PENGELASAN

DASAR-DASAR PENGELASAN
Bab ini menjelaskan mengenai proses-proses pengelasan yang banyak dipakai oleh berbagai
perusahaan, beserta keunggulan, kelemahan, dan masing-masing aplikasinya. Kemudian
dijelaskan juga mengenai disain sambungan dan jenis-jenis sambungan. Komposisi logam las
juga diterangkan, termasuk cara penyimpanan dan penanganan kawat las. Bab ini juga
menjelaskan mengenai preheat, alasan melakukan preheat dan metode yang dipergunakan.
Ada penjelasan khusus mengenai tujuan melakukan postweld heat treatment, pemotongan
dengan oxyfuel gas serta pemotongan dengan mempergunakan busur logam.
1.1.0. PROSES-PROSES PENGELASAN
Las busur adalah suatu proses pengelasan dimana panas dihasilkan oleh busur listrik diantara
elektroda dengan benda kerja. Pada pengelasan dengan arus DC, benda kerja dihubungkan
dengan kutub negatif dan elektroda dengan kutub positif, sedangkan pada pengelasan dengan
polaritas lurus, benda kerja dihubungkan dengan kutub positif dan elektroda dengan kutub
negatif. Proses-proses pengelasan yang dibicarakan disini adalah:
1. Shielded metal arc welding (SMAW).
2. Gas tungsten arc welding (GTAW).
3. Gas metal arc welding (GMAW).
4. Flux cored arc welding (FCAW).
5. Submerged arc welding (SAW).
6. Electroslag welding (ESW) dan electrogas welding (EGW).
7. Stud welding (SW).
8. Oxyfuel gas welding (OFW), braze welding dan brazing.
9. Cadwelding.
1.1.1. Shielded Metal Arc Welding
SMAW adalah proses las busur manual dimana panas pengelasan dihasilkan oleh busur listrik
antara elektroda terumpan berpelindung flux dengan benda kerja. Gambar 100-1
memperlihatkan bentuk rangkaian pengelasan SMAW.
Gambar 100-1. Bentuk Rangkaian Pengelasan SMAW
Bagian ujung elektroda, busur, cairan logam las dan daerah-daerah yang berdekatan dengan
benda kerja, dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh gas pelindung yang terbentuk dari hasil
pembakaran lapisan pembungkus elektroda. Perlindungan tambahan untuk cairan logam las
diberikan oleh cairan flux atau slag yang terbentuk. Filler metal atau logam tambahan
disuplai oleh inti kawat elektroda terumpan, atau pada elektroda-elektroda tertentu juga
berasal dari serbuk besi yang dicampur dengan lapisan pembungkus elektroda. Gambar 100-2

memperlihatkan prinsip dasar proses SMAW.
Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW
Keuntungan
SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana
dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini
mempunyai aplikasi luas mulai dari refinery piping hingga pipelines, dan bahkan untuk
pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa
dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda.
Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las
dengan cara membengkokkan elektroda.
Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous,
termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron,
dan beberapa paduan tembaga.
Kelemahan
Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna tinggi, proses ini mempunyai
beberapa karakteristik dimana laju pengisiannya lebih rendah dibandingkan proses
pengelasan semi-otomatis atau otomatis. Panjang elektroda tetap dan pengelasan mesti
dihentikan setelah sebatang elektroda terbakar habis. Puntung elektroda yang tersisa
terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti–ganti elektroda. Slag atau terak yang
terbentuk harus dihilangkan dari lapisan las sebelum lapisan berikutnya didepositkan.
Langkah-langkah ini mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 %.
Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai
pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang
oleh slag pelindung dan asap yang menutupi endapan logam. Dibutuhkan juru las yang sangat
terampil untuk dapat menghasilkan pengelasan berkualitas radiography apabila mengelas
pipa atau plat hanya dari arah satu sisi.
1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding
Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam
perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja.
GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri
ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa
dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah
yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal
ditambahkan ke dalam daerah las dengan cara mengumpankan sebatang kawat polos. Teknik
pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi busur dan
kawah las GTAW dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh selimut inert gas, biasanya argon,
helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan daerah-daerah
disekitar elektroda tungsten. Hasil pengelasan dengan proses GTAW mempunyai permukaan
halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah.
Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW

Jenis lain proses GTAW adalah pulsed GTAW, dengan menggunakan sumber listrik yang
membuat arus pengelasan pulsasi. Hal ini membuat arus rata-rata menjadi lebih tinggi untuk
mendapatkan penetrasi dan kontrol kawah las yang lebih baik, terutama untuk pengelasan
root pass. Pulsed GTAW terutama bermanfaat untuk pengelasan pipa posisi-posisi sulit pada
stainless steel dan non ferrous material seperti paduan nikel.
GTAW sudah diaplikasikan juga untuk pengelasan otomatis. Otomatisasi proses ini
membutuhkan sumber listrik dan pengontrolan terprogram, sistim pengumpanan kawat dan
mesin pemandu gerak. Proses ini sudah digunakan untuk membuat las sekat pada tube-to-
tubesheet bermutu tinggi dan las tumpul pada pipa-pipa heat exchanger. Butt weld pada pipa
tebal diameter besar pada pembangkit tenaga listrik, merupakan keberhasilan lain dari
aplikasi GTAW otomatis. GTAW menggunakan pengumpanan kawat otomatis disebut juga
dengan cold wire TIG. Jenis lain dari pengelasan GTAW otomatis disebut hot wire TIG,
yang dikembangkan untuk menyaingi yang lain dengan laju deposit lebih tinggi. Pada hot
wire TIG, kawat las mendapat tahanan panas yang berasal dari arus AC tegangan rendah
untuk memperbesar laju pengisian.
Keuntungan.
Proses GTAW menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada bahan-bahan ferrous dan non
ferrous. Dengan teknik pengelasan yang tepat, semua pengotor yang berasal dari atmosfir
dapat dihilangkan. Keuntungan utama dari proses ini yaitu, bisa digunakan untuk membuat
root pass bermutu tinggi dari arah satu sisi pada berbagai jenis bahan. Oleh karena itu GTAW
digunakan secara luas pada pengelasan pipa, dengan batasan arus mulai dari 5 hingga 300
amp, menghasilkan kemampuan lebih besar untuk mengatasi masalah pada posisi sambungan
yang berubah-ubah seperti celah akar. Sebagai contoh, pada pipa tipis (dibawah 0,20 inci)
dan logam-logam lembaran, arus bisa diatur cukup rendah sehingga pengendalian penetrasi
dan pencegahan terjadinya terbakar tembus (burnt through) lebih mudah dari pada
pengerjaan dengan proses menggunakan elektroda terbungkus. Kecepatan gerak yang lebih
rendah dibandingkan dengan SMAW akan memudahkan pengamatan sehingga lebih mudah
dalam mengendalikan logam las selama pengisian dan penyatuan.
Kelemahan.
Kelemahan utama proses las GTAW yaitu laju pengisian lebih rendah dibandingkan dengan
proses las lain umpamanya SMAW. Disamping itu, GTAW butuh kontrol kelurusan
sambungan yang lebih ketat, untuk menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada pengelasan
dari arah satu sisi. GTAW juga butuh kebersihan sambungan yang lebih baik untuk
menghilangkan minyak, grease, karat, dan kotoran-kotoran lain agar terhindar dari porosity
dan cacat-cacat las lain.
GTAW harus dilindungi secara berhati-hati dari kecepatan udara di atas 5 mph untuk
mempertahankan perlindungan inert gas di atas kawah las.
Aplikasi pada pekerjaan.
GTAW mempunyai keunggulan pada pengelasan pipa–pipa tipis dan tubing stainless steel
diameter kecil, paduan nikel, paduan tembaga dan aluminum. Pada pengelasan pipa dinding
tebal, GTAW sering kali dipakai pada root pass untuk pengelasan yang membutuhkan
kualitas tinggi, seperti pada pipa-pipa tekanan tinggi dan temperatur tinggi dan pipa-pipa

belokan pada dapur pemanas. GTAW juga digunakan pada root pass apabila membutuhkan
permukaan dalam yang licin, seperti pada pipa-pipa dalam acid service. Karena ada
perlindungan inert gas terhadap pengelasan dan mudah dalam mengontrol proses las,
membuat GTAW sering kali digunakan pada logam-logam reaktif seperti titanium dan
magnesium.
Pada pipa-pipa tipis, 0,125 inci atau kurang, bisa digunakan sambungan berbentuk persegi
dan rapat. Root pass dikerjakan tanpa menambahkan filler metal (disebut dengan autogenous
weld). Pada pipa-pipa tebal, bagian ujung sambungan mesti dibevel, diluruskan dan diberi
celah (disebut dengan bukaan akar), kemudian ditambahkan filler metal selama pengelasan
root pass. Sebagai pengganti filler metal, bisa juga disisipkan consumable insert (ring
penahan) ke dalam sambungan, yang nantinya bersatu dengan root (sebagai filler metal
tambahan). Pengelasan dengan consumable insert membutuhkan kontrol kelurusan
sambungan yang teliti.
Backup Gas Purge.
Backup gas purge digunakan pada bahan-bahan yang sensitif terhadap kontaminasi udara
pada sambungan-sambungan las tunggal yang tidak di backgouging. Backup gas perlu pada
baja-baja chrome-moly tertentu (≥ 3 % chromium), stainless steel, paduan-paduan nikel
tinggi, paduan tembaga dan titanium. Gas purge tidak diperlukan pada pengelasan carbon
steel atau low alloy steels apabila kandungan chromium kurang dari 3 %. Baik argon atau
helium bisa digunakan sebagai purge gas. Pilihan lain bisa juga menggunakan nitrogen
sebagai gas purge, untuk pengelasan austenitic stainless steel, tembaga dan paduan-paduan
tembaga. Nitrogen tidak cocok pada bahan-bahan lain karena beraksi sebagai pengotor.
Hasil terbaik pada stainless steel atau high nickel steel akan diperoleh apabila baja ini di
purging sehingga kandungan oxygen kurang dari 1 %. Purging dengan empat hingga sepuluh
kali volume yang diperlukan, dilakukan untuk mendapatkan secara relatif gas inert di udara.
Apabila keberadaannya tidak tertentu berkaitan dengan kecukupan purge gas tersebut, bisa
digunakan mine safety oxygen analyzer untuk memeriksa kandungan oxygen pada purge gas
yang dikeluarkan dari daerah pengelasan.
Gas purging pertama kali dilakukan dengan kecepatan aliran tinggi, misalnya 30 hingga 90
CFH untuk membilas sistim, kemudian diturunkan hingga 5 sampai 8 CFH pada proses
pengelasan. Harus ada perhatian khusus untuk memastikan bahwa tekanan backup gas tidak
berlebihan ketika mengelas root pass, bila tidak logam las akan meleleh atau terbentuk
cekungan pada akar las. Pembuangan yang memadai penting sekali untuk menghindarkan
terbentuknya tekanan berlebihan selama proses pengelasan. Daerah pembuangan pada
exhausting backup gas paling tidak harus sama dengan daerah terbuka yang dipakai untuk
memuat backup gas ke system. Setelah selesai melakukan pengelasan pada root pass dan fill
layer, backup gas purge bisa dihentikan. Jumlah fill layer yang dibutuhkan sebelum
menghentikan gas purge tergantung dari tebal lapisan dan penetrasi.
1.1.3. Gas Metal Arc Welding
Proses las GMAW dikerjakan dengan mempergunakan elektroda solid atau tubular sesuai
dengan komposisi diinginkan, yang diumpankan melalui suatu spool atau gulungan.
Elektroda ini diumpankan secara kontinyu dari sebuah gun atau torch sambil
mempertahankan busur yang terbentuk antara ujung elektroda dengan base metal.

Gambar 100-4 memperlihatkan peralatan las GMAW, dan Gambar 100-5 menjelaskan proses
kerjanya. Pengelasan GMAW disebut juga dengan MIG (metal inert gas). Singkatan MIG ini
tidak lagi menjelaskan proses las GMAW, karena tidak semua gas pelindung yang dipakai
oleh proses ini adalah gas inert. Di dalam pengelasan GMAW, elektroda umumnya berbentuk
solid dan semua gas pelindung berasal dari sumber luar.
Ada tiga jenis proses GMAW yang banyak dipakai yaitu:
1. Short-circuiting (GMAW-S).
2. Spray atau globular transfer GMAW.
3. Pulsed arc (GMAW-P).
Gambar 100-4. Peralatan Las GMAW
Gambar 100-5. Proses Kerja Pengelasan GMAW
Short Circuiting (GMAW-S)
Short-circuiting atau hubungan singkat adalah suatu jenis transfer busur (disebut juga dengan
short arc atau dip transfer). Pada GMAW jenis ini, cairan logam dari ujung kawat elektroda
menyentuh genangan kawah las, sehingga terbentuk hubungan singkat. Pada awal siklus
hubungan singkat, ujung elektroda cair berbentuk bola kecil, yang bergerak menuju benda
kerja. Ketika cairan logam ini menyentuh benda kerja, terjadi hubungan singkat. Bola cair ini
kemudian terlepas dari kawat, memutuskan jembatan cair antara kawat elektroda dengan
benda kerja. Busur kemudian menyala kembali dan siklus berulang lagi. Logam ditransferkan
hanya selama hubungan singkat, yang terjadi dalam frekwensi 20 hingga 200 kali per detik.
Lihat Gambar 100-6 mengenai ilustrasi proses GMAWS-S. GMAW-S mempergunakan
kawat-kawat elektroda solid diameter kecil (0,030; 0,035 atau 0,045 inci). Pengelasan bisa
dilakukan secara otomatis atau semi otomatis.
Gambar 100-6. Short-Circuiting Transfer (GMAW-S)
Selama pengelasan dengan GMAW-S, busur dan kawah las dilindungi oleh suatu gas atau gas
campuran. Pada carbon steel, gas pelindung umumnya adalah CO2 atau campuran argon dan
CO2. Campuran 75 % argon dan 25 % CO2 sering dipakai karena karakteristik pengelasan
lebih baik. Campuran gas lain yang banyak dipakai yaitu yang mengandung helium.
Komposisi gas pelindung ditentukan untuk mendapatkan karakteristik pengelasan yang
diinginkan, seperti bentuk bead, penetrasi dan percikan las. Semakin besar jumlah CO2 berarti
semakin ekonomis, tetapi akan menimbulkan penetrasi lebih dalam dan percikan las lebih
banyak, serta memperbesar hilangnya unsur Mn dan Si.
Kemampuan pengelasan untuk semua posisi dan mudah dalam pengendalian membuat proses
GMAW-S cocok untuk pengelasan root pass pada pipa, dan pengelasan gage strip lining
tipis. GMAW-S dapat digunakan untuk berbagai macam bahan yaitu carbon steel, chrome-
moly steel, stainless steel dan paduan-paduan nikel. Beberapa perusahaan ada yang
membatasi pemakaian GMAW-S pada pengelasan pipa, karena terdapat resiko tidak adanya
penyatuan dan cold lap pada fill pass. Dengan demikian fill pass pada pengelasan pipa
dibatasi hanya pada posisi datar saja.

Spray Transfer atau Globular Transfer
Pada spray transfer GMAW, pemindahan logam melintasi busur, seperti aliran tetesan-
tetesan kecil dengan diameter sama atau lebih kecil dari diameter kawat elektroda, lihat
Gambar 100-7. Spray transfer hanya terjadi pada gas pelindung argon tinggi (80 % argon atau
lebih). Transfer yang terjadi di atas arus minimum, disebut arus transisi, tergantung pada
komposisi dan diameter filler metal. Misalnya arus transisisi untuk filler metal baja diameter
0,045 inci adalah 220 amper. Apabila arus di bawah arus transisi, ukuran tetesan menjadi
lebih besar dari diameter kawat elektroda, dan menjadi globular transfer. Globular transfer
GMAW selalu dilakukan dengan memakai gas pelindung CO2. Gambar 100-8
mengilustrasikan globular transfer GMAW.
Gambar100-7. GMAW-Spray Arc
GMAW Spray transfer menghasilkan percikan las paling sedikit dari berbagai jenis transfer
logam. Panas masukan yang tinggi menghasilkan penetrasi yang bagus dan laju pengisian
tinggi, tetapi aplikasi proses spray transfer ini hanya terbatas pada pengelasan posisi datar dan
horizontal saja. GMAW globular transfer dengan tetesan besar, membuat pengelasan pada
posisi-posisi sulit menjadi lebih sukar dan percikan las menjadi lebih banyak.
Gambar 100-8 GMAW-Globular Transfer.
Pulsed Arc
Proses las pulsed arc atau GMAW-P dilakukan dengan sumber listrik tegangan tetap (constant
voltage). Dengan sumber listrik CV ini, arus listrik diatur secara otomatis untuk mencairkan elektroda
dengan kelajuan tertentu, bergerak menuju benda kerja. Apabila tinggi busur lebih pendek atau lebih
panjang, sumber listrik akan merubah arus output untuk memperbesar atau memperkecil pembakaran
elektroda sambil menjaga jarak busur dan tegangan tetap konstan.
Pulsed arc welding adalah sebuah proses las transfer sembur yang menggunakan sumber listrik
khusus (pulsed atau synergic MIG), yang dapat merubah arus las antara arus pulsa tinggi dan tingkat
arus back ground rendah, berulang-ulang kali setiap detik. Selama pulsasi ini, terjadi transfer logam
las melalui busur. Gambar 100-9 memperlihatkan spray transfer yang terjadi dengan arus rata-rata di
bawah arus transisi logam pengisi.
Gambar 100-9. Diagram Pulsed-Arc Welding
Arus back ground berfungsi untuk menjaga busur, ketika masing-masing pulsa arus mempunyai
cukup tenaga untuk melepaskan satu tetesan dari ujung kawat. Transfer logam terjadi selama pulsa
arus tinggi, ketika tetesan logam ( 1 diameter kawat) melewati busur dengan arus rata-rata lebih
rendah dari yang dibutuhkan pada spray transfer atau konvesional.
Shielding Gas yang Direkomendasikan
Shielding gas yang direkomendasikan untuk proses pengelasan GMAW dan FCAW-G diberikan pada
Appendix A Alloy Fabrication Data, untuk baja paduan yang akan dilas.
Keuntungan
Proses pengelasan GMAW dapat dikerjakan secara semi-otomatis atau otomatis. Asap dan percikan
las pada GMAW hubungan singkat lebih sedikit dibandingkan dengan SMAW, juga tidak ada slag

yang harus dibersihkan setelah pengelasan selesai. Kecepatan pengelasan dan laju pengisian sama
atau bisa lebih besar dari pada SMAW. Larutan logam las umumnya lebih rendah karena penetrasi
GMAW lebih dangkal. Dengan panas masukan rendah dan penetrasi yang dangkal, logam-logam tipis
lebih mudah disambung dan sambungan yang memiliki celah root lebih lebar akan lebih mudah dilas.
Pada fabrikasi pipa-pipa di bengkel, root pass bermutu tinggi dapat dikerjakan lebih cepat pada
berbagai posisi dan pada umumnya dengan biaya lebih rendah.
GMAW spray transfer dan globular transfer mempunyai kawah las yang lebih mudah dilihat, sama
halnya dengan las busur teknik hubungan singkat (short circuiting arc) tetapi tanpa slag. Karena tidak
ada flux dan relatif sedikit jumlah deoxidizer yang diberikan pada kawat, lebih sedikit pekerjaan
membersihkan yang diperlukan setelah pengelasan selesai. Keseragaman panjang busur dipertahankan
dengan cara membuat sumber listrik memiliki tegangan konstan. Proses las GMAW mempunyai laju
pengisian lebih besar pada pengelasan paduan-paduan ferrous dan non-ferrous. Proses ini cocok
dipergunakan pada las kampuh dan pengelasan untuk membuat lapisan anti karat pada stainless steel,
nickel based alloys dan paduan-paduan tembaga seperti aluminum bronze.
Kelemahan.
Peralatan las GMAW lebih mahal, dan lebih rumit dalam pemasangan dan perawatan, dibandingkan
dengan SMAW. Biaya kawat las dan shielding gas bisa menjadi lebih mahal dibandingkan dengan
elektroda terbungkus, tetapi hal ini bisa diimbangi karena produktivitas yang tinggi dan sedikitnya
pemborosan.
Shielding gas pada pengelasan GMAW dapat terganggu karena pengaruh tiupan angin, sehingga harus
diambil tindakan pencegahan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph. Pelindung angin atau tirai
khusus dapat dipakai untuk menahan atau mengurangi tiupan angina, sehingga kecepatannya cukup
rendah untuk menjaga shielding gas secara memadai. Memperbesar aliran gas untuk mengimbangi
pengaruh tiupan angin yang berlebihan, akan menimbulkan masalah lain yang lebih buruk, karena
akan timbul turbulensi disekitar busur yang akan menarik udara disekitarnya.
GMAW memerlukan ruang gerak yang lebih besar terhadap benda kerja karena pengaruh ukuran
welding gun dan nozzle. Pada umumnya alat pengumpan kawat harus ditempatkan sedekat mungkin
dengan benda kerja.
Short-circuiting welding dapat dipakai untuk mengelas root pass dengan cara butt weld atau
sambungan bercabang tetapi harus dikontrol ketat saat melakukan fill pass, karena ada resiko non-
fusion atau cold lap. Ketika melakukan fill pass pada pengelasan pipa dengan cara butt weld,
pengelasan hanya dilakukan dengan cara las naik yaitu antara posisi jam 10 dan jam 2, dimana pipa
bisa ditahan tetap oleh kuda-kuda penyangga (posisi 5G) atau diputar (1G). Proses pengelasan ini
tidak cocok dikerjakan pada fillet weld apabila tebal logam lebih dari 1/4 inch, dan pada umumnya
tidak digunakan untuk fabrikasi pressure vessel, tangki atau palang-palang struktur.
Lack of fusion yang terletak diantara lapisan-lapisan las sukar dideteksi dengan radiography dan
karena pengaruh kontrol yang buruk dari proses hubungan singkat ini, masalah LOF menjadi cukup
berat, sehingga membuat beberapa fabrikator meninggalkan proses pengelasan ini. Dibandingkan
dengan proses las SMAW, pengelasan short-circuiting butuh kebersihan, dan kelurusan sambungan
serta penggerindaan tack weld yang lebih baik guna mendapatkan hasil pengelasan root pass bermutu
tinggi.
LOF tidak akan menjadi masalah jika panas masukan dibuat lebih tinggi pada GMAW spray transfer
atau globular transfer. Pada GMAW spray transfer, terdapat radiasi busur yang banyak. Hal ini tidak
menyenangkan bagi juru las dan membuat proses ini lebih cocok untuk las otomatis pada beberapa
aplikasi. Pengelasan GMAW spray transfer terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja
karena kawah las lebih besar.

Aplikasi pada Pekerjaan
Proses GMAW short-circuiting dapat menghemat waktu saat pengelasan root pass pada pipa dan
pemasangan alloy strip lining pada pressure vessel.
Baik GMAW spray transfer ataupun globular transfer dapat digunakan pada fabrikasi pipa dan
pressure vessel untuk selain dari root pass. Kedua proses ini dapat juga digunakan untuk membuat
lapisan tahan karat. Spray transfer digunakan dengan cara butt weld pada pengelasan stainless steel,
paduan nikel dan paduan tembaga. Pulsed arc welding dapat dipakai untuk aplikasi yang sama, tetapi
mempunyai keuntungan dapat mengelas dengan semua posisi. Spray transfer tidak dianjurkan untuk
mengelas carbon steel apabila masih dapat dikerjakan dengan proses las SAW, tetapi bisa digunakan
untuk mengelas tembaga dan paduan-paduan nickel.
1.1.4. Flux Cored Arc Welding
Flux cored arc welding atau las busur berinti flux mirip dengan proses las GMAW, yaitu
menggunakan elektroda solid dan tubular yang diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan.
Elektroda diumpankan melalui gun atau torch sambil menjaga busur yang terbentuk diantara ujung
elektroda dengan base metal. FCAW menggunakan elektroda dimana terdapat serbuk flux di dalam
batangnya. Butiran-butiran dalam inti kawat ini menghasilkan sebagian atau semua shielding gas yang
diperlukan. Jadi berlawanan dengan GMAW, dimana seluruh gas pelindung berasal dari sumber luar.
FCAW bisa juga menggunakan gas pelindung tambahan, tergantung dari jenis elektroda, logam yang
dilas, dan sifat dari pengelasan yang dikerjakan.
Ada dua jenis variasi FCAW yang memiliki kegunaan berbeda-beda tergantung dari metode gas
pelindung.
- Gas Shielded (FCAW-G).
- Self-shielded (FCAW-SS).
Proses (FCAW-G) atau berpelindung gas memerlukan shielding gas yang berasal dari sumber luar
(biasanya CO2 atau campuran argon-CO2 seperti tampak pada Gambar 100-10.
Gambar 100-10. FCAW Pelindung Gas
Gambar 100-11 FCAW Berpelindung Diri
Proses (FCAW-SS) memiliki pelindung sendiri misalnya Lincoln Innershield, seperti tampak dalam
gambar 100-11. FCAW dapat dikerjakan secara otomatis atau semi-otomatis, tetapi yang paling
banyak dipakai adalah proses semi-otomatis.
Gas Shielded Flux Cored Arc Welding
Elektroda FCAW-G dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel dan stainless steel.
Berpedoman pada AWS, elektroda-elektroda yang digunakan pada pengelasan FCAW dibicarakan
pada pasal 1.3.3. Pada pengelasan carbon steel dan low alloy steel, elektroda berinti flux yang banyak
dipakai adalah dari jenis T-1 (acid slag), T-2 (single pass welding) dan T-5 (basic slag).
Elektroda T-1 memiliki sifat-sifat pengelasan bagus, tetapi acid slag tidak membantu menjaga logam
las menjadi rendah hydrogen kecuali bila dibuat secara khusus. Hanya sejumlah tertentu elektroda
berinti flux yang memenuhi syarat low hydrogen (kurang dari 10 ml/100 g logam las), dan ini adalah
yang paling banyak tersedia dari jenis T-1. Elektroda tipe T-1 bisa digunakan baik dengan gas

pelindung CO2 ataupun campuran argon-CO2. Elektroda T-1 akan memiliki busur lebih halus dan
percikan las lebih sedikit bila menggunakan gas pelindung argon-CO2, meskipun logam las
mempunyai unsur Mn dan Si sedikit lebih tinggi. Elektroda EX0T-1 didisain hanya untuk mengelas
pada posisi datar dan horizontal saja. Elektroda EX1T-1 dibuat untuk pengelasan semua posisi dengan
diameter hingga 1/16 inch. Pengelasan posisi vertikal umumnya dikerjakan dengan arah las naik.
Elektroda tipe T-2 dirancang untuk pengelasan single pass pada logam-logam berkarat, dan
mempunyai deoxidizer Mn dan Si lebih tinggi. Elektroda T-2 ini jangan sekali-kali digunakan untuk
pengelasan multipass karena peningkatan unsur Mn dan Si menyebabkan tensile strength logam las
yang tidak terlarut akan bertambah besar (lebih dari 100 ksi), sehingga menimbulkan masalah retak
ketika sedang dilas atau pada kondisi pemakaian sour service.
Elektroda tipe T-5 mempunyai basic slag dengan kandungan hydrogen logam las lebih rendah dan
memperbesar impact properties dan daya tahan terhadap retak yang memuaskan. Meskipun demikian,
elektroda ini juga mempunyai sifat-sifat pengelasan lebih buruk dibandingkan dengan elektroda T-1.
Saat ini elektroda T-1 terbaru sudah dikembangkan yang menggabungkan dua jenis elektroda yang
paling baik, sehingga elektroda T-5 menjadi jarang dipakai lagi.
Self Shielded Flux Cored Arc Welding
Elektroda EX1T-8 adalah elektroda FCAW-SS (Lincoln Innershield) untuk pengelasan carbon steel
dan low alloy steel yang mendapat perhatian besar dari beberapa perusahaan. Elektroda ini bisa
dipakai untuk pengelasan semua posisi, notch toughness bagus dan pada umumnya mempunyai
kandungan hydrogen rendah (kurang dari 10 ml/100 logam las). Elektroda-elektroda ini digunakan
dengan berbagai diameter mulai dari 0,068 hingga 3/32 inch. Pengelasan semua posisi dilakukan
dengan elektroda diameter 5/64 inch atau lebih kecil, sementara elektroda dengan ukuran lebih besar
hanya digunakan untuk pengelasan posisi datar dan horizontal saja. Las turun umumnya tidak
dilakukan kecuali bila menggunakan elektroda khusus yang dirancang untuk pengelasan pipe line.
Elektroda self-shielded mempunyai denitrifiers guna menghindarkan porosity karena tangkapan
nitrogen selama proses pengelasan. Pada umumnya aluminum dipakai sebagai denitrifyng las, karena
deposit las dengan kandungan aluminum hingga 1% dianggap tidak berbahaya.
Pengelasan dengan proses FCAW-SS pada pekerjaan-pekerjaan yang kritikal seperti sambungan T-Y-
K dan kombinasinya pada anjungan lepas pantai, membutuhkan juru las yang dilatih secara khusus
dan mematuhi prosedur las yang sudah dibuat dengan ketat, seperti elektroda, lebar ayunan, tebal
lapisan dan pemanasan awal.
Keuntungan
Proses FCAW-G mempunyai keunggulan yaitu penetrasinya lebih dalam dan laju pengisian lebih
tinggi dibandingkan dengan proses SMAW. Dengan demikian proses las ini menjadi lebih ekonomis
pada pekerjaan di bengkel-bengkel las. Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan pada inti flux untuk
membuat jenis komposisi menjadi lebih banyak, termasuk beberapa logam paduan rendah dan
stainless steel. Flux memberikan perlindungan bagus pada kawah las dengan membentuk selubung
gas pelindung dan lapisan slag. Meskipun demikian, proses ini tidak mentolerir tiupan angin lebih dari
5 mph tanpa porosity berlebihan. FCAW-G cocok untuk pengelasan semua posisi tanpa menimbulkan
masalah lack of fusion seperti yang terdapat pada GMAW hubungan singkat.
Filler metal FCAW-SS menghilangkan kebutuhan terhadap gas pelindung dari luar dan mentoleransi
kondisi angin yang lebih kuat tanpa menimbulkan porosity. Proses ini dianggap sama dengan proses
elektroda terbungkus terhadap toleransi angin. Dengan juru las yang dilatih dengan baik dan
pengawasan yang berhati-hati, FCAW-SS bisa digunakan untuk pengelasan dari arah satu sisi, pada
sambungan T-Y-K seperti struktur anjungan lepas pantai untuk menggantikan elektroda terbungkus.
FCAW-SS juga bisa digunakan untuk fill pass pengelasan semua posisi pada butt weld atau fillet

weld. Juru las perlu dilatih dengan prosedur khusus tetapi proses tersebut mudah dipakai. Aplikasi
proses FCAW-SS meliputi pengelasan benda-benda tebal, pipelines dan pelapisan.
Kelemahan
FCAW-G dan FCAW-SS kedua-duanya membentuk lapisan slag yang harus dikikis diantara lapisan-
lapisan las. Baik FCAW-G ataupun FCAW-SS bukan merupakan proses low hydrogen; filler metal
harus dibeli dari pabrik elektroda yang dilengkapi dengan syarat-syarat low hydrogen. Pengelasan
yang dilakukan dengan proses ini dapat menimbulkan notch toughness yang buruk. Filler metal yang
digunakan harus memenuhi persyaratan uji impak seperti elektroda T-1, T-5 dan T-8. Elektroda-
elektroda ini umumnya memiliki kandungan hydrogen lebih rendah dan mempunyai persyaratan
kimia khusus untuk menghasilkan sifat yang lebih konsisten. Proses pengelasan FCAW-G tidak boleh
dilakukan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph karena ada resiko porosity berlebihan. Menaikkan
aliran gas untuk mengatasi hembusan angin yang tinggi bukan menyelesaikan masalah, karena dapat
menimbulkan kondisi yang lebih buruk karena menghasilkan turbulensi yang akan menarik udara
disekitarnya.
Proses FCAW-G menghasilkan lebih banyak asap dari pada kawat solid GMAW. Kawat FCAW-SS
bahkan menimbulkan lebih banyak asap, sehingga pada pekerjaan di bengkel-bengkel las dibutuhkan
ventilasi yang memadai dan kadang-kadang memerlukan alat khusus pembuang asap di daerah
welding gun. Tingkat asap pada FCAW-SS stainless steel atau pada kawat-kawat FCAW-G hampir
sama dengan elektroda stick, dan lebih kecil dari pada kawat carbon steel berpelindung diri (self-
shielded wires). Pengelasan yang dilakukan dengan kawat FCAW-SS perlu kontrol yang ketat
terhadap tebal dan lebar bead dan elektrode stickout guna mendapatkan sifat-sifat ketangguhan yang
tinggi.
Proses FCAW-G dapat dilakukan dengan semua posisi untuk pengelasan struktural, pipa atau pressure
vessel secara butt weld atau fillet weld. Proses FCAW-SS terutama mempunyai keunggulan karena
dapat digunakan untuk pengelasan struktur, seperti bangunan dan anjungan lepas pantai dimana lokasi
lapangan atau rumitnya struktur membuat pemakaian peralatan las SAW menjadi tidak praktis dan
penggunaan proses SMAW kurang kompetitif. Elektroda-elektroda berpelindung diri (self-shielded
wires) bisa digunakan untuk pengelasan root pass dan fill pass dari arah satu sisi pada sambungan T-
Y-K pada anjungan lepas pantai, apabila pihak Kontraktor dapat mendemontrasikan bahwa mereka
mempunyai pengalaman dengan proses tersebut, welder dan inspektor yang terlatih, serta memiliki
prosedur las yang sudah diakui.
1.1.5. Submerged Arc Welding
SAW atau las busur terbenam termasuk salah satu las busur listrik, dimana busur dan kawah las
ditutupi oleh lelehan flux dan lapisan butiran-butiran flux seperti tampak pada Gambar 100-12.
Gambar 100-12. Submerged Arc Welding (SAW)
Pada proses ini busur las tidak terlihat. Elektroda diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan
dengan cara yang sama seperti pada proses GMAW. Panas busur melelehkan base metal, elektroda
dan flux sehingga menghasilkan kawah las yang ditutupi oleh lapisan slag cair. Lapisan slag
melindungi kawah las sampai membeku. Karena busur tidak terlihat, pengelasan dapat dilakukan
tanpa menimbulkan radiasi besar dimana hal ini sudah merupakan sifat dari proses busur terbuka, dan
juga menghasilkan sangat sedikit asap.
Pengelasan dengan proses SAW pada umumnya dilakukan di bengkel-bengkel, karena benda kerja
dapat diletakkan dengan posisi datar untuk memperoleh laju pengisian yang lebih tinggi. Proses

pengelasan SAW juga sudah digunakan dilapangan untuk mengelas dinding tangki penyimpanan
minyak secara horizontal dengan menggunakan alat khusus pengelasan posisi jam 3, dan juga untuk
mengelas plat bola yang dirakit dilapangan dan diatur untuk pengelasan posisi datar.
Karena penetrasi SAW dalam, proses ini tidak cocok untuk mengelas root pass tanpa terlebih dahulu
diberi penyangga las. Penyangga (back up) dapat bersifat sementara atau permanen. Pengelasan dari
arah satu sisi bisa dilakukan dengan memberi bahan penyangga sementara seperti batangan tembaga,
flux back up, atau pita back up khusus dari bahan flux atau keramik. Bahan-bahan penyangga
sementara yang lain adalah batangan baja, yang juga dapat digunakan untuk meluruskan sambungan.
Penyangga ini dilepaskan sebelum mengelas dari arah sebaliknya.
Sambungan las untuk SAW pada umumnya dirancang dengan land lebih tebal dan tanpa celah agar
dapat menopang logam las selama pengelasan dari sisi pertama. Karena penetrasi lebih dalam, sisi
sebaliknya dapat dilas tanpa perlu diback gouging. Contohnya adalah double SAW (disingkat dengan
DSW), yang dilakukan oleh pabrik-pabrik pembuat pipa.
SAW bisa digunakan dengan arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), tetapi arus DC lebih
banyak dipakai karena penyalaan busur lebih mudah dan penetrasinya lebih dalam. Jenis lain SAW
adalah tandem arc welding, yang menggunakan dua batang elektroda sekaligus, dan bisa dikerjakan
dengan arus DC-AC atau AC-AC. Proses las SAW biasanya dikerjakan secara otomatis. Bisa juga
dilakukan secara semi-otomatis dengan gun genggam tetapi laju pengisian kurang memuaskan. Flux
SAW harus disimpan ditempat yang hangat, kering dan harus direkondisi apabila lembab (sesuai
dengan petunjuk pabrik). Kawat untuk pengelasan SAW juga mesti disimpan ditempat yang kering.
Keuntungan
Proses las SAW ini dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel, stainless steel dan
beberapa paduan nikel tinggi. Proses ini digunakan secara luas untuk membuat lapisan anti karat
dengan menggunakan elektroda berbentuk lembaran (tebal 0,5 mm dan lebar 60 mm). Proses las ini
dapat dikerjakan dengan arus lebih tinggi serta elektroda berganda, sehingga diperoleh laju pengisian
dua hingga sepuluh kali lebih cepat dari pada SMAW. Karakteristik penetrasi yang dalam dari proses
SAW ini menyebabkan kampuh las bisa dibuat lebih sempit, sehingga dapat mengurangi jumlah
lapisan yang diperlukan dan juga menghemat waktu pengelasan. Lapisan slag yang menyelimuti
logam las memberikan perlindungan yang handal terhadap logam las cair, sehingga menghasilkan
deposit las bermutu tinggi.
Sebagai sebuah proses las busur terbuka, SAW tidak menimbulkan radiasi tinggi dimana hal ini
memberikan kenyamanan kepada juru las. SAW adalah proses las rendah hydrogen, tetapi kandungan
hydrogennya tergantung dari tingkat kekeringan dan jenis flux yang dipakai. Kekerasan di daerah
HAZ cenderung lebih rendah karena panas masukan yang lebih tinggi menyebabkan laju pendinginan
menjadi lebih lambat. Pada umumnya tampilan bead yang halus dari pengelasan SAW membuat
inspeksi visual menjadi lebih mudah terhadap cacat-cacat las karena kesalahan operator atau
kesalahan fungsi peralatan.
Kelemahan
Di dalam prakteknya, proses las SAW membutuhkan penanganan dan waktu pemasangan lebih
banyak untuk meletakkan benda kerja sedemian rupa sehingga pengelasan dapat dilakukan dengan
posisi datar. Terbatasnya pandangan mata terhadap busur dan kawah las selama pengelasan membuat
proses ini menjadi lebih sulit dalam mempertahankan posisi las di atas sambungan, meskipun pada
umumnya hal ini tidak menjadi masalah. Waktu pemasangan untuk pengelasan lebih lama
dibandingkan dengan GMAW dan SMAW, sehingga proses ini tidak ekonomis pada pekerjaan-
pekerjaan kecil. Apabila menggunakan panas masukan lebih besar, bisa terbentuk butiran-butiran
kasar di daerah HAZ. Keadaan ini menyebabkan hilangnya sifat impact, yang pada beberapa aplikasi

tidak diperbolehkan. Pada pengelasan dengan lapisan banyak, harus dipilih kombinasi kawat/flux
yang sesuai sehingga dapat mencegah pembentukan unsur Mn dan Si pada logam las, karena unsur-
unsur ini akan menaikan kekerasan, menurunkan ketangguhan, dan menimbulkan masalah retak pada
sour service.
Cacat-cacat las yang umum terjadi pada SAW:
1. Porosity karena kontaminasi pada pengelasan. Hal ini terjadi karena pembersihan karat dan kerak
pada sambungan tidak sempurna.
2. Slag inclusion karena muka las terlalu cembung atau undercut. Hal ini terjadi karena slag terkurung
disepanjang sisi logam las dan tidak terbuang selama pembersihan.
3. Retak ditengah las-lasan karena bentuk bead tidak tepat. Hal ini terjadi pada pengelasan dimana
kedalamannya lebih besar dibandingkan lebar.
Pertimbangan Dalam Memilih Kombinasi Kawat/Flux
Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan baik pada kawat elektroda ataupun flux, tetapi kontrol kimia
yang lebih baik akan diperoleh apabila suatu paduan tertentu ditambahkan pada kawat dan
menggunakan flux netral. Kelarutan logam induk pada SAW lebih besar dibandingkan dengan proses
pengelasan yang lain, karena penetrasinya lebih dalam. Kelarutan logam induk ini mempunyai
pengaruh signifikan pada sifat kimia logam las dan harus dipertimbangkan ketika memilih kombinasi
kawat/flux, terutama pada logam-logam tipis. PWHT akan mengurangi kekerasan logam las tetapi
juga menurunkan tensile strength. PWHT penting sekali dilakukan apabila temperatur pengelasan
lebih tinggi dan holding time lebih lama. Pengaruh PWHT terhadap tensile strength harus
dipertimbangkan dalam memilih kombinasi kawat/flux. Sehingga perhatian yang seksama harus
dilakukan di dalam memilih kombinasi kawat/flux yang akan menghasilkan komposisi logam las
dengan sifat kimia dan kekuatan yang sempurna.
Pada umumnya beberapa perusahaan tidak memakai proses las SAW otomatis ini apabila tidak
banyak permintaan yang bisa dijadikan alasan untuk menggunakan proses las ini. Walaupun peralatan
tersedia untuk pengelasan semi otomatis, proses las SAW kurang memuaskan dari pada GMAW
karena GMAW lebih serba guna.
Proses las SAW digunakan secara luas oleh suplier untuk mengelas struktur-struktur besar seperti
tangki, pressure vessel, kapal, anjungan lepas pantai termasuk alat pengeboran dibawah laut. Proses
las ini digunakan juga untuk membuat lapisan selubung baik dengan elektroda lembaran ataupun
berupa kawat.
1.1.6. Electroslag Welding dan Electrogas Welding
ESW adalah suatu proses las otomatis dengan laju deposit tinggi yang digunakan untuk mengelas
logam dengan tebal 2 inci atau lebih secara vertikal. Pemakaiannya yaitu pada pengelasan pressure
vessel, kapal, dan struktur. Ada dua jenis proses las ESW:
- Metode panduan tidak terumpan (konvensional).
- Metode panduan terumpan.
Kedua metode ini menggunakan alat-alat dan bentuk filler metal yang berbeda. Pada kedua jenis

proses pengelasan ESW ini, plat berbentuk persegi mula-mula diletakkan secara vertikal dengan jarak
kira-kira satu inch, kemudian dilas naik secara vertikal. Permulaan tab dimulai dari bagian bawah
sambungan dan runoff tab pada bagian atas.
Pada ESW konvensional, sepatu tembaga berpendingin air yang bisa dipindah-pindah diletakkan
pada sisi bagian depan dan belakang sambungan, untuk menahan logam cair tetap berada pada
tempatnya sampai membeku. Proses ini dimulai dengan menyalakan busur diantara kawat elektroda
dengan bottom starting tab pada cekungan yang terbentuk antara pinggiran alat yang mempunyai
celah dengan sepatu tembaga. Butiran flux diletakkan pada cekungan. Busur listrik dinyalakan pada
permulaan proses, dan berlangsung terus sehingga terbentuk slag konduktif. Segera setelah slag
menjadi konduktif, busur padam dan slag tetap cair karena resistansi panas yang berasal dari arus
yang lewat diantara elektroda dengan benda kerja. Selama proses pengelasan berlangsung, flux
ditambahkan secara teratur untuk menjaga ketepatan slag yang menutupi genangan logam cair.
Resistansi panas slag melelehkan filler wire dan pinggiran plat membentuk genangan logam cair,
yang ditahan oleh sepatu tembaga. Selama pembekuan, sepatu secara otomatis bergerak naik
kepermukaan plat. Satu atau lebih kawat dapat digunakan, tergantung pada tebal plat. Gambar 100-13
menjelaskan sebuah sistim elektro slag plat tebal yang menggunakan tiga batang kawat las dan cocok
untuk mengelas pressure vessel.
Gambar 100-13. Electroslag Welding Konvensional dengan Tiga Batang Elektroda
ESW panduan terumpan menggunakan suatu tube panduan terumpan untuk menempatkan kawat
elektroda berada pada sambungan, dan sepatu tembaga berpendingin air permanen. Tube pemandu
tidak bergerak tetapi terbakar habis selama pengelasan. Hal ini membuat kawah las muncul di dalam
kampuh. Tube panduan terumpan menambahkan filler metal pada logam las dan juga menyediakan
flux pada slag konduktif dari bagian luar coating (seperti elektroda terbungkus dengan lobang besar).
Lebih dari satu tube panduan terumpan dapat dipakai untuk pengelasan logam-logam tebal.
Electrogas Welding
EGW dilakukan dengan posisi vertikal dengan cara yang sama dengan ESW, tetapi berbeda dalam
mempertahankan busur diantara elektroda berinti flux dan kawah las. Kawah las ditutupi oleh cairan
slag tipis dan diselimuti oleh gas CO2 atau argon-CO2. EGW terbatas pemakaiannya pada benda-
benda tipis, biasanya kurang dari 2 inch. Proses ini bisa dikerjakan dengan satu sepatu dapat dilepas,
yang membentuk permukaan logam las pada bagian sisi sebelah depan. Bagian belakang logam las
dibentuk oleh batangan penyangga dari tembaga permanen atau oleh root pass yang dikerjakan
dengan proses manual atau semi-otomatis. Sambungan las pada EGW bisa berbentuk persegi dengan
suatu celah atau pengelasan dengan bevel standar V dikerjakan dengan proses las yang lain.
Keuntungan
Keuntungan utama dari proses las ESW dan EGW adalah kemampuannya untuk melakukan
pengelasan vertikal dari berbagai ketebalan dengan waktu lebih cepat dibandingkan dengan proses-
proses las yang lain. ESW terutama sekali dipakai untuk mengelas logam-logam tebal dibengkel-
bengkel, sementara EGW bisa dikerjakan baik di bengkel atau di lapangan. Persiapan sambungan
pada kedua proses ini sederhana dan lebih sedikit terjadinya distorsi pengelasan dibandingkan dengan
metode lain.
Kelemahan
Baik proses las ESW ataupun EGW hanya terbatas pada penyambungan carbon steel dan low alloy
steel dengan posisi vertikal. Waktu pemasangan pada proses ini sangat lama, tetapi dapat diimbangi
oleh laju pengisian yang lebih cepat. Pentingnya waktu pemasangan berkurang dengan bertambah
tebalnya logam las. ESW sensitif terhadap kontrol bentuk bead. Retak garis tengah bisa terjadi apabila

faktor bentuk (kedalaman kawah las dibagi dengan lebar kawah las) rendah. Suatu contoh faktor
bentuk rendah yaitu peka terhadap retak (adalah satu), karena kawah las mempunyai ukuran sama
dengan lebar. ESW dan EGW mempunyai panas masukan sangat tinggi. ESW memiliki panas
masukan paling tinggi, menghasilkan pengelasan dengan butiran kasar berjumlah banyak dan daerah
HAZ dengan notch toughness rendah. Pengelasan ESW membutuhkan perlakuan panas untuk
menghaluskan kembali butiran setelah pengelasan selesai (misalnya normalizing) untuk memulihkan
notch toughness. Perlunya normalizing setelah pengelasan biasanya untuk menghindarkan pemakaian
ESW untuk pengelasan dilapangan.
Panas masukan EGW tidak sebesar ESW, tetapi ada sedikit penurunan sifat logam di daerah HAZ.
Hal ini membatasi aplikasi EGW terhadap bahan-bahan yang mempunyai notch toughness lebih
buruk. Keterbatasan ini membuat beberapa kontraktor membatasi pemakaian EGW pada tangki
penyimpanan dilapangan yang memiliki suhu pemakaian minimum 30o
F atau lebih.
Aplikasi pengelasan ESW paling umum yaitu pada sambungan-sambungan longitudinal pada shell
ring untuk pressure vessel carbon steel dan low alloy steel berdinding tebal. EGW digunakan untuk
sambungan vertikal pada tanki penyimpan minyak.
1.1.7. Stud Welding
SW adalah proses pengelasan yang relatif mudah dikerjakan. Proses las jenis ini digunakan untuk
memasang insulation pins dan refractory anchors. Proses las SW menggunakan welding gun khusus
dan pengatur waktu otomatis. Panas pengelasan terbentuk karena tarikan busur antara welding stud
dengan base metal. Segera setelah ujung stud dan permukaan base metal di bawah stud meleleh, stud
dipaksa melawan base metal karena tekanan, dan terjadi pembekuan. Dengan demikian dihasilkan
penyatuan las berkekuatan penuh dengan hasil pengelasan dan daerah HAZ yang sempit.
Stud welding bisa dilakukan dengan menggunakan mesin las drawn-arc atau capasitor discharge.
Drawn arc stud welding mempergunakan mesin las DC konvensional dengan polaritas lurus, pengatur
waktu otomatis, dan gun genggam. Capasitor discharge stud welding menggunakan energi listrik
lucutan cepat yang tersimpan di dalam kapasitor sebagai sumber panas. Stud bisa dipasangkan dengan
SMAW apabila mesin las stud otomatis tidak ada. Persiapan permukaan sebelum pengelasan penting
sekali untuk memperoleh mutu stud welding yang konsisten. Kerak dan karat harus dibuang sebelum
pengelasan. Hal ini diikuti dengan penggerindaan atau abrasive blasting.
Pengelasan stud dengan cara drawn-arc atau capasitor discharge digunakan secara luas untuk
mengikat insulasi dan refractory anchor pada pipa, pressure vessel dan tangki, dan untuk pemasangan
konduktor panas pada furnace tube. Kualitas stud welding harus diperiksa pada setiap awal
perubahan, untuk menentukan apakah prosedur (gun pengatur waktu) dan persiapan permukaan sudah
memuaskan. Inspeksi visual terhadap stud weld (untuk memeriksa 360 derajat cahaya disekitar base)
dan kelengkungan stud dengan sudut kira-kira 15 derajat dari sumbu merupakan suatu cara yang dapat
diterima untuk memastikan apakah stud sudah terpasang dengan baik. Stud yang tidak
memperlihatkan cahaya 360 derajat atau terputus selama pembengkokan dapat diperbaiki dengan
menggunakan proses SMAW.
1.1.8. Oxyfuel Gas Welding, Braze Welding dan Brazing
Oxyfuel Gas Welding

Proses las OFW mempergubakan panas yang berasal dari nyala gas untuk melelehkan base metal dan
menghasilkan penyatuan, biasanya diikuti dengan menambahkan filler metal dalam bentuk kawat
dengan komposisi yang sesuai. Obor oxyacetelyne adalah metode yang paling biasa dipakai, dengan
temperatur nyala api sekitar 5600o
F. Propane, gas alam, dan alternatif lain dari bahan bakar gas
acetelyne tidak dipakai pada pengelasan gas karena laju pemanasannya terlalu rendah. Akan tetapi
gas-gas ini digunakan untuk memotong, preheating dan brazing, apabila kebutuhan terhadap
karakteristik nyala api tidak terlalu penting. Gas welding pada umumnya sudah digantikan oleh
SMAW dan proses-proses pengelasan yang terbaru. Meskipun demikian, OFW masih dipakai untuk
fillet weld dan butt weld pada pipa-pipa tipis diameter 2 inch ke bawah dimana GTAW adalah
alternatif lain. Gas welding juga digunakan pada pengecoran logam untuk memperbaiki casting iron.
Gambar 100-14 memperlihatkan detail peralatan OFW. Gambar 100-15 memperlihatkan nyala api
oxyacetylene yang digunakan dalam OFW.
Gambar 100-14. Peralatan Oxyfuel Gas Welding
Gambar 100-15. Karakteristik Nyala Api Oxyacetylene
Keuntungan.
OFW digunakan terutama sekali karena fleksibel, mudah diangkut dan tidak ada persyaratan terhadap
sumber tenaga listrik. Peralatan sederhana dan biayanya murah serta bisa digunakan untuk pekerjaan
yang berkaitan dengan pemotongan, pembengkokan, preheating dan brazing. Efektifitasnya
tergantung pada keterampilan juru las dalam mengendalikan komposisi nyala api, panas masukan dan
sudut dari obor (yang mempengaruhi ukuran kawah las). Gas welding dengan nyala carburizing
menghasilkan kekerasan paling tinggi pada deposit pelapisan.
Kelemahan
OFW bersifat lambat dan menghasilkan panas setempat yang menimbulkan masalah perubahan
bentuk. Butiran kasar, struktur yang getas biasa dijumpai pada pengelasan carbon steel karena faktor
panas masukan yang tinggi serta kecepatan las yang rendah. Baik carburizing ataupun decarburizing
dapat terjadi pada logam las dan daerah-daerah yang berdekatan dengan base metal apabila nyala api
diatur secara tidak benar. Kondisi ini bisa sangat merusak daya tahan terhadap karat pada baja-baja
chromium dan paduan-paduan yang lebih tinggi.
Braze Welding dan Brazing
Proses penyambungan dengan metode ini mempergunakan obor gas seperti halnya pada OFW, tetapi
hanya untuk melelehkan filler metal saja, logam dasarnya tidak. Brazing dan braze welding
mempergunakan filler metal yang akan meleleh pada suhu di atas 840o
F (450o
C). Soldering
menggunakan filler metal yang meleleh pada suhu di bawah 840o
F (450o
C). Silver brazing, dahulu
disebut silver soldering, menggunakan paduan perak-tembaga untuk tujuan aplikasi umum.
Pada braze welding, panas diberikan pada sambungan las untuk menaikan suhunya sehingga di atas
titik lebur filler rod, tetapi tidak melebihi titik lebur logam dasar. Filler metal kemudian dialirkan
kepermukaan yang panas, dimana terdapat flux yang sesuai, sehingga membentuk suatu ikatan. Proses
ini digunakan untuk memperbaiki casting iron dengan brass filler metal. Brazing tidak dipakai pada
wadah yang digunakan untuk menyimpan cairan yang mudah terbakar karena bisa meleleh dalam api.
Brazing menggunakan prinsip kerja kapilaritas untuk menimbulkan pelelehan paduan brazing yang
mengalir diantara sambungan-sambungan yang berdekatan. Sambungan tumpul, tumpang atau soket
dengan celah antara bagian sekitar dua hingga enam mils, menghasilkan kekuatan paling tinggi.
Sambungan yang lebih lemah akan terbentuk apabila toleransi kelurusan tidak dikontrol untuk
menghindarkan celah yang berlebihan. Meskipun demikian, celah yang terlalu sempit atau sama

sekali tidak ada jarak akan menghalangi brazing alloy mengalir menuju sambungan dan juga dapat
menghasilkan sambungan yang lemah atau bocor.
1.1.9. Cadwelding
Cad welding adalah merek dagang dari proses las thermit yang digunakan untuk memasang
sambungan-sambungan listrik tembaga dan ground lead pada pipe lines dan struktur. Satu aplikasi
penting pada pipeline adalah pemasangan kawat-kawat sacrificial anode dan test lead untuk cathodic
protection.
Penyambungan Cadweld diperlihatkan pada Gambar 100-16. Prinsip kerjanya terdiri dari pelelehan
serbuk paduan tembaga secara exothermal di dalam sebuah cetakan grafit yang dapat dipakai lagi.
Powder charge (mesiu) ditahan oleh sebuah piringan penahan dari logam tipis. Ketika paduan
tembaga meleleh melalui piringan logam, ia akan mengalir melalui tap hole kerongga pengelasan dan
membeku pada permukan material yang akan disambung. Jenis-jenis cetakan berbeda-beda pada
setiap aplikasi. Cetakan digunakan untuk mengikat timah kawat diameter kecil (typically #4 atau
kurang) pada pipelines seperti yang diilustrasikan pada gambar.
Gambar 100-16 Cadweld untuk Penyambungan Timah Kabel dengan Pipa
Serbuk Cadweld (F-33) yang dipergunakan untuk memasang cathodic protection lead dan test wire
pada pipeline adalah campuran tembaga oxida dan aluminum dengan sedikit vanadium. Serbuk ini
dilengkapi dengan 15 gram (CA15) dan cartdridges yang lebih besar. Meskipun demikian, powder
charge dibatasi hanya 15 gram menurut ANSI/ASME B31.4 dan B31.8 piping systems. Sejumlah
starting powder dipadatkan pada setiap cartridge sehingga starting powder terbentang di atas
campuran tersebut ketika isinya dialirkan ke dalam cetakan. Mesiu mulai dinyalakan dengan
menggunakan pemantik flint spark kemudian mesiu bereaksi sehingga menghasilkan paduan tembaga
cair yang mengandung aluminum dan vanadium. Paduan ini meleleh melalui piringan logam dan
membeku pada timah listrik dan base metal, kemudian mengikatnya satu sama lain. Slag tipis
aluminum-oksida terbentuk yang menyisakan gumpalan dan kerak pada cetakan. Slag mudah
dihilangkan dengan chipping hammer dan harus dibuang dari cetakan sebelum digunakan lagi.
Penelitian telah memperlihatkan bahwa pengaruh metalurgi Cadwelding terhadap pipeline tidak
merusak pipa-pipa API 5L grade (X-65 dan di bawahnya) dengan ketebalan 0,2 inci dan lebih.
Aplikasi Cadweld pada ketebalan kurang dari 0,2 inci harus dievaluasi tersendiri. Evaluasi harus
meliputi fluida, suhu, tekanan dan flow rate pipeline tersebut. Perhatian utama adalah berkurangnya
kekuatan dinding selama pengelasan, bertambah dalamnya daerah HAZ, dan meningkatnya penetrasi
tembaga.
Proses Pengelasan Lain
Beberapa proses penyambungan lain tidak dibicarakan disini karena jarang dipakai. Proses-proses ini
adalah:
- Plasma arc welding.
- Electron beam welding.
- Laser welding.
- Resistance welding.
. Flash welding.

. Projection welding.
. Resistance seam welding.
. Resistance spot welding.
- Friction and inertia welding.
- Explosion welding.
1.2.0. DISAIN SAMBUNGAN LAS
1.2.1. Pertimbangan dalam Membuat Disain Sambungan
Disain sambungan yang tepat sangat penting sekali, karena akan mempengaruhi cara mempersiapkan
sambungan, urutan pengelasan, efisiensi sambungan, dan produktivitas. Setiap pekerjaan harus
dievaluasi berkaitan dengan proses pengelasan, posisi, kemudahan menjangkau dan inspeksi, kontrol
terhadap distorsi dan syarat-syarat disain untuk menentukan detail sambungan yang tepat. Hasil
paling baik hanya akan diperoleh apabila sambungan telah dipersiapkan secara sempurna dan
kelurusannya sudah tepat.
Pada umumnya benda-benda yang dilas adalah wadah tempat penyimpanan cairan berbahaya
(misalnya pressure vessel, tangki dan pipa) atau pengelasan sambungan-sambungan kritis pada
struktur anjungan lepas pantai. Pada aplikasi ini, penting diketahui bahwa logam las memiliki
kekuatan dan ketangguhan yang handal, dan juga bebas dari discontinuity dan crevices dimana zat-zat
korosif bisa berkumpul.
Diperlukan butt weld penetrasi penuh dengan komposisi kimia dan sifat-sifat mekanis yang persis
sama dengan base metal, karena akan menghasilkan kinerja pemakaian yang paling baik dan tahan
terhadap kelelahan, karat dan patah getas. Pengelasan dengan penetrasi sebagian dan fillet weld hanya
digunakan apabila beban pemakaian dan stress tidak terlalu berat. Misalnya, fillet weld hanya
dilakukan dengan sambungan tumpang (lap joint) pada plat bagian bawah dan atas sebuah tangki,
karena lebih ekonomis dari pada butt weld. Sebaliknya sambungan-sambungan pada dinding tangki
yang memiliki tegangan lebih tinggi, dilas dengan cara butt weld penetrasi penuh.
Simbol-simbol standar untuk pengelasan, brazing dan inspeksi NDT dijelaskan pada ANSI/AWS
A2.4-86. Tabel simbol las AWS diberikan pada gambar 100-37 dan Appendix E.
1.2.2. Detail Sambungan
Sambungan Tumpul Persegi
Pada proses las SMAW, sambungan tumpul persegi seperti tampak pada Gambar 100-17 digunakan
untuk menyambung pipa secara single weld dengan ketebalan hingga 1/8 inci, dan menyambung plat
dengan cara double weld dengan ketebalan hingga 5/16 inch. Sambungan tumpul persegi adalah
sambungan yang paling mudah dibikin karena tidak memerlukan pembevelan. Sambungan ini bisa
dibuat dengan menggunakan alat oxyfuel gas cutting, mesin gerinda, atau gunting.
Gambar 100-17. Sambungan Tumpul Persegi
Sambungan single V

Pada proses las SMAW, disain sambungan berbentuk single V (Gambar 100-18) digunakan untuk
penyambungan pipa secara single weld dan penyambungan plat secara double weld untuk ketebalan
hingga 3/4 inch. Bentuk sambungan seperti ini bisa dibuat dengan menggunakan lampu potong atau
mesin gerinda.
Gambar 100-18. Sambungan Single V
Sambungan Double V
Sambungan double V (Gambar 100-19) lebih ekonomis untuk pengelasan plat tebal 3/4 hingga 2-1/2
inci dengan proses las SMAW, karena volume logam las yang akan diisikan lebih sedikit
dibandingkan dengan memakai sambungan single V.
Gambar 100-19. Sambungan Double V
Pada sambungan jenis ini perlu dilakukan back gouging pada root pass setelah pengelasan dari sisi
pertama selesai untuk mendapatkan penetrasi sempurna. Kontrol terhadap perubahan bentuk bisa
menjadi lebih baik, karena pengelasan dari sisi kedua akan mengimbangi pengelasan dari sisi pertama.
Pada sambungan double V dengan ketebalan tidak sama, pengelasan yang pertama kali dilakukan
adalah sisi yang paling dalam (misalnya 0,67T) karena backgouging cenderung akan mengimbangi
dalamnya pengelasan. Pada sambungan yang memiliki ketebalan sama, kedua belah sisi bisa dilas
pertama kali. Sambungan jenis ini bisa dibikin dengan menggunakan lampu potong atau mesin
gerinda.
Modifikasi Sambungan pada Pengelasan Pipa.
Apabila melakukan pengelasan pada pipa dengan tebal lebih dari ¾ inci dengan cara SMAW,
bisa digunakan sambungan V yang dimodifikasi atau single U (lihat Gambar 100-20) sebagai
menggantikan sambungan pipa single V standar. Karena persiapan untuk membuat
sambungan yang dimodifikasi ini harus dilakukan dengan mesin, sambungan jenis ini bisa
menjadi lebih mahal dari pada sambungan single V biasa. Meskipun demikian, volume logam
las yang dibutuhkan menjadi lebih kecil dan pemakaiannya bisa menghemat waktu
pengelasan.
Gambar 100-20. Bentuk Sambungan pada Pipa Tebal
Fillet Weld
Fillet weld (lihat Gambar 100-21) membutuhkan persiapan sambungan paling sedikit.
Pelurusan terhadap lap joint atau T-joint harus teliti (umumnya dalam 1/16 inci) jika tidak
maka efektifitas throat fillet weld tidak terbentuk. Celah yang lebih lebar membutuhkan
ukuran fillet atau bentuk las-lasan yang lebih besar dari arah satu sisi untuk mengimbangi
celah lebar tersebut.
Gambar 100-21. Fillet weld
Sambungan Las pada Fitting
Pengelasan pada fitting dapat dilakukan baik secara set-on (paste on) atau set-in (lihat
Gambar 100-22). Set-on pada umumnya dipakai pada fitting yang memiliki diameter kecil (2
inci atau kurang) yang dilas dari arah satu sisi. Fitting ini bisa berupa coupling, weldolet, atau

small forging yang dilobangi setelah pengelasan selesai.
Set-in digunakan pada fitting yang memiliki diameter lebih besar, dan pada umumnya untuk
pengelasan penetrasi penuh yang membutuhkan pengelasan dari arah dua sisi. Penguat
(reinforcement) pada bagian-bagian yang hilang sering kali diperlukan dan boleh jadi perlu
pad plate atau penguat yang berasal dari fitting itu sendiri.
Gambar 100-22. Detail Pengelasan pada Fitting
1.2.3. Backing Ring dan Consumable Insert
Backing Ring Permanen
Backing ring permanen digunakan untuk menahan cairan logam las (lihat Gambar 100-23).
Ring ini pada umumnya tidak boleh dipergunakan pada pipa-pipa proses karena merupakan
tempat berkumpulnya endapan-endapan korosif, foster crevice corrosion, dan menghalangi
alat-alat pembersih internal. Ring ini juga dapat menimbulkan retak akar apabila kondisi
pemakaian bergetar (cyclic) dan terdapat kondisi tegangan balik pada akar. Pada pekerjaan
dimana faktor-faktor ini tidak merupakan problem, backing ring bisa memperbaiki kualitas
root pass dengan juru las yang tidak begitu terampil.
Gambar 100-23. Backing Ring
Consummable Insert
Consummable insert, tidak sama halnya dengan backing ring, karena consumable insert ini
ikut terbakar atau bersatu ke dalam root pass sambungan selama pengelasan. Ring jenis ini
dipakai untuk membuat root pass pipa memiliki kualitas radiografi, yaitu butuh bentuk bead
yang lebih baik serta lebih sedikit pekerjaan perbaikan dan penolakan. Consumable insert
memiliki bermacam-macam bentuk disain. Hal ini sering disebut sesuai dengan nama
disainnya mula-mula atau sesuai dengan bentuknya, seperti:
1. Grinnel inserts (berbentuk persegi datar).
2. “Y” ring inserts.
3. EB (electric boat) inserts (berbentuk ring).
4. Kellogg inserts (flattened round wire).
Sambungan las yang menggunakan consumable insert butuh kontrol toleransi yang lebih
ketat selama mesinasi dan pelurusan, agar insert terhindar dari incomplete fusion. Salah satu
toleransi untuk fit-up dan persiapan sambungannya adalah ± 0,010 inci. Consumbale insert
pada umumnya dapat diterima karena ia terbakar habis selama pengelasan dan biasanya
mempunyai komposisi kimia sama dengan filler metal. Juru las perlu pengalaman atau
pelatihan pada pengelasan dengan consumable insert supaya diperoleh pelelehan dan
penyatuan insert yang sempurna. Detail ukuran dan syarat-syarat terhadap consumable insert
dapat dilihat pada AWS A5.30.
1.2.4. Perubahan Ketebalan

Adakalanya tebal dari bagian yang akan disambung berbeda-beda. Contoh umumnya adalah
penyambungan pipa yang mempunyai schedule berbeda, seperti elbow schedule 80 dengan
pipa schedule 40, dimana elbow yang lebih tebal harus dipotong miring (taper) supaya sesuai
dengan pipa yang lebih tipis agar diperoleh mutu root yang dapat diterima. Taper bervariasi
terhadap code yang berbeda. Gambar 100-24 mengilustrasikan dua cara untuk menyambung
pipa yang lebih tebal dengan pipa yang lebih tipis.
Gambar 100-24. Persiapan Sambungan Pipa dengan Tebal Berbeda
Seamless pipe dapat memiliki perbedaan ketebalan yang signifikan apabila diameter dalam
dan diameter luar tidak kosentrik. Pelurusan yang buruk akan ditemui apabila bagian yang
lebih tebal dari dinding salah satu pipa disambung dengan bagian yang lebih tipis dari pipa
lain. Dapat dilakukan counterboring untuk menyesuaikan bore sepanjang tebal minimum
atau tingkat tegangan tidak dilanggar.
Code pada umumnya tidak memperbolehkan perubahan ketebalan secara tiba-tiba pada
sambungan butt weld, karena akan memperbesar kosentrasi tegangan. Disamping itu
sambungan-sambungan single V pada pipa atau plat secara esensial harus sama rata dengan
bagian belakang untuk menghindarkan cacat-cacat las pada akar seperti incomplete
penetration.
Pada pressure vessel yang mempunyai tebal dinding tidak sama, harus dilakukan taper
apabila beda ketebalan lebih dari seperempat dari bagian yang lebih tipis, atau apabila beda
ketebalan lebih dari 1/8 inci, yang mana yang lebih kecil, lihat Gambar 100-25. Transisi bisa
dibuat dengan berbagai proses yang akan menghasilkan taper seragam, seperti weld buildup,
pengerindaan, atau pembevelan dengan lampu potong. Panjang taper yang dibutuhkan
meliputi lebar las-lasan.
Gambar 100-25. Persiapan Sambungan Plat dengan Tebal Berbeda
1.2.5. Persyaratan Code
Code seperti di bawah berikut dijadikan acuan oleh perusahaan-perusahaan konstruksi.
1. ASME Code for Boilers and Pressure vessels.
2. ANSI/ASME B31.3 Code for Piping.
3. ANSI/ASME B31.4 Code, B31.8 Code dan API Std. 1104 for pipelines.
4. API Std. 12D, 620, 650 for storage tanks.
5. AWS D1.1 for structures.
Pressure Vessel.
Pengelasan pressure vessel dijelaskan dalam ASME Code Section VIII, Division 1. Disain
sambungan harus memberikan akses, dimensi dan bentuk yang memenuhi fusi dan penetrasi
yang dibutuhkan.

Lihat Gambar 100-25 mengenai persiapan sambungan terhadap logam yang memiliki tebal
tidak sama. Vessel yang terbuat dari dua buah plat atau lebih harus dilas secara longitudinal
pada bagian yang berdekatan, yang kemudian diatur secara bergantian oleh sebuah jarak
sebesar paling tidak 5 kali ketebalan plat.
Nozzle atau reinforcement pada pressure vessel harus dipasang dengan pengelasan yang
cukup untuk menghasilkan kekuatan penuh dari bagian-bagian penguat. Leher nozzle harus
dipasang pada dinding vessel dengan las kampuh penetrasi penuh. Leher nozzle yang
dimasukkan kedalam sebuah lobang pada dinding vessel bisa dipasang dengan las kampuh
penetrasi penuh atau penetrasi sebagian; meskipun demikian pengelasan penetrasi penuh
lebih diutamakan.
Piping.
Chemical plant dan petroleum refinery piping dibicarakan dalam ANSI/ASME B31.3.
Apabila ketidak lurusan internal pipa lebih dari 1/16 inci, bagian dinding yang lebih tebal
harus di counterbored atau taper bored sehingga permukaan internal hampir rata. Ukuran
perbandingan bevel yang direkomendasikan adalah 4:1, tetapi sudut bevel tidak boleh lebih
dari 30 derajat. Hal ini akan mengurangi kosentrasi tegangan, mempermudah pengelasan root
pass, dan meningkatkan inspeksi sambungan bila menggunakan radiografi. Counterboring
atau tapering tidak boleh melanggar ketebalan minimum.
Kepingan transisi bisa digunakan diantara pipa yang memiliki ketebalan berbeda, terutama
apabila yield strengthnya juga berbeda.
1.2.6. Tegangan pada Butt Weld dan Fillet Weld
Gambar 100-26 mengilustrasikan istilah-istilah yang digunakan pada fillet weld. Gambar
100-27 sampai 100-31 memberikan persamaan-persamaan hitungan sederhana yang
digunakan untuk menentukan tegangan pada butt weld dan fillet weld.
Gambar 100-26. Istilah-istilah pada Fillet Weld
Istilah-istilah standar
Istilah-istilah standar yang digunakan dalam menghitung tegangan sambungan las dalam
contoh berikut adalah:
S = normal stress, psi.
Ss = shear stress, psi.
M = bending moment, in-lb.
P = external load, lb.
L = length of weld, in.
h = size of weld, in.

Pada fillet weld, h = fillet size.
Pada butt weld, h = ukuran tumit las-lasan tidak termasuk tonjolan las.
Gambar 100-27. Butt Weld dengan Gambar 100-28. Fillet Weld dengan
Beban Tegangan Langsung pada Beban Langsung
Fillet Weld.
Gambar 100-29. Bending Momen pada Gambar 100-30. Single Fillet Weld
Fillet Weld Pada Beban Paralel
Gambar 100-31. Double Fillet Weld dengan
Beban Paralel.
1.2.7. Istilah-Istilah Sambungan dan Simbol-Simbol Las
Gambar 100-32 sampai 100-37 di bawah memperlihatkan penjelasan berdasarkan AWS dan
istilah-istilah pada sambungan las kampuh tunggal dan las kampuh ganda, diikuti dengan
posisi-posisi pengelasan untuk las kampuh, fillet weld dan pengelasan pipa. Diperlihatkan
juga simbol-simbol las standar yang digunakan untuk menjelaskan syarat-syarat sambungan
las.
Gambar 100-32. Sambungan- Gambar 100-33. Sambungan-Sambungan Las Kampuh
Tunggal Sambungan Las Kampuh Ganda
Gambar 100-34. Posisi-Posisi Gambar 100-35. Posisi
Pengelasan pada Las Posisi Pengelasan pada
Kampuh Fillet Weld
Gambar 100-36. Posisi-Posisi Pengelasan pada Pengelasan Pipa
Gambar 100-37 a. Simbol-Simbol Las Standar AWS
Gambar 100-37 b. Simbol-Simbol Las Standar AWS
1.3.0. KOMPOSISI LOGAM LAS
Pada umumnya, semua baja dan baja paduan yang diperbolehkan oleh code dan standard dapat
dilas apabila menggunakan prosedur pengelasan yang tepat. Data bermacam-macam paduan
disajikan dalam Alloy Fabrication Data pada Appendix A. Lampiran ini terdiri dari spesifikasi ASTM
dan ASME yang dipakai, batasan komposisi kimia dan sifat-sifat mekanis, serta penjelasan mengenai
syarat-syarat pengelasan seperti preheat, heat treatment, proses pengelasan, dan pemilihan jenis-
jenis filler metal. Penjelasan mengenai pemilihan filler metal dibicarakan pada Bab 3, Praktek
Pengelasan.

1.3.1. Filler Metal
Bahan tambah atau filler metal yang dipilih hendaknya memiliki komposisi dan sifat-sifat mekanis
sama dengan logam dasar. Namun demikian komposisi logam las bisa juga berbeda apabila:
- Sukar mengelas bahan-bahan las tertentu, misalnya pengelasan material 13 Cr dengan
mempergunakan elektroda austenitic atau elektroda Ni-Cr-Fe.
- Apabila diinginkan sifat-sifat mekanis khusus, misalnya pemakaian carbon steel pada suhu rendah
dengan mempergunakan elektroda yang mengandung Ni.
- Pengelasan logam berbeda (dissimilar metal), misalnya penyambungan carbon steel dengan
stainless steel dengan mempergunakan elektroda Ni-Cr-Fe.
AWS memiliki 31 spesifikasi filler metal. Spesifikasi ini meliputi elektroda tungsten dan karbon, juga
flux untuk brazing pada proses pengelasan SAW dan ESW. Spesifikasi ini secara teratur diperbaharui,
dimana dua digit terakhir menunjukkan tahun keluaran yang dicantumkan pada nomor spesifikasi.
Gambar 100-38 di bawah memperlihatkan proses pengelasan atau proses-proses yang dibicarakan
diikuti dengan nomor spesifikasi AWS nya.
ASME juga menerbitkan spesifikasi filler metal, yaitu ASME Section II, Part C Boiler and Pressure
Vessel. Spesifikasi ini mirip dengan AWS. Spesifikasi filler metal ASME ditandai dengan penambahan
huruf SF pada nomor AWS, misalnya SFA5.1.
Sistem klasifikasi AWS pada filler metal ini menggunakan awalan seperti dijelaskan di bawah yang
memberikan informasi, baik mengenai bentuk hasil maupun proses penyambungan. Perhatikanlah
sebuah elektroda las busur yang menghantar arus las. Elektroda ini bisa dibalut oleh flux, polos dan
berinti komposit atau flux yang dipakai untuk proses las SMAW, GMAW, FCAW, GTAW dan SAW.
R : Artinya welding rod yang mendapat pemanasan untuk kegunaan selain
dari menghantarkan arus.
ER : Artinya filler metal yang berfungsi sebagai elektroda las busur
(menghantarkan arus) atau sebagai welding rod.
EW : Artinya elektroda tungsten (tidak terumpan).
B : Artinya brazing filler metal.
RB : Artinya filler metal yang digunakan sebagai welding rod atau brazing
Filler metal.
RG : Welding rod yang dipakai pada proses las OAW.
F : Singkatan dari flux pada proses las SAW
IN : Singkatan dari consumable insert.

Gambar 100-38. Spesifikasi Filler Metal berdasarkan AWS.
1.3.2. Elektroda SMAW
Elektroda terbungkus pada proses las SMAW menyediakan bahan tambah dan gas pelindung.
Elektroda terbungkus ini memiliki berbagai macam komposisi pada inti kawat dan selaput
pembungkusnya (coating). Inti kawat las berfungsi sebagai bahan tambah pada saat pengelasan
berlangsung. Sedangkan coating berfungsi seperti di bawah berikut, tergantung dari jenis
elektrodanya, yaitu:
- Memberikan gas pelindung untuk mencegah kontaminasi pada busur dan logam las dari pengaruh
oxygen, nitrogen dan hydrogen yang terdapat di udara.
- Membentuk lapisan terak (slag) di atas kawah las dan endapan logam.
- Mengionisasi unsur untuk menghaluskan busur las.
- Menghasilkan zat deoxidizer dan pembersih untuk menghaluskan struktur butiran logam las.
- Menghasilkan unsur-unsur paduan seperti molybdenum, nikel dan chromium pada baja-baja
paduan rendah.
- Memberikan serbuk besi untuk mempercepat laju pengisian.
Elektroda carbon steel, menggunakan sistem empat digit. Lihat Gambar 100-39, berdasarkan AWS
A5.1 yaitu elektroda carbon steel untuk proses las SMAW. Dua digit pertama memberikan informasi
tensile strength minimum logam las dalam ksi, misalnya E-60XX atau E-70XX. Digit ketiga
memberikan informasi mengenai posisi pengelasan dan digit ke empat memberikan informasi
mengenai jenis coating, jenis arus dan polaritas arus. Jenis coating akan menentukan posisi
pengelasan, karakteristik pengelasan, dan jenis pembangkit listrik yang dibutuhkan. Misalnya
elektroda E-6010 mempunyai tensile strength minimum 62.000 psi dengan coating dari jenis
sellulosa. Elektroda ini bisa digunakan dengan semua posisi, penetrasi busur dalam dan kuat, dan
menggunakan arus DC dengan polaritas terbalik. Elektroda E-7018 memiliki tensile strength
minimum 72.000 psi dengan coating jenis low hydrogen dan mengandung serbuk besi. Elektroda ini
bisa digunakan dengan semua posisi, busur berbentuk halus dengan penetrasi sedang, dan mesti
digunakan dengan arus DC polaritas terbalik.
Gambar 100-39. AWS A5.1- Elektroda SMAW untuk Pengelasan Carbon Steel
Elektroda low alloy steel mengikuti spesifikasi AWS A5.5, dimana sistem klasifikasinya sama dengan
elektroda carbon steel, tetapi ada penambahan huruf atau angka untuk memberikan informasi
mengenai komposisi kimianya. Elektroda dengan kekuatan lebih tinggi, memiliki tensile strength
minimum 100.000 psi atau lebih, mempergunakan system 5 digit, misalnya E-10018-D2. Tiga digit
pertama adalah singkatan dari tensile strength. Tensile strength minimum bisa seperti hasil yang
dilaskan atau hasil pengelasan yang telah diberi PWHT, tergantung dari klasifikasinya. Akhiran
berbentuk huruf dan angka atau hanya huruf saja, memberikan informasi mengenai komposisi kimia
yang harus dipenuhi. Misalnya elektroda E-8018-B2 adalah elektroda dengan coating jenis low
hydrogen, mengandung serbuk besi dengan komposisi nominal 1-1/4 Cr-1/2 Mo, dan E-8010-G
adalah elektroda selulosa dengan klasifikasi umum, yang hanya perlu melakukan jumlah minimum
dari satu unsur yang dicantumkan (komposisi sebenarnya ditinggalkan pada pabrik pembuat
elektroda).

Gambar 100-40. AWS A5.5 – Elektroda SMAW untuk Pengelasan Low Alloy Steel
Elektroda stainless steel dijelaskan oleh spesifikasi AWS A5.4 (komposisi 5 Cr atau lebih) dan
diklasifikasikan menurut AISI untuk komposisi deposit logam las dan jenis coating (dua digit terakhir).
Coating elektroda dari jenis kapur (-15) atau titania (-16). Kedua coatingnya adalah jenis low
hydrogen, tetapi karakteristik lasnya berbeda. Kondisi ini akan mempengaruhi posisi dan arus
pengelasan yang digunakan. Elektroda-elektroda dasar atau berbungkus kapur (-15) mempunyai
cairan slag sedikit, umumnya tahan terhadap retak, cocok untuk pengelasan semua posisi.
Elektroda coating titanium (-16) menghasilkan deposit las lebih halus dengan muka las cenderung
berbentuk cekung. Elektroda ini hanya cocok untuk posisi datar dan horizontal. Elektroda ini
merupakan elektroda turunan yang memperlihatkan muka bead elektroda coating titanium, dan
karakteristik pengelasan semua posisi dari elektroda-elektroda coating kapur. Elektroda turunan ini
kadang-kadang disebut dengan elektroda DC titanium.
Contoh elektroda stainless steel terbungkus adalah E-316-15. Elektroda ini mendepositkan logam las
stainless steel jenis 316. Elektroda ini memiliki lapisan kapur, yang cocok untuk pengelasan semua
posisi, dengan arus DC polaritas terbalik. Elektroda E-410-16 mendepositkan logam las stainless steel
12% Cr. Elektroda ini memiliki coating titanium yang pada umumnya tidak cocok untuk pengelasan
semua posisi, tetapi dapat digunakan dengan arus AC atau DC polaritas terbalik. Lihat Gambar 100-
41 mengenai elektroda stainless steel SMAW menurut AWS A5.4.
Gambar 100-41. AWS A5.4 – Elektroda SMAW untuk Pengelasan Stainless Steel.
Coating pada Elektroda SMAW
Elektroda low hydrogen memiliki coating (selaput pembungkus) yang akan menyerap kelembapan
apabila berada di udara terbuka, sehingga elektroda ini harus dibeli dalam wadah tertutup rapat,
dan disimpan dalam oven pemanas setelah dibuka untuk menghindarkan penyerapan uap air.
Bagaimanapun juga elektroda tidak boleh lembab atau basah. Elektroda dengan coating tahan basah
(moisture resistant) disingkat MR, sekarang banyak dibuat oleh beberapa manufacturer. Elektroda
baru ini sangat tahan terhadap kelembapan sehingga bisa digunakan setiap saat.
Penyerapan uap lembap ke dalam elektroda low hydrogen dapat menimbulkan underbead cracking.
Resiko retak ini semakin besar seiring dengan bertambahnya tensile strength elektroda tersebut.
Gambar 100-42 memberikan rekomendasi waktu maksimum terbuka di udara (setelah wadah
penyimpan dibuka atau dikeluarkan dari oven pemanas) pada kondisi sedang, yaitu suhu 70oF dan
kelembapan relatif 70 %) untuk elektroda low hydrogen dengan berbagai level kekuatan.
Elektroda yang sudah terbuka di udara dalam waktu melebihi seperti disebutkan dalam Gambar 100-
42, harus direkondisi di dalam oven untuk membuang kelembapan yang terserap oleh coating, atau
elektroda tersebut dibuang sama sekali. Gambar 100-43 memberikan rekomendasi suhu
penyimpanan dan suhu rekondisi elektroda yang biasa digunakan.
Gambar 100-42. Lama Pemaparan Elektroda Low Hydrogen di Udara Terbuka yang
Direkomendasikan
Gambar 100-43. Prosedur Penyimpanan dan Rekondisi Elektroda yang Direkomendasikan
1.3.3. Elektroda GMAW dan FCAW

Gambaran umum mengenai kawat las untuk proses pengelasan GMAW dan FCAW berdasarkan
kriteria AWS untuk carbon steel, low alloy steel, dan stainless steel diberikan pada Gambar 100-44.
Penjelasan ini sama dengan sistim yang digunakan pada elektroda SMAW tetapi ada beberapa
bagian yang berbeda.
Gambar 100-44. Kode AWS untuk Filler Metal Carbon Steel, Alloy Steel dan Stainless Steel pada
Proses Las GMAW dan FCAW
Filler metal carbon steel dan low alloy steel untuk proses las GMAW mengacu pada spesifikasi AWS
A5.18 dan A5.28, lihat Gambar 100-45 dan Gambar 100-46. Filler metal ini bisa juga digunakan untuk
proses las GTAW dengan kode huruf awal “E” dan “R”.
Gambar 100-45. Kode AWS untuk Filler Metal Carbon Steel, Low Alloy Steel dan Stainless Steel untuk
Proses Las GMAW dan FCAW
Gambar 100-46. AWS A5.28 – Filler Metal GMAW untuk Low Alloy Steel
Elektroda carbon steel misalnya ER-70S-2, angka 70 menjelaskan tensile strength logam las dalam
ksi, “S” merupakan singkatan dari solid (pejal), yaitu bentuk kawat las, dan angka 2 memberikan
informasi kimia deoxidizer (Mn, Si dan lain-lain).
Elektroda low alloy steel misalnya ER-80S-B2 penjelasan artinya sama seperti yang di atas, tambahan
akhiran huruf dan angka memberikan informasi kandungan unsur kimia, misalnya B2 untuk 1-1/4 Cr
dan ½ Mo.
Filler metal carbon steel dan low alloy steel untuk proses las FCAW mengacu pada spesifikasi AWS
A5.20 dan A5.29 seperti pada Gambar 100-47 dan 100-48. Elektroda ini mempunyai huruf “E”
sebagai identifikasinya.
Gambar 100-47. AWS A5.20 – Filler Metal FCAW untuk Pengelasan Carbon Steel
Gambar 100-48. AWS A5.29 – Filler Metal FCAW untuk Pengelasan Low Alloy Steel
Elektroda carbon steel untuk proses las FCAW misalnya E-71-T5 dijelaskan dengan: digit pertama
memberikan informasi mengenai tensile strength minimum setelah dilaskan (dalam 10 ksi). Digit
kedua menjelaskan posisi-posisi pengelasan (angka “1” untuk semua posisi, “0” untuk posisi flat dan
horizontal). “-T” adalah singkatan dari tubular electrode, dan digit terakhir (1, 2 atau 5) adalah jenis
slag yang dihasilkan oleh flux. Slag mempengaruhi manfaat dan karakteristik kinerja (lihat FCAW
pada pasal 1.1.0, proses pengelasan mengenai jenis-jenis elektroda).
Elektroda low alloy steel untuk proses las FCAW, misalnya E-81-T1-B2, penjelasannya sama kecuali
adanya penambahan kode huruf dan angka untuk menjelaskan sifat kimia seperti elektroda SMAW
(misalnya B2 untuk 1-1/4 Cr- 1/2 Mo.
Filler metal stainless steel untuk proses las GMAW dan FCAW mengacu pada spesifikasi AWS A5.9
dan A5.2. Filler metal stainless steel untuk proses GMAW misalnya ER-308Si bisa juga digunakan
untuk GTAW dan sama-sama mempunyai awalan “E dan R” (untuk rod). Jenis stainless steel
ditunjukkan oleh nomor AISI misalnya 308. Akhiran Si digunakan apabila filler metal mempunyai
kandungan unsur silikon tinggi, yang ditambahkan guna meningkatkan sifat mampu las. Elektroda
stainless steel untuk proses las FCAW misalnya E-316T-1 menggunakan awalan “E” stainless AISI 316,
“T” singkatan dari tubular, dan mempunyai akhiran angka yang memberikan informasi gas pelindung

yang diperlukan. Misalnya angka “1” untuk CO2 dan “3 untuk berpelindung sendiri.″
1.4.0. PREHEAT
1.4.1. Alasan Melakukan Preheat.
Preheat atau pemanasan awal dilakukan untuk mencegah terjadinya retak las. Preheat kadang-
kadang juga diperlukan untuk menghilangkan tegangan sisa (residual stress), meningkatkan
ketangguhan, dan mengendalikan sifat-sifat metalurgi di daerah HAZ.
Hasil pengelasan kadang-kadang langsung retak begitu pengelasan selesai dikerjakan. Retak
hydrogen disebut juga dengan retak tertunda, retak dingin atau underbead craking yaitu retak yang
sering terjadi karena preheat tidak tepat atau karena hardenability logam kerja sangat tinggi.
Gambar 100-49, memperlihatkan beberapa penyebab retak, preheat yang tidak tepat, hardenability
plat yang tinggi, dan masalah-masalah lain, yang menjadi penyebab hampir separuh dari masalah
retak las pada pengelasan struktur.
Gambar 100-49. Penyebab Retak pada Pengelasan Struktur
Retak hydrogen pada umumnya terjadi di daerah HAZ seperti retak tumit (toe crack) atau underbead
crack. Retak hydrogen ini bisa juga terjadi pada logam las yang memiliki kekuatan tinggi, terutama
pada root pass. Retak-retak ini disebut dengan retak tertunda (delayed crack) karena terjadi
beberapa saat setelah pengelasan selesai. Inspeksi sebaiknya ditunggu 24 hingga 48 jam apabila
retak tertunda mungkin terjadi. Hal ini tidak terjadi pada pengelasan baja karbon rendah atau baja
karbon biasa.
Selama retak hydrogen terjadi, tiga faktor berikut ini pasti ada :
- Hydrogen.
- Tegangan tinggi.
- Kekerasan logam induk sangat tinggi.
Retak hydrogen bisa dihindarkan dengan mengontrol tiga faktor di atas.
Hydrogen.
Kandungan hydrogen hasil pengelasan berkaitan langsung dengan jumlah hydrogen yang terdapat
selama proses pengelasan, yang diukur sebagai hydrogen potensial kawat las. Elektroda-elektroda
low hydrogen seperti E-7018, sering digunakan untuk membatasi jumlah hydrogen masuk ke dalam
logam las. Suatu proses pengelasan dikatakan low hydrogen, apabila kandungan hydrogennya kecil
dari 10 ml dari 100 g logam setelah pengelasan.
Panas karena preheating akan membuat hydrogen merembes keluar dari daerah logam las dengan
kecepatan lebih tinggi, dengan demikian mengurangi kandungan hydrogen berarti mengurangi
kemungkinan terjadinya retak hydrogen.
Stress Level.
Tegangan (stress) pada logam las ditentukan oleh kekangan (restrain) pada sambungan ketika logam

las tersebut sudah dingin kemudian mengkerut, dan juga oleh yield strength logam induk dan logam
las. Semakin tinggi kekangan yang terbentuk pada tegangan tinggi, semakin besar kemungkinan
terjadinya retak.
Dalam usaha untuk mencoba menentukan berapa suhu preheat yang harus diterapkan, derajat
kekangan sambungan perlu diperkirakan. Namun demikian, kekangan tersebut sulit dihitung, karena
ia dipengaruhi oleh ukuran logam las, geometri sambungan, tebal logam dasar, kelurusan dan
desakan luar (external constrain). Perkiraan besarnya kekangan sering disederhanakan hanya
dengan meninjau tebal sambungan yang akan dilas. Suhu preheat sering dinaikkan apabila ketebalan
bertambah dengan tidak menghiraukan kerumitan dari sambungan yang dilas. Namun demikian, ada
perbedaan signifikan antara butt weld sederhana, pengelasan nozzle pada pressure vessel, dan
sambungan kompleks T-Y-K dengan ring stiffeners pada anjungan lepas pantai. Semakin besar
kekangan sambungan, semakin besar suhu preheat yang diperlukan.
Kekerasan Baja.
Kepekaan daerah HAZ suatu baja terhadap retak hydrogen tergantung apakah daerah HAZ tersebut
memiliki mikrostruktur yang rentan. Kerentanan mikrosruktur diukur secara sederhana dari
kekerasannya, yaitu jika semakin tinggi kekerasan maka semakin rentan terhadap retak. Kekerasan
HAZ dikontrol dengan membatasi komposisi kimia baja tersebut dan dengan mengontrol laju
pendinginan setelah pengelasan dengan preheat.
Laju pendinginan setelah pengelasan dipengaruhi oleh besarnya suhu preheat, dimana suhu preheat
yang lebih tinggi menyebabkan pendinginan menjadi lebih lama dan kekerasan mikrostruktur
menjadi lebih rendah. Laju pendinginan juga dipengaruhi oleh geometri sambungan, besarnya panas
masukan dari proses pengelasan, interpass temperatur dan suhu lingkungan.
Pengaruh komposisi kimia terhadap kekerasan diukur dari sifat mampu keras (hardenability). Pada
laju pendinginan yang diterapkan, baja dengan sifat mampu keras lebih tinggi akan mempunyai
kekerasan HAZ lebih tinggi. Hardenability dapat diukur berdasarkan carbon equivalent (CE). CE
adalah bilangan yang menggabungkan hardenability berbagai unsur paduan dalam bentuk
ekivalensi-nya, dengan unsur carbon dalam besi. Rumus hardenability diberikan pada bagian akhir
bab ini. Pada Gambar 100-50 terlihat bagaimana kenaikan hardenability (diukur dengan rumus
ekivalen carbon sederhana C + Mn/4) secara drastis akan memperbesar sensitifitas terhadap retak
hydrogen.
Gambar 100-50. Pengaruh Preheat dan Carbon Equivalent terhadap Retak Panas pada Bead-on Plate
Test
Bagaimana Kebutuhan terhadap Preheat Berubah
Baja adalah sebuah logam paduan dengan bahan dasar besi yang mengandung carbon dan unsur-
unsur paduan lain, terutama manggan. Baja tradisional disebut juga dengan baja carbon biasa (plain
carbon steel), karena ia tidak memiliki paduan tambahan lain diluar bare minimum. Ini adalah jenis
baja yang sangat biasa, terutama digunakan untuk pressure vessel sederhana, piping, pipe line dan
baja struktur.
Pada tahun 1960-an dikembangkan sebuah baja baru yang disebut high strength low alloy steels
atau baja HSLA. Baja ini memiliki kekuatan lebih besar tanpa perlu heat treatment. Baja ini sekarang
sudah lazim digunakan untuk tujuan yang sama seperti halnya baja karbon biasa. Namun demikian
baja ini memiliki masalah, karena ia memiliki kandungan unsur paduan, meskipun rendah namun

membuatnya menjadi lebih keras sehingga lebih sukar dilas tanpa retak hydrogen. Baja ini
memerlukan suhu preheat lebih tinggi dibandingkan dengan baja karbon biasa.
Pada awal tahun 1980-an, karena biaya preheat yang tinggi membuat perusahaan-perusahaan baja
membuat baja generasi lain, disebut dengan thermo-mechanically controlled process steels atau
baja TMCP. Ini merupakan nama yang cukup panjang untuk sebuah gagasan sederhana. Baja-baja
TMCP mempunyai unsur karbon dan unsur paduan lain, yang secara signifikan lebih rendah agar
hardenability-nya lebih rendah. Hilangnya kekuatan dari paduan yang lebih rendah, timbul karena
proses rolling yang canggih di dalam pabrik baja, dimana air dialirkan secara cepat untuk
mendinginkan baja panas tersebut selama rolling, dan menguncinya dalam bentuk mikrostruktur
butiran yang tinggi. Mikrostruktur ini membuat baja tersebut memiliki kekuatan tambahan yang
diperlukan untuk memenuhi spesifikasi kekuatan.
Baja-baja TMCP memiliki sifat mampu las tinggi karena hardenability-nya rendah. Ada sedikit
perubahan, seperti hilangnya kekuatan di daerah HAZ apabila panas masukan las cukup tinggi untuk
mengendurkan mikrostruktur butiran, tetapi perubahan ini mendapat perhatian penuh dan dihadapi
dengan memodifikasi proses pembuatan baja dan fabrikasi.
Baja TMCP diusulkan secara intensif untuk proses fabrikasi dimana baja carbon biasa atau baja HSLA
sudah lazim digunakan dahulunya. Baja TMCP diperkenalkan begitu cepat sehingga teknologi
fabrikasi belum dapat mengikuti zaman. Masalah umum yang dialami oleh fabrikator dalam
penggunaan TMCP (diusulkan untuk menghemat biaya preheat) yaitu spesifikasi pemilik masih
menggunakan aturan preheat berdasarkan baja carbon biasa dan baja HSLA. Apabila pemilik sudah
familiar dan memiliki pengalaman dengan baja-baja TMCP, penghematan signifikan akan dapat
diharapkan karena pengurangan atau pemotongan drastis dari persyaratan preheat.
1.4.2. Menentukan Preheat Pada Baja Carbon Biasa.
Hardenability dihitung berdasarkan carbon equivalent (CE) dengan berbagai bentuk sejak awal tahun
1940. Standar yang diakui untuk baja carbon biasa adalah rumus dari International Institute of
Welding, yang sekarang dikenal sebagai rumus IIW.
CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Rumus carbon ekivalen IIW sudah dikembangkan pada baja dengan kandungan carbon tinggi dan
tensile strength dari 60-100 ksi. Rumus ini berlaku untuk kandungan carbon 0,20 % atau lebih. Untuk
memastikan sifat mampu las yang tepat dari baja, carbon ekivalen dibatasi dengan suatu nilai
maximun.
Besarnya batasan carbon ekivalen dan hubungannya dengan suhu preheat diberikan pada Gambar
100-51.
Gambar 100-51. Preheat terhadap Carbon Equivalent berdasarkan rumus IIW
1.4.3. Menentukan Preheat Pada Baja HSLA dan TMCP
Rumus Pcm.
Preheat terhadap baja HSLA secara tradisional ditentukan dengan menggunakan rumus IIW.
Meskipun demikian, kecenderungan pembuatan baja baru-baru ini membenarkan pemakaian rumus
hardenabilty yang kurang bersifat membatasi. Rumus IIW tidak boleh digunakan untuk menentukan

preheat pada baja TMCP karena akan menghilangkan keuntungan ekonomis baja tersebut.
Rumus hardenability yang baru dikembangkan pada pertengahan tahun 1960 dan awal tahun 1970,
meramalkan secara lebih baik kecenderungan retak hydrogen baja-baja carbon rendah seperti baja
HSLA dan TMCP. Rumus ini disebut dengan rumus carbon equivalent Pcm.
Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B
Rumus carbon ekivalen Pcm dikembangkan untuk baja-baja dengan kandungan carbon rendah dan
tensile strength 60-130 ksi. Rumus Pcm ini lebih tepat dibandingkan dengan rumus carbon eqivalen
IIW untuk baja yang memiliki kandungan carbon kurang dari 0,18 %.
Menentukan preheat berdasarkan Pcm berkaitan dengan masalah pengukuran atau perkiraan sifat
kimia baja, potensi hydrogen selama proses pengelasan dan besarnya kekangan sambungan.
Batasan Rumus Pcm.
Rumus Pcm dapat diterapkan dalam batasan komposisi kimia berikut ini:
Unsur Persen berat, wt %
C 0,07 - 0,22
Mn 0,40 - 1,40
Ni 0,0 - 1,20
Mo 0,0 - 0,70
Ti 0,0 - 0,05
B 0,0 - 0,005
Si 0,0 - 0,60
Cu 0,0 - 0,50
Cr 0,0 - 1,20
V 0,0 - 0,12
Nb 0,0 - 0,04
Menentukan suhu preheat yang diperlukan dengan menggunakan metode Pcm bisa sangat rumit.
Banyak pendekatan dari metode IIW bisa dihilangkan karena kekangan dan potensi hydrogen harus
diperkirakan. Sering juga tidak semua informasi diketahui atau tidak dapat ditentukan. Untuk
membuat rumus Pcm bermanfaat dan untuk menyadari adanya potensi penghematan karena
penghapusan preheat, harus dibuat asumsi-asumsi yang beralasan. Asumsi ini meliputi:
- Tebal benda kerja mulai dari 3/4 – 2 inci.

- Panas masukan mulai dari 17 – 30 kJ/cm
- Kekangan las dari tingkat sedang sampai tinggi (khusus pada pengelasan struktur)
- Elektroda adalah dari jenis low hydrogen (1,0 – 5,0 ml/100g)
Gambar 100-52 memperlihatkan persyaratan preheat pada baja TMCP.
Gambar 100-52. Persyaratan Preheat Berdasarkan Rumus Rumus Pcm
Rumus Pcm sudah diterapkan pada pekerjaan-pekerjaan fabrikasi umum. Sifat kimia dari baja yang
dibuat berubah secara cepat. Ketika modifikasi terhadap komposisi kimia baja HSLA diperkenalkan,
korelasi Pcm yang lain sedang berkembang. Misalnya, boron, vanadium dan niobium adalah unsur-
unsur paduan kuat yang kadang-kadang lebih berpengaruh di dalam rumus Pcm. Meskipun
perkembangan ini berlangsung terus, peningkatan pemakaian baja TMCP menimbulkan penerimaan
luas terhadap rumus Pcm semula, dan hendaknya digunakan untuk memilih preheat pada baja TMCP
teknologi terbaru. Apabila seorang fabrikator atau pembuat baja menyarankan penggunaan rumus
berbeda harus melibatkan para ahli bahan.
1.4.4. Preheat Pada High Alloy Steels
Chrome-Moly Steels
Paduan-paduan seperti 5 Cr, 7 Cr dan 2-1/4 Cr-1 Mo memiliki unsur-unsur paduan yang ditambahkan
karena alasan selain hardenability dan kekuatan seketika (immediate strength), untuk memperbesar
yieldnya. Sebagai contoh, chromium ditambahkan supaya tahan terhadap karat, atau Cr dan Mo
ditambahkan untuk daya tahan terhadap penjalaran suhu tinggi. Karena penambahan paduan tinggi
ini memperbesar hardenability, diperlukan preheat untuk mencegah retak hydrogen dan PWHT
untuk menemper daerah HAZ.
Suhu preheat untuk baja-baja paduan tinggi ini ditentukan dari rumus carbon ekivalen IIW. Rumus
Pcm tidak tepat karena kandungan unsur paduan melebihi batasan korelasi Pcm, yaitu baja terlalu
keras supaya Pcm bermanfaat.
Ada kalanya muncul situasi dimana baja chrome-moly atau baja chromium bisa dilas tanpa perlu
diberi PWHT. Misalnya, sebuah furnace tube bisa dioperasikan dengan suhu cukup tinggi untuk
menghindarkan PWHT. Sebuah prosedur sudah dikembangkan sehingga baja-baja yang akan dilas
tidak perlu diberi PWHT dan tidak terjadi retak hydrogen. Prosedur ini menahan suhu preheat dalam
waktu cukup lama (sekitar satu jam) setelah pengelasan selesai, sehingga hydrogen yang terdapat di
dalam baja bisa merembes keluar.
Apabila PWHT sudah direncanakan tetapi pengelasan baja paduan rendah mampu keras
(hardenable) tiba-tiba dihentikan sebelum pengelasan selesai, maka suhu preheat harus
dipertahankan selama satu jam, sebelum baja tersebut menjadi dingin sama dengan suhu
lingkungan, agar terhindar dari retak hydrogen tertunda. Apabila penghentian ini hanya sebentar,
suhu preheat bisa dipertahankan sampai pengelasan dilanjutkan kembali. Apabila penghentian ini
memakan waktu lama, dapat dilakukan heat treatment lanjutan (disebut juga dengan intermediate
stress relief atau membuang tegangan lanjutan) pada benda kerja. Hal ini dilakukan dengan cara
menaikkan suhu pengelasan sampai dalam batas suhu stress relief dalam waktu singkat. Biasanya
selama 30 menit pada suhu 1000 hingga 1200oF, diikuti pendinginan lambat dengan insulasi yang
memadai untuk membuang tegangan lanjutan.

Stainless Steel
Austenitic stainless steel seperti Inconel dan seri 300, memiliki sifat tidak mampu keras (non
hardenable). Oleh karena itu logam ini tidak mudah terkena retak hydrogen tertunda sehingga tidak
perlu diberi preheat.
Beberapa ferritic stainless steel (pada umumnya logam yang memiliki kandungan lebih dari 12 % Cr)
dapat menjadi keras dan perlu diberi preheat. Preheat ditentukan dengan menggunakan rumus IIW.
Casting Iron
Casting iron atau besi tuang adalah paduan besi-karbon-silikon, agak mirip dengan carbon steel,
tetapi kandungan unsur carbon pada casting iron sangat tinggi sekali, sehingga carbon akan
membentuk grafit ketika pendinginan dari kondisi cair. Kandungan unsur carbon pada casting iron
abu-abu sekitar 2 hingga 4 %, bandingkan dengan carbon steel yang hanya 0,2 %. Kandungan unsur
carbon yang tinggi ini membuat harga carbon equivalent (CE) menjadi lebih tinggi dari pada carbon
steel. Preheat mutlak diperlukan.
1.4.5. Persyaratan Code dan Perusahaan
Rekomendasi Preheat Perusahaan
Gambar 100-53 mencantumkan ringkasan persyaratan preheat minimum dari perusahaan Chevron
untuk berbagai macam bahan. Perhatikan bahwa preheat yang direkomendasikan adalah harga
minimum yang berdasarkan pada rumus carbon equivalent IIW, dan keuntungan ekonomisnya
karena menghindarkan preheat pada baja-baja HSLA dan TMCP yang tidak diketahui. Apabila
pemakaian baja-baja ini sudah diketahui terlebih dahulu, maka preheat berdasarkan IIW menjadi
sangat konservatif dan mungkin menimbulkan harga penawaran fabrikasi yang sangat tinggi. Lihat
pasal 1.4.3.
ASME Section VIII
ASME Sect. VIII Boiler and Pressure Vessel Code tidak mencantumkan persyaratan wajib preheat.
Rekomendasi nonmandatory dinyatakan pada Appendix R. ASME Code menyatakan bahwa
kewajiban preheat tidak diperlukan, karena banyak variable-variabel yang mempengaruhi preheat,
seperti dijelaskan pada awal pasal ini. ASME Section VIII, Sections UCS-56 dan UHA-32, mengizinkan
beberapa pengenduran persyaratan PWHT apabila logam-logam tersebut telah diberi preheat.
AWS D1.1 Tabel 4.2.
American Welding Society’s Structural Welding Code-Steel (AWS D1.1), Tabel 4.2
merekomendasikan level preheat minimum berdasarkan kelompok-kelompok kekuatan untuk
proses las low hydrogen dan non-low hydrogen. Level preheat ini berdasarkan pengalaman dan
hanya cocok pada sambungan yang tidak memiliki kekangan “berlebihan” (seperti dijumpai dari
pengalaman). AWS D1.1, Tabel 4.2 paling cocok untuk baja yang dinormalisasi secara konvensional,
yang memiliki carbon equivalent IIW maksimum 0,45.
Beberapa perusahaan menggunakan aturan preheat dalam AWS D1.1, Tabel 4.2 secara berbeda-
beda. Sebagai contoh, pengelasan di bengkel las terkenal dengan menggunakan material yang biasa
dipakai, sering dikerjakan tanpa ada persyaratan di luar yang disebutkan oleh AWS Tabel 4.2. Pada
bengkel las yang kurang terkenal atau apabila ada mateial baru atau material kritis difabrikasi, sering

perlu preheat yang lebih luas dari yang dipersyaratkan oleh AWS.
AWS D1.1 Appendix XI.
Preheat minimum dalam AWS D1.1, Tabel 4.2 lebih dari yang diperlukan pada baja-baja TMCP. AWS
D1.1 direvisi pada tahun 1986 untuk mengetahui cara lain menentukan preheat minimum yang
diperlukan guna mencegah retak hydrogen pada baja TMCP. Revisi tersebut dicantumkan dalam
nonmandatory Appendix XI, “Guideline On Alternative Methods for Determining Preheat.” AWS D1.1
mengingatkan pengguna terhadap perlunya pertimbangan yang berhati-hati dari asumsi-asumsi dan
pengalaman masa lalu, dalam menggunakan guideline ini. Appendix ini juga mengharuskan bahwa
preheat yang lebih kecil dari yang disebutkan oleh Tabel 4.2, dimasukkan ke dalam kualifikasi
prosedur.
Gambar 100-53. Preheat yang Direkomendasi pada Proses Las SMAW
1.4.6. Cara Lain Menentukan Preheat
Uji Sifat Mampu Las
Ada kalanya korelasi rumus empiris seperti IIW dan Pcm tidak cukup untuk menentukan suhu
preheat. Beberapa test pengelasan telah dikembangkan dan dapat digunakan untuk menentukan
akurasi syarat preheat minimum. Sebagai contoh, test ini bisa digunakan secara akurat terhadap
simulasi kekangan. API RP 2Z memberikan panduan terhadap penggunaan test kekangan Y-groove
dan CTS untuk menentukan syarat preheat minimum.
Preheat Puaca Dingin
Apabila suhu lingkungan lebih rendah dari titik embun, perlu dilakukan preheat untuk mencegah
retak hidrogen tertunda dan porosity, yang timbul karena tangkapan air dari permukaan logam
selama pengelasan. Pada umumnya pengelasan tidak dilakukan, apabila suhu benda kerja kecil dari
50oF tanpa melakukan preheat terlebih dahulu. Apabila suhu lingkungan di bawah 50oF, benda kerja
harus diberi preheat sampai terasa hangat bila disentuh dengan tangan atau sekitar 100oF.
Apabila temperatur lingkungan di bawah 0oF, diperlukan prosedur khusus untuk mempertahankan
suhu preheat sebelum dan selama proses pengelasan.
1.4.7. Cara Melakukan Preheat
Luas Bagian yang Akan Diberi Preheat
Keseluruhan benda kerja atau hanya daerah disekitar sambungan saja bisa diberi preheat. Panas
harus diberikan pada bidang yang cukup lebar, sehingga suhu daerah pengelasan tidak akan turun di
bawah syarat preheat minimum selama pengelasan berlangsung. Pada umumnya, jarak 3 inci dari
salah satu sisi sambungan las sudah cukup memadai untuk preheating lokal pada pengelasan pipa,
pressure vessel dan tangki.
Metode Preheat.
Gas Burner. Propana atau gas alam banyak digunakan untuk melakukan preheat karena sederhana
dan menghasilkan nyala api yang dapat memanaskan daerah cukup lebar. Meskipun demikian, alat
ini tidak begitu akurat untuk menyediakan panas, oleh karena itu inspeksi untuk preheat secara

seksama harus dilakukan oleh juru las sebelum mulai mengelas. Inspeksi mengenai preheat akan
dibicarakan kemudian.
Pada fabrikasi pressure vessel dan pipa di bengkel-bengkel las, digunakan gas burner berbentuk ring
atau batangan yang dipakai untuk memanaskan seluruh sambungan tanpa perlu diperhatikan secara
terus-menerus oleh operator.
Electric Heaters. Pemanas tahanan listrik sama seperti yang digunakan untuk PWHT lokal pada
pengelasan pipa atau pressure vessel, dapat digunakan untuk keperluan preheat. Pemanasan
dilakukan dengan cara membuat gulungan dua halves (setengah lingkaran) yang bisa dibuka pada
logam las, dan dioperasikan dengan cara mengecilkan arus untuk tujuan preheat di daerah logam
las. Setelah pengelasan, gulungan dibuka kemudian ditutup dengan insulasi PWHT. Diperlu-kan alat
bantu tambahan untuk mengukur dan mengontrol suhu preheat.
Radiant Heater. Radiant heater merupakan sumber preheat yang handal karena tidak menimbulkan
asap, kelembapan atau hasil-hasil pembakaran lain yang dapat masuk ke dalam daerah pengelasan.
Meskipun demikian, apabila dibandingkan dengan torch, radiant heater lebih mahal dan tidak
praktis. Biaya pemanasan dengan radiant heater dijadikan alasan untuk melakukan preheating pada
pengelasan tube-to-tubesheet, dimana kondensat dari alat pemanas nyala terbuka, dapat masuk ke
dalam celah-celah dan menimbulkan problem. Radiant heater yang digunakan untuk preheating bisa
secara listrik dengan lampu quartz atau element pemanas tahanan listrik Ni-Cr. Radiant heater
pembakaran gas dengan permukaan keramik, wire screen, atau batu berpori juga banyak tersedia.
Radiant heater jarang digunakan untuk preheating selain untuk pengelasan tube-end dan pekerjaan
di bengkel-bengkel.
Panas Induksi. Induction heating coil atau panas induksi biasanya digunakan untuk PWHT, tetapi
dapat juga dipakai untuk preheat dengan cara sama seperti gulungan pemanas tahanan (resistance
heating coil). Pemanas induksi harus dimatikan selama pengelasan berlangsung, karena perubahan
medan magnet yang cepat akan berpengaruh terhadap pengelasan. Gulungan induksi juga akan
mempengaruhi sifat magnet permanen pada logam-logam besi, dan benda kerja perlu di
demagnetisasi sebelum pengelasan dimulai.
1.4.8. Inspeksi Preheat
Retak hydrogen sangat halus dan sulit dideteksi. Karena retak ini sering tidak terlihat beberapa saat
setelah pengelasan selesai, ia bisa saja hilang apabila inspeksi dilakukan terlalu cepat setelah
pengelasan selesai. Inspeksi harus ditunggu 24 sampai 48 jam apabila retak hydrogen tertunda
menjadi perhatian utama. Waktu tunggu ini tidak perlu apabila benda kerja yang dilas adalah baja
carbon rendah atau baja carbon biasa.
Retak permukaan halus sangat mudah dideteksi dengan magnetic partikel test, atau dye penetrant
test. Retak di bawah permukaan (underbead crack) hanya dapat dideteksi dengan ultrasonic test.
Radiography tidak efektif untuk mencari retak halus karena masalah geometri (lihat Bab 5 untuk
pembahasan lengkap mengenai prosedur inspeksi).
Pada pekerjaan-pekerjaan dimana pengelasan dilakukan dalam skala besar seperti fabrikasi
anjungan lepas pantai, jadi beralasan untuk mulai melakukan inspeksi retak hydrogen dengan
frekwensi tinggi, kemudian baru melakukan inspeksi untuk tujuan pemeliharaan setelah pihak
fabrikator memiliki bukti bahwa prosedurnya menghasilkan pengelasan yang bebas retak.
Beberapa sambungan las lebih mudah terkena retak dibandingkan dengan bagian lain. Harus ada

PENGELASAN

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to PENGELASAN

Similar to PENGELASAN (20)

More from Bhekti Agus Ryanto

More from Bhekti Agus Ryanto (15)

Recently uploaded

Recently uploaded (14)

PENGELASAN