasi Cr lebih tinggi. Baja tahan karat 12%
Cr biasa dipakai, diaustenitkan dari 900 sampai 10000C
tergantung kada C nya dan dicelupkan dingin pada minyak.
Sehingga mempunyai struktur martensit ia menjadi baja
tahan karat.
Dari gambar 11, baja 18% seharusnya mempunyai fasa ๔ถ
dimulai dari temperatur pembekuan sampai temperatur
kamar, tetapi karena sebenarnya mengandung 0,03 – 0,10%
C dan 0,01 – 0,02% N, maka kira-kira diatas 9300C terbentuk
fasa ๔. Oleh karena itu, perlakuan panas untuk mendapat
fasa ๔ถ dilakukan dibawah 8500C, baja ini dinamakan baja
tahan karat ferit.
133
Gambar 3.40. Diagram struktur dari baja tahan
karat yang (Diagram Schaeffler)
(Tata Surdia dan Shinroku Saito, 1984)
Struktur baja 18% Cr – 8% Ni adalah struktur dua fasa dari
๔ถ+๔ dalam keseimbangan, tetapi kenyataannya pada kirakira
10500C seluruhnya menjadi austenit dan setelah
pendinginan dalam air atau dalam udara fasa ๔ terbentuk
pada temperatur kamar sukar bertransformasi ke fasa ๔ถ,
baja ini dinamakan baja tahan karat austenit. Fasa ๔
merupakan fasa metastabil, sebagai contoh kalau diadakan
deformasi plastik bisa terjadi transformasi martensit. Kalau
baja dipergunakan dalam bentuk austenit, maka perlu
diadakan perlakuan panas untuk membentuk austenit tadi
setelah dilakukan deformasi plastik atau perlu dipakai baja
yang mengandung lebih banyak Ni untuk memberikan
kestabilan pada fasa austenit.
Untuk mengetahui hubungan dari fasa logam yang ada pada
lasan yang mempunyai
Cr ekuivalen = %Cr + %Mo + 1,5 x %Si + 0,5 x %Nb, dan
Ni ekuivalen = %Ni + 30 x %C + 0,5% Mn
Pada kedua sumbu, diagram Schaeffler menunjukkan
hubungan tersebut dan ditunjukkan pada gambar 3.40.
134
3.15.3. Pemilihan baja tahan karat
๔พ Baja tahan karat martensit
Gambar 3.40 menunjukkan klasifikasi baja tahan karat
martensit dan baja tahan karat ferit. Komposisi baja tahan
karat martensit adalah 12 – 13% Cr dan 0,1 – 0,3% C.
Kadar Cr sebanyak ini adalah batas terendah untuk
ketahanan asam karena itu baja ini sukar berkarat di udara,
tetapi ketakanan karat dalam suatu larutan juga cukup.
Sampai 5000C, baja ini banyak dipakai karena mempunyai
ketahanan panas yang baik sekali dan dengan pengerasan
dan penemperan dapat diperoleh sifat-sifat mekanik yang
baik, oleh karena itu baja ini dapat dipakai untuk alat
pemotong, perkakas dan sebagainya.
๔พ Baja tahan karat ferit
Menurut klasifikasi dalam gambar 3.40, baja tahan karat
ferit adalah baja yang terutama mengandung Cr sekitar 16
– 18% atau lebih. Kebanyakan komponen dibuat dari pelat
tipis, sebagai bahan untuk bagian dalam dari suatu
konstruksi. Untuk peralatan dapur, untuk komponen trim
mobil bagian dalam, dsb. Perlu diperhatikan bahwa pada
lingkungan korosi yang ringan tidak terjadi karat, tetapi
berada pada air larutan yang netral, dapat terjadi korosi
lubang atau krevis kalau terdapat sedikit ion klor, atau
kalau ada struktur berbentuk krevis. Pelat tipis pada baja
ini menyebabkan tanda regangan spesifik yang disebut
ridging disebabkan oleh tarikan atau penarikan dalam, hal
ini memberikan permasalahan pada pembuatan peralatan
dapur tetapi sekarang sebagai hasil dari berbagai studi
permasalahan tersebut mungkin dapat dipecahkan.
Sifat yang sangat menguntungkan dari baja tahan karat
ferit adalah bahwa tanpa kandungan Ni sukar untuk terjadi
retakan korosi tegangan. Yaitu bahwa kalau ketahanan
korosi baja tahan karat ferit dibuat sama atau lebih baik
daripada baja tahan karat austenit, akan lebih
menguntungkan apabila dipakai baja tahan karat ferit
daripada baja tahan karat austenit, yang lebih mudah
terjadi retakan korosi tegangan. Selanjutnya ketahanan
korosi lubang bertambah kalau Cr dan Mo ditambahkan
lebih banyak jadi sebagai pengganti Ni yang mahal maka
dipakai baja 18% Cr – 1% Mo, 18 – 19%Cr – 2% Mo, dsb.
Untuk komponen trim bagian luar mobil atau komponen
pemanas air. Untuk permintaan dengan persyaratan yang
lebih tinggi dapat dipakai baja 26% Cr – 1% Mo, dsb.
135
Selanjutnya baja tahan karat ferit yang mengandung lebih
dari 18% Cr adalah getas tetapi keuletannya tergantung
kepada jumlah kadar C dan N. Sekarang berkat kemajuan
teknik pembuatan baja dapat dibuat dengan mudah baja
18 – 19% Cr dengan kadar C + N <0,02%, perkembangan
permintaan yang akan baja ini dimasa datang telah pasti.
Seperti ditunjukkan pada gambar 3.40, baja tahan karat
ferit mengandung 15% Cr atau lebih, getas pada 4570C
karena pemanasan yang lama pada 400 – 5000C, dan
kalau dipanaskan agak lama pada 600 – 6500C terjadi
kegetasan fasa ๔ sehingga perlu menghindari daerah
temperatur ini.
๔พ Baja tahan karat austenit
Baja tahan karat austenit lebih baik pada ketahanan
korosinya, mampu bentuk dan mampu lasnya, karena itu
dipakai pada berbagai industri kimia. Selain itu, dipakai
untuk bahan konstruksi, perabot dapur, turbin, mesin jet,
mobil, komponen berputar, bangunan kapal, reaktor
atom, dan sebagainya.
Baja tahan karat austenit meskipun lebih baik ketahanan
korosinya tapi harus berhati-hati pada penggunaannya
karena kekurangannya seperti dikemukakan di bawah ini.
๔ Korosi antar butir
Korosi antar butir disebabkan oleh presipitasi karbida
Cr pada batas butir yang menyebabkan daerah
kekurangan Cr didekatnya, dari daerah tersebut
Gambar 3.41. Hubungan antara temperatur mula dan waktu
pembentukan fasa ๔ dan kegetasan 4750C pada baja Cr tinggi.
(Tata Surdia dan Shinroku Saito, 1984)
136
korosi dimulai. Dalam keadaan tertentu karbida Cr
sendiri kena korosi. Karbida Cr berpresipitasi pada
daerah temperatur 500 – 9000C paling tinggi. Sebagai
contoh, derajat korosi antar butir dipelajari dengan
pengujian korosi dari batang uji yang dipanaskan
pada 6000C yang disebut perlakuan sensitisasi.
Korosi antar butir ini terjadi di daerah yang
dipengaruhi panas pada lasan yang menjadikan
permasalahan. Karena hal tersebut disebabkan oleh
terbentuknya karbida Cr, masalah tersebut dapat
diatasi dengan Ti atau Nb yang merupakan unsur
pembentukan karbida yang kuat untuk menghindari
terjadinya karbida Cr.
๔ Korosi lubang dan krevis
Korosi lubang disebabkan oleh retakan lapisan yang
pasif. Bagian yang pecah dari lapisan menjadi rusak
karena konsentrasi, yang membentuk lubang.
Kerusakan pasif disebabkan oleh adanya ion kalor.
Dalam hal ini korosi yang terjadi pada permukaan
logam tanpa suatu pertumbuhan spesifik disebut
korosi lubang dan korosi yang menyebabkan
pecahnya lapisan pasif setempat karena penguranga
pH pada permukaan kontak dengan benda lain
disebut korosi krevis. Agar tahan terhadap terjadinya
lubang diperlukan kombinasi yang tepat dari Cr dan
Mo. Dipandang dari sudut ini baja tahan karat ferit
lebih menguntungkan. Baja tahan karat austenit
mengandung 2 – 4% Mo banyak dipakai sebagai baja
tahan yang tahan korosi lubang.
๔ Retakan korosi regangan
Retakan korosi regangan ialah retakan oleh korosi
lokal dari lapisan pasif yang pecah karena tegangan
tarik. Pada baja tahan karat austenit retakan korosi
regangan sangat menyusahkan karena bersamaan
dengan korosi lubang. Lingkungan yang utama
adalah yang mengandung klorida, sulfida, air dengan
temperatur tekanan tinggi dan soda kaustik.
Pengujian retakan korosi regangan sering dulakukan
dengan pembebanan pada kelarutan 42%
magnesium klorida yang mendidih. Salah satu
sebagai hasil pengujian ditunjukkan pada gambar 14.
peningkatan Ni, c dan penambahan Si, dan
sebagainya memberikan pengaruh efektif, dan
137
Gambar 3.43. Pengaruh tegangan pada waktu patah dari baja
tahan karat dalam larutan 42% MgCl yang mendidih.
dengan adanya P, N atau sedikit molibden
memberikan pengaruh jelek.
Kebanyakan memberikan patahan antar butir dengan
mengurangi kadar karbon dan penambahan unsur
penstabil karbid, memberikan pengaruh yang efektif.
๔พ Baja tahan karat berfasa ganda
Sekarang banyak dipakai baja tahan karat yang berfasa
ganda yaitu terdiri dari fasa austenit dan ferit. Umumnya
Gambar 3.42. Salah bentuk pelat stainless steel tebal
138
mempunyai komposisi 25% Cr – 5% Ni – 1,5% Mo –
0,03% C. Dalam baja tahan karat berfasa ganda
kegetasan mampu las dan kekurangan lainnya dari baja
krom tinggi diperbaiki dengan penambahan Ni, N, dsb.
Perkembangan baru-baru ini dalam teknik pembuatan
baja memungkinkan pembuatan baja macam ini dimana
pengurangan kadar karbon lebih mudah. Perbandingan
antara fasa austenit dan ferit biasanya 4 – 6 : 6 – 4
tergantung kepada komposisi dan perlakuan panasnya.
Baja tahan karat berfasa ganda mempunyai sifat bahwa
fasa austenit dan ferit masing-masing memberikan
pengaruh saling menutupi. Sebagai contoh tegangan
mulur yang rendah dari fasa austenit dipertinggi dengan
adanya fasa ferit, dan keuletan rendah dari fasa ferit
diperbaiki oleh fasa austenit. Katahanan korosi umumnya
melebihi ketahanan korosi baja tahan karat 18 – 8,
terutama baja yang mempunyai kadar Cr tinggi dan
mengandung molybden Mo sangat baik dalam ketahanan
korosi lubangnya, sehingga baja semacam ini bisa
dipakai untuk penukar panas yang mempergunakan air
laut. Karena baja ini mempunyai kekurangan yaitu sifat
pengerjaan panasnya yang kurang baik, maka perlu
diadakan studi lebih lanjut mengenai teknik produksinya.
๔พ Pengerasan presipitasi baja tahan karat
Dengan mempergunakan ketahanan korosi yang baik
dari baja tahan karat, kakuatannya telah diperbaiki
dengan pengerasan presipitasi. Menurut struktur
matriksnya baja tahan karat ini digolongkan menjadi
macam martensit dan baja tahan karat ferit. Komposisi
baja tahan karat martensit adalah 12-13% Cr dan 0,1-
0,3% C. Kadar Crom (Cr) sebanayak ini adalah batas
terendah untuk ketahanan asam, sehingga baja ini sukar
berkarat di udara atmosfir. Sedangkan baja tahan ferit
mengandung Cr 16-18% Cr atau lebih. Baja tahan nkarat
jenis ini banyak dibuatkan untuk komponen yang
berbentuk pelat tipis.
3.15.4. Jenis-jenis baja tahan karat dan penggunaannya
Bentuk-bentuk baja tahan karat (stainless stell) yang banyak
digunakan untuk keperluan industri seperti pipa tebal
stainless steel, koil stainless steel, pipa tipis dan kawat
stainless steel.
139
Gambar 3.44. Pipa tebal stainless steel Gambar 3.45. Koil Stainless Steel
Gambar 3.46. Pipa tipis stainlees steel Gambar 3.47. Kawat stainlees steel
3.16. Pengaruh Masukan Panas Terhadap Sifat Mekanis Sambungan
Las Antara Baja Karbon Rendah Dengan Baja Stainless.
Dalam pengelasan antara baja karbon rendah dengan baja tahan
karat banyak ditemukan masalah. Namun demikian di lapangan sering
ditemui kondisi yang memaksa harus dilakukan pengelasan antara
kedua baja tersebut, seperti pada peralatan atau konstruksi untuk
tekanan tinggi, untuk pemakaian suhu tinggi atau lingkungan korosif.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh masukan panas
terhadap sifat mekanis sambungan las antara baja karbon rendah
dengan baja tahan karat. Bahan yang digunakan adalah baja karbon
140
rendah ST 41 Kelas E (BKI) dan baja tahan karat AISI 304. Teknik
pengelasan yang digunakan adalah las busur listrik menggunakan
kawat las AWS E 309 dengan variasi masukan panas. Pengujian
sambungan las meliputi uji tarik, uji tekuk, uji kekerasan dan
metalografi.
Dari penelitian ini diperoleh kuat tarik yang hampir sama yaitu sekitar
49,30 kg/mm2 pada masukan panas 7291 – 6742 Joule/cm dengan
keuletan sekitar 27,97 %. Kegagalan uji tekuk terjadi pada masukan
panas 7291 Joule/cm dan 6742 Joule/cm. Kekerasan rata-rata
sebesar 299.9804 Hv dicapai pada logam las bagian atas dengan
masukan panas 6742 Joule/cm. Uji metalografi dengan mikroskop
optik dan SEM-EDAX menunjukkan bahwa struktur mikro HAZ– baja
tahan karat mengalami presipitasi karbida serta terbentuk retak pada
struktur perbatasan antara logam las dengan baja karbon rendah. Dari
hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa masukan panas yang
besar menghasilkan kuat tarik dan elongasi yang hampir sama dan
lebar HAZ yang lebih besar, sebaliknya masukan panas yang kecil
menghasilkan nilai kekerasan yang tinggi.
3.17. Korosi Pada Pelat dan Cara Pencegahannya
3.17.1. Pengertian Korosi
Korosi adalah proses alami
yang terjadi pada material
logam yang berakibat
menurunnya kekuatan dari
material logam tersebut.
Proses korosi yang terjadi
secara alami ini sangat sulit
dihindari, usaha yang dilakukan
hanyalah menghambat
laju korosi yang terjadi
dengan cara melakukan
pencegahannya. Penggunaan
pelat baja sebagai pilihan
material suatu peralatan
teknik, sering didatangkan
dari mancanegara mengingat
kualitas/standar dari material tersebut belum diproduksi
didalam negeri.
Korosi adalah proses pengoksidasian logam dengan
lingkungan yang korosif, sehingga menimbulkan kerusakan
atau pengdegredisian. Korosi dapat juga diartikan sebagai
serangan yang merusak logam karena logam bereaksi secara
Gambar 3.48. Pelat yang
mengalami korosi
141
kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada defenisi lain
yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses
ekstraksi logam dari material. Contohnya, logam besi di alam
bebas dalam bentuk senyawa besi oksida atau besi sulfida,
setelah diekstraksi dan diolah, akan dihasilkan besi yang
digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama
pemakaian, baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan
yang menyebabkan korosi (kembali menjadi senyawa besi
oksida).
Korosi banyak terjadi pada peralatan logam yang digunakan
oleh manusia. Korosi dapat terjadi hampir pada semua logam
terutama logam ferro (besi), karena logam jenis ini mudah
beroksidasi dengan udara lingkungan. Korosi dapat
menimbulkan kerugian yang sangat besar pada berbagai jenis
konstruksi. Akibat korosi kekuatan konstruksi akan berkurang.
Korosi juga bisa menimbulkan kebocoran terutama pada
dinding kapal, bodi mobil, kereta api dan pada tabung gas
elpiji.
Korosi memberikan pekerjaan
rumah yang tak kenal
henti kepada kita. Akibat
korosi, bagian-bagian alat
dan mesin harus diganti.
Beberapa pelanggan
disebuah bengkel otomotif
komplain akibat timbulnya
korosi pada dinding mobil
mereka. Yang jelas korosi
adalah sangat merugikan
bagi manusia dan banyak
merusak inpra struktur yang
dipunyai manusia. Menurut
sebuah penelitian, dikatakan
bahwa sekitar 13 persen
dari besi baru hasil
pengolahan digunakan
setiap tahunnya untuk
mengganti besi yang terkorosi. Penanganan korosi juga
merupakan usaha yang mahal dan berpotensi membuat polusi
lingkungan. Garis bawahnya, korosi tidak pernah bisa dicegah,
yang dapat dilakukan hanya meminimalkannya. Itu pun
dengan biaya ekstra mahal.
Korosi secara kimia adalah reaksi oksidasi logam, terutama
besi, oleh oksigen di udara. Reaksi yang terjadi adalah:
Gambar 3.49. Dinding mobil
mengalami korosi
142
2Fe+O2+2H22+ + 4OH. Ion Fe2+ yang dihasilkan kemudian
dioksidasi lebih lanjut menjadi Fe3+ dan akhirnya membentuk
karat, yakni F23 xH2.
3.17.2. Jenis-Jenis Penyebab Korosi
Penyebab korosi ada dua macam yaitu korosi disebabkan oleh
proses kimia dan korosi disebabkan oleh proses elektrolisa:
๔พ Korosi Akibat Proses Kimia
Logam akan berkarat karena suatu proses yang dapat
dikatakan sebagai suatu proses kimia yang sederhana.
Oksigen yang terdapat pada atmosfir dapat bergabung
dengan logam-logam membentuk lapisan oksida pada
permukaannya. Apabila lapisan ini lepas, proses oksidasi
dapat dilanjutkan dan logam secara perlahan-lahan akan
berkarat.
Berkaratnya besi dan baja tidak dalam oksidasi yang
sederhana, diperlukan adanya udara dan air (udara
lembab). Besi tidak akan berkarat pada udara yang kering
dan juga pada air murni. Akan tetapi, apabila udara dan air
ada bersama-sama besi dan khususnya baja akan
berkarat dengan cepat. Kecepatan berkarat tidak akan
berkurang sebab lapisan dari hasil korosi yang terbentuk
akan lepas sehingga lapisan karat yang baru terbentuk
dibawahnya dan melepaskan lapisan diatasnya.
๔พ Korosi Akibat Proses Elektrolisa
Korosi akibat proses elektrolisa pada dasarnya adalah
korosi yang terjadi akibat proses kimia juga, walaupun
sedikit lebih kompleks. Kita lihat prinsip suatu sel listrik
yang sederhana, terdiri dari pelat tembaga dan pelat seng
keduanya tercelup dalam larutan asam sulfat.
Apabila pelat-pelat tersebut tidak bersentuhan di dalam
larutan ataupun tidak ada hubungan di luar larutan, tidak
akan ada aksi yang akan ambil bagian. Tetapi begitu
mereka dihubungkan suatu arus listrik yang mampu
menyalakan lampu kecil, mengalir membuat suatu
rangkaian.
Kita mengerti bahwa suatu arus listrik terdiri dari arus
partikel bermuatan negatif (elektron) mengalir dari seng ke
tembaga (atau dari anoda ke katoda). Bagian yang harus
paling diingat yaitu bahwa seng adalah anodic terhadap
tembaga. Sehingga apabila logam-logam itu dihubungkan
dan dicelupkan ke dalam suatu elektrolit, seng akan
143
mengurai atau berkorosi lebih cepat daripada dicelupkan
sendiri dalam elektrolit.
Beberapa logam murni mempunyai daya tahan karat yang
baik dari korosi atmosfir. Akan tetapi logam itu biasanya
mahal dan beberapa diantaranya sifat mekaniknya lemah.
Sehingga pelapisan tipis dari satu diantara logam-logam
itu sering digunakan untuk melindungi baja ringan. Yang
banyak dipakai adalah timah, aluminium dan sebagainya.
Contohnya, timah murni dan aluminium mempunyai daya
tahan korosi yang baik sekali, tidak hanya dalam atmosfir
dan air, akan tetapi juga dalam beberapa cairan dan
larutan dan cocok dibuat sebagai pelapis logam-logam
tangguh tetapi cepat berkarat untuk keperluan tertentu.
Apa yang terjadi apabila lapisan timah pada baja ringan
tergores? Baja ringan akan menjadi anodic pada timah
sehingga akan terkorosi lebih cepat pada daerah tergores
dibanding apabila tanpa timah sama sekali. Dengan
demikian, dalam memberi pelapisan baja ringan harus
betul-betul menyeluruh dan tanpa pecah.
3.17.3. Bentuk-bentuk korosi
Bentuk korosi dibedakan atas:
๔ธ Korosi menyeluruh, pada korosi menyeluruh logam
dicerna pada seluruh permukaannya.
๔ธ Korosi setempat atau korosi bopeng, bentuk korosi ini
mencerna logam setempat sehingga pada umumnya
muncul bopeng-bopeng kecil dalam bahan.
๔ธ Korosi antar garis kristal, terjadi sepanjang batas hablur,
sebagai akibatnya kristal-kristal terlepas satu sama lain.
Bentuk korosi ini adalah sangat berbahaya oleh karena
dari luar tidak nyata.
3.17.4. Korosi yang tidak tampak
Di awal disebutkan bahwa karat yang tidak terlihat pun
berpotensi dan merugikan. Bagaimana dapat terjadi ?
Tegangan tinggi dalam material dapat menyebabkan material
yang tampaknya kekar dari luar ternyata rentan patah. Hal ini
sering terjadi dalam kecelakaan pesawat Comet di tahun
1950. Kecelakaan Comet disebabkan oleh lubang rivet kecil
dengan diameter 4 mm. Menurut catatan, pesawat Boeing
pernah juga mengalami beberapa kecelakaan akibat korosi
seperti ini.
Kegagalan material karena korosi yang tidak terlihat
umumnya disebut dengan perengkahan karena korosi144
tegangan (stress-corrosion cracking, SCC). Jadi, sebenarnya
akibat kombinasi adanya tegangan dalam bahan dan korosi.
Jenis yang paling umum adalah yang terkaji di batas butiran
bahan. Permukaan bahan biasanya kelihatan mulus, kalau
ada hanya terlihat jalur-jalur rengkahan kecil di permukaan
(lihat gambar 2). Nah, dalam material jalur kecil tersebut bisa
berakibat parah. Analoginya, mungkin, kita pernah melihat
bagaimana tukang kaca memotong kaca, kan? Dengan
hanya membuat jalur kecil di permukaan, kaca pun akan
dengan mudah dipotong.
3.17.5. Cara pencegahan korosi
Dari reaksi yang diceritakan di atas terlihat bahwa untuk
pencegahan korosi dapat dilakukan dengan pengubahan
kecenderungan oksidasi besi, pengubahan lingkungan dan
logamnya sehingga aliran arus atau elektron tidak terjadi,
dan penghambatan persentuhan dengan oksigen langsung.
Pengubahan kecenderungan oksidasi besi dapat dilakukan
dengan menghubungkan besi dengan bahan yang lebih
mudah teroksidasi, misalnya magnesium. Cara ini yang
sering disebut dengan proteksi katodik. Dengan cara ini,
magnesiumlah yang akan teroksidasi dan besinya akan
terlindungi. Alternatif yang dapat digunakan adalah dengan
memberi muatan negatif pada besi sehingga oksidasi besi
juga dapat dicegah. Dengan diberi muatan negatif, potensial
besi akan menurun. Penurunan potensial sebesar 100 mV di
permukaan besi akan menurunkan
laju perkaratan
antara 5 dan 100 kali.
Termasuk dalam upaya
pencegahan korosi dengan
pengubahan lingkungan
dan logamnya adalah
dengan cara pembentukan
paduan. Misalnya, dengan
membuat baja tahan karat
(18% Cr, dan 8% Ni),
Usaha pengecatan serta
pelapisan dengan oli dan
minyak merupakan usaha
men-cegah pertemuan
langsung logam dan
oksigen.
Back to Nature (kembali ke
Gambar 3.50. Dinding mobil
yang mengalami korosi
145
alam) merupakan istilah yang digunakan oleh banyak orang,
agar masyarakat kembali memanfaatkan bahan-bahan kimia
yang telah disediakan oleh alam dan bukan bahan sintetis.
Trend back to nature ini didasarkan oleh berbagai
kekurangan, keamanan, dan bahaya kesehatan dari
penggunaan yang terus menerus dari bahan kimia sintetis.
Contoh sederhana adalah dalam bidang pertanian, dimana
banyak petani dan konsumen lebih memilih hasil pertanian
yang dipupuk dengan menggunakan pupuk alami
(kompos/kotoran ternak) dibandingkan dengan pupuk
sintetis.
Contoh-contoh lainnya adalah penggunaan plastik, dimana
sekarang sedang digalakkan pencarian bahan baku plastik
alami (biopolimer) yang diharapkan dapat menggantikan
peranan plastik sintetis yang bersifat non biodegradable dan
tidak ramah lingkungan. Begitupun dengan zat aditif
makanan baik alami maupun sintetis, soft drink (minuman
lunak), dan lain-lain.
Korosi atau secara awam dikenal sebagai pengkaratan
merupakan suatu peristiwa kerusakan atau penurunan
kualitas suatu bahan logam yang disebabkan oleh terjadi
reaksi dengan lingkungan. Biasanya proses korosi logam
berlangsung secara elektrokimia yang terjadi secara simultan
pada daerah anoda dan katoda yang membentuk rangkaian
arus listrik tertutup. Proses pencegahan korosi dapat
dilakukan, diantaranya dengan pelapisan pada permukaan
logam, perlindungan katodik, penambahan inhibitor korosi
dan lain-lain. Sejauh ini, penggunaan inhibitor merupakan
salah satu cara yang paling efektif untuk mencegah korosi,
karena biayanya yang relatif murah.
Inhibitor korosi sendiri didefenisikan sebagai suatu zat yang
apabila ditambahkan dalam jumlah sedikit ke dalam
lingkungan akan menurunkan serangan korosi lingkungan
terhadap logam. Umumnya inhibitor korosi berasal dari
senyawa-senyawa organik dan anorganik yang mengandung
gugus-gugus yang memiliki pasangan elektron bebas, seperti
nitrit, kromat, fospat, urea, fenilalanin, imidazolin, dan
senyawa-senyawa amina. Namun demikian, pada kenyataannya
bahwa bahan kimia sintesis ini merupakan
bahan kimia yang berbahaya, harganya lumayan mahal, dan
tidak ramah lingkungan, maka sering industri-industri kecil
dan menengah jarang menggunakan inhibitor pada sistem
pendingin, sistem pemipaan, dan sistem pengolahan air
146
produksi mereka, untuk melindungi besi/baja dari serangan
korosi. Untuk itu penggunaan inhibitor yang aman, mudah
didapatkan, bersifat biodegradable, biaya murah, dan ramah
lingkungan sangatlah diperlukan.
Bahan alam sebagai alternatif Inhibitor. Salah satu
alternatifnya adalah ekstrak bahan alam khususnya senyawa
yang mengandung atom N, O, P, S, dan atom-atom yang
memiliki pasangan elektron bebas. Unsur-unsur yang
mengandung pasangan elektron bebas ini nantinya dapat
berfungsi sebagai ligan yang akan membentuk senyawa
kompleks dengan logam. Dari beberapa hasil penelitian
diketahui bahwa ekstrak daun tembakau, teh dan kopi dapat
efektif sebagai inhibitor pada sampel logam besi, tembaga,
dan aluminium dalam medium larutan garam. Keefektifan ini
diduga karena ekstrak daun tembakau, teh, dan kopi memiliki
unsur nitrogen yang berfungsi sebagai pendonor elektron
terhadap logam Fe2+ untuk membentuk persenyawaan.
Beberapa cara untuk menanggulangi besi atau logam lain
agar tahan dari proses perkaratan:
1. Melapisi besi atau logam lainnya dengan cat khusus
besi yang banyak dijual di toko-toko bahan bangunan.
2. Membuat logam dengan campuran yang serba sama
atau homogen ketika pembuatan atau produksi besi
atau logam lainnya di pabrik.
3. Pada permukaan logam diberi oli atau vaselin
4. Menghubungkan dengan logam aktif seperti magnesium
(Mg) melaui kawat agar yang berkarat adalah
magnesiumnya. Hal ini banyak dilakukan untuk
mencegah berkarat pada tiang listrik besi atau baja. Mg
ditanam tidak jauh dari tiang listrik.
5. Melakukan proses galvanisasi dengan cara melapisi
logam besi dengan seng tipis atau timah yang terletak di
sebelah kiri deret volta.
6. Melakukan proses elektro kimia dengan jalan memberi
lapisan timah seperti yang biasa dilakukan pada kaleng.
3.17.6. Perlindungan terhadap korosi baja tulangan di
lingkungan laut
Laut merupakan wilayah yang paling luas di permukaan
dunia, dengan luas mencapai 70% dari seluruh permukaan
dunia, dan memiliki sifat korosifitas yang sangat agresif.
Untuk itu, struktur atau peralatan yang terpasang di laut dan
terbuat dari logam, seperti jembatan, tiang pancang dermaga
147
atau anjungan minyak, telah diberi proteksi untuk
mengendalikan serangan korosi di lingkungan laut. Salah
satu bentuk proteksi yang umum diterapkan adalah
menggunakan selimut beton (concrete encasement) pada
baja tulangan.
Namun demikian, walaupun telah diproteksi dengan selimut
beton, masih sering ditemukan baja tulangan beton yang
terserang korosi, yang tentu saja berdampak pada
menurunnya kekuatan struktur. Artikel ini akan membahas
mengenai cara-cara mengendalikan korosi pada baja
tulangan yang digunakan untuk struktur-struktur yang
dipasang di lingkungan laut.
๔พ Lingkungan laut
Agresivitas lingkungan laut disebabkan oleh beberapa
faktor, seperti:
๔ธ Laut merupakan elektrolit yang memiliki sifat
konduktivitas tinggi
๔ธ Kandungan oksigen terlarut cukup tinggi
๔ธ Temperatur permukaan laut umumnya tinggi
๔ธ Ion klorida pada air laut merupakan ion agresif
๔ธ Adanya biofouling
Daerah yang paling agresif pada lingkungan laut adalah
zona atmosferik dan zona percikan (splashing), karena
pada zona tersebut kandungan oksigen sangat tinggi,
sehingga meningkatkan laju korosi. Bentuk-bentuk
serangan korosi yang umum terjadi di lingkungan laut
adalah korosi merata, korosi galvanik, korosi sumuran
(pitting) dan korosi celah (crevice).
๔พ Perlindungan selimut beton dan mekanisme korosi
pada baja tulangan
Selimut beton merupakan komposit dari semen portland
(campuran kalsium silikat dan kalsium aluminat), pasir,
dan campuran-campuran lainnya. Selimut beton
berfungsi seperti lapisan coating yang memberikan
proteksi yang sangat baik pada baja tulangan. Selain itu,
campuran semen portland dengan air akan menghasilkan
kalsium silikat hidrat dan kalsium hidroksida yang bersifat
basa dengan pH berkisar antara 13-13,5. Kondisi pori
beton yang bersifat basa ini akan membuat baja dalam
kondisi pasif (terbentuk lapisan pasif yang protektif) dan
tidak terkorosi.
148
Ketahanan terhadap korosi yang dihasilkan selimut beton
akan tetap terjaga selama selimut beton dapat menahan
masuknya udara dan air. Apabila selimut beton terlalu
tipis atau terlalu berpori, kerusakan akibat korosi akan
terjadi karena penetrasi air yang mengandung oksigen
terlarut melalui pori beton. Masuknya oksigen terlarut ini
akan memicu terjadinya rangkaian sel elektrokimia yang
menyebabkan terjadinya korosi.
Klorida terlarut merupakan penyebab utama terjadinya
korosi dalam selimut beton. Ion klorida dapat berasal dari
penetrasi air laut, atau dapat juga berasal dari air dan
pasir yang digunakan dalam campuran selimut beton.
Adanya ion klorida yang bersifat agresif akan membentuk
senyawa asam dan bereaksi dengan selaput pasif yang
bersifat basa, sehingga selaput pasif akan rusak dan baja
tulangan akan terkorosi. Korosi akibat penetrasi ion
klorida umumnya terjadi secara setempat (pitting
corrosion).
Gas karbondioksida juga dapat menyebabkan terjadinya
korosi pada baja tulangan, namun dengan laju yang jauh
lebih lambat daripada korosi yang disebabkan oleh
penetrasi ion klorida. Karbonasi selimut beton terjadi
akibat interaksi antara gas karbondioksida di atmosfer
dengan senyawa hidroksida dalam larutan pori selimut
beton. Adanya proses karbonasi ini menyebabkan
penurunan pH selimut beton dan menyebabkan
pergeseran potensial korosi baja tulangan menjadi aktif
terkorosi. Hal-hal yang mempercepat penetrasi
karbondioksida pada selimut beton antara lain rendahnya
kandungan semen, tingginya rasio air/semen,
pengeringan beton yang kurang memadai, dan adanya
retakan serta cacat pada permukaan selimut beton.
Proses karbonasi ini juga dapat meningkatkan porositas
selimut beton, sehingga tidak mampu lagi mencegah
penetrasi klorida sebagai ion agresif.
๔พ Pengendalian korosi pada baja tulangan
Korosi baja tulangan beton umumnya dicegah dengan
menggunakan sistem proteksi katodik, baik dengan
sistem arus paksa (impressed current) maupun sistem
anoda tumbal. Sistem arus paksa biasanya lebih disukai
untuk memproteksi baja tulangan dalam selimut beton.
Sistem ini dapat dilakukan dengan tiga cara :
149
๔ธ Dipasang pada arus konstan
๔ธ Dipasang pada tekanan rectifier konstan
๔ธ Potensial rebar dibuat konstan (dengan elektroda
standar)
Pemasangan proteksi katodik dengan system arus paksa
harus dirancang sedemikian rupa karena prestressed
tension wires yang digunakan dapat berpotensi
menimbulkan hydrogen embrittlement. Untuk sistem
proteksi katodik dengan anoda tumbal, dapat digunakan
metoda galvashield atau zinc hydrogel anodes.
Selain itu, pencegahan kerusakan beton juga dapat
dilakukan untuk mencegah penetrasi oksigen terlarut
dalam air, ion klorida dan karbondioksida ke dalam
selimut beton, dengan cara meningkatkan daya lekat
serta meminimumkan porositas selimut beton sebagai
berikut :
๔ธ Menggunakan beton dengan rasio air: semen
seminimum mungkin untuk meminimumkan porositas
๔ธ Menggunakan pasir dan kerikil yang seragam
๔ธ Air yang digunakan dalam campuran semen adalah
air bebas klorida
๔ธ Menambah ketebalan selimut beton
๔ธ Melapisi selimut beton dengan coating dari
organosilicon. Senyawa organosilicon akan
membentuk ikatan kimia yang bersifat hidrofobik,
sehingga penetrasi air dan garam terlarut dapat
dibatasi
๔ธ Baja tulangan yang akan dibungkus selimut beton
harus bersih, bebas dari kerak untuk memberikan
daya lekat selimut beton yang baik.
3.18. Rangkuman
Bahan merupakan unsur yang sangat penting dalam kehidupan. Agar
dapat menentukan sesuatu yang akan digunakan untuk keperluan
tertentu maka sangat diperlukan pengetahuan tentang bahan.
Misalnya apa bahan yang cocok digunakan untuk konstruksi sebuah
gedung bertingkat, konstruksi mobil, pesawat terbang dan sebagainya
maka diperlukan pengetahuan tentang bahan.
Apalagi bagi orang teknik (rekayasa) pengatahuan tentang bahan
adalah sangat penting mengingat banyaknya konstruksi yang dibuat
memerlukan perhitungan dan pemilihan bahan yang tepat. Pemilihan
150
bahan yang tidak tepat dan tanpa perhitungan yang matang tentu
akan mengakibatkan hasil rancangannya akan gagal.
Bahan yang digunakan dalam dunia teknik (rekayasa) dapat dibagi
atas bahan logam dan bahan non logam. Bahan logam dapat pula
dibagi atas logam ferro (besi) yaitu merupakan logam yang
mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya; dan
logam non-ferro (bukan-besi) merupakan logam yang tidak
mengandung unsur besi (Fe) dalam susunan unsur dasarnya. Logam
non-ferro diantaranya adalah Alumunium (Al), Magnesium (Mg),
Tembaga (Cu), Seng (Zn), Nickel (Ni), dan Logam Mulia.
Sedangkan bahan non-logam dapat terdiri dari bahan organik dan
bahan an-organik. Bahan organik seperti kayu, kertas, plastik, karet,
kulit, kapas dan sebagainya. Sedangkan bahan an-organik seperti;
batu, pasir, semen, keramik, gelas, grafit dan sebagainya. Dalam
pemanfaatannya kedua kelompok besar bahan ini banyak digunakan
di dunia teknik (rekayasa), karena pemilihan sifatnya yang sesuai
dengan kebutuhan tertentu.
Bahan logam ferro mengandung karbon antara 0 sampai 4,5%, dan
dibagi atas tiga golongan yaitu:
๔ธ Besi dengan kadar karbon; 0 sampai 0,008%
๔ธ Baja dengan kadar karbon; 0,008% sampai 2,0%
๔ธ Besi cor dengan kadar karbon; 2,0 sampai 4,5%
Besi tuang merupakan campuran besi dan karbon. Baja karbon
adalah paduan antara besi dan karbon dengan sedikit Si, Mn, P, S
dan Cu. Ada beberapa jenis baja karbon yaitu baja Karbon Rendah
(BCR), Baja Karbon Sedang (BCS), Baja Karbon Tinggi (BCT) dan
Baja Karbon Tinggi dengan Campuran.
Logam non ferro yaitu logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe).
Kurang lebih 20% dari logam yang diolah menjadi produk industri
merupakan logam bukan-besi (non-ferro). Beberapa jenis logam
bukan besi (non-ferro) antara lain Tembaga, Aluminium (Al), Timbal
(Pb), Timah (Sn). Ciri-ciri sifat bukan logam (non-ferro) adalah:
๔ธ Tahan terhadap korosi (pengkaratan)
๔ธ Mempunyai daya hantar listrik yang baik
๔ธ Mudah dibentuk
Bahan non logam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke
dalam kelompok logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan
atau hasil dari proses pengolahan minyak bumi. Bahan non-logam
dapat terdiri dari bahan organik dan bahan an-organik. Bahan organik
seperti kayu, kertas, plastik, karet, kulit, kapas dan sebagainya,
151
sedangkan bahan an-organik seperti; batu, pasir, semen, keramik,
gelas, grafit dan sebagainya. Bahan-bahan non logam antara lain
asbes, karet dan plastik.
Pelat tipis umumnya dibentuk dari baja karbon rendah. Pelat baja tipis
banyak juga dipakai untuk dinding bodi alat-alat transportasi.
Penggunaan utama baja pelat tipis yang dirol panas, dirol dingin dan
dilunakan adalah untuk benda yang dibentuk dengan proses
mengepresan (penekanan).
Unsur karbon adalah unsur campuran yang amat penting dalam
pembentukan baja, jumlah persentase dan bentuknya membawa
pengaruh yang amat besar terhadap sifat baja tersebut. Tujuan utama
penambahan unsur campuran lain ke dalam baja adalah untuk
mengubah pengaruh dari unsur karbon. Di samping unsur-unsur
karbon sebagai campuran dasar dalam besi/baja, juga terdapat unsurunsur
campuran lainnya yang jumlah persentasenya diatur
sedemikian rupa. Unsur-unsur itu yaitu fosfor (P), sulfur (S), silikon
(Si), dan mangan (Mn).
Bahan baja tebal banyak digunakan untuk keperluan berbagai jenis
konstruksi dan pembuatan alat-alat berat. Urutan pembuatan baja
pelat tebal adalah dimulai dari pengolahan biji besi sampai menjadi
besi kasar.
Pembuatan baja dari besi kasar dilakukan di dalam dapur tinggi atau
konvertor. Konvertor Bassemer didapatkan pada tahun 1855 oleh
Henry Bessemer seorang bangsa Inggris. Konvertor ini pada bagian
sebelah dalamnya dilapisi dengan batu tahan api yang terbuat dari
kwarsa (SiO2) dan bersifat asam. Jenis konvertor ini hanya dapat
mengolah besi kasar dengan kadar P maksimum 0,80%.
Konvertor Thomas khusus mengerjakan besi kasar putih yaitu suatu
besi kasar yang mengandung 3 – 3,5 % C dan 0,2 – 0,5 % Si.
Sebelum cairan besi dimasukkan ke dalam konvertor terlebih dahulu
diisikan bahan tambahan kapur untuk mengikat (P) dan (Si) sehingga
menjadi kerak (kotoran). Dapur listrik khusus untuk pengolah baja,
sehingga hasil bajanya sering disebut pula baja listrik. Dapur ini
menggunakan arus listrik yang menimbulkan panas untuk mencairkan
muatan. Bahan-bahan yang dimasukkan ke dalam dapur berbentuk
padat atau dalam keadaan cair.
Siemen dan Martin adalah sebuah dapur pelebur baja yang dapat
mencapai suhu tinggi. Dapur ini mempunyai tungku kerja yang
diperlengkapi dengan ruang-ruang hawa. Tungku kerja ini mempunyai
kapasitas 30 – 50 ton. Baja dari hasil dapur Siemens Martin dicampur
dengan unsur-unsur Nikel, Molibden, Krom dan Wolfram di dalam
152
suatu cawan yang setelah ditutup cawan tersebut dimasukkan ke
dalam tungku api. Cawan-cawan ini dapat berisi baja cair sebanyak
40 kg. Proses ini dinamakan Proses Baja Cawan.
Menyepuh baja adalah cara mengeraskan baja dengan jalan
memanaskan baja pada suhu penyepuhan yang segera disusul oleh
suatu pendinginan yang mendadak. Makin tinggi suhu penyepuhan,
makin keras hasil bajanya dan kristal-kristal baja yang terjadi makin
besar yang menyebabkan baja itu sangat rapuh dan mudah putus.
Menyemen adalah menyepuh atau memperkeras permukaan benda
kerja yang bersifat kenyal. Menitrir adalah suatu cara menyepuh dari
jenis baja yang mengandung Aluminium (Al), Chrom (Cr), dan
Molibden (Mo). Penyepuhan Chrom dilakukan untuk melapisi
permukaan benda kerja dengan chrom agar tahan gesekan misalnya
bidang silinder motor dilapisi dengan chrom secara elektrolisa setebal
0,1 – 0,4 mm, kemudian lapisan itu diambil lagi secara elektrolisa.
Aluminium diperoleh dari bahan-bahan paduan dengan persenyawaan
dari spaat kali (K Al Si3 O8), bauksit (Al2 O3 2H2O) dan kreolit suatu
aluminium natrium flourida (Al F3 NaF). Aluminium terbagi atas dua
macam yaitu Aluminium tuangan yang mempunyai kekuatan tarik
sebesar 10 kg/mm2 dan regangannya 18 – 25% dan Aluminium tempa
yang mempunyai kekuatan tarik sebesar 18 – 28 kg/mm2 dan
regangannya 3 – 5%.
Tembaga murni untuk keperluan industri dicairkan dari tembaga yang
diproses dengan elektrolisa dan diklasifikasikan menjadi tiga macam
menurut kadar oksigen dan cara deoksidasi yaitu tembaga ulet,
tembaga deoksidasi, dan tembaga bebas oksigen. Warna tembaga
adalah merah muda kemerah-merahan bila di polis tapi terbentuk
permukaan cokelat bila dipanaskan. Temperatur lebur sampai
10830C. Tembaga sangat lunak dalam kondisi dianeal tetapi dengan
cepat bertambah keras selama pengerjaan dingin, misalnya
pemukulan dengan palu, pengerolan dan penekanan.
Kuningan atau loyang adalah logam paduan dari tembaga dan seng
dalam prosentase lebih kurang 65% Cu dan 35% Zn. Logam ini
berwarna merah kekuning-kuningan, sehingga sering juga disebut
tembaga kuning. . Kuningan mempunyai kekuatan tarik 18 – 24
kg/mm2 dari regangannya sebesar 15 – 25%, tahan terhadap asam
dan pengaruh kimia. Kegunaan dari kuningan adalah untuk alat-alat
apendase ketel, untuk saluran-saluran gas dan air, dan untuk bagianbagian
konstruksi dengan beban ringan.
Baja paduan dapat didefinisikan sebagai suatu baja yang dicampur
dengan satu atau lebih unsur campuran seperti nikel, kromium,
153
molibden, vanadium, mangan dan wolfram yang berguna untuk
memperoleh sifat-sifat baja yang dikehendaki (keras, kuat dan liat),
tetapi unsur karbon tidak dianggap sebagai salah satu unsur
campuran. Baja paduan digunakan karena keterbatasan baja karbon
sewaktu dibutuhkan sifat-sifat yang spesial dari pada baja,
keterbatasan daripada baja karbon adalah reaksinya terhadap
pengerjaan panas dan kondisinya.
Baja tahan karat (Stainless Steel) adalah semua baja yang tidak dapat
berkarat. Banyak diantara baja ini yang digolongkan secara metalurgi
menjadi baja tahan karat austenit, ferit, martensit, dan baja tahan
karat tipe pengeras-an presipitasi. Baja tahan karat ada beberapa
macam yaitu baja tahan karat martensit, baja tahan karat ferit, baja
tahan karat austenit dan baja tahan karat berfasa ganda.
Korosi adalah proses alami yang terjadi pada material logam yang
berakibat menurunnya kekuatan dari material logam tersebut. Korosi
adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi dengan
lingkungan yang korosif. Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan
yang merusak logam karena logam bereaksi secara kimia atau
elektrokimia dengan lingkungan. Penyebab korosi ada dua macam
yaitu korosi kimia dan korosi elektrolit.
3.19. Soal-soal latihan
1. Sebutkan sifat teknis bahan yang perlu diperhatikan dalam
pemilihan bahan?
2. Tuliskan defenisi dari baja logam ferro dan logam non ferro?
3. Apa yang dimaksud dengan baja karbon dan sebutkan jenisjenisnya?
4. Buatlah klasifikasi baja karbon?
5. Sebutkan tiga jenis tembaga murni?
6. Coba saudara jelaskan apa yang dimaksud dengan pengerasan
endap atau pengerasan presipitasi pada paduan aluminium?
7. Aluminium merupakan salah satu bahan yang banyak digunakan
dalam bidang teknik khususnya bidang teknik mesisn. Kenapa
demikian?
8. Sebutkan konstruksi dan susunan dapur tinggi?
9. Jelaskan bagaimana proses operasional dapur tinggi?
10. Sbutkan berapa macam besi kasar yang dihasilkan dapur tinggi?
11. Tuliskan defenisi dari konverter Bassemer?
12. Gambarkan Diagram Schaeffler?
13. Apa yang dimaksud dengan korosi?
14. Jelaskan penyebab-penyebab terjadinya korosi pada baja?
15. Sebutkan bentuk-bentuk korosi?
16. Jelaskan cara-cara pencegahan korosi?
154
A1
DAFTAR PUSTAKA
Agarwal,R.L & Tahil Manghnani, 1981. Welding Engineering. New Delhi:
Khanna Publisher.
Ahmad Antoni IKM. 1998. Kamus Lengkap Teknik. Surabaya: Gitamedia
Press.
Alip Mochamad. 1989. Teori dan Praktek Las. Jakarta: Ditjen Pendidikan
Tinggi.
Amanto, Hari dan Daryanto. 2003. Ilmu Bahan. Jakarta: PT Bumi Aksara.
Amstead, B.H. 1979. Manufacturing Processes. New York: John Wiley and
Son.
Avitzur, Betzalel, 1977. Metal Forming: Processes and Analysis. New York:
Mc Graw Hill.
Beumer, B. J.M dan B. S Anwir. 1985. Ilmu Bahan Logam, Jilid I. Jakarta:
Penerbit Bhratara Karya Aksara.
Bogdan O.K and Nicholas W. 1977. Steel Design for Structural Engineers.
New Jersey: Perntice Hall. Inc.
Corkson, William, 1975. Sheet Metal Work. London: Oxford Technical
Press.
Davies. A.C. 1977, The Science and Practice of Welding. London:
Cambrigde University Press.
DeGarmo, E. Paul. 1979. Materials and Processes in Manufacturing.
London: The Macmillan Company.
Dickason, A. 1978. Sheet Metal Drawing and Pattern Development.
London: Pitman Publishing Limited.
Dickason, A. 1980. The Geometry of Sheet Metal Work. London: Pitman
Publishing Limited.
Dieter, George E. 1986. Mechanical Metalurgy. New York: Mc Graw Hill.
Giachino. J.W. 1982. Welding Technology. USA: American Technical
Publisher Inc
A2
Hantoro, Sirod dan Parjono. 2005. Menggambar Mesin. Jakarta: Adicita.
Harsono,W & Toshie Okumura. 1981. Teknologi Pengelasan Logam.
Jakarta: Pradnya Paramitha
Intems. 1985. Technology Metal 1, Netherlands: Educaboek BV
Juhana, Ohan dan M. Suratman. 2000. Menggambar Teknik Mesin.
Bandung: Pustaka Grafika.
Kalpakjian, Scrope. 1984. Manufacturing Processes for Engineering
Materials. Canada: Addison Wesley Publishing Company.
Kasbollah dan Salipoen. 1979. Pengetahuan Bahan dan Perkakas
Otomotif. Jakarta: Depdikbud.
Kenyon. W. 1979. Basic Welding and Fabrication. New York: Mc Graw Hill
Korb, Lawrence, et.al. 1987. Metals Handbook. Ohio: ASM International.
LA Heij,L dan L.A.De BruiJn. 1995. Ilmu Menggambar Bangunan Mesin.
Jakarta: PT Pradnya Paramita.
Little, Richard.L. 1980. Welding and Welding Technology. New York: Mc
Graw Hill.
Lyman. T, 1968. Sheet Metal Hand Book. New York: ILO
Luzadder, Warren J dan Hendarsin H. 1986. Menggambar Teknik untuk
Disain, Pengembangan Produk, dan Kontrol Numerik. Jakarta;
Penerbit Erlangga.
Mayock, F.B. 1977. Technical Drawing. London: Heinemann Educational
Books.
Meyer, Leo. A. 1975. Sheet Metal Shop Practice. Chicago: Ais Publication.
Mills, Kathleen, et.al. 1995. Metals Handbook. United States of Amerika:
ASM International.
Morling, K. 1978. Geometric and Engineering Drawing for CSE and GCE.
London: Edward Arnold (Publisher) Ltd.
Pinat Thaufiq. M. 1998. Menggambar Mesin. Padang : UPT MRC FT–UNP
Padang.
Purwantono. 1991. Dasar-dasar Kerja Plat. Padang:UPT Pusat Media
Pendidikan FPTK IKIP Padang
A3
Pusat Pembina dan Pengembangan Bahasa, 1990. Kamus Besar Bahasa
Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka
Rogan Warren. 1975. Welding. Sydney: McGraw-Hill Book Company.
Rohyana, Solih. 2004. Mengelas Dengan Proses Las Busur Metal Manual.
Bandung: Armico.
Saito, G. Takeshi dan N. Sugiarto H. 1999. Menggambar Mesin Menurut
Standar ISO. Jakarta: PT Pradnya Paramita.
Sumantri. 1989. Teori Kerja Bangku. Jakarta: Depdikbud.
Sularso. 1995. Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramitha
Surdia, Tata dan Kenji Chijiwa. 1976. Teknik Pengecoran Logam. Jakarta:
PT Pradnya Paramita.
Surdia, Tata dan Kenji Chijiwa. 1984. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta:
PT Pradnya Paramita.
Syahrul. 1992. Las Oksi-Asitelin. Padang: MRC FPTK IKIP Padang.
TTUC. 1981. Design Engginering. Singapure: Terc
Van Bergeyk, K dan A. J. Liedekerken. 1981. Teknologi Proses. Jilid II.
Jakarta: Penerbit Bhratara Karya Aksara.
Wood, Peter. W.1979. Fundamental of Welding Skills. London: The Mc
Millan Press. Ltd
www.advantage.efabricated.metals.com, diakses 8 Oktober 2007
www.answers.com, diakses 5 Nopember 2007
www.automation.technology,com, diakses 20 Sepetember 2007
www.buypart.sby.co.uk, diakses 30 Sepetember 2007
www.edirectory.co.uk. diakses 15 September 2007
www.Forging-hydraulic-oress.com, diakses 8 Nopember 2007
www.notherm.tool.com, diakses 25 Oktober 2007
www.substech.com, diakses 17 September 2007
A4
www.suwaprecision.com, diakses 2 September 2007
www.tpub.com, diakses 21 Oktober 2007
www.uwm.com, diakses 24 Nopember 2007
www.weldotherm.com, diakses 3 September 2007
B1
DAFTAR ISTILAH/GLOSARY
Alloy Steel = baja paduan
Alloying element = unsur paduan
Alternating current = arus bolak balik
Annealing = pelunakan
Arc welding = busur nyala las
Assembling = perakitan
Austenite = besi gamma
Bainit = baja halus hasil dari quenching
Beaded = alur
Bearing = bantalan
Bending = menekuk/melipat/melengkungkan
Bending moment = momen bengkok
Blanking = pelubangan
Blind Rivet = paku keeling tembak
Blower = penghembus
Body = badan
Brander = pembakar
Brass = kuningan
Braze welding = las kuningan
Butt joint = sambungan tumpul
CAD = Computer Aided Design
Cavity = rongga cetakan
Carbusing = nyala karburasi
Case hardening = pengerasan kulit
Centrifugal pump = pompa centrifugal
Clothing` = pakaian kerja
Clutch disc = piringan kopling
Cold forging = kerja tempa dingin
Complicated = rumit
Compression = kompresi/penekanan
Compressor = kompresor
Conductivity = konduktivitas
Copper = tembaga
Core = inti
Corner joint = sambungan pojok
Corrosion = korosi
Casting = pengecoran
Counter block = blok yang berlawanan
Coupling = kopling
Crack = retak
Creive = celah
Cross joint = sambungan silang
B2
Crumping = pengerutan
Cup = tutup
Current = arus
Cutting methode = metode pemotongan
Damage = rusak
Deep drawing = penarikan dalam
Deformation = deformasi
Dipping room = kamar mandi
Direct current = arus searah
Double curved surface = permukaan lengkung berganda
Down = di bawah
Downhand bult weld = pengelasan di bawah tangan
Drift = melubangi
Dry = kering
Ductility = kenyal
Edge joint = sambungan sisi
Electrode wire = inti elektroda
Element = unsur
Enclosing = merangkum
Equipment = peralatan
Expendable mold = cetakan sekali pakai
Explosive = ledakan
Extruding = ekstrusi
Fan = kipas
Ferro metal = logam besi
File = kikir
File cabinet = lemari arsip
Filler = bahan tambah
Fillet joint = sambungan sudut
Fire extinguisher = tabung pemadam api
Flame = nyala api asitelin
Flow meter = alat pengukur aliran
Flux = pelumasan
Fly wheel = roda gila
Forging = penempaan
Forming = pembentukan
Fracture = pecah
Fume = asap
Fusion welding = las cair
Gas metal arc welding = las logam dengan perlindungan gas (GMAW)
Gas tungsten arc welding = las tungsten dengan perlindungan gas (GTAW)
Gloove = sarung tangan untuk mengelas
Goggle = kaca mata las
Grease = gemuk, pelumas
B3
Handy craft = pekerjaan tangan
Hardening = pengerasan
Heat Affect Zone (HAZ) = daerah pengaruh panas
Heat treatment = perlakuan panas
Heating = pemanasan
Helmet = pelindung kepala
Hexagon = segi enam beraturan
Hole = rongga/lobang
Horizontal bult weld = pengelasan horizontal
Horizontal = horizontal
Impact = tumbukan
Impressed current = arus paksa
Inclusion = kotor
Inpra red = sinar infra merah
Iron = besi
Joint type = jenis sambungan
Key way = pasak
Knock down = bongkar pasang
Lap joint = sambungan tumpang
Lap = tumpangan
Locker = laci
Logam ferro = logam besi
Logam non ferro = logam bukan besi
Machinability = mampu mesin
Manufacturing = pembuatan
Matches = korek api
Metal part = bagian logam
Metal = logam
Mild steel = baja lunak
Milling cutting = mesin frais
Mixten weld metal = logam lasan
Neutral flame = nyala netral
Non ferro metal = logam bukan besi
Non metal = bukan logam
Oil = minyak
Ornament = hiasan
Orthogonal = proyeksi tegak lurus dalam 2 dimensi
Overhead bult weld = pengelasan di atas kepala
Overlap = kelebihan logam pengisi las
B4
Pentagon = segi lima beraturan
Permanent mold = cetakan permanen
Picling = pengawetan/pelapisan
Pictorial = proyeksi miring 3 dimensi
Pig iron = besi kasar
Plastic deformation = deformasi plastis
Pocket = kantong
Poligone = bersegi banyak
Portable = dapat dipindah-pindahkan
Pressure = tekanan
Pressure gouge = pengukur tekanan
Pre cutting = pemotongan awal
Pressing = penekanan
Production = produksi
Pulley = pulli
Pump = pompa
Punch = pahat bilat
Quadrilaterals = bersisi empat
Quenching = celup dingin
Resistance welding = las tahanan
Rolled resistance welding = las tahanan rol
Rigid = kaku
Riveting = paku keling
Rolling = pengerolan
Rubber = karet
Ruled surface = permukaan garis
Safety = keselamatan
Shaft = poros
Sheaing = gesekan
Sheet metal = plat baja
Shield metal arc welding = las busur nyala terbungkus
Sizing = ukuran
Slack = terak
Slip roller = penggilingan
Solder = solder/patri
Spatter = percikan
Spinning = putar/pilin
Splashing = percikan
Spot welding = las titik
Spring back = gaya balik
Squeezing = mengefrais
Stainless steel = baja tahan karat
Statics = statika
Steel = baja
B5
Strain = regangan
Streching = peregangan
Strengthening = penguatan
Stress = tegangan
Swaging = pukul putar
Switch = pemutus hubungan
Tool = alat
Torque = torsi
Trousers = celana panjang
True length = panjang garis sebenarnya
Turbine = turbin
Twist drill = bor spiral
Unfold = lipatan
Unroll = membuka gulungan
Unrolled = gulungan
Valve = katup
Vernier caliper = jangka sorong
Vernier height gauge = alat ukur ketinggian
Vertical bult weld = pengelasan vertikal
Vertical down = pengelasan posisi tegak turun
Vertical Up = pengelasan posisi tegak naik
Vertical = vertikal
Vibration = getaran
Vise = ragum, penjepit
Vortex = pusaran air
Warped cone = kerucut baling
Warper surface = permukaan baling
Weave bead = jalur las
Weldability = mampu las
Welded joint = sambungan las
Welding = pengelasan
Welding cost = biaya pengelasan
Welding instruction = instruksi pengelasan
Welding method = metode pengelasan
Welding position = posisi pengelasan
Welding quality = kualitas pengelasan
Welding symbol = simbol pengelasan
Welding squence = urutan pengelasan
Wire drawing = penarikan kawat
Wood = kayu
C1
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1.1. Tempa Tradisional ...................................................... 2
1.2. Mesin Bending dengan Program NC........................... 4
1.3. Mesin Blanking dengan sistem Program NC .............. 6
1.4. Jenis tumpuan dan arah reaksi.................................... 11
1.5. Sebuah benda diberi gaya tarik .................................. 12
1.6. Grafik Tegangan Regangan ....................................... 13
1.7. Kurva Tegangan dan Regangan di Daerah Elastik ......... 15
1.8. Hubungan Tegangan-Regangan pada
Bahan Mulur Kontinu ........................................................ 16
1.9. Paku keling/rivet .......................................................... 18
1.10. Jarak pemasangan paku keling .................................. 16
1.11. Baut dan Mur .............................................................. 21
1.12. Poros Propeler Kapal .................................................. 22
1.13. Kopling ........................................................................ 23
1.14. Bejana Tekan .............................................................. 24
1.15. Poros, pasak, kopling ................................................. 25
1.16. Macam-macam bentuk Pasak .................................... 25
1.17. Bentuk-bentuk roda gigi .............................................. 27
1.18. Gambar Sudut Tekanan Roda Gigi ............................. 28
1.19. Roda Gigi Payung ....................................................... 30
1.20. Roda Gigi Cacing ........................................................ 30
1.21. Flat Belt ....................................................................... 31
1.22. V-Belt .......................................................................... 31
1.23. Timing Belt .................................................................. 31
1.24. Rantai dan Sproket ..................................................... 33
1.25. Mesin Bubut ................................................................ 34
1.26. Perkakas CNC ............................................................ 35
1.27. Mesin Potong Otomatis .............................................. 36
1.28. Mesin Forging dan Squeezing .................................... 36
1.29. Mesin Perkakas NC ................................................... 37
1.30. Mesin Rolling .............................................................. 37
1.31. Kompresor sentrifugal ................................................. 38
1.32. Kompresor Torak ........................................................ 39
1.33. Pompa Centrifugal dan Roda gigi ............................... 40
1.34. Motor pembakaran luar ............................................... 41
1.35. Turbin air ..................................................................... 42
1.36. Turbin Propeller (Kaplan) ............................................ 43
2.1. Langkah Sebelum Bekerja........................................... 48
2.2. Akibat kecelakaan kerja............................................... 49
2.3. Prosentase penyebab kecelakaan kerja di
dalam bengkel kerja mesin .......................................... 50
2.4. Mesin gerinda tanpa pelindung batu gerinda............... 51
2.5. Pemasangan penyanggah tidak benar ........................ 52
C2
2.6. Rambut terpintal pada mata bor .................................. 53
Gambar Halaman
2.7. Luka karena kikir.......................................................... 53
2.8. Pahat yang telah mengembang................................... 54
2.9. Menggerinda tanpa kacamata ..................................... 54
2.10. Sikap kerja yang kurang baik....................................... 55
2.11. Keadaan lingkungan kerja yang tidak aman/baik. ....... 56
2.12. Helmet/pelindung kepala ............................................. 59
2.13. Penutup rambut ........................................................... 59
2.14. Alat pelindung kebisingan............................................ 60
2.15. Alat pelindung kebisingan............................................ 61
2.16. Kacamata untuk pekerja pada laboratorium atau
industri kimia................................................................ 62
2.17. Kaca mata las asetilen................................................. 62
2.18. Pelindung muka........................................................... 63
2.19. Masker las listrik .......................................................... 64
2.20. Sarung tangan. ............................................................ 65
2.21. Sepatu kerja................................................................. 66
2.22. Apron ........................................................................... 66
2.23. Baju Kerja .................................................................... 67
3.1. Sumber bahan dari alam ............................................. 71
3.2. Logam ferrous (Fe)...................................................... 75
3.3. Bahan tembaga dibuat sebagai hiasan kaligrafi .......... 78
3.4. Velg roda dari aluminium............................................. 80
3.5. Bahan timbal................................................................ 81
3.6. Alat rumah tangga dari bahan Aluminium.................... 81
3.7. Atap rumah dari bahan asbes...................................... 82
3.8. Ban mobil yang terbuat dari karet alam ...................... 83
3.9. Packaging mesin dari bahan plastik ............................ 84
3.10. Proses mengerolan pelat baja tipis.............................. 85
3.11. Penggunaan pelat tipis baja tipis ................................. 86
3.12. Pembuatan baja paduan.............................................. 86
3.13. Pemakaian baja paduan.............................................. 87
3.14. Struktur dan sifat-sifat baja karbon sebelum
pengerasan.................................................................. 88
3.15. Proses pencampuran unsur lain pada pembuatan
baja paduan ................................................................ 88
3.16. Diagram pembuatan baja paduan ............................... 90
3.17. Pelat baja tipis ............................................................. 91
3.18. Pelat baja tebal............................................................ 91
3.19. Dapur tinggi ................................................................. 93
3.20. Operasi dapur tinggi .................................................... 94
3.21. Besi kasar (pig iron)..................................................... 95
3.22. Dapur besi kasar ........................................................ 96
3.23. Konvertor Bessemer.................................................... 97
3.24. Konvertor Thomas ....................................................... 98
C3
3.25. Dapur listrik.................................................................. 98
Gambar Halaman
3.26. Dapur Siemen Martin................................................... 100
3.27. Bagan pengolahan biji besi sampai menjadi besi
(baja) profil................................................................... 101
3.28. Tank memakai pelat baja tebal.................................... 103
3.29. Macam-macam bentuk besi lonjor............................... 104
3.30. Macam-macam bentuk baja Pelat ............................... 105
3.31. Bentuk pelat ................................................................ 109
3.32. Pelat aluminium ........................................................... 110
3.33. Pelat tembaga.............................................................. 117
3.34. Pelat kuningan............................................................. 120
3.35. Pelat baja khusus ........................................................ 122
3.36. Pengerjaan panas pada baja tahan karat.................... 123
3.37. Pelat stainless steel..................................................... 129
3.38. Produk yang dibuat dari bahan pelat stainless steel ... 130
3.39. Diagram Fasa Fe – Cr ................................................. 131
3.40. Diagram struktur dari baja tahan karat yang
dideposisikan (Diagram Schaeffler)............................. 132
3.41. Hubungan antara temperatur mula dan waktu
pembentukan fasa ๔ dan kegetasan 4750C pada
baja Cr tinggi................................................................ 134
3.42. Salah bentuk pelat stainless steel tebal...................... 136
3.43. Pengaruh tegangan pada waktu patah dari baja
tahan karat dalam larutan 42% MgCl
yang mendidih. ............................................................ 136
3.44. Pipa tebal stainless steel ............................................. 138
3.45. Koil Stainless Steel ...................................................... 138
3.46. Pipa tipis stainlees steel ............................................. 138
3.47. Kawat stainlees steel................................................... 138
3.48. Pelat yang mengalami korosi....................................... 139
3.49. Dinding mobil yang mengalami korosi ......................... 140
3.50. Dinding mobil yang mengalami korosi ........................ 143
4.1. Kerangka dan standar ISO/TC 10 ............................... 160
4.2. Peralatan gambar ....................................................... 161
4.3. Pengukuran radius lingkaran....................................... 162
4.4. Cara menarik garis dengan pensil .............................. 163
4.5. Cara menggunakan jangka ......................................... 164
4.6. Membuat lingkaran dengan bantuan batang
penyambung ............................................................... 164
4.7. Cara membagi dua garis lurus sama panjang ............. 169
4.8. Cara membuat garis tegak lurus melalui titik 0............ 169
4.9. Cara membuat garis tegak lurus melalui titik T............ 169
4.10. Cara membuat garis tegak lurus yang melalui titik A... 169
4.11. Cara membagi sudut 900 menjadi dua sama besar..... 170
4.12. Cara membuat sebuah segi empat sama sisi.............. 171
C4
4.13. Cara membuat empat persegi panjang dengan sisi
panjang AB .................................................................. 171
4.14. Cara membuat segi empat belah ketupat.................... 171
4.15. Cara membuat belah ketupat yang telah diketahui
sisi tingginya. ............................................................... 171
4.16. Cara membuat suatu segi lima yang panjang salah
satu sisinya sudah diketahui........................................ 172
4.17. Cara membuat segi lima yang berada di dalam
lingkaran. ..................................................................... 172
4.18. Cara membuat suatu segi lima yang diketahui satu
sisinya.......................................................................... 173
4.19. Cara membuat segi lima yang berada di dalam
lingkaran. ..................................................................... 173
4.20. Cara membuat sebuah segi enam di dalam
lingkaran. ..................................................................... 174
4.21. Cara membuat sebuah segi enam di luar lingkaran. ... 175
4.22. Beberapa macam proyeksi ......................................... 176
4.23. Gambar ilustrasi teknik .................................................. 177
4.24. Gambar ilustrasi teknik (Bukan gambar piktorial) ......... 177
4.25. Cara proyeksi aksonometri ...................................... 178
4.26. Sudut proyeksi aksonometri .................................... 178
4.27. Sudut proyeksi isometri ............................................. 179
4.28. Sudut proyeksi isometri ............................................. 180
4.29. Sudut proyeksi dimetri .............................................. 181
4.30. Sudut proyeksi miring ............................................... 181
4.31. Proyeksi perspektif miring ......................................... 182
4.32. Proyeksi sistem Eropa ............................................. 183
4.33. Menggambar proyeksi sistem Eropa ........................ 184
4.34. Proyeksi sistem Amerika ......................................... 185
4.35. Menggambar proyeksi sistem Amerika .................... 186
4.36. Bentangan kubus......................................................... 189
4.37. Bentangan Lingkaran secara grafis............................. 190
4.38. Bentangan lingkaran secara matematis ...................... 191
4.39. Bentangan kerucut lurus/tegak secara matematis....... 191
4.40. Bentangan prisma tertutup .......................................... 192
4.41. Bentangan prisma terbuka........................................... 193
4.42. Bentangan prisma terpancung (dipotong miring)......... 193
4.43. Bentangan prisma dipotong miring.............................. 194
4.44. Pembentangan prisma ................................................ 195
4.45. Metode baku untuk membentangkan permukaan
samping prisma lurus................................................... 196
4.46. Pembentangan prisma segi enam lurus dan miring .... 197
4.47. Pembentangan prisma miring...................................... 193
4.48. Pembentangan silinder................................................ 199
4.49. Pembentangan silinderl lingkaran lurus dipotong
miring........................................................................... 199
4.50. Siku dua potong........................................................... 200
C5
Gambar Halaman
4.51. Bentangan silinder datar ditembus silinder miring....... 200
4.52. Pembentangan bidang miring...................................... 201
4.53. Bukaan dua buah tabung yang disambung .................. 202
4.54. Bentangan sambungan T dua buah tabung/silinder .... 203
4.55. Bentangan sambungan dua buah tabung dengan
diameter yang berbeda ................................................. 204
4.56. Sambungan dua buah tabung yang tidak simetris...... 205
4.57. Diagram panjang sejati (metode putar) ....................... 206
4.58. Pembentangan kerucut ............................................... 206
4.59. Bukaan dan suatu corong dengan alas segi empat
dan ujungnya berbentuk lingkaran............................... 207
4.60. Bukaan dan sebuah piramida yang disambung
dengan silinder ............................................................ 298
4.61. Bukaan sebuah corong segi empat ............................. 209
4.62. Bukaan corong segi empat dari bahan pelat ............... 210
4.63. Bukaan kerucut miring dan dipotong miring ................ 211
4.64. Bukaan sebuah piramida dengan alas berbentuk
segi enam .................................................................... 212
4.65. Bukaan kerucut dengan silinder .................................. 213
4.66. Bukaan kerucut dengan silinder .................................. 214
4.67. Pembentangan kerucut terpancung ............................ 216
4.68. Pembentangan piramida.............................................. 216
4.69. Pembentangan piramida segitiga ............................... 217
4.70. Pembentangan prisma segi empat miring .................. 217
4.71. Pembentangan triangulasi segi tiga dan segi empat .. 218
4.72. Triangulasi permukaan. ............................................... 218
4.73. Bagian peralihan pipa yang menyambung pipa bulat
dan pipa bujur sangkar ................................................ 219
4.74. Bagian peralihan pipa bulat dan pipa pipa bujur
sangkar........................................................................ 220
4.75. Bagian peralihan pipa bulat dan pipa lonjong.............. 220
4.76. Pembentangan bagian peralihan pipa lewat
triangulasi .................................................................... 221
4.77. Pembentangan bola dengan pendekatan.................... 222
4.78. Pembentangan bola dengan sambungan pipa tegak .. 223
4.79. Pembentangan bola dengan sambungan pipa datar.. 223
4.80. Menentukan titik tembus lewat pemeriksaan .............. 225
4.81. Pemakaian bidang yang memproyeksikan garis ......... 226
4.82. Menentukan tempat dimana garis menembus
benda pada geometrik................................................. 227
4.83. Menentukan titik dimana garis menembus kerucut
hal umum..................................................................... 228
4.84. Pictorial piala ............................................................... 229
4.85. Pembentangan kubah mesjid dengan proyeksi siku ... 230
4.86. Pembentangan kubah mesjid dengan proyeksi 450 .... 231
C6
Gambar Halaman
5.1. Mistar baja sistem metric ........................................... 237
5.2. Mistar baja sistem imperial .......................................... 238
5.3. Mistar gulung ............................................................ 238
5.4. Protractor..................................................................... 239
5.5. Vernier Bevel Protractor .............................................. 240
5.6. Penunjukkan ukuran vernier bevel protractor .............. 240
5.7. Pengukuran dengan Vernier Caliper ........................... 241
5.8. Vernier Caliper dengan dial indikator........................... 242
5.9. Vernier Caliper............................................................. 243
5.10. Cara menggerakkan penyetel vernier caliper. ............. 244
5.11. Skala utama pada bagian nonius ................................ 244
5.12. Pembacaan pada vernier caliper................................. 245
5.13. Penunjukan ukuran pada vernier caliper. .................... 246
5.14. Penunjukkan pengukuran pada vernier caliper ........... 247
5.15. Penunjukan ukuran pada vernier caliper. .................... 247
5.16. Pembacaan skala verniert caliper................................ 248
5.17. Rahang vernier pada posisi membuka 1/128 inchi...... 248
5.18. Posisi pengukuran 13/16 inchi..................................... 249
5.19. Posisi pengukuran 1 7/32 ............................................ 249
5.20. Vernier dengan ketelitian 0,001 inchi........................... 250
5.21. Penunjukkan perbedaan sebesar 0,001 inchi.............. 250
5.22. Posisi pengukuran pada vernier caliper....................... 251
5.23. Posisi penunjukan pada vernier caliper. ...................... 251
5.24. Menyiapkan vernier caliper.......................................... 252
5.25. Memperkirakan pembukaan rahang ukur.................... 253
5.26. Menggerakkan rahang vernier caliper. ........................ 253
5.27. Membaca ukuran pada vernier caliper ........................ 253
5.28. Menggerakkan rahang................................................. 254
5.29. Membaca ukuran pada vernier caliper. ....................... 254
5.30. Tempat menyimpan vernier caliper ............................. 255
5.31. Vernier Caliper Analog................................................. 256
5.32. Vernier Caliper dengan Dial Indikator.......................... 256
5.33. Vernier Caliper Digital.................................................. 257
5.34. Alat ukur ketinggian (vernier height gauge)................. 258
5.35. Langkah pengukuran................................................... 259
5.36. Cara melakukan pengukuran....................................... 260
5.37. Macam-macam Height Gauge..................................... 261
5.38. Pemakaian mikrometer luar ........................................ 262
5.39. Ukuran rangka 0 – 25 mm ........................................... 263
5.40. Ukuran rangka 25 – 50 mm......................................... 263
5.41. Bagian-bagian utama micrometer................................ 263
5.42. Besarnya skala ukuran ................................................ 264
5.43. Mengkalibrasi mikrometer............................................ 264
5.44. Mengkalibrasi mikrometer............................................ 265
5.45. Mengkalibrasi mikrometer ukuran 25 – 50 mm............ 265
5.46. Cara melakukan pengukuran yang benar.................... 266
C7
Gambar Halaman
5.47. Penunjukan ukuran mikrometer................................... 267
5.48. Penunjukan ukuran mikrometer................................... 267
5.49. Penunjukan pengukuran.............................................. 268
5.50. Ukuran mikrometer inchi.............................................. 269
5.51. Besaran pada skala utama.......................................... 270
5.52. Besaran pada skala bidal ............................................ 270
5.53. Penunjukan ukuran...................................................... 271
5.54. Cara menyimpan mikrometer. ..................................... 271
5.55. Macam-macam Mikrometer luar .................................. 272
5.56. Mikrometer Dalam ....................................................... 273
5.57. Mengukur diameter dalam........................................... 273
5.58. Mengukur celah sejajar................................................ 273
5.59. Mikrometer pengukur dalam dan batang pengganti .. 274
5.60. Skala ukuran pada mikrometer dalam. ........................ 275
5.61. Mengukur dengan menggunakan mistar baja ............. 276
5.62. Mikrometer dalam dan batang ukur ............................. 276
5.63. Mengendorkan baut pengunci dan melepaskan
landasan tetap ............................................................. 277
5.64. Permukaan ukur dan batang ukur................................ 277
5.65. Memasukkan batang ukur pengganti dan
menguncikan baut pengunci........................................ 278
5.66. Mengkalibrasi mikrometer dalam ................................. 278
5.67. Menset mikrometer dalam ........................................... 279
5.68. Memutar bidal sampai batang ukur menyentuh
permukaan benda kerja............................................... 276
5.69. Mengukur kesekeliling permukaan dan membaca....... 280
5.70. Mengukur dengan menggunakan mikrometer dalam .. 281
5.71. Mikrometer pengukur kedalaman ................................ 282
5.72. Batang ukur pengganti................................................. 282
5.73. Skala ukur mikrometer pengukur kedalaman .............. 283
5.74. Penunjukkan ukuran Pada mikrometer pengukuran
kedalaman ................................................................... 283
5.75. Penunjukkan ukuran .................................................... 284
5.76. Batang ukur 25 – 50 mm.............................................. 284
5.77. Membuka baut pengunci dan mengeluarkan sumbu
penyambung (rumah batang ukur) .............................. 285
5.78. Pemasangan kembali .................................................. 285
5.79. Mengakalibrasi alat ukur .............................................. 286
5.80. Tempat penyimpanan .................................................. 286
5.81. Alat ukur radius/mal radius .......................................... 287
5.82. Pengukuran dengan mal radius ................................... 287
5.83. Mengukur radius pada bagian sudut benda kerja........ 288
5.84. Rumah bilah mal ukur.................................................. 288
5.85. Bilah ukur mal radius. .................................................. 289
5.86. Cara melakukan pengukuran....................................... 290
5.87. Mal radius ukurannya terlalu besar.............................. 290
C8
Gambar Halaman
5.88. Mal radius ukurannya terlalu kecil. .............................. 290
5.89. Pengukuran dan bentuk radius yang benar................. 291
5.90. Dial indikator................................................................ 291
5.91. Pengukuran kesejajaran dan kelurusan lubang........... 292
5.92. Pelaksanaan pengukuran............................................ 293
5.93. Dial indikator dengan blok magnit................................ 293
5.94. Gambar kerja dan informasinya.................................. 296
5.95. Meja perata.................................................................. 298
5.96. Blok siku. ..................................................................... 299
5.97. Pemasangan benda kerja pada blok ........................... 299
5.98. Siku-siku baja dikeling mati.......................................... 300
5.99. Cara melakukan pengukuran dengan siku-siku........... 301
5.100. Benda kerja yang tidak rata. ...................................... 302
5.101. Siku-siku dengan bilah yang dapat digeserkan ........ 302
5.102. Siku-siku kombinasi ................................................... 303
5.103. Pemakaian siku-siku kombinasi................................. 304
5.104. Cara mencari titik pusat. ............................................ 305
5.105. Macam-macam penggores. ....................................... 305
5.106. Langkah penggoresan. .............................................. 306
5.107. Menggores dengan beberapa alat bantu. .................. 307
5.108. Blok penggores. ......................................................... 308
5.109. Penitik garis ............................................................... 309
5.110. Penitik pusat .............................................................. 309
5.111. Penitik otomatis.......................................................... 310
5.112. Membuat tanda dengan penitik.................................. 311
5.113. Jangka tusuk.............................................................. 313
5.114. Cara mengukur dengan jangka tusuk. ....................... 314
5.115. Membuat lingkaran dengan jangka tusuk .................. 314
5.116. Jangka kaki. ............................................................... 315
5.117. Mengukur diameter dalam dengan jangka kaki ......... 316
5.118. Mengukur celah dengan jangka kaki. ........................ 316
5.119. Jangka bengkok......................................................... 317
5.120. Mengukur diameter luar benda .................................. 318
5.121. Membaca ukuran dengan bantuan mistar baja.......... 318
5.122. Jangka pincang.......................................................... 319
5.123. Mengukur pembukaan kaki dengan mistar baja ........ 320
5.124. Cara membuat garis sejajar....................................... 320
5.125. V Blok......................................................................... 321
5.126. Pemakaian V blok. ..................................................... 321
5.127. Klem C. ...................................................................... 322
5.128. Klem sejajar. .............................................................. 322
5.129. Memberikan pewarna pada permukaan
benda kerja ................................................................ 323
5.130. Melakukan pekerjaan menggaris dan menitik............ 324
C9
Gambar Halaman
6.1. Ragum ........................................................................ 328
6.2. Tinggi pemasangan ragum pada meja kerja. ............. 328
6.3. Pelapis rahang ragum................................................. 329
6.4. Cara penjepitan beberapa jenis bahan benda kerja. .. 330
6.5. Pengikatan benda kerja pada ragum.......................... 331
6.6. Posisi penjepitan benda kerja pada ragum................. 331
6.7. Palu keras................................................................... 332
6.8. Mengeling dengan palu konde.................................... 333
6.9. Palu lunak................................................................... 334
6.10. Tang kombinasi........................................................... 335
6.11. Tang potong................................................................ 335
6.12. Tang pembulat............................................................ 336
6.13. Tang pipa.................................................................... 336
6.14. Kikir dan nama bagian-bagiannya .............................. 337
6.15. Jenis gigi pemotong kikir ............................................ 338
6.16. Kikir rata....................................................................... 338
6.17. Macam kikir instrumen................................................. 339
6.18. Cara memegang tangkai kikir ...................................... 340
6.19. Mengikir kasar/pengikiran awal ................................... 341
6.20. Pengikiran ringan......................................................... 341
6.21. Pengikiran benda kerja tipis......................................... 342
6.22. Posisi badan dan kaki saat pengikiran ........................ 342
6.23. Cara mengikir silang.................................................... 344
6.24. Mengikir searah dengan panjang benda kerja............. 345
4.25. Mengikir lubang segi empat......................................... 346
6.26. Mengikir radius luar ..................................................... 347
6.27. Sikat kikir ..................................................................... 347
6.28. Cara membersihkan kikir ............................................. 348
6.29. Cara menyimpan kikir .................................................. 348
6.30. Bagian-bagian gergaji tangan...................................... 349
6.31. Pahat tangan ............................................................... 359
6.32. Macam-macam pahat rata........................................... 351
6.33. Bentuk pahat tangan ................................................... 351
6.34. Cara memegang pahat yang benar............................. 353
6.35. Posisi berdiri saat memahat ........................................ 353
6.36. Kepala Pahat ............................................................... 354
6.37. Pembatas meja kerja................................................... 355
6.38. Mengasah Mata Pahat ................................................ 356
6.39. Skrap rata .................................................................... 357
6.40. Skrap setengah bulat................................................... 358
6.41. Skrap mata segi tiga.................................................... 358
6.42. Macam-macam skrap ................................................. 359
6.43. Gerakan pengasahan pada batu asah ........................ 360
6.44. Menajamkan mata potong ........................................... 360
6.45. Menyekrap rata............................................................ 361
6.46. Menyekrap dengan skrap setengah bulat.................... 362
C10
Gambar Halaman
6.47. Tap .............................................................................. 363
6.48. Snei dan Tap ............................................................... 363
6.49. Tap konis ..................................................................... 364
6.50. Tap antara ................................................................... 364
6.51. Tap rata ....................................................................... 365
6.52. Tangkai tap.................................................................. 365
6.53. Penjepitan benda kerja dan pemasangan tap ............. 366
6.54. Pemasangan tap dan pemeriksaan kesukuan............. 367
6.55. Langkah awal pengetapan........................................... 367
6.56. Pemberian minyak pelumas ........................................ 368
6.57. Snei pejal..................................................................... 368
6.58. Snei bercelah (Split die)............................................... 369
6.59. Pemegang snei............................................................ 369
6.60. Mempersiapkan benda kerja ....................................... 370
6.61. Langkah penguliran ..................................................... 371
6.62. Pemerluas lubang (reamer)......................................... 372
6.63. Memperluas lubang tirus.............................................. 373
7.1 Jenis-jenis sambungan pada pelat .............................. 380
7.2 Langkah-langkah pengerjaan sambungan
alas ganda ................................................................... 381
7.3 Sambungan berimpit.................................................... 381
7.4 Penguatan sambungan berimpit.................................. 382
7.5 Sambungan sudut alas................................................ 382
7.6 Sambungan bilah......................................................... 383
7.7 Sambungan Tutup melengkung .................................. 383
7.8 Langkah pembentukan sambungan alas silinder ........ 384
7.9 Jenis-jenis kepala paku keling..................................... 385
7.10 Paku Tembak (blind rivet)............................................ 387
7.11. Pilot countersink .......................................................... 388
7.12. Drill Bit countersink ...................................................... 388
7.13. Pemasangan Rivet countersink .................................. 388
7.14 Gun Blind Rivet............................................................ 389
7.15 Pemasangan Paku Tembak ........................................ 389
7.16 Proses Pemasangan .................................................. 390
7.17. Skema penyolderan..................................................... 391
7.18. Solder Listrik ................................................................ 392
7.19. Solder Pemanas LPG.................................................. 393
7.20. Solder Pemanas arang Kayu....................................... 393
7.21 Penyolderan................................................................. 393
7.22. Proses Penyolder ........................................................ 394
7.23 Brazing ........................................................................ 395
7.24 Brander untuk brazing ................................................. 397
7.25 Fluks ............................................................................ 397
7.26 Bahan Tambah ............................................................ 397
7.27 Brazing Mata Pahat Bubut........................................... 397
C11
Gambar Halaman
7.28 Proses Brazing di Industri............................................ 398
7.29. Las Resistansi Titik...................................................... 399
7.30. Las resistasi titik dengan penggerak tuas tangan ....... 400
7.31. Las resitensi titik dengan penggerak tuas................... 400
7.32. Penyetelan batang penyangga elektroda ................... 401
7.33. Las Resistansi............................................................. 401
7.34 Proses Las Resistansi ................................................ 402
7.35. Skema Pengelasan..................................................... 403
7.36. Polaritas arus pengelasan .......................................... 405
7.37. Trafo Las dan Kelengkapannya .................................. 406
7.38. Meja Las .................................................................... 406
7.39. Ruang las ................................................................... 407
7.40. Perlengkapan Keselamatan Kerja Las Busur Nyala... 408
7.41. Berbagai macam posisi pengelasan .......................... 409
7.42. Sambungan sudut....................................................... 410
7.43. Kampuh V .................................................................. 410
7.44. Latihan mengelas Posisi 2 F....................................... 411
7.45. Beberapa model pengelasan ..................................... 412
7.46. Teknik Ayunan dalam pengelasan di bawah tangan .. 413
7.47. Teknik Mengelas Kampuh Sudut ............................... 413
7.48. Teknik mengelas Pada Posisi Vertikal Up .................. 414
7.49. Pengelasan posisi Over head..................................... 415
7.50. Jalur las dilihat secara visusal ................................... 416
7.51. Kriteria hasil pengelasan ........................................... 417
7.52. Proses pengelasan pipa di lapangan.......................... 418
7.53. Sambungan Las yang Mengalami Keretakan ............ 418
7.54. Kawat Las/Elektroda................................................... 421
7.55. Proses Las Oksi-asitelin ............................................. 428
7.56. Generator asetilen ...................................................... 429
7.57. Brander Las Asetilen .................................................. 430
7.58. Nyala api Oksi-asetilen ............................................. 432
7.59. Regulator Oksigen ...................................................... 437
7.60. Regulator Asetilen ...................................................... 437
7.61. Selang Gas................................................................. 440
7.62. Las Asetelin ................................................................ 442
7.63. Las TIG....................................................................... 443
7.64. Skema pengelasan las TIG ........................................ 444
7.65. Diagram rangkaian listrik dari mesin las listrik DC...... 445
7.66. Pengaruh polaritas pada pengelasan TIG .................. 446
7.67. Skema las TIG ........................................................... 447
7.68. Contoh Pengerjaan Las TIG ....................................... 448
7.69. Rangkaian Las TIG..................................................... 448
7.70. Mulut pembakar (Welding Torcn) dengan
pendinginan air .......................................................... 450
7.71. Jenis pelindung nozel ................................................ 451
7.72. Nozel las TIG ............................................................. 451
C12
Gambar Halaman
7.73. Botol gas pelindung ................................................. 453
7.74. Regulator dan Flowmeter ......................................... 454
7.75. Flowmeter dan Ekonomiser ..................................... 455
7.76. Jenis Alat untuk Membersihkan Permukaan ............ 455
7.77. Cara Memasang Peralatan Las TIG ........................ 454
7.78. Membuka Keran Katup Silinder ............................... 457
7.79. Sistem Saluran Daya, Gas dan Air Pendingin .......... 457
7.80. Posisi Pengelasan dengan TIG ............................... 460
7.81. Posisi memegang gagang mulut pembakar (torch) . 461
7.82. Posisi sudut elektroda tungsten dan arah
pengelasan bawah tangan ....................................... 461
7.83. Mesin Las TIG semi-otomatis .................................. 463
7.84. Mesin Las TIG........................................................... 463
7.85. Pemindahan Sembur pada las MIG.......................... 464
7.86. Bagian-bagian Utama Wire Feeder ......................... 467
7.87. Torch Las MIG ......................................................... 467
7.88. Sepatu Kabel ........................................................... 468
7.89. Silinder dan Regulator Gas Pelindung ..................... 469
7.90. Sikat baja .................................................................. 469
7.91. Smit tang .................................................................. 479
7.92. Pemotongan kawat .................................................. 470
7.93. Perlengkapan GMAW/MIG ...................................... 471
7.94. Penyetelan wire Feeder ........................................... 472
7.95. Proses pengelasan las MIG ..................................... 476
7.96. Operasional las MIG ................................................. 476
7.97. Power supply Las MIG.............................................. 477
7.98. Mesin Las MIG.......................................................... 478
7.99. Takikan bawah ......................................................... 478
7.100. Penumpukan logam las ............................................ 479
7.101. Keropos..................................................................... 479
7.102. Kurang pencairan...................................................... 479
7.103. Tercemar oleh tungsten............................................ 480
7.104. Terperangkap kotoran............................................... 480
7.105. Retak......................................................................... 481
7.106. Las catat ................................................................... 482
7.107. Menggunakan klem................................................... 483
7.108. Menggunakan pelat punggung ................................. 483
7.109. Teknik pengelasan berurutan ................................... 483
7.110. Klasifikasi ulir segi tiga.............................................. 485
7.111. Gambar baut tembus, tap dan tanam ...................... 487
7.112. Jenis-jenis baut ........................................................ 488
7.113. Macam-macam Sekrup Mesin .................................. 488
7.114. Jenis-jenis mur ......................................................... 488
7.115. Gambar Sekrup......................................................... 489
C13
Gambar Halaman
8.1. Prinsip Kerja pemotongan ........................................ 492
8.2. Mesin Potong Otamatis/Mesin Gullotin otomatis ...... 493
8.3. Proses Pemotongan Otomatis.................................. 494
8.4. Proses pemotongan gunting ..................................... 494
8.5. Gunting tangan lurus................................................. 495
8.6. Proses Pemotongan dengan gunting lurus............... 495
8.7. Gunting tangan lingkaran.......................................... 496
8.8. Proses pemotongan dengan gunting Lingkaran ....... 496
8.9. Gunting tangan kombinasi ........................................ 496
8.10. Proses pemotongan dengan gunting kombinasi....... 497
8.11. Gunting kombinasi dengan penahan ........................ 497
8.12. Gunting kanan........................................................... 498
8.13. Gunting lingkaran...................................................... 498
8.14. Gunting tuas ............................................................. 498
8.15. Bagian-bagian gunting tuas ...................................... 499
8.16. Pemotongan Pelat dengan pahat ............................. 499
8.17. Posisi pahat untuk pemotongan Pelat ...................... 500
8.18. Gergaji Tangan ......................................................... 501
8.19. Langkah pemotongan ............................................... 503
8.20. Pemasangan daun mata gergaji............................... 504
8.21. Memegang gergaji tangan ........................................ 504
8.22. Pemotongan pendahuluan........................................ 505
8.23. Cara memotong bahan panjang ............................... 505
8.24. Penjempitan pipa tipis pada ragum........................... 506
8.25. Cara memotong pipa. ............................................... 506
8.26. Mesin Gergaji Pita..................................................... 507
8.27. Posisi mesin guillotine............................................... 508
8.28. Hasil pemotongan Pelat............................................ 509
8.29. Bagian mesin Gullotine............................................. 509
8.30. Mesin Gullotine Manual ............................................ 510
8.31. Gullotine Mesin ......................................................... 510
8.32. Mesin Gunting Hidrolik.............................................. 512
8.33. Mesin Potong Plane Hidrolik..................................... 512
8.34. Mesin Gunting Putar ................................................. 513
8.35. Mesin gunting lingkaran ............................................ 513
8.36. Mesin Pemotongan Melingkar .................................. 514
8.37. Mesin Gunting Melingkar .......................................... 514
8.38. Mesin Wibler ............................................................. 515
8.39. Mesin Potong Vertikal ............................................... 516
8.40. Mesin Gerinda Potong .............................................. 516
8.41. Penampang sepanjang garis potong pada
pemotongan oksigen................................................. 518
8.42. Brander Potong Las Asetilen .................................... 518
8.43. Proses Pemotongan dengan Asetilen....................... 519
8.44. Pemotongan las busur Plasma................................. 520
8.45. Mesin Potong plasma (Plasma Cutting).................... 521
C14
Gambar Halaman
8.46. Mesin Potong Tenaga Laser..................................... 521
8.47. Bentuk penampang potongan .................................. 522
9.1. Hasil Produk Pelat Tipis dan Pelat Tebal untuk
Konstruksi alat pengolahan Hasil Pertanian
dan Turbin air Skala Kecil ........................................ 528
9.2. Pemotongan ............................................................. 530
9.3. Penembukan ............................................................ 530
9.4. Penembukan dengan penahan pegas...................... 530
9.5. Pembengkokan ........................................................ 531
9.6. Bending U ................................................................. 531
9.7. Squeezing................................................................. 531
9.8. Squeezing Tutup Botol.............................................. 532
9.9. Press......................................................................... 532
9.10. Penguatan Tepi ........................................................ 532
9.11. Spring Back pada Pelat .......................................... 535
9.12. Proses Bending dan Faktor- K ................................. 536
9.13. Palu Besi Segiempat dan Bulat ............................... 538
9.14. Palu Besi Kombinasi segi empat dan tirus
serta Bulat ................................................................ 538
9.15. Palu Besi Kombinasi Bulat rata& Bola dan Pipih ...... 538
9.16. Palu Kayu Kepala Bulat dan Palu Karet Bulat ........ 539
9.17. Palu Karet Persegi .................................................. 539
9.18. Palu Plastik Palu Kombinasi dan Bulat .................... 539
9.19. Palu Kayu Tirus dan Palu Rata ................................ 540
9.20. Macam-macam Landasan ........................................ 540
9.21. Kombinasi ................................................................. 541
9.22. Rata .......................................................................... 541
9.23. Bulat.......................................................................... 541
9.24. Kombinasi Silinder dan Tirus .................................... 541
9.25. Seperempat Bola ...................................................... 542
9.26. Kombinasi rata Kerucut............................................. 542
9.27. Kombinasi silinder..................................................... 542
9.28. Sudut 45ยบ dan Kerucut.............................................. 542
9.29. Pipa........................................................................... 542
9.30. Alur............................................................................ 542
9.31. Kombinasi Tirus dan silinder..................................... 543
9.32. Kedudukan Landasan .............................................. 543
9.33. Pembentukan secara manual ................................... 545
9.34. Pembentukan Mangkuk ............................................ 545
9.35. Pengecekan radius benda ........................................ 546
9.36. Pembentukan Pipa Lengkung................................... 546
9.37. Langkah Proses Tekuk ............................................ 548
9.38. Langkah awal Tekuk................................................. 548
9.39. Penekukan Pelat ...................................................... 549
9.40. Sudut Tekuk.............................................................. 549
C15
Gambar Halaman
9.41. Bentangan pada Proses Tekuk................................. 550
9.42. Konstruksi Mesin Tekuk/Lipat .................................. 550
9.43. Jenis Lipatan ........................................................... 551
9.44. Langkah proses tekuk untuk sambungan lipat.......... 551
9.45. Penekukan bidang Lengkung ................................... 552
9.46. Mesin Bending Hidrolik ............................................. 552
9.47. Proses Bending Dies dan Punch .............................. 553
9.48. Mesin Lipat Universal................................................ 554
9.49. Mesin Lipat Universal................................................ 555
9.50. Berbagai macam Tipe Punch dan Dies ................... 555
9.51. Langkah Bending Untuk Proses Bending Sisi Tepi
Pelat menjadi Bentuk Silinder memanjang di
Sepanjang tepi Pelat ................................................ 556
9.52. Bentangan Pelat dengan Tipe Bend Allowanced
dan Bend Reduction ................................................. 556
9.53. Kelengkungan pada Proses Bending........................ 557
9.54. Aplikasi proses tekuk ................................................ 558
9.55. Perkembangan Mesin Tekuk yang di Industri
Hydraulic Bending Machine NC ............................... 560
9.56. Proses pengerolan Pelat Tebal di Industri
Pengerolan dilakukan dengan menggunakan Motor
Listrik sebagai penggerak dan sistem penekannya
menggunakan Hidrolik Sistem ................................. 561
9.57. 21 Tipe susunan Rol Jepit ........................................ 562
9.58. Tipe Susunan Rol Piramide ...................................... 562
9.59. Tipe Susunan Rol Kombinasi Jepit dan Piramide..... 563
9.60. Grafik Tegangan Regangan Baja Carbon dan Baja
Karbon Tinggi............................................................ 566
9.61. Mesin Rol Kombinasi Tipe Jepit dan Piramide ......... 567
9.62. Macam-macam Kesalahan pada Proses
Pengerolan................................................................ 568
9.63. Aplikasi proses pengerolan yang ada di Industri ..... 569
9.64. Proses peregangan................................................... 573
9.65. Efek peregangan....................................................... 573
9.66. Proses Blanking untuk Penembukan Pelat............... 574
9.67. Proses Blanking Pelat menjadi Bentuk bulat dan
persegi tak tentu ....................................................... 575
9.68. Peletakan benda kerja pada Proses Blanking .......... 576
9.69. Proses Blanking untuk pembuatan Ring Pelat......... 577
9.70. Mesin Blanking Pelat ................................................ 578
9.71. Punch dan Dies ....................................................... 578
9.72. Bentuk Punch............................................................ 579
9.73. Menentukan Titik Berat Punch.................................. 579
9.74. Aplikasi Penggunaan Hasil Proses Blanking ............ 580
9.75. Proses Drawing......................................................... 581
9.76. Blank dan draw piece................................................ 581
C16
Gambar Halaman
9.77. Mesin Deep Drawing ................................................ 582
9.78. Proses drawing ......................................................... 583
9.79. Beberapa macam bentuk draw piece ....................... 584
9.80. Langkah Proses Deep Drawing ................................ 584
9.81. Bagian Utama Die Drawing....................................... 585
9.82. Metoda Penekanan Gaya Tunggal .......................... 589
9.83. Metoda Penekanan Gaya Ganda ............................ 590
9.84. Pembuatan Mangkuk pada proses Deep Drawing ... 591
9.85. Contoh Produk Deep Drawing .................................. 591
9.86. Mesin Press .............................................................. 592
9.87 Mesin Squeezing sistem hidrolik .............................. 594
9.88. Produksi dari proses pressing mangkuk dalam
jumlah besar. ............................................................ 594
9.89. Peralatan Mesin Press.............................................. 595
9.90. Hasil Produk Jadi Proses Squeezing Kereta Api
Cepat Dan Mobil ....................................................... 595
9.91. Proses Spinning untuk pembentukan Pelat .............. 596
9.92. Proses Spinning ....................................................... 597
9.93. Tool spinning............................................................. 597
9.94. Eretan Atas rest ....................................................... 598
9.95. Proses Spin .............................................................. 598
9.96. Tool Pembentuk ....................................................... 599
9.97. Proses finishing......................................................... 599
9.98. Produksi Spinning Proses1....................................... 600
9.99. Produksi Spinning Proses2....................................... 600
9.100. Komponen Hasil Produk Spinning ............................ 601
9.101. Pelat tanpa penguatan ............................................. 602
9.102. Pelat dengan penguatan........................................... 602
9.103. Macam-macam penguatan Tepi .............................. 603
9.104. Penguatan Tepi dengan Lipatan............................... 604
9.105. Macam-macam penguatan tepi dengan
cara dipress .............................................................. 604
9.106. Penguatan Tepi dengan Proses Jogle...................... 605
9.107. Penguatan Body ....................................................... 605
10.1. Grafik Kecepatan Pendinginan (Hubungan Suhu
dengan waktu Pendinginan) ..................................... 613
10.2. Dapur Tempa ............................................................ 614
10.3. Dapur Tempa sederhana........................................... 616
10.4. Landasan Paron ....................................................... 617
10.5. Landasan Datar dan Landasan Profil ....................... 617
10.6. Macam-Macam Smed Tang .................................... 618
10.7. Macam-macam Palu Tempa ..................................... 619
10.8. Beberapa Jenis Palu Tempa ..................................... 620
10.9. Mesin Hammer .......................................................... 621
10.10. Bagian Utama Mesin Hammer................................... 622
C17
Gambar Halaman
10.11. Bak Pendingin............................................................ 623
10.12. Penjepit Hidrolik ......................................................... 623
10.13. Ragum Tempa .......................................................... 623
10.14. Proses Penempaan Alat Pertanian Parang .............. 624
10.15. Parang Hasil Tempa ................................................. 624
10.16. Penempaan di Atas Landasan................................... 625
10.17. Proses penempaan pembuatan parang .................... 625
10.18. Penempaan Parang Panjang .................................... 626
10.19. Proses Tempa dengan Mesin Hammer ..................... 626
10.20. Mesin Hammer Konvensional ................................... 627
10.21. Tempa dengan menggunakan Die ............................ 628
10.22. Beberapa Model Penempaan ................................... 628
10.23. Hasil Produksi Tempa 1............................................. 629
10.24. Hasil Produksi Tempa 2 ............................................ 629
10.25. Proses Pembentukan Ekstrusi Dingin........................ 632
10.26. Metode Pembentukan Ekstrusi ................................. 632
10.27. Metode penekanan Bantang ..................................... 633
10.28. Langkah Pembetukan Kepala.................................... 633
10.29. Pembentukan Kepala Paku Keling ........................... 634
10.30. Hasil Produk Ekstrusi 1.............................................. 634
10.31. Hasil dari Proses Ekstrusi 2 ....................................... 635
10.32. Diagram Batas Pembentukan Keeler Goodwin ......... 636
10.33. Kemampuan Bentukan (Wood Cs) ........................... 637
10.34. Hub. Regangan Perentangan dengan Kurva
Tegangan-Regangan................................................. 639
11.1. Macam-macam Screw, Baut dan Mur ....................... 648
11.2. Kotak Persegi ............................................................ 648
11.3. Kotak Saluran ............................................................ 649
11.4. Silinder....................................................................... 650
11.5. Silinder dengan pengawatan ..................................... 651
11.6. Elbow persegi ............................................................ 652
11.7. Kotak Alat .................................................................. 653
11.8. Ember ....................................................................... 654
11.9. Cerocok ..................................................................... 655
11.10. Kotak Trapesium........................................................ 656
11.11. Saluran Trapesium .................................................... 657
11.12. Trapesium Eksentrik .................................................. 658
11.13. Kotak Panjang ........................................................... 659
11.14. Kotak Bertutup ........................................................... 660
11.15. Perakitan kotak sampah ............................................ 661
C18
DAFTAR TABEL
Tabel. Halaman
3.1. Sifat teknis bahan yang perlu diperhatikan dalam
pemilihan bahan. ......................................................... 72
3.2. Klasifikasi baja karbon................................................. 76
3.3. Klasifikasi besi cor ....................................................... 77
3.4. Ketebalan Pelat B.S 4391........................................... 108
3.5. Ketebalan Pelat ISWG................................................ 108
3.6. Komposisi Khas dari Paduan-paduan yang Umum..... 113
3.7. Komposisi dan sifat-sifat jenis baja paduan martensit
Komposisi: 18% N, 8% Co, 5% Mo, 0,4% Ti ............... 129
4.1. Bahasa dan Gambar.................................................... 153
4.2. Kerangka dan bidang-bidang kerja ISO/TC 10............ 159
4.3. Harga sudut-sudut proyeksi dan skala perpendekan
dalam proyeksi aksonometri. ..................................... 179
6.1. Hubungan besar sudut mata potong dengan jenis
bahan yang akan dipotong .......................................... 352
7.1. Dimensi rivet B.S 4620 ................................................ 386
7.2. Dimensi Spesial Blind River......................................... 387
7.3. Fluks dan penggunaannya .......................................... 392
7.4. Komposisi Solder Lunak.............................................. 394
7.5. Komposisi solder keras................................................ 396
7.6. Arti digit keempat dari elektroda .................................. 423
7.7. Kuat arus dan Tebal bahan dan dia elektrode............. 425
7.8. Hubungan Tebal Bahan, Nomor Tip Nozzle, dan
Tekanan Gas ............................................................... 430
7.9. Perbedaan selang oksigen dan asetilen...................... 440
7.10. Penggunaan Mesin las TIG untuk beberapa logam .... 447
7.11. Ketentuan umum penyetelan/pengaturan besaran
arus dan tegangan pengelasan berdasarkan
diameter kawat elektroda............................................. 473
7.12. Perbandingan penggunaan gas pelindung.................. 475
7.13. Klasifikasi ulir segi tiga dalam ukuran Inchi dan
metrik........................................................................... 485
7.14. Ukuran Standar Ulir Kasar Metris (JIS B.0205) .......... 486
7.15. Bahan Baut, Mur dan Skrup ........................................ 487
8.1. Hubungan antara besar ukuran bahan dan jenis
bahan dengan jenis daun mata gergaji........................ 503
8.2. Suaian pisau mesin guillotine ...................................... 508
8.3. Klasifikasi cara pemotongan........................................ 517
9.1. Klasifikasi Cold Working ............................................. 533
9.2. Jenis material dan kecepatan maksimal draw dies ..... 589
10.1. Warna Pembakaran dan Temperatur .......................... 615
10.2. Forging 1...................................................................... 630
C19
10.3. Forging 2...................................................................... 630
10.4. Forging 3...................................................................... 631
0 komentar:
Posting Komentar