LAPORAN SURVEY LAPANGAN BENGKEL BAJA CV. WINTIO MANDIRI Sebagai Syarat Memenuhi Tugas Mata Kuliah Struktur Baja 2
Disusun oleh: Akhmad Maulana Arifian
(5113414034)
Raka Ardha Adityatama
(5113414035)
Alfaro Rocky Gautama
(5113414037)
Amin Rois
(5113414038)
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG SEMARANG 2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya sehingga dapat berhasil menyelesaikan laporan ini yang Alhamdulillah Alhamdulillah tepat pada waktunya yang berjudul “ Laporan Survey Lapangan : Bengkel Baja CV. Wintio Winti o Mandiri”. Mandiri ”. Laporan ini berisikan informasi hasil survey lapangan pada bengkel baja CV. Wintio Mandiri. Ketika penyusunan lapaoran ini, banyak pihak yang turut membantu serta memberikan dorongan pemikiran dan materi. Oleh karena itu, penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah memberi sumbangan dalam penyelesaian makalah ini. Akhir kata penyusun menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun selalu diharapkan demi kesempurnaan makalah ini.
Semarang, 29 Oktober 2016
Penyusun
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................ ................................................................... ......................................... ..................
i
DAFTAR ISI ............................................. ................................................................... ............................................ ................................. ...........
ii
BAB I
PENDAHULUAN .......................................... ................................................................ ................................. ...........
1
A. Latar Belakang .......................................... ................................................................ ................................. ...........
1
B. Tujuan ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... ....
4
C. Manfaat ........................................... ................................................................. ............................................ ......................
4
D. Waktu dan Lokasi Kunjungan ......................................... .................................................... ...........
5
E. Luaran yang diharapkan ............................................ .............................................................. ..................
5
TINJAUAN PUSTAKA ............................................ .................................................................. ......................
6
A. Sejarah Baja........................................... ................................................................. ..................................... ...............
6
B. Profil Industri ......................................... ............................................................... ..................................... ...............
6
BAB III PEMBAHASAN......................................... ............................................................... ..................................... ...............
10
A. Peralatan, Mesin dan Bahan ............................................ ....................................................... ...........
10
B. Proses Pembuatan Baja ............................................. ............................................................... ..................
25
C. Sifat Material Baja ............................................ ................................................................... .......................... ...
36
BAB IV PENUTUP ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... ....
40
LAMPIRAN .......................................... ................................................................ ............................................ ..................................... ...............
41
BAB II
ii
BAB I PENDAHUALUAN A. Latar Belakang
Baja adalah logam adalah logam paduan, paduan, logam besi logam besi sebagai unsur dasar dengan beberapa elemen lainnya, termasuk karbon. karbon. Kandungan unsur karbon dalam baja berkisar antara 0.2% hingga 2.1% berat sesuai grade-nya. Elemen berikut ini selalu ada dalam baja : karbon, mangan, fosfor, mangan, fosfor, sulfur, sulfur, silikon, silikon, dan sebagian Kecil oksigen, Kecil oksigen, nitrogen nitrogen dan aluminium. dan aluminium. Selain itu, ada elemen lain yang ditambahkan untuk membedakan karakteristik antara beberapa jenis baja diantaranya mangan, nikel, krom, molybdenum,
boron,
titanium,
vanadium dan
niobium. niobium.
Dengan
memvariasikan kandungan karbon dan unsur paduan lainnya, berbagai jenis kualitas baja bisa didapatkan. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi mencegah dislokasi bergeser bergeser pada kisi kristal (crystal lattice) atom besi. Baja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena berwarna hitam, banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit dan cangkul. Baja termasuk logam yang sangat kuat, keras, dan kokoh sehingga digunakan sebagai penyokong di hampir seluruh bangunan-bangunan bertingkat di dunia.Kelebihan logam baja ini seharusnya mengundang rasa penasaran atau rasa keingintahuan kita sebagai mahasiswa yang sedang bergerak dibidang akademik dengan menimba ilmu.Seharusnya selalu ada pertanyaan-pertanyaan yang bersifat kritis dari para mahasiswa/mahasiswi, Seberapaka kuatkah baja itu,apa yang membuat dia kuat dan apa saja pengolahan yang didapat dari baja tersebut hingga dapat bermanfaat bagi banyak orang. Indonesia yang negaranya termasuk negara berkembang sudah saatnya bagi Indonesia untuk sesegera mungkin dan secepat mungkin untuk memajukan bidang di sektor industrinya tersebut untuk bisa bersaing dengan negara-negara lainnya terutama pada industri logam seperti industri baja yang
1
sekarang sedang berkembang dengan sangat cepat terutama dengan perkembangan teknologinya. Untuk itu ilmu pengetahuan dan teknologi
(IPTEK) sangat
mendorong terwujudnya industri baja yang besar dan berwawasan ilmu pengetahuan. Industri mengolah bahan baku menjadi bahan setengah jadi atau bahan jadi melibatkan banyak proses yang komplek. Hal ini erat kaitannya dengan sumber daya manusia sebagai pelaku industri itu sendiri. Oleh karena itu perlu adanya pelatihan baik hardskill maupun sofskill demi kelancaran proses industri. Pengenalan industri baja pada mahasiswa merupakan proses awal untuk membuka inspirasi akan terciptanya produk produk baru yang lebih menguntungkan kedepannya. Hal ini bertujuan agar
mahasiswa
mampu berpikir kritis,mampu mengembangkan dengan
segala peluang dan potensi yang ada untuk menghadapi era globalisasi yang kian merebak. Menghadapi era pasar bebas yang sudah kian mendekat, negara – negara berkembang termasuk salah satunya Indonesia baik dikawasan Asia tenggara(ASEAN) (AFTA),maupun kawasan Asia Pasifik (APEC) serta Globalisasi Perdagangan Dunia (WTO) akan menghadapi
tantangan
serius disegala bidang. Dampak nyata yang sudah sering timbul dari globalisasi adalah semakin ketatnya persaingan didunia bisnis dengan para pelaku bisnisnya, dimana akan menghasilkan lebih banyak produk yang seragam dengan harga dan mutu yang bersaing bahkan lebih ekonomis. Hal ini sangat menguntungkan negara-negara maju, karena dilihat dari sistem produksi yang mereka gunakan
lebih
efektif dan efisien
dibandingkan dengan negara-negara berkembang karena produksi dilakukan secara
maksimal
oleh negara-negara maju dengan memanfaatkan
teknologinya sebagai hasil rekayasa Indonesia
merupakan
negara
pengembangan riset dan sains.
berkembang
yang
sedang dan berusaha
untuk membangun dan mengejar ketertinggalannya disegala bidang dari negara-negara lainnya terutama dari negara maju. Salah satunya diusahakan dengan meningkatnya permintaan pasar dan tingginya biaya produksi
2
serta
ketatnya
berusaha
persaingan
untuk
dihasilkannya, baik
di
dunia
mengoptimalkan itu
secara
Industri, produk
kualitas
para
pekerja
industri
maupun
industri
yang
akan
kuantitas
tanpa
mengabaikan selera konsumen. Kita
menyadari
betapa pentingnya
IPTEK
di
dalam
menumbuhkan daya saing bangsa dalam rangka memproduksi barang dan jasa, baik untuk sekedar memenuhi kebutuhan nasional
maupun
untuk
mengisi pasar internasional yang selanjutnya dapat menghasilkan devisa untuk negara. Kemampuan bangsa untuk memanfaatkan, mengembangkan dan menguasai IPTEK memegang peranan yang sangat penting dalam pembangunan nasional
karena peningkatan penggunaan IPTEK akan
menentukan besarnya nilai tambah dan nilai produksi dari produk-produk industri. Selain itu dengan penguasaan IPTEK, maka daya saing produk dari industri nasional akan dapat ditingkatkan dalam rangka menghadapi persaingan global untuk sekarang ini. Sesuai dengan KEPMENRISTEK No.02/M/KP/II/2002 tanggal 15 Februari
2000
tentang
kebijaksanaan
Strategi
Pembangunan
IPTEKNAS 2000-2004 (JAKSTRAIPEKNAS), usaha utama pembangunan IPTEK adalah menempatkan kegiatan penyadaran masyarakat akan fungsi dan manfaat pengetahuan serta teknologi guna memacu daya saing nasional dan keserasian dari seluruh elemen pembangunan secara integral mutlak diperlukan untuk menunjang peningkatan dan ketahanan ekonomi yang berlandaskan
ruang sosial yang kokoh. Percepatan ketahanan ekonomi
Indonesia yang sangat kita harapkan tidak terlepas dari Sumber Daya Manusia (SDM) dan modal serta kondisi bangsa yang berkaitan erat dengan
kebijakan
pelaku
usaha
terhadap pasar produksi yang ada di
Indonesia. Jurusan Kimia Universitas Negeri Padang merupakan bagian yang tak terpisahkan dari proses penciptaan perekonomian Indonesia dan sudah seharusnya mahasiswa dapat melihat, meneliti dan mengenal dunia industri serta teknologi yang sebenarnya. Oleh karena itu, Himpunan Mahasiswa Jurusan Kimia Universitas Negeri Padang dalam menjawab
3
tantangan tersebut mencoba melakukan kunjungan industri selaras dengan mata kuliah yang sudah terdaftar dalam buku pedoman akademik. B. Tujuan
1. Tujuan Pembuatan Laporan a. Sebagai bukti tertulis telah mengikuti kunjungan industri pabrik baja b. Sebagai pertanggungjawaban atas tugas yang telah diberikan oleh dosen mata kuliah Struktur baja 2 c. Untuk memenuhi atau melengkapi tugas besar sebagai syarat mengikuti UAS 2. Tujuan Kunjungan Industri Ada beberapa tujuan diadakannya kunjungan industri bagi mahasiswa/ mahasiswi sebagai berikut : a. Memperluas pengetahuan mahasiswa-mahasiswi dalam lingkungan dunia kerja b. Mendorong mahasiswa/mahasiswi agar mempunyai minat bekerja di perusahaan c. Mendoronhg mahasiswa/mahasiswi untuk ikut berperan dalam rangka membangun sektor industri baja di Indonesia. d. Memberi informasi tentang cara kerja dan tenaga kerja perusahaan. e. Mendorong mahasiswa agar mempunyai rasa kedisiplinan dan tanggung jawab. f. Membantu siswa melaksanakan program diklat.
C. Manfaat
Kunjungan industri ke pabrik yang dilakukan oleh mahasiswa teknik sipil universitas negeri semarang ini diharapkan dapat bermanfaat bagi semua mahasiswa diantaranya mahasiswa dapat mengetahui klasifikasi dari beberapa macam
baja,mengetahui
sistem
manajemen
pabrik,proses
pembuatan,
pengolahan baja, penggunaan dan bentuk profil-profil baja yang sering digunakan dalam konstruksi bangunan di Indonesia termasuk perancangan tempat,alat pabrik serta mengetahui informasi situasi dunia kerja didalam pabrik.
4
D. Waktu dan Lokasi Kunjungan
Waktu
: Kamis, 4 Desember 2014
Lokasi
: proyek baja Cv. Wintio Mandiri, meteseh Banyumanik
E. Luaran yang diharapkan
Adapun luaran/hasil yang diharapkan dari kunjungan ini yaitu: 1.
Melalui
kunjungan
industri
pabrik
baja
ini,diharapkan
mahasiswa/mahasiswi semester 5 jurusan Teknik Sipil,Fakultas Teknik Universitas pemahaman
Negeri ,menambah
Semarang wawasan
dapat
mengenai
meningkatkan
konstruksi
baja,dari
bahan,pengolahan, profil,penggunaan dan proses produksi dalam industri tersebut. 2.
Kemudian pada nantinya mahasiswa/mahasiswi diharapkan mampu menjalin
kerja
sama
dalam
menghadapi
dunia
persaingan
global,kemajuan iptek dan industri terutama persaingan industri konstruksi baja.
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Sejarah Baja
Besi ditemukan digunakan pertama kali pada sekitar 1500 SM
Tahun 1100 SM, Bangsa hittites yang merahasiakan pembuatan tersebut selama 400 tahun dikuasai oleh bangsa asia barat, pada tahun tersebbut proses peleburan besi mulai diketahui secara luas.
Tahun 1000 SM, bangsa yunani, mesir, jews, roma, carhaginians dan asiria juga mempelajari peleburan dan menggunakan besi dalam kehidupannya.
Tahun 800 SM, India berhasil membuat besi setelah di invansi oleh bangsa arya.
Tahun 700 – 600 SM, Cina belajar membuat besi.
Tahun 400 – 500 SM, baja sudah ditemukan penggunaannya di er opa.
Tahun 250 SM bangsa India menemukan cara membuat baja
Tahun 1000 M, baja dengan campuran unsur lain ditemukan pertama kali pada 1000 M pada kekaisaran fatim yang disebut dengan baja damascus.
1300 M, rahasia pembuatan baja damaskus hilang.
1700 M, baja kembali diteliti penggunaan dan pembuatannya di eropa.
B. Profil Industri
Berbicara tentang “konstruksi bangunan” tentunya akan merujuk pada kegiatan mewujudkan segala prasarana fisik yang dibutuhkan manusia dalam mempertahankan dan mengembangkan peradabannya. Jadi dari melihat konstruksi bangunan yang ditinggalkannya maka suatu bangsadapat dilihat tingkat kemajuannya. Sebagai buktinya, di level internasional misalnya, piramida Giza di Mesir yang dibangun + 5000 tahun lalu, maka tentunya dapat dibayangkan bagaimanatingginya peradaban bangsa tersebut dibanding bangsa lain yang mungkin pada masa tersebutmasih hidup seperti jaman batu (tidur di goa). Karena itu pula, Indonesia tidak kalah bangganya mempunyai peninggalan kuno abad 9 M, yaitu Borobudur dan Prambanan.
6
Bukti fisik seperti itu tentu dapat dijadikan petunjuk bahwa bangsa Indonesia pernah menjadi bangsa yang majutingkat peradabannya pada suatu masa dahulu.Berkaitan dengan hal itu, berbagai bahan material telah banyak diteliti dan digunakan untuk material konstruksi bangunan, mulai yang sederhana, yang tersedia di alam bebas, maupun bahanmaterial khusus buatan pabrik yang mahal. Bahan material yang dimaksud misalnya berupatanah, batuan (rock ), kayu, bambu, beton, baja dan beberapa lagi yang mungkin dapatdisebutkan. Meskipun demikian, jika fokus pembahasan konstruksi bangunan dibatasi pada bangunan yang dekat dengan masyarakat, seperti konstruksi bangunan jembatan dan gedung,maka jenis material konstruksi yang dapat dipilih untuk digunakan (apalagi di Indonesia)menjadi terbatas, yaitu kayu, beton, baja atau kombinasi dari ketiganya itu saja.Pemilihan bahan material konstruksi, apakah kayu, beton atau baja adalah tahapan penting dalamsuatu perencanaan. Kriteria dasar yang digunakan adalah: 1.
Kekuatan (tegangan);
2.
Kekakuan (deformasi); dan
3.
Daktilitas (perilaku runtuh).
Tetapi material yang unggul pada ke-tiga kriteria di atas ternyata tidak mesti mendominasi pemakaiannya pada proyek konstruksi bangunan, banyak faktor lain mempengaruhi. Seperti misalnya, material baja yang jelas menurut kriteria di atas lebih unggul dibanding beton ataukayu, tetapi faktafakta
lapangan
menunjukkan
mendominasi proyek
bangunan
bahwa Indonesia,
konstruksi kalah
baja
populer
belum dibanding
konstruksi beton. Itu dapat dilihat pada proyek-proyek gedung tinggi, juga pada konstruksi bangunan jembatan. Konstruksi beton prategang terkesan mulai banyak dipakai sebagai alternatif digunakannya jembatan baja. Sebagai salah satu contoh industri baja/penyedia konstruksi baja yaitu CV Wintio Mandiri.Cv wintio mandiri merupakan salah satu perseroan yang bergerak didalam bidang konstruksi baja, pembangunan, perbengkelan, dan perindustrian baja.
7
Industri ini berlokasi di dua tempat yaitu wilayah jalan gajah, Semarang dengan luas bengkel 100 m 2 kemudian lokasi kedua yaitu berada di kawasan sanggar batik semarang 16 meteseh dengan luas bengkel 200 m 2. Namun selain bergerak dalam bidang jasa konstruksi baja, Industri ini juga bergerak di beberapa bidang yang lain seperti jasa konstruksi beton , bangunan, pengeboran sumur atetis, serta penyewaan alat berat (truck, dam truck, excavator, backhoe, dan lain-lain).
Untuk Pengalaman pekerjaan yang telah dilaksanakan sudah sangat banyak yang telah dikerjakan seperti Pagar Goa Kreo, Konstruksi baja dan bangunan Showroom Suzuki Siliwangi, Gedung Sanggar Batik Semarang 16, PLTU Batang (sedang dalam proses) Struktur Organisasi CV. Wintio Mandiri : 1. Pemilik & Direktur Utama : Ir. A. Eko Teguh Winarto 2. Direktur Lapangan
: Ruswan
3. Direktur Pelaksana
: River Chandra Kusuma Wintio
4. Divisi ME
: Angga
5. Divisi Baja
: Soleh
8
CV Wintio mandiri mempunyai 14 orang pekerja/karyawan. Didalam industri tersebut terdapat beberapa peralatan,mesin dengan berbagai merk dan spesifikasi alat. 1. Mesin utama : a. Alat Las oksigen berjumlah 5 buah, b. Tabung oksigen 6 buah c. Tabung LPG 3 kg 4 buah d. Gerinda potong besar 3 buah merk makita e. Mesin genset 3 buah merk kubota 2. Mesin pendukung: a. Gerinda potong 4 buah merk makita b. Gerinda amplas 4 buah merk makita 3. Peralatan Las : a. Mesin listrik genset kecil 3 buah mmerk kubota b. Mesin las kawat 3 buah 4. Peralatan K3 : a. Topi pelindung b. Sarung tangan c. Sepatu boot d. Sabuk/tali pengikat e. Kacamata las dan baju anti bakar f. Rambu peringatan dan pagar pengaman 5. Batang Las 6. Alat Sambung a. Alat sambung las b. Sambungan Sebidang c. Sambungan Lewatan d. Alat sambung tegak e. Sambungan Paku Keling f. Sambungan baut
9
BAB III PEMBAHASAN
A. Peralatan, Mesin dan Bahan
Didalam industri tersebut terdapat beberapa peralatan,mesin dengan berbagai merk dan spesifikasi alat. 1. Mesin utama : a. Alat las oksigen Las oksigen adalah alat yang digunakan untuk memotong baja dengan prinsip perubahan wujud zat padat menjadi cair oleh panas. b. Tabung Oksigen Oksigen merupakan zat mudah terbakar. Oksigen dalam proses pengelasan digunakan sebagai pendukung pembakaran agar bisa memperoleh api sesuai kebutuhan. c. Tabung LPG 3 kg Zat LPG digunakan sebagai bahan bakar api las pada mesin las. Tanpa zat LPG maka mesin las tidak akan menghasilkan api las. d. Gerinda potong besar Gerinda potong digunakan untuk memotong baja. Gerinda yang digunakan berukuran besar karena dikunakan untuk memotong baja dengan ukuran besar. e. Mesin genset Mesin genset digunakan sebagai penghasil listrik penyokong pekerjaan. Spesifikasi baik dan jumlah yang banyak diperlukan sesuai skala pekerjaan yang dilakukan.
2. Mesin pendukung: a. Gerinda potong Gerinda potong memiliki mata pisau yang berfungsi untuk memotong baja. Gerinda potong memiliki dua varian antara lain gerinda besar (tidak portable) dan gerinda tangan (kecil dan portable).
10
b. Gerinda amplas Gerinda amplas memiliki mata pisau lingkaran yang tumpul dan memiliki permukaan yang kasar/ sangat kasar sesuai dengan kebutuhan.
3. Peralatan Las : a. Mesin las listrik (Inverter Las) Mesin las listrik adalah mesin las dengan prinsip kerja merubah listrik menjadi panas (AC/DC) b. Mesin las kawat Mesin las yang cara kerjanya menggunakan kawat las (welding electrode). Bentuk kawat las ini seperti batang kembang api.
4. Peralatan K3 : a. Topi pelindung Berfungsi untuk melindungi/ mereduksi daya rusak yang dialami kepala ketika bekerja. b. Sarung tangan Berfungsi untuk melindungi tangan dari percikan/ bunga api yang timbul ketika pekerjaan dilaksanakan. c. Sepatu boot Berfungsi untuk melindungi kaki dari serpihan dan bunga api yang dapat melukai kaki. d. Sabuk/tali pengikat Berfungsi untuk mengikatkan diri dengan penahan yang kuat saat bekerja pada ketinggian. Mengurangi resiko kecelakaan teknis maupun non-teknis. e. Kacamata las dan baju anti bakar Berfungsi untuk melindungi mata dari percikan/ bunga api yang dihasilkan dari proses pengelasan dan mencegah kebutaan akibat cahaya terang yang berlebihan.
11
f. Rambu peringatan dan pagar pengaman Berfungsi sebagai peringatan kepada pekerja agar memperhatikan tentang keselamatan di tempat kerja, juga mencegah lingkungan dari pihak yang tidak bersangkutan dengan proyek dan tidak bertanggung jawab. g. Topeng las (welding mask) Untuk melindungi mata,
kepala/rambut operator dari percikan-
percikan pada saat melakukan pemotongan dengan oksi-asetilin atau api las dan benda -benda panas lainnya. Juga untuk melindungi muka operator las terhadap percikan hasil pemotongan, dan ledakan percampuran gas yang tidak sempurna.
5. Batang Las : Batang las besi baja Suatu konstruksi baja terdiri dari batang batang yang bentangnya terkadang terbatas. Untuk itu diperlukan sambungan yang bertujuan menggabungkan antar batang tadi menjadi satu kesatuan bentuk konstruksi dengan menggunakan berbagai teknik sambungan.Ada beberapa media penyambung batang baja yang tersedia yaitu seperti baut,paku keling maupun las. Pada pabrik yang kami kunjungi ternyata menggunakan ketiga alat sambung tersebut,dimana baik alat sambung las,paku keling maupun bat semuanya digunakan. Proses pengelasan : A. Mesin las listrik Dibagi menjadi beberapa jenis mesin seperti mesin las arus bolak balik (mesin las ac),mesin las ganda (mesin las ac dc) dan dengan beberapa perlengkapan lainnya seperti label las, tang jepit,tang elektroda,klem masa.Sementara teknik pengelasannya yaitu 1.
Posisi Di Bawah Tangan Kemiringan elektroda 10 derajat – 20 derajat terhadap garis vertical kearah jalan elektroda dan 70 derajat-80 derajat terhadap benda kerja.
12
2.
Posisi Tegak (vertical) Mengelas posisi tegak adalah apabila dilakukan arah pengelasannya keatas atau ke bawah. Dengan kemiringan elektroda sekitar 10 derajat-15 derajat terhadapvertikal dan 70 derajat-85 derajat terhadap benda kerja.
3.
Posisi Datar (horizontal) Mengelas dengan horizontal biasa disebut juga mengelas merata dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah elektroda mengikuti horizontal. Sewaktu mengelas elektroda dibuat miring sekitar 5 derajat – 10 derajat terhadap garis vertical dan 70 derajat – 80 derajat kearah benda kerja.
4.
Posisi Di Atas Kepala (Overhead) Mengelas dengan posisi ini benda kerja terletak pada bagian atas juru las dan kedudukan elektroda sekitar 5 derajat – 20 derajat terhadap garis vertical dan 75 derajat-85 derajat terhadap benda kerja.
5.
Posisi Datar (1G) Pada posisi ini sebaiknya menggunakan metode weaving yaitu zigzag dan setengah bulan Untuk jenis sambungan ini dapat dilakukan penetrasi pada kedua sisi, tetapi dapat juga dilakukan penetrasi pada satu sisi saja. Type posisi datar (1G) didalam pelaksanaannya sangat mudah. Dapat diapplikasikan pada material pipa dengan jalan pipa diputar.
6.
Posisi Horizontal (2G) Pengelasan pipa 2G adalah pengelasan posisi horizontal, yaitu pipa pada posisi tegak dan pengelasan dilakukan secara horizontal mengelilingi pipa. posisi sudut electrode pengelasan pipa 2G yaitu 90º Panjang gerakan elektrode antara 1-2 kali diameter elektrode. Bila terlalu panjang dapat mengakibatkan kurang baiknya mutu las. Panjang busur diusahakan sependek mungkin yaitu ½ kali diameter elektrode las. Untuk pengelasan pengisian dilakukan dengan gerakan melingkar dan diusahakan dapat membakar dengan baik pada kedua sisi kampuh agar tidak terjadi cacat. Gerakan seperti ini diulangi untuk pengisian berikutnya.
7.
Posisi vertikal (3G) Pengelasan posisi 3G dilakukan pada material plate. Posisi 3G ini dilaksanakan pada plate dan elektrode vertikal.
13
8.
Posisi Horizontal Pipa (5G) Pada pengelasan posisi 5G dibagi menjadi 2, yaitu : a. Pengelasan naik Biasanya dilakukan pada pipa yang mempunyai dinding tebal karena membutuhkan panas yang tinggi. Pengelasan arah naik kecepatannya lebih rendah dibandingkan pengelasan dengan arah turun, sehingga panas masukan tiap satuan luas lebih tinggi dibanding dengan pengelasan turun. Posisi pengelasan 5G pipa diletakkan pada posisi horizontal tetap dan pengelasan dilakukan mengelilingi pipa tersebut. Supaya hasil pengelasan baik, maka diperlukan las kancing (tack weld) pada posisi jam 5-8-11 dan 2. Mulai pengelasan pada jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 6 dan kemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 3. Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuk segitiga teratur dengan jarak busur ½ kali diameter elektrode. b. Pengelasan turun Biasanya dilakukan pada pipa yang tipis dan pipa saluran minyak serta gas bumi. Alasan penggunaan las turun lebih menguntungkan dikarenakan lebih cepat dan lebih ekonomis.
9.
Pengelasan
Bawah
Air
Pengelasan
bawah
air
merupakan
pengembangan metode pengelasan yang telah ada sebelumnya. Beberapa keuntungan yang didapat dari teknik pengelasan ini, diantaranya adalah biaya yang relatif lebih murah dan persiapan yang dibutuhkan jauh lebih singkat dibanding dengan teknik yang lain, namun ada hal-hal lain yang mesti dipertimbangkan sebelum mengaplikasikannya. Terdapat dua kategori utama pada teknik pengelasan di dalam air adalah pengelasan basah (Wet Underwater welding) dan pengelasan kering (Dry Underwater Welding). Terdapat dua kategori utama pada teknik pengelasan di dalam air
14
adalah
pengelasan
basah
(Wet
Underwater
welding)
dan
pengelasan kering (Dry Underwater Welding). a. Pengelasan Basah (Wet Underwater Welding) Dimana proses pengelasan ini berlangsung dalam keadaan basah dalam arti bahwa elektrode maupun benda berhubungan langsung dengan air. Aplikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m. Metode pengelasan
memberikan
hasil
disamping
memerlukan
welder
yang
kurang
yang
memuaskan,
memiliki
keahlian
menyelam yang tangguh dan memerlukan pakaian khusus untuk selam, gelembung gas yang terjadi selama proses pengelasan akan sangat mengganggu pengamatan welder tersebut. Adapun proses pengelasan yang dipakai SMAW, FCAW dan MIG. cara kerja FCAW (c) cara kerja MIG b. Pengelasan
Kering
(Dry
Underwater
Welding)
Metode
pengelasan ini tidak berbeda dengan pengelasan pada udara terbuka. Hal ini dapat dilakukan dengan bantuan suatu peralatan yang bertekanan tinggi yang biasa disebut dengan Dry Hyperbaric Weld Chamber, dimana alat ini secara otomatis didesain kedap air seperti layak desain kapal selam. Applikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m kebawah. Seorang welder /diver sebelum menjalankan tugas ini tidak boleh langsung terjun pada kedalaman yang dituju, tetapi harus menyesuaikan terlebih dahulu step by step tekanan yang terjadi pada kedalaman tertentu sampai dapat menyesuaikan tekanan yang terjadi pada kedalaman yang dituju, otomatis untuk pengelasan 1 joint bisa memakan waktu yang cukup lama.
B. Mesin Las Gas Asitelin/karbit Las Oxy-Acetylene (las asetilin) adalah proses penyambungan logam dengan logam (pengelasan) yang mengunakan gas aseteline (C2H2) sebagai bahan bakar, prosesnya adalah membakar bahan bakar gas dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang
15
dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi serta penyambungan tanpa penekanan. Proses penyambung logam melalui proses pelelehan logam menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin dan gas oksigen tersebut digunakan mesin yang disebut mesin las asetilen a.
Tabung Oksigen Tabung oksigen berfungsi untuk menampung gas oksigen. Tabung
oksigen
biasanya
berwarna
biru
atau
hitam,
mempunyai katub atau pembuka katup berupa roda tangan, baut serta mur pengikatnya menggunakan ulir kanan. Bagian atas ada dudukan untuk memasang regulator. b.
Katup silinder oksigen Katup silinder oksigen terletak diujung atas silinder berguna untuk membuka atau menutup keluarnya oksigen sesuai keperluan. Dalam katup ini terdapat lubang pengaman dimana jika temperatur naik maka tekanan akan naik, tekanan akan dikurangi lewat pengaman ini.
c.
Katup silinder asetilin Katup
silinder
asetilin
terletak
diujung
atas
berguna
membuka atau menutup keluarnya asetilin juga terdapat pengaman yang akan mencegah terjadinya ledakan karena tekanan panas dari dalam silinder. d.
Torch / Brander Torch / Brander merupakan tempat bercampurnya gas asitelin dan oksigen setelah melalui proses pembukaan katup-katup penyetelan
gas
acetylene
dan
oksigen
pada
brander.
Campuran gas asitelin dan oksigen mengalir melalui batang
16
brander menuju saluran keluar pada ujung brander yaang berlubang. e.
Gambar Brander Las Oxy Gambar Brander
Selang Oksigen Selang Oksigen merupakan penghubung antara gas oksigen yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang oksigen berwarna hijau/biru dan memiliki ulir kanan. Selang, dibuat spesial mampu manahan tekanan tinggi, dibuat dalam ukuran 3/16”, ¼”,3/8” and ½”.
f.
Saluran Asetilin Selang asetilin merupakan penghubung antara gas asetilin yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang gas asetilin berwarna merah dengan ulir kiri.
g.
Tabung asetilin Tabung gas asetilin berfungsi untuk menampung gas gas asetilin. Untuk tabung gas asetilin menggunakan tabung berwarna putih atau kuning. Di dalam tabung asetilin terdapat beberapa alat misalnya bahan berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton, yaitu bahan supaya asetilin dapat larut dengan baik dan aman di bawah pengaruh tekanan. Dibagian bawah tabung diberi sumbat pengaman atau sumbat lebur akan meleleh dan lubang sumbat akan bocor bila sumbat pengaman mencapai suhu 100°C. Pengeluaran gas tidak boleh lebih dari 750 liter/jam. Tabung ini berisi 40 s.d. 60 liter gas asetilin, bentuknya pendek dan gemuk, biasanya berwarna merah.
h.
Regulator asetilin Fungsi dari regulator asetilin yaitu untuk mengukur tekanan gas di dalam tabung dan mengatur tekanan kerja pengelasan.
17
Regulator asetilin berwarna merah. Regulator atau lebih tepat dikatakan Katup Penutup Tekan, dipasang pada katub tabung dengan tujuan untuk mengurangi atau menurunkan tekann hingga mencapai tekana kerja torch. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Pada regulator terdapat
bagian-bagian
seperti
saluran
masuk,
katup
pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung, alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang. Regulator asetilin memiliki jenis ulir kiri dan kemampuan regulator yaitu dibuat sampai 500 psi, dan tekanan kerja 15 psi. i.
Regulator Oksigen Fungsi dari regulator oksigen ini yaitu untuk mengukur tekanan gas oksigen di dalam botol dan mengatur tekanan kerja pengelasan. Untuk regulator oksigen menggunakan warna
hijau.
Regulator
ini
juga
berperan
untuk
mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Ulir sambungan regulator oksigen menggunakan ulir kanan. Regulator oksigen, dimana tabung oksigen penuh tekanannya adalah 2200 psi, untuk mengelas tidak memungkinkan dengan tekanan sebesar itu maka perlu regulator. Regulator oksigen mampu menahan tekanan sebesar 3000 psi. j.
Silinder Pressure Pengatur tekanan atau lebih sering disebut katup pereduksi tekanan, dihubungkan pada katup gas atau oksigen untuk mendapatkan tekanan kerja yang sesuai dengan torch, pada umumnya terdiri dari kran yang dilengakapi dengan dua manometer, yang berhubungan langsung dengan gas asetilin
18
atau oksigen disebut manometer isi. Sedangkan yang berhubungan dengan torch disebut manometer kerja. Nosel didalam regulator terbuka dan tertutup oleh katup yang ditekan oleh pegas dan dihubungkan dengan membran. Dengan cara mengatur tekanan ulir pada membran, tekanan gas yang masuk ke torch mempunyai harga tertentu dan konstan. Perlengkapan las yang dibutuhkan hampir sama seperti pada las listrik seperti tang penjepit palu las, air dan juga ditambah dengan kawat las beserta korek las untuk menyalakan gas. Jadi prosedur pengelasan yaitu dimulai dari menyalakan api las,kemudian setelah itu dilanjut dengan proses penyambungan/pengelasan dan yang terakhir yaitu prosedur mematikn api las. Sementara untuk teknik pengelasan ada beberapa posisi pengelasan dengan gas asitelin yang sering dipakai yaitu : 1. Pengelasan di bawah tangan Pengelasan di bawah tangan adalah proses pengelasan yang dilakukan di bawah tangan dan benda kerja terletak di atas bidang datar. Sudut ujung pembakar (brander) terletak diantara 60° dan kawat pengisi (filler rod) dimiringkan dengan sudut antara 30° - 40° dengan benda kerja. Kedudukan ujung pembakar ke sudut sambungan dengan jarak 2 – 3 mm agar terjadi panas maksimal pada sambungan. Pada sambungan sudut luar, nyala diarahkan ke tengah sambungan dan gerakannya adalah lurus. 2. Pengelasan mendatar (horisontal)
Pada posisi ini benda kerja berdiri tegak sedangkan pengelasan dilakukan dengan arah mendatar sehingga cairan las cenderung mengalir ke bawah, untuk itu ayunan brander sebaiknya sekecil
19
mungkin. Kedudukan brander terhadap benda kerja menyudut 70° dan miring kira-kira 10° di bawah garis mendatar, sedangkan kawat pengisi dimiringkan pada sudut 10° di atas garis mendatar 3. Pengelasan dengan arah ke kiri (maju) Cara pengelasan ini paling banyak digunakan dimana nyala api diarahkan ke kiri dengan membentuk sudut 60° dan kawat las 30° terhadap benda kerja sedangkan sudut melintangnya tegak lurus terhadap arah pengelasan. Cara ini banyak digunakan karena cara pengelasannya mudah dan tidak membutuhkan posisi yang sulit saat mengelas. 6. Alat Sambung A. Sambung Las Sambungan las merupakan tekni menyambung 2 kogam/baja dengan caa pemanasan,dengan atau tanpa logam pengisi.Sambungan terjadi pada saat logam keadaan plastis atau leleh.Disini sambungan yang digunakan yaitu dengan media kawat las. Ada beberapa jenis sambungan las yaitu a. Sambungan Sebidang Sambungan sebidang dipakai terutama untuk menyambung ujungujung plat datar dengan ketebalan yang sama atau hampir sarna. Keuntungan utama jenis sambungan ini ialah menghilangkan eksentrisitas yang timbul pada sambungan lewatan tunggal Bila digunakan bersama dengan las tumpul penetrasi sempurna (full penetration groove weld), sambungan sebidang menghasilkan ukuran sambungan minimum dan biasanya lebih estetis dari pada sambungan bersusun.
20
b. Sambungan Lewatan Sambungan lewatan pada Gambar 6.17 merupakan jenis yang paling umum. Sambungan ini mempunyai dua keuntungan utama:
Mudah disesuaikan. Potongan yang akan disambung tidak memerlukan
ketepatan
dalam pembuatannya bila dibanding dengan jenis sambungan lain. Potongan tersebut dapat digeser untuk mengakomodasi kesalahan kecil dalam pembuatan atau untuk penyesuaian panjang.
Mudah disambung. Tepi potongan yang akan disambung tidak memerlukan persiapan khusus dan biasanya dipotong dengan nyala (api) atau geseran. Sambungan lewatan menggunakan las sudut sehingga sesuai baik untuk pengelasan di bengkel maupun di lapangan. Potongan yang akan disambung dalam banyak hal hanya dijepit (diklem) tanpa menggunakan alat pemegang khusus. Kadang-kadang potongan potongan
diletakkan
ke
posisinya
dengan
beberapa
baut
pemasangan yang dapat ditinggalkan atau dibuka kembali setelah dilas.
Keuntungan lain sambungan lewatan adalah mudah digunakan untuk menyambung plat yang tebalnya berlainan.
21
c. Alat sambung tegak Jenis sambungan ini dipakai untuk membuat penampang bentukan (built-up) seperti profil T, profil 1, gelagar plat (plat girder), pengaku tumpuan atau penguat samping (bearing stiffener), penggantung, konsol (bracket). Umumnya potongan yang disambung membentuk sudut tegak lurus seperti pada Gambar 6.16(c). Jenis sambungan ini terutama bermanfaat dalam pembuatan penampang yang dibentuk dari plat datar yang disambung dengan las sudut maupun las tumpul. d. Sambungan Sudut Sambungan sudut dipakai terutama untuk membuat penampang berbentuk boks segi empat seperti yang digunakan untuk kolom dan balok yang memikul momen puntir yang besar. e. Sambungan Sisi Sambungan sisi umumnya tidak struktural tetapi paling sering dipakai untuk menjaga agar dua atau lebih plat tetap pada bidang tertentu atau untuk mempertahankan kesejajaran (alignment) awal.
B. Sambungan Paku Keling Paku keling (rivet) digunakan untuk sambungan tetap antara 2 plat atau lebih misalnya pada tangki dan boiler. Paku keling dalam ukuran yang kecil dapat digunakan untuk menyambung dua komponen yang tidak membutuhkan kekuatan yang besar, misalnya peralatan rumah tangga, furnitur, alat-alat elektronika, dll Sambungan dengan paku keling sangat kuat dan tidak dapat dilepas kembali dan jika dilepas maka akan terjadi kerusakn pada sambungan tersebut. Karena sifatnya yang permanen, maka sambungan paku keling harus dibuat sekuat mungkin untuk menghindari kerusakan atau patah. Bahan paku keling yang biasa digunakan antara lain adalah baja, brass, aluminium, dan tembaga tergantung jenis sambungan/ beban yang diterima oleh sambungan. Penggunaan umum bidang mesin : ductile (low carbor), steel, wrought iron. Penggunaan khusus : weight,
22
corrosion, or material constraints apply : copper (+alloys) aluminium (+alloys), monel, dll. Sambungan paku keling ini dibandingkan dengan sambungan las mempunyai keuntungan yaitu : 1.
Sambungan keling lebih sederhana dan murah untuk dibuat.
2.
Pemeriksaannya lebih mudah
3.
Sambungan keling dapat dibuka dengan memotong kepala
dari paku keling tersebut. Bila dilihat dari bentuk pembebanannya, sambungan paku keling ini dibedakan yaitu : 1.
Pembebanan tangensial.
2.
Pembebanan eksentrik.
C. Sambungan baut Baut adalah alat sambung dengan batang bulat dan berulir, salah satu ujungnya dibentuk kepala baut ( umumnya bentuk kepala segi enam ) dan ujung lainnya dipasang mur/pengunci. Dalam pemakaian di lapangan, baut dapat digunakan untuk membuat konstruksi sambungan tetap, sambungan bergerak, maupun sambungan sementara yang dapat dibongkar/dilepas kembali. Bentuk uliran batang baut untuk baja bangunan pada umumnya ulir segi tiga (ulir tajam) sesuai fungsinya yaitu sebagai baut pengikat. Sedangkan bentuk ulir segi empat (ulir tumpul) umumnya untuk baut-baut penggerak atau pemindah tenaga misalnya dongkrak atau alat-alat permesinan yang lain. 1. Baut Hitam Yaitu baut dari baja lunak ( St-34 ) banyak dipakai untuk konstruksi ringan / sedang misalnya bangunan gedung, diameter
lubang
dan
diameter
batang
baut
memiliki
kelonggaran 1 mm.
23
2. Baut Pass Yaitu baut dari baja mutu tinggi (>St-42 ) dipakai untuk konstruksi berat atau beban bertukar seperti jembatan jalan raya, diameter lubang dan diameter batang baut relatif pass yaitu kelonggaran < 0,1 mm. Ukuran Diameter Baut
Keuntungan Sambungan Baut 1. Lebih mudah dalam pemasangan/penyetelan konstruksi di lapangan. 2. Konstruksi sambungan dapat dibongkar-pasang. 3. Dapat dipakai untuk menyambung dengan jumlah tebal baja > 4d ( tidak seperti paku keling dibatasi maksimum 4d ).
24
4. Dengan menggunakan jenis Baut Pass maka dapat digunakan untuk konstruksi berat /jembatan. Ketiga alat sambung diatas masing masing memiliki keunggulan dan kekurangan masing masing namun disini (industri baja cv wintio) digunakan sesuai kebutuhan, dan bisa digunakan ketiga-tiganya. B. Proses Pembuatan Baja
1. Pemurnian Besi Prinsip dasar : Menghilangkan kandungan oksigen dalam bijih besi. a. Cara
tradisional
: blomery, pada
proses
ini
bijih
besi
dibakar
dengancharcoal, dimana banyak mengandung carbon sehingga terjadi pengikatan
oksigen,
pembakaran
tersebut
menghasilkan
karbondiokasida dan karbon monoksida yang terlepas ke udara, sehingga besi murni didapat dan dikeluarkan dari dapur,kekurangnya tidak semua besi dapat melebur sehingga terbentuk spoge, spoge berisi besi dan silica. b. Proses lebih modern adalah dengan blas furnace, blast furnace diisi oleh bijih besi, charcoal atau coke (coke adalah charcoal yang terbuat dari coal) dan limestone (CaCO3). Angin secara kencang dan kontinu ditiupkan dari bawah dapur. Hasil peluburan besi akan berada di bawah, cairan besi yang keluar ditampung dan disebut dengan pig iron.
25
2. Pembuatan Baja Dari Besi Kasar Besi kasar sebagai hasil dari dapur tinggi masih banyak mengandung unsurunsur yang tidak cocok untuk bahan konstruksi, misalnya zat arang (karbon) yang terlalu tinggi, fosfor, belerang, silisium dan sebagainya. Unsur-unsur ini harus serendah mungkin dengan berbagai cara. Untuk menurunkan kadar karbon dan unsur tambahan lainnya dari besi kasar digunakan dengan cara sebagai berikut 1) Proses Konvertor : a. Proses Bessemer untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang rendah. b. Proses Thomas untuk besi kasar dengan kadar fosfor yang tinggi. c. Proses Oksi, proses LD, Kaldo dan Oberhauser 2) Proses Martin (dapur Siemen Martin) a. Proses Martin asam untuk besi kasar dengan kadar fosfor rendah. b. Proses Martin basa untuk besi kasar dengan kadar fosfor tinggi. 3) Dapur Listrik untuk baja Campuran a. Dapur listrik busur nyala api. b. Dapur listrik induksi.
Proses Pembuatan
Konvertor adalah bejana yang berbentuk bulat lonjong terbuat dari pelat baja. Bagian dalam dilapisi dengan batu tahan api yang berfungsi untuk menyimpan panas yang hilang sekaligus menjaga supaya pelat baja tidak lekas aus. Bejana tersebut dapat diputar pada kedua porosnya. pada bagian bawah konvertor terdapat saluran-saluran yang berdiameter antara 15 - 20 mm sebanyak 120 - 150 buah. Melewati poros yang satu dialirkan udara yang bertekanan 1.5 - 2 atmosfer. Sedangkan pada poros yang lain dihubungkan dengan roda gigi untuk mengatur kedudukan konvertor.
26
Cara Kerja Konvertor
Proses pembuatan baja dapat diartikan sebagai proses yang bertujuan mengurangi kadar unsur C, Si, Mn, P dan S dari besi mentah dengan proses oksidasi peleburan. Konventer untuk proses “oksidasi berkapasitas antara 50-400 ton”. Besi kasar dari tanur yang dituangkan ke dalam konventer disemburkan oksigen dari atas melalui pipa sembur yang bertekanan kira-kira 12 atm. Reaksi yang terjadi : Penyemburan
Oksigen
berlangsung
antara
10-20
menit.
Penambahan waktu penyemburan akan mengakibatkan terbakarnya C, P, Mn dan Si. Konvertor dibuat dari plat baja dengan sambungan las atau paku keling. Bagian dalamnya dibuat dari batu tahan api. Konvertor disangga dengan alat penyangga yang dilengkapi dengan trunnion untuk mengatur posisi horizontal atau vertikal Konvertor. Pada bagian bawah konvertor terdapat lubang-lubang angin (tuyer)sebagai saluran udara penghembus (air blast). Batu tahan api yang digunakan untuk lapisan bagian dalam Konvertor dapat bersifat asam atau basa tergantung dari sifat baja yang diinginkan. Secara umum proses kerja konverter adalah : a.
Dipanaskan dengan kokas sampai suhu 15000C.
b.
Dimiringkan untuk memasukkan bahan baku baja (+1/8 dari volume konverter).
c.
Konverter ditegakkan kembali.
d.
Dihembuskan udara dengan tekanan 1,5 – 2 atm dengan kompresor.
e.
Setelah 20 – 25 menit konverter dijungkirkan untuk mengeluarkan hasilnya.
27
A. Proses Bassemer (asam)
Proses bessemer adalah suatu proses pembuatan baja yang dilakukan di dalam konvertor yang mempunyai lapisan batu tahan api dari kuarsa asam atau oksidasi asam , sehingga proses ini disebut “Proses Asam”. Besi kasar yang diolah dalam konv ertpr ni adalah besi kasar kelabuyang kaya akan unsur silikondan rendah fosfor (kandungan fosfor maksimal adalah 0,1%). Besi kasar yang mengandung fosfor rendah diambil karena unsur fosfortidak dapat di reduksi dari dalam besi kasar apabila tidak diikat dengan batu kapur. Disamping itu, fosfor dapat bereaksi dengan lapisan dapuryang terbuat dari kuarsa asam, reaksi dapat membahayakan atau menghabiskan lapisan konvertor. Oleh karena itu, sangat menguntungkan apabila besi kasar yang diolah dalam proses ini adalah besi kasar kelabu yang mengandung silikon sekitar 1,5% 2%. Dalam proses ini bahan baku dimasukkan dan dikeluarkan sewaktu konvertor dalam posisi horizontal ( kemiringannya sekitar 300). Sementara itu, udara diembuskan dalam posisi vertikal atau disebut juga kedudukan proses. Dalam konvertor, yang pertama terjadi adalah proses oksidasi
unsur
silikon
yang
menghasilkan
oksida
silikon.
Kemudian diikuti oleh proses oksidasi unsur fosfor dan mangan yang menghasilkan oksida fosfor dan oksida mangan, ditandai dengan adanya bunga api yang berwarna kehijau-h ijauan. Proses oksidasi yang terakhir adalah mengoksidasi karbon. Proses ini berlangsung disertai dengan suara gemuruh dan nyala api berwarna putih dengan panjang sekitar 2 meter, kemudian nyala api mengcil. Sebelum nyala api padam, ditambahkan besi kasar yang banyak mengandung mangan, kemudian baja cair dituangkan ke
28
dalam panci-panci tuangan dan dipadatkan dalam bentuk batang batang baja. B. Proses Thomas (basa)
Proses thomas adalah suatu proses pembuatan baja yang dilakukan di dalam konvertor yang bagian dalamnya dilapisi dengan batu tahan api dari bahan karbonat kalsium dan magnesium karbonat (CaCO +MgCO) yang disebut “dolomit”. Proses ini disebut juga proses basa karena lapisan konvertor terbuat dari dolomit dan hanya mengolah besi kasar putih yang kaya dengan fosfor (sekitar 1,7 – 2) dan mengandung unsur silikon rendah (sekitar 0,6 – 0,8). Proses ini makin baik hasilnya apabila besi kasar yang diolah mengandung unsur silikon yang sangat rendah. Dalam proses ini udara diembuskan ke cairan besi kasar di dalam konvertor melalui pipa saluran udara, sehingga terjadi proses oksaidasi di dalam cairan terhadap unsur-unsur campuran. Pertama kali unsur yang dioksidasi adalah silikon (Si), kemudian mangan (Mn), dan fosfor (P). oksidasi unsur fosfor terjadi cepat sekali, sekitar 3 – 5 menit dan proses oksidasi yang terakhir adalah unsur karbon yang disertai suara gemuruh dan nyala api yang tinggi. Apabila nyala api sudah mengecil dan kemudian dalam berarti proses oksidasi telah selesai. Proses oksidasi yang terjadi pada unsur-unsur di dalam besi kasar menghasilkan oksida yang akan dijadikan terak dengan jalan menambahkan batu kapur ke dalam konvertor. Selanjutnya terak cair dikeluarkan dari dalam konvertor, diikuti dengan penuangan baja cair ke dalam panci-panci tuangan kemudian dipadatkan menjadi batangan baja.
29
C. Proses Siemens Martin
Proses tungku terbuka disebut juga proses Siemens Martin, yang disesuakan dengan nama ahli penemu proses tersebut. Proses ini digunakan untuk menghasilkan baja yang mengandung karbon sedang dan rendah dengan cara proses asam atau basa, sesuai dengan sifat lapisan dapurnya. Proses ini berlangsung di dalam dapur tungku terbuka atau dapur Siemen Martin yang mempunyai kapasitas 150 – 300 ton, bahan bakarnya gas yang dihasilkan dengan pembakaran kokas di atas tungku atau bahan bakar minyak. Dapur ini menggunakan prinsip regenerator (hubungan balik) dan tungku pemanas dapat mencapai temperatur sekitar 900 – 1.200, tungku pemanas ini bisa mencapai temperatur tinggi apabila diperlukan, dan pada waktu yang sama menghemat bahan bakar. Dalam proses ini dapur diisi dengan
besi
kasar
dan
baja
bekas,
kemudian
dicairkan
sehingga beberapa unsur campuran terbentuk menjadi terak di atas pemukaan cairan besi, tambahkan bijih besi atau serbuk besi yang berguna untuk mereduksi karbon, maka lubang pengeluaran dapur dibuka dan dicairan dituangkan kedalam panci-panci tuangan. Baja cair meninggalkan dapur sebelum terak cair dan beberapa terak dapat dicegah meninggalkan dapur sampai seluruh baja cair dikeluarkan, kemungkinan terak itu tertuang ke dalam panci yang mengapung di atas baja cair sehingga perlu dikeluarkan dan dituangkan ke dalam panci yang berukuran kecil. Baja cair yang telah penuh di dalam panci dituangkan ke dalam cetakanmelalui bagian bawah cetakan, sehingga terak tetap di dalam panci dan terakhir dikeluarkan. Selain itu, dapat pula dipisahkan dengan cara menuangnya ke dalam cetakan yang lebih kecil.
30
Setiap melakukan proses pemurnian besi kasar dan bahan tambahan lainnya berlangsung selama 12 jam, kemudian diambil sejumlah baja cair sebagai contoh untuk dianalisis komposisinya. Sementara itu, terak yang dihasilkan dari proses basa digunakan sebagai pupuk bahan. D. Proses Basic Oxygen Furnace
Proses ini menempati 70% proses produksi baja di Amerika Serikat. Merupakan modifikasi dari proses Bessemer. Proses Bessemer menggunakan uap air panas ditiupkan pada besi kasar cair untuk membakar zat kotoran yang tersisa. Proses BOF memakai oksigen murni sebagai ganti uap air. Bejana BOF biasanya berdiameter dalam 5m mampu memproses 35 – 200 ton dalam satu pemanasan. Peleburan Baja Dengan BOF ini juga termasuk proses yang paling baru dalam industri pembuatan baja. Konstruksi tungku BOF relative sederhana, bagian luarnya dibuat dari pelat baja sedangkan dinding bagian dalamnya dibuat dari bata tahan api ( firebrick ). Proses tanur oksigen basa ( Basix Oxygen Furnace, BOF) menggunakan besi kasar cair (65 – 85%) yang dihasilkan oleh tanur tinggi sebagai bahan dasar utama dicampur dengan besi bekas (skrap baja) sebanyak (15 – 35%), batu kapur dan gas oksigen (kemurnian 99,5%). Panas ditimbulkan oleh reaksi dengan oksigen. Gagasan ini dicetuskan oleh Bessemer sekitar tahun 1800. Besi bekas sebanyak ± 30% dimasukkan kedalam bejana yang dilapisi batu tahan api basa. Logam panas dituangkan kedalam bejana tersebut. Suatu pipa aliran oksigen yang didinginkan dengan air dimasukkan kedalam bejana 1 sampai 3 m diatas permukaan logam cair. Gas oksigen akan mengikat karbon
31
dari besi kasar berangsur – angsur turun sampai mencapai tingkat baja yang dibuat. Proses oksidasi berlangsung terjadi panas yang tinggi sehingga dapat menaikkan temperatur logam cair sampai diatas 1650 C. Pada saat oksidasi berlangsung ke dalam tungku ditambahkan batu kapur. Batu kapur tersebut kemudian mencair dan bercampur dengan bahan – bahan impuritas (termasuk bahan – bahan yang teroksidasi) membentuk terak yang terapung diatas baja cair. Bila proses oksidasi selesai maka aliran oksigen dihentikan dan pipa pengalir oksigen diangkat / dikeluarkan dari tungku. Tungku BOF kemudian dimiringkan dan benda uji dari baja cair diambil untuk dilakukan analisa komposisi kimia. Bila komposisi kimia telah tercapai maka dilakukan penuangan (tapping). Penuangan tersebut dilakukan ketika temperature baja cair sekitar 1650 C. Penuangan dilakukan dengan memiringkan perlahan – lahan sehingga cairan baja akan tertuang masuk kedalam ladel. Di dalam ladel biasanya dilakukan skimming untuk membersihkan terak dari permukaan baja cair dan proses perlakuan logam cair (metal treatment). Metal treatment tersebut terdiri dari proses pengurangan impuritas dan penambahan elemen – elemen pemadu atau lainnya dengan maksud untuk memperbaiki kualitas baja cair sebelum dituang ke dalam cetakan. Jenis Baja yang dihasilkan oleh proses ini adalah Baja karbon & Baja paduan 0,1 % < c < 2,0 % Kelebihan proses BOF dibandingkan proses pembuatan baja lainnya : 1. Dari segi waktu peleburannya yang relatif singkat yaitu hanya berkisar sekitar 60 menit untuk setiap proses peleburan. 2. Tidak perlu tuyer dibagian bawah. 3. Phosphor
dan Sulfur dapat terusir dulu daripada
karbon.
32
4. Biaya operasi murah.
E. Proses Dapur Kopel
Mengolah besi kasar kelabu dan besi bekas menjadi baja atau besi tuang. Proses 1.
Pemanasan pendahuluan agar bebas dari uap cair.
2.
Bahan bakar(arang kayu dan kokas) dinyalakan selama ± 15 jam.
3.
kokas dan udara dihembuskan dengan kecepatan rendah hingga kokas mencapai 700 – 800 mm dari dasar tungku.
4.
besi kasar dan baja bekas kira-kira 10 – 15 % ton/jam dimasukkan.
5.
15 menit baja cair dikeluarkan dari lubang pengeluaran. Untuk membentuk terak dan menurunkan kadar P dan S
ditambahkan batu kapur (CaCO3) dan akan terurai menjadi: akan bereaksi dengan karbon: Gas CO yang dikeluarkan melalui cerobong, panasnya dapat dimanfaatkan untuk pembangkit mesin-mesin lain. F.
Proses Dapur Cawan
1. Proses kerja dapur cawan dimulai dengan memasukkan baja bekas dan besi kasar dalam cawan, 2. Kemudian dapur ditutup rapat. 3. Kemudian dimasukkan gas-gas panas yang memanaskan sekeliling cawan dan muatan dalam cawan akan mencair. 4. Baja cair tersebut siap dituang untuk dijadikan baja-baja istimewa dengan menambahkan unsur-unsur paduan yang diperlukan 5.
33
G. Proses Dapur Listrik
Baja yang berkualitas tinggi dihasilkan apabila dilakukan pengontrolan temperatur peleburan dan memperkecil unsur-unsur campuran di dalam baja yang dilakukan selama proses pemurnian. Proses pengolahan seperti ini dilakukan dengan menggunakan dapur listrik. Pada awal pemurnian baja menggunakan dapur tungku terbuka atau konvertor, selanjutnya dilakukan di dalam dapur listrik sehingga diperoleh baja yang berkualitas tinggi. Dapur listrik terdiri dari dua jenis, yaitu dapur listrik busur nyala dan dapur induksi frekuensi tinggi. 1)
Dapur listrik busur nyala Dapur ini mempunyai kapasitas 25 – 100 ton dan dilengkapi dengan tiga buah elektroda karbon yang dipasang pada bagian atas atau atap dapur, disetel secara otomatis untuk menghasilkan busur nyala yang secara langsung memanaskan dan mencairkan logam. Dapur ini dapat mengolah logam dengan proses asam atau basa dengan lapisan batu tahan apinya dan bahan yang dimasukkan ke dalam dapur (besi kasar), termasuk logam keras (baja atau besi) yang terlebih dahulu diketahui komposisinya. Apabila dilakukan proses basa maka terjadi oksidasi terak dari batu kapur atau bubuk kapur untuk mereduksi
unsur-unsur
campuran.
Selanjutnya
diperoleh
pemisahan terak (mengandung batu kapur) dari baja cair. Juga dapat ditambahkan dengan logam campur sebelum cairan dikeluarkan dari dalam dapur untuk mencegah oksidasi. 2)
Dapur induksi frekuensi tinggi Dapur ini terdiri dari kumparan yang dililiti kawat mengelilingi cawan batu tahan api, ketika tenaga yang
34
dialirkan dari listrik, akan menghasilkan arus listrik yang bersirkulasi di dalam logam yang menyebabkan terjadinya pencairan. Apabila bahan logam telah cair maka arus listrik membuat gerak mengaduk (berputar). Kapasitas dari dapur jenis ini adalah 350 kg – 6 ton pada umumnya dapur ini digunakan untuk meproduksi baja paduan yang khusus. H. Dapur Cupola ( Cupola Furnace)
Dapur Cupola (Cupola Funace) digunakan pada peleburan besi
tuang, dan
konstruksinya
diperlihatkan
seperti
gambar
dibawah ini. Ini menyerupai sebuah dapur sumber kecil tapi tidak bisa bekerja terus menerus. Pada umumnya digunakan untuk menghasilkan peleburan sehari-hari berdasarkan pada kapasitas dari
pabrik (foundry).
Kupola-kupola
biasanya
dioperasikan
sepasang, jadi pemeliharaannya bisa diatur untuk yang satu sedangkan yang lainnya tetap beroperasi, demikian seterusnya secara bergantian. Proses Kerja : 1.
Saat akan digunakan dapur upola di lakukan pemanasan terlebih dahulu agar dapur kering dan tidak mengandung uap air.Selain itu agar pembakaran arang kayu dan kokas berjalan sempurna.
2.
Dilakukan penambahan kokas dan udara dari blower.
3.
Setelah kokas terbakar habis kemudian dimasukan kepingan baja dan besi kasa.
4.
Beberapamenit baja/besi cair dikeluarkan dari lubang pengeluaran cairan baja yang ditampung panci penampung.
5.
Untuk pembentukan terak dalam dapur ditambahkan CaCO3 pada pemasukan pertama terjadi penguraian seperti berikut CaCO3
CaO + CO2 dan gas CO2 yang
dihasilkan akan bereaksi dengan kokas sbb : CO2 + C
-
35
41.09 kkal, gas CO2 yang dihasilkan dikeluarkan melalui cerobong sebagai gas asap dengan temperatur sekitar 300C dan dapat dimanfaatkan untuk tenaga mesin yang lain. 6.
Setelah terjadi reaksi silica dengan batu kapur kemudian dimasukan besi kasar dan kokas baru.Apabila kokas baru tersebut sudah mulai terbakar,dimasukan udara melalui blower yang menimbulkan reaksi antara zat arang dengan oxygen sbb: C + O2
7.
CO2 +94,22 kcal/mol
Setelah proses dalam dapur ,maka terak diatas cairan dari dalam dapur dan kemudian dikeluarkan baja cair yang ditampung panci panci untuk dibawa ke tempat penuangan besi atau baja.
C. Sifat Material Baja
Material baja unggul jika ditinjau dari segi kekuatan, kekakuan dan daktilitasnya.
Jadi
tidak mengherankan
jika
di
setiap
proyek-proyek
konstruksi bangunan (jembatan atau gedung) maka baja selalu ditemukan, meskipun tentu saja volumenya tidak harus mendominasi.Tinjauan dari segi kekuatan, kekakuan dan daktilitas sangat cocok dipakai mengevaluasi struktur yang diberi pembebanan. Tetapi perlu diingat bahwa selain kondisi tadi akan ada pengaruhlingkungan yang mempengaruhi kelangsungan hidup struktur bangunannya. Jadi pada suatukondisi tertentu, suatu bangunan bahkan dapat mengalami kerusakan meskipun tanpa diberikan beban sekalipun (belum berfungsi). Jadi ketahanan bahan material konstruksi terhadaplingkungan sekitarnya adalah penting untuk diketahui agar dapat diantisipasi baik.Kelebihan material baja dibandingkan material beton atau kayu adalah karena buatan pabrik,yang tentunya mempunyai kontrol mutu yang baik. Oleh karena itu dapat dipahami bahwakualitas material baja yang dihasilkannya relatif homogen dan konsisten dibanding material lain, yang berarti juga lebih dapat diandalkan mutunya. Di sisi lain karena merupakan hasil produk industri, maka agar prosesnya menguntungkan harusdiusahakan mencapai kondisi optimum.
36
Untuk itu diperlukan suatu kuantitas tertentu yangterkesan relatif monoton serta
tidak
mudah
dibuat
variasinya.
Itulah
pentingnya
dibuat
standarisasi bentuk profil. Dari tabel profil baja yang ada terlihat banyak sekali profil yang tersedia, tetapi dalam kenyataannya jika peminatnya relatif sedikit maka profil yang jarangdipakai tentunya tidak diproduksi banyak. Jadi akhirnya tidak semua profil pada tabel dapatdipilih. Hanya profil-profil tertentu yang memang umum (banyak) digunakan. Hal ini perludiketahui insinyur perencana konstruksi baja, jangan hanya berpedoman teoritis hitungan, karenakalau sampai mengubah profil rencana dengan profil tersedia, kemungkinan berubah pula detailsambungan yang dibuat. Jika ini tidak dipikirkan waktu dapat terbuang sia-sia.
Cara memasak baja ada dua cara yaitu : 1. Di gunakan Batu bara 2. Menggunakan listrik(yang di gunakan sekarang) Yang
akan
di
bahas
pada
kesempatan
kali
ini
adalah
pemasakan/pengolahan baja dengan menggunakan listrik.
37
Proses pengolahan Besi-Baja 1. Fe2O merupakan (besi yang berasal dari alam) serta campuran dari besi-besi tua/besi bekas dimasukkan dalam sebuah mesin yang disebut REAKTOR. 2. Pada reactor 92-94% merupakan air spons kemudian Semen dan katalis nikel yang mana gas sisa buangan dari alat ini adalah CO2 3. DAPUR LISTRIK ini merupakan suatu wadah yang mirip seperti gentong besar
dengan suhu 1650ºC yang di gunakan untuk
peleburan dengan penambahan
kapur(CaO) selama 2 jam
4. Ember/leder (baja cair) ini merupakan mesin tuang yang mana nantinya baja akan di olah lagi sesuai dengan kebutuhan. SLAB menggunakan mesin roll yang akan menghasilkan plat dan coil dengan tebal 20cm dan panjang 6-12 m B.Billet menggunakan mesin roll yang mengasilkan beberapa jenis produk seperti batang kawat. Produk baja Yang di hasilkan : 1. baja karbon rendah 2. baja karbon medium 3. baja karbon tinggi Besi merupakan campuran dari Fe dan karbon dengan C > 2% (keras,tidak dapat di tempa) Baja merupakan campuran dari Fe dan C dengan C < 2% (lebih lentur dan dapat di timpa) Berikut penjelasan spesifik tentang baja karbon : 1. Baja karbon rendah Kandungan karbon : 0,10% - 0,25%. Karena kadar karbon yang sangat rendah maka baja ini lunak dan tentu saja tidak dapat dikeraskan, dapat ditempa, dituang, mudah dilas dan dapat dikeraskan permukaannya (case hardening).
38
Baja dengan prosentase karbon dibawah 0,15% memiliki sifat mach ability yang rendah dan biasanya digunakan untuk konstruksi jembatan, bangunan, dan lainnya. 2. Baja karbon medium Kandungan karbon : 0,55% - 0,70%. Baja jenis ini dapat dikeraskan dan ditempering, dapat dilas dan mudah dikerjakan pada mesin dengan baik. Penggunaan baja karbon menengah ini biasanya digunakan untuk poros/ as, engkol dan sparepart lainnya. 3. Baja karbon tinggi Kandungan karbon 0,55% - 0,70% Karena kadar karbon yang tinggi maka baja ini lebih mudah dan cepat dikeraskan daripada yang lainnya dan memiliki kekerasan yang baik, tetapi susah dibentuk pada mesin dan sangat susah untuk dilas. Penggunaan baja ini untuk pegas/ per, dan alat-alat pertanian.
39
BAB IV PENUTUP
Dari kunjungan kerja yang kelompok kami lakukan terhadap CV Wintio Mandiri ada beberapa halyang dapat kami simpulkan seperti kelengkapan peralatan yang dimiiki CV Wintio Mandiri cukup lengkap seperti Mesin utama berupa mesin las, diesel kemudian mesin pendukung berupa mesin pemotong (gerinda) yang terdiri dari beberapa ukuran besar dan kecil sesuai skala pemotongan yang dibutuhkan, dan bahan las seperti batang las, kawat peralatan dan kelengkapan las beserta alat sambung baja yang sering digunakan berupa paku keling, baut maupun sabungan las. Sementara untuk pembuatan baja sendiri dengan menggunakan sistem konverter, dimana sistem ini memiliki beberapa proses bertahap yaitu Proses Bassemer (asam), Proses Thomas (basa), Proses Siemens Martin, Proses Basic Oxygen Furnace, Proses Dapur Kopel, Proses Dapur Cawan, Proses Dapur Listrik, dan Proses Dapur Cupola (Cupola Furnace).
40
LAMPIRAN
41
