2.     Uraian Materi

Silahkan mengamati gambar sambungan plat baja dibawah ini atau jenis sambungan yang ada disekitar anda. Selanjutnya sebutkan dan jelaskan bagaimana jenis dan fungsi sambungan yang digunakan pada konstruksi tersebut dari hasil pengamatan.

Apabila anda mengalami kesulitan didalam mendeskripsikan / menjelaskan mengenai jenis sambungan pada gambar tersebut atau obyek yang lain, silahkan berdiskusi/bertanya kepada sesma teman atau guru yang sedang membimbing anda. Kumpulkan data-data atau jawaban secara individu atau kelompok terkait jenis sambungan yang ada atau anda dapatkan melalui dokumen, buku sumber atau media yang lainnya. Selanjutnya jelaskan bagaimana konstruksi jenis sambungan tersebut menyatukan batang kerangkan. Apabila anda telah melakukan pendeskripsian,

selanjutnya jelaskan bagaimana cara menghitung kekuatan sambungan tersebut.. Presentasikan hasil pengumpulan data–data anda, terkait dengan jenis dan fungsi sambungan yang telah anda temukan dan jelaskan aplikasinya dalam dunia keteknikan

a.     Fungsi Sambungan Kelingan

Sambungan kelingan banyak digunakan pada produk atau benda benda kerja dari bahan pelat atau bahan profil , Sambungan kelingan tersebut berfungsi untuk menyambung bagian pelat satu dengan pelat lainnya atau menyambung bagian plat dengan profil dengan menggunakan paku keling sebagai bahan penyambungnya . Plat disatukan satu sama lain dengan cara ditumpangkan , kemudian dibor selanjutnya dipasang paku keling dan dikelingkan sehingga plat satu dengan plat lainnya menyambung .

b.     Macam Macam Sambungan Kelingan Macam macam sambungan kelingan dapat di tinjau dari kekuatan sambungan dsn bentuk sambungannya .

1)     Macam macam kekuatan sambungan kelingan Ditinjau dari kekuatan sambungannya sambungan kelingan terdiri atas :

o Sambungan ringan

o Sambungan kuat

o Sambungan rapat

o Sambungan kuat dan rapat

a)     Sambungan ringan 

Sambungan ringan yaitu sambungan yang berfungsi untuk menyambung dua bagian dari suatu produk dengan sambungan yang tidak mempunyai beban yang besar misalnya sambungan kelingan pada perabotan-rumah dan semacamnya. 

b.     Sambungan kuat 

Sambungan kuat yaitu sambungan pada pekerjaan pelat yang mendapatkan beban sehingga memerlukan kekuatan tertentu seperti pada sambungan pelat pada bodi kendaraan , sambungan pada konstruksi jembatan atau konstruksi baja lainnya.

c.      Sambungan Rapat 

Sambungan rapat yaitu sambungan yang memerlukan kerapatan dan tidak bocor, misalnya sambungan pelat pada bak air terbuka atau tangki air berukuran kecil.

d.     Sambungan kuat dan rapat 

Sambungan kuat rapat yaitu sambungan kelingan selain memerlukan kekuatan juga memerlukan kerapatan, sambungan kuat rapat tersebut biasanya digunakan pada sambungan pelat ketel atau sambungan pada pelat tabung gas yang bertekanan tinggi.

2)     Macam macam bentuk sambungan kelingan 

Ditinjau dari posisi pelat yang disambung dan bahan penyambung , macam macam bentuk sambungan kelingan terdiri atas : 

o Sambungan berimpit 

o Sambungan bilah tunggal 

o Sambungan bilah ganda 

o Sambungan rowe. 

a.     Sambungan berimpit 

Untuk menyambung dua buah pelat dapat dilakukan dengan cara ditumpangkan , yaitu ujung pelat satu dengan ujung pelat lainnya berimpit satu sama lainnya kemudian dibor , dipasang paku keling dan dibentuk kepala paku sehingga membentuk sambungan kelingan , sambungan tersebut disebut dengan sambungan berimpit. lihat gambar berikut :

Pada sambungan berimpit dapat dilakukan dengan cara memasang satu baris paku keling dan disebut dengan sambungan berimpit dikeling tunggal , dipasang dua baris paku keling yang disebut dengan sambungan berimpit dikeling ganda dan tiga baris paku keling yang disebut dengan sambungan berimpit yang dikeling triple , lihat gambar berikut :

b.     Sambungan bilah tunggal 

Jika ujung ujung pelat disambung dengan menggunakan sebuah pelat lain yang berbentuk bilah maka sambungan kelingan tersebut disebut dengan sambungan bilah. Ditinjau dari jumlah bilah yang digunakan untuk menyambungnya, sambungan bilah terdiri atas: sambungan bilah tunggal dan sambungan bilah ganda. Sambungan bilah tunggal yaitu sambungan kelingan yang menggunakan satu buah bilah yang dipasang pada satu sisi atas pelat, sambungan bilah tunggal dapat dilaksanakan dengan memasang satu baris paku keling, dua baris atau tiga baris paku keling, lihat gambar berikut.

c.      Sambungan Bilah Ganda 

Jika sambungan ujung ujung pelat disambung dengan menggunakan dua buah pelat lain yang berbentuk bilah dan dipasang pada bagian atas dan bagiannom bawahnya disambung dengan paku keling, sambungan kelingan tersebut disebut dengan sambungan kelingan bilah ganda. Lihat gambar berikut!

d.     Sambungan rowe 

Sambungan rowe adalah sambungan kelingan semacam sambungan kombinasi antara sambungan bilah tunggal dengan sambungan bilah ganda, dengan ukuran bilah bawah lebih lebar dari bilah atas . Sambungan rowe tersebut terdiri atas : o Sambungan rowe dikeling dua baris ( kampuh ganda) o Sambungan rowe tiga baris (kampuh triple) . Kedua macam sambugan rowe tersebut dapat dilihat pada gambar berikut.

e.     Cara Mengeling 

Kedua pelat yang akan disambung dibor terlebih dahulu , kemudian dipasang paku keling pada lubang bor , kemudian kepala paku dibentuk dengan cara dipalu , sehingga paku keling tidak lepas dari pelatnya . Untuk membentuk kepala paku keling dapat dilakukan dengan menggunakan palu secara langsung yaitu dipukul sampai mengembang dan membentuk kepala paku keling atau dapat juga dengan menggunakan peralatan pembentuk kepala paku keling secara khusus. Dalam hal ini paku kelingnya tidak dipukul langsung melainkan alat pembentuknya saja yang dipukul dengan palu sehingga bentuk kepala paku keling lebih baik dibandingkan dengan bentuk kepala paku keling hasil pukulan palu secara langsung .

Mengeling dengan mesin press 

Langkah langkah atau proses mengeling dengan mesin pres adalah sebagai berikut: 

• Persiapkan plat yang akan disambung dan dibor dengan ukuran mata bor d=d’+(0,1s/d0,2) mm , d’ adalah ukuran diameter paku keling.

• Pasang paku keeling , dengan sisa panjangnya mempunyai ukuran (1,5 s/d 1,7)d’.

• Tempatkan pelat yang akan disambung dengan posisi paku keling berada pada matres bawah.

• Tekan dengan penekan (2) , supaya plat atas dan plat bawah betul betul rapat.

• Tekan matres atas dengan gaya F yang cukup untuk membentuk kepala paku keeling .

Pembentukan kepala paku keling dapat dilakukan dengan cara panas, yaitu dengan cara membakar ujung paku keling sampai membara kemudian dipres. Pembentukan kepala paku keling dapat pula dilakukan dengan cara dingin . 

Mengeling dengan paku keling berujung ledak 

Cara menggunakan paku keling yang mempunyai ujung peledak yaitu dengan memanaskan kepala paku keeling yang telah terpasang pada sambungannnya . Panas akan merambat dan meledakan bahan peledak yang ada pada ujung paku keling, sehingga ujung paku keling melebar seperti terlihat pada gambar berikut;

d.     Macam Macam Paku Keling 

Dilihat dari bentuk kepalanya macam macam paku keling dapat dijelaskan dengan gambar berikut:

e.     Tang Keling 

1. Fungsi tang keling 

Untuk sambungan ringan yaitu sambungan yang tidak mempunyai beban dan tidak memerlukan kekuatan yang tinggi, sambungan kelingan dapat dilakukan dengan menggunakan alat pengeling khusus yang berupa tang dan selanjutnya disebut dengan tang keling. Tang keling disebut juga dengan riveter yaitu suatu perkakas tangan yang berfungsi untuk mengeling pelat pelat tipis yang tidak memerlukan kekuatan tinggi. Bentuk tang keling dapat dilihat pada gambar berikut!

2. Ukuran dan bentuk paku Paku keling tersedia dipasaran dengan ukuran diameter d = 2,4 mm , 3,2 mm, 4,0 mm dan 4,8 mm atau dalam satuan inchi yaitu d = 3/32” , 1/8”, 5/32” dan 3/16 “ . Bentuk paku keling untuk tang keling tersebut dapat dilihat pada gambar berikut !

Keterangan gambar 

Ød = diameter paku keling tarik 

(1) = paku keling tarik 

(2) = Paku keling tekan 

(3) = Paku keling terpasang 

(4) = Penampang paku keling 

(5) = Sambungan / pelat 

(6) = Sisa paku keling yang putus 

(7) = Bentuk paku keling setelah ditarik 

(8) = Paku keling mengembang pada bagian bawah dan tengahnya. 

Proses penggunaan tang keling yaitu sebagai berikut : 

• Bagian yang akan dikeling dibor terlebih dahulu dengan ukuran bor [d+(0,1s/d0,2)mm] !. 

• Masukan paku keling pada lubang yang baru dibor ! 

• Masukan ujung paku pada lubang soket tang keling

• Tekan handel tang sampai paku keling mengembang pada lubang dan putus !

• Dengan mengembangnya paku keling dan putusnya paku keling tarik maka tersambunglah pelat tersebut .

• Keluarkan sisa paku yang berada di dalam tang untuk pengelingan berikutnya !

f.      Perhitungan Sambungan Kelingan 

Tujuan dari perhitungan sambungan kelingan ialah untuk mengetahui dan menentukan ukuran paku keling supaya sambungan paku keling aman terhadap beban tertentu atau untuk memeriksa besarnya beban yang diizinkan pada sambungan kelingan itu sendiri. Perhitungan sederhana untuk sambungan kelingan yang mendapatkan beban sentris dapat dilaksanakan pada kekuatan geser pada paku keling yaitu dengan persamaan: 

τg=

F

A

�� ………… [N/mm2]

Jika sambungan kelingan berimpit dengan kampuh tunggal mendapatkan beban sentris F [N] , paku keling yang terpasang berjumlah n [buah] dengan ukuran d [mm] , maka tegangan geser yang terjadi adalah:

Contoh 2.1: 

Suatu konstruksi sambungan kelingan seperti terlihat pada gambar dibawah, diketahui : 

Diameter paku keling d = 20 [mm] 

 Gaya F = 4000 N

Hitung tegangan geser yang terjadi pada paku keling. 

Jawaban : 

τg=

F

A

��

Luas paku keling yang tergeser terdapat di dua tempat yaitu : 

A = 2 x 

π

�/4 d2

A = 2 x 0,785 x 202  

A = 628 [mm2] 

Jadi : 

τg = 

4000

628

4000628= 6,4 [N/mm2]

3.     Tugas

D. Sambungan Las

1.     Tujuan Pembelajaran 

Setelah mempelajari materi ini, dengan melalui mengamati, menanya, pengumpulan data, mengasosiasi dan mengkomunikasikan, mahasiswa  dapat:

a. Menjelaskan macam macam sambungan las

b. Menjelaskan keuntungan dan kerugian sambungan las

c. Menghitung kekuatan sambungan las

2.     Uraian Materi

Silahkan mengamati gambar sambungan konstruksi baja berikut atau amati sambungan pada suatu konstruksi disekitar anda. Selanjutnya sebutkan dan jelaskan bagaimana konstruksi tersebut disusun/disambung dari hasil pengamatan.

Apabila anda mengalami kesulitan didalam mendeskripsikan / menjelaskan mengenai jenis sambungan pada konstruksi baja atau obyek yang lain, silahkan berdiskusi/bertanya kepada sesma teman atau guru yang sedang membimbing anda. Kumpulkan data-data atau jawaban secara individu atau kelompok terkait jenis sambungan yang ada atau anda dapatkan melalui dokumen, buku sumber atau media yang lainnya. Selanjutnya jelaskan bagaiman konstruksi jembatan itu disusun oleh kerangka-kerangka melalui suatu jenis sambungan. Apabila anda telah melakukan pendeskripsian, selanjutnya jelaskan bagaimana cara menghitung kekuatan sambungan tersebut..

a.      Fungsi Sambungan Las 

Sambungan las berfungsi untuk menyambung dua logam dengan cara memanaskan kedua ujung logam sampai melebur hingga ujung yang satu dengan ujung lainnya menyambung. Untuk menyambung kedua ujung logam tersebut dapat ditambah logam lain atau tanpa menambah logam lainnya . Untuk memanaskan logam yang akan dilas dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut : 

• Menyemprotkan api gas , misalnya gas karbit /asetiline , gas elpiji , dan gas gas lainnya.

• Dengan busur api listrik.

• Dengan tahanan listrik , misalnya pada las titik atau las rol. 

b.     Macam Macam Sambungan Las 

Untuk mendapatkan sambungan las yang baik, perlu adanya persiapan persiapan pada bagian sisi yang akan dilas dengan bentuk bentuk tertentu. Pembentukan sisi las tersebut dapat dilaksanakan dengan cara digerinda, dikikir , dipahat , atau dibentuk dengan las potong, sehingga bentuk sambungan tersebut dapat memenuhi standar las yang diinginkan . Dilihat dari bentuk /konstruksi bagian yang akan dilas, sambungan las terdiri atas:

• Las tumpul 

• Las tumpang 

• Las sudut 

• Las T 

1)     Las tumpul 

Las tumpul yaitu menyambung dua ujung logam pada kedua tepinya dengan proses las. Macam-macam sambungna las tumpul bisa dilihat pada tabel 3.1 berikut:

2)     Las Tumpang 

Las tumpang disebut juga las berimpit, yaitu menyambung kedua ujung logam dengan cara ditumpangkan satu sama lainnya kemudian dilas pada sisi-nya .Lihat gambar berikut

Macam macam sambungan las tumpang dapat dilaksanakan sebagai berikut:

• Sambungan las sisi muka (a)

• Sambungan las sisi kiri-kanan (b)

• Sambungan las sisi penuh (c)

• Sambungan las tumpang dengan las alur (d) 

• Sambungan las tumpang dengan las lubang bulat (kunci) (e) 

• Las tumpang dengan las alur panjang (f)

3)     Sambungan las T 

Sambungan las T terdiri atas:

• Las T sisi tumpul satu sisi.

• Las T sisi tumpul dua sisi (ganda)

4)     Las sudut 

Las sudut terdiri atas :

• Las sudut luar 

• Las sudut dalam

c.      Penunjukan Simbol Las 

Penunjukan simbol las dapat dijelaskan dengan gambar berikut .

Keterangan gambar: 

1) anak panah menunjukan ke garis atau bagian las 

2) garis penunjuk 

3) tanda pengerjaan dilas di sekelilingnya 

4) garis tanda 

5) ukuran celah akar 

6) jari-jari akar 

7) sudut alur 

8) kontur datar 

9) pengerjaaan akhir atau digerindadalam alur. 

d.     Standar Elektroda Las 

Elektroda las berselaput yang dipakai pada las busur listrik mempunyai perbedaan komposisi selaput maupun kawat inti. Pelapisan fluksi pada kawat inti dapat dengan cara destruksi, semprot atau celup. Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 mm sampai 7 mm dengan panjang antar 350 sampai 450 mm. jenis-jenis selaput fluksi pada elektroda misalnya selulosa,kalsium karbonat (CaCO3),titanium dioksida (rutil),kaolin,kalium oksida mangan,oksidasi besi,serbuk besi,besi silicon,besi mangan dan sebagainya dengan presentase yang berbeda-beda,untuk tiap jenis elektroda. 

Tebal selaput elektroda berkisar antara 10% sampai 50% dari diameter elektroda tergantung dari jenis selaput.pada waktu pengelasan ,selaput elektroda ini akan turut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las,busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Udara luar yang menggandung O2 dan N akan dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam las.cairan selaput yag disebut terak akan terapung dan membeku melapisi pemukaan las yang masih panas.

Standar elektroda baja lunak dan baja paduan rendah untuk las busur llistrik menurut klasifikasi AWS ( American Welding Society) dinyatakan dengan tanda Exxxx yang artinya sebagai berikut: E menyatakan elektroda xx (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan lb/in 2 , lihat tabel berikut .

X (angka ketiga) menyatakan posisi pengelasan.

• Angka 1 untuk pengelasan segala posisi 

• Angka 2 untuk pengelasan posisi datar dan bawah tangan

X (angka keempat) menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk poengelasan, lihat table berikut

e.      Faktor Kekuatan Sambungan 

Banyak factor yang menentukan kekuatan sambungan las , antara lain sebagai berikut :

• Faktor pelaksana yaitu keahlian dari operator las itu sendiri.

• Pelaksanaan waktu mengelas , misalnya keadaan terak sebelum mengelas berikutnya harus betul betul bersih dari permukaan las, sehingga logam tambahan dari electrode dapat bercampur secara homogen dengan harapan pada sambungan las tidak terdapat ronggarongga , dan mempunyai sambungan yang solid dan merata.

• Zat asam dari udara mempunyai pengaruh , oleh kerena itu : kualitas electrode dan lapisannnya merupakan penentu dari kekuatan sambungan las itu sendiri.

• Persiapan mengelas : dalam hal ini bentuk bentuk sambungan las.

• Evaluasi las : Hasil lasan harus diperiksa , misalnya pengelasan untuk pipa pipa bertekanan , pipa pipa bawah air laut , atau sambungan yang digunakan pada alat alat angkat , harus diperiksa dengan sinar rontgen yaitu sinar X atau sinar gamma , atau digunakan magnit untuk menentukan bagian bagian mana saja yang tidak tersambung , keropos atau berongga. 

Syarat syarat lainnya yaitu untuk menentukan kekuatan sambungan las yang mendapatkan beban dengan syarat sebagai berikut :

• Beban pada sambungan dianggap merata.

• Tegangan pada sambungan diperhitungkan pada penampang las yang terkecil.

• Logam tambahan pada sambungan las dari electrode mempunyai kekuatan yang sama/homogen.

• Untuk menghitung kekuatan las , digunakan rumus rumus berdasarkan mekanika dan rumus rumus empiris berdasarkan pengalaman.

f.      Perhitungan Sambungan Las 

Kekuatan sambungan las dapat diperiksa atau dihitung kekuatannya berdasarkan atas :

• Kekuatan tarik

• Kekuatan geser

Untuk menentukan kekuatan sambungan las terhadap kekuatan tarik yaitu dengan cara menghitung sambungan las terhadap tegangan tarik yang terjadi, Tegangan tarik pada sambungan las yaitu gaya tarik tiap satuan luas penampang las . Jika gaya tarik pada sambungan las F [N] dan luas penampangnya adalah A [mm 2 ] maka tegangan tarik pada sambungan las tersebut adalah :

σt=

F

A

�� ………… [N/mm2]

1)     Tegangan tarik pad alas tumpul

Jika ukuran panjang las-tumpul L [mm] dan tebal pelat s [mm] , maka luas penampangnya adalah : 

A = L X s ………[mm 2 ]

2)     Tegangan tarik pada las tumpang 

Jika pelat yang dilas mempunyai ukuran tebal s [mm] dan panjang las L [mm] disambung dengan las tumpang , kemudian sambungan tersebut mendapatkan beban tarik , maka besarnya tegangan tarik yang terjadi pada las tumpang adalah sebagai berikut : 

Keterangan : 

3).    Tegangan geser pada las-sisi 

Jika suatu pelat disambung dengan las tumpang dua sisi dan kedua pelat tersebut mendapatkan gaya tarik yang menyebabkan tegangan geser pada kedua sambungan lasnya . Besarnya tegangan geser pada sambungan las sisi tersebut adalah : 

Keterangan :

Keterangan gambar 3.10: 

τg = Tegangan geser dalam satuan N/mm 2. 

F = Beban pada sambungan [N] 

S = Tebal plat atau bilah dalam satuan mm 

L = Panjang lasan [mm]

4)    Pengelasan pada poros yang mendapat beban puntir

Tegangan geser pada lasan 

Gaya F merupakan gaya keliling yang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: 

Keterangan : 

τg = Tegangan geser dalam satuan N/mm . 

d = Diameter poros dalam satuan mm 

h = Tinggi lasan [mm] 

F = Gaya keliling dalam satuan [N] 

Contoh 3.1: 

Suatu elektroda mempunyai tanda E6013, apa arti dari tanda tersebut ? Atinya : 

• Huruf E = Elektroda

• Angka 60 = 60 X 1000 yaitu kekuatan tarik minimum dari deposit las adalah 60000 lb/in2 atau 42 kg/mm 2

• Angka 1 simbul posisi pengelasan dapat dilihat dari tael yaitu untuk elektroda yang dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi 

• Angka 3, lihat tabel yaitu jenis selaput elektroda Rutil-Kalium dan pengelasan dengan arus AC atau DC + atau DC- , untuk jelasnya lihat gambar berikut.

3.    Tugas