TEKNOLOGI MEKANIK "Penyambungan, Pemotongan, Pembentukan"

METODE PENYAMBUNGAN

Konstruksi Sambungan

                   Penyambungan  logam  adalah  suatu  proses  yang  dilakukan  untuk menyambung  2  (dua)  bagian  logam  atau  lebih.  Penyambungan bagian–bagian logam ini dapat dilakukan dengan berbagai macam metoda sesuai dengan kondisi dan bahan yang digunakan. Setiap metode penyambungan  yang  digunakan  mempunyai  keuntungan tersendiri dari metoda lainnya, sebab metoda penyambungan yang digunakan  pada  suatu  konstruksi  sambungan  harus  disesuaikan dengan kondisi yang ada, hal ini mengingat efisiensi sambungan. Pemilihan metoda penyambungan yang tepat dalam suatu konstruksi sambungan harus dipertimbangkan efisiensi sambungannya, dengan mempertimbangkan beberapa faktor diantaranya :faktor proses pengerjaan sambungan, kekuatan sambungan, kerapatan sambungan, penggunaan konstruksi sambungan dan faktor ekonomis.

                   Proses Pengerjaan Sambungan Proses pengerjaan sambungan yang dimaksud adalah bagaimana pengerjaan konstruksi sambungan itu dilakukan seperti: sambungan untuk konstruksi tangki dari bahan pelat lembaran. Untuk menentukan sambungan yang cocok dengan kondisi tangki ini ada beberapa alternatif persyaratan. Persyaratan yang paling utama adalah tangki ini tidak boleh bocor. Tangki harus tahan terhadap tekanan. Proses penyambungannya hanya dapat dilakukan dari sisi luar dan sebagainya.  Jika dipilih sambungan baut dan mur kurang sesuai, sebab sambungan ini kecenderungan untuk bocor besar terjadi. Sambungan lipat akan sulit dilakukan sebab tangki yang dikerjakan cukup besar dan bahannya juga cukup tebal, sehingga akan sulit untuk dilakukan pelipatan. Persyaratan yang paling sesuai untuk kondisi tangki ini adalah sambungan las. Sambungan las mempunyai tingkat kerapatan yang baik serta mempunyai kekuatan sambungan yang memadai. Di samping itu segi operasional pengerjaan sambungan konstruksi las lebih sederhana dan relatif murah, maka yang paling mendekati sesuai untuk konstruksi tangki ini adalah sambungan las.

                   Kekuatan Sambungan Contoh pertimbangan penggunaan sambungan ini adalah pembuatan tangki. Dengan persyaratan seperti pada uraian di atas, maka pemilihan metoda penyambungan yang cocok untuk tangki jika ditinjau dari sisi kekuatannnya adalah sambungan las. Sambungan las ini mempunyai tingkat efisiensi kekuatan sambungan yang relatif lebih baik jika dibandingkan dengan sambungan yang lainnya.   

                   Kerapatan Sambungan Tangki  biasanya digunakan untuk tempat penyimpanan cairan maka pemilihan sambungan yang tahan terhadap kebocoran ini diantaranya adalah sambungan las.  Kriteria sambungan las ini merupakan pencairan kedua bagian bahan logam yang akan disambung ditambah dengan bahan tambah untuk mengisi celah sambungan. Pencairan bahan dasar dan bahan tambah ini menjadikan sambungan las lebih rapat dan tahan terhadap kebocoran. 

                   Penggunaan Konstruksi Sambungan Penggunaan dimana konstruksi sambungan las itu akan digunakan juga merupakan pertimbangan yang tidak dapat diabaikan apalagi  jika konstruksi tersebut bersentuhan dengan bahan makanan.  Kemungkinan lain jika konstruksi sambungan  tersebut digunakan untuk penyimpanan bahan kimia yang sangat mudah bereaksi dengan bahan logam.   Untuk konstruksi tangki yang digunakan sebagai bahan tempat penyaluran minyak, maka sambungan las masih sesuai dengan penggunaan konstruksi tangki ini.   

                   Faktor Ekonomis Faktor ekonomis yang dimaksud dalam pemilihan untuk konstruksi sambungan ini adalah dipertimbangkan berdasarkan biaya ke-seluruhan dari setiap proses penyambungan. Biaya ini sejalan dengan ketersediaan bahan-bahan, mesin yang digunakan juga transportasi dimana konstruksi tersebut akan di instal. Besar kecilnya konstruksi sambungan dan volume kerja sambungan juga menjadi bahan pertimbangan secara keseluruhan   

Contoh pemilihan metoda yang tepat untuk suatu konstruksi sambumgam dapat dilihat  pada perakitan file cabinet. Metoda perakitan file cabinet yang digunakan adalah metoda penyambungan dengan las titik. Pertimbangan pemilihan ini mengingat proses penyambungan dengan las titik ini sedehana, mempunyai kekuatan sambungan yang baik dan hasil penyambungannya tidak menimbulkan cacat pada plat. 

Metoda-metoda penyambungan yang umum digunakan untuk kostruksi sambungan plat-plat tipis ini diantaranya : 

1. Metoda penyambungan dengan lipatan 

2. Metoda penyambumgan dengan keling

3. Metoda penyambungan dengan solder

4. Metoda penyanmbungan dengan las titik

5. Metoda las busur

6. Metoda las oksi-asetilen 

7. Metoda penyambungan baut dan mur 

Masing-masing metoda penyambungan ini mempunyai proses pengerjaan yang berbeda-beda. 

Sambungan Keling 

Sambungan Keling Biasa (Rivet) Riveting adalah suatu dari metoda penyambungan yang sederhana. Penggunaan metoda penyambungan dengan riveting ini sangat baik digunakan untuk penyambungan pelat-pelat alumnium, sebab plat plat aluminium ini sangat sulit disolder atau dilas. Dari metoda-metoda lain yang digunakan untuk proses penyambungan aluminium metoda riveting inilah yang sangat sesuai digunakan, dan  mempunyai proses pengerjaan yang mudah dilakukan.

Solder / Patri 

Solder adalah suatu proses penyambungan antara dua logam atau lebih dengan menggunakan panas untuk mencairkan bahan tambah sebagai penyambung, dan bahan pelat yang disambung tidak turut mencair. Ditinjau dari segi penggunaan panas maka proses penyolderan ini dibagi dalam dua kelompok, yakni solder lunak dan solder keras.   Penggunaan solder dari berbagai jenis bahan, biasanya dititik beratkan pada kerapatan sambungan, bukan pada kekuatan sambungan terutama pada solder lunak. Dalam melakukan proses penyolderan ini dibutuhkan fluks yang berfungsi untuk membersihkan bahan serta sebagai unsur pemadu dan pelindung sewaktu terjadinya proses penyolderan.

Ada 2 macam penyoderan yaitu :

Solder Lunak Penggolongan solder lunak berdasarkan temperatur yang digunakan untuk proses penyolderan. Temperatur yang digunakan solder lunak ini berkisar di bawah 450˚. Solder keras/brazing Solder keras dibagi dalam dua kelompok yakni : Brazing dan silver. Pembagian kelompok ini berdasarkan komposisi penyolderan, titik cair dan fluks yang digunakan. Brazing mempunyai komposisi kandungan tembaga dan seng. Fluks yang digunakan dalam proses penyolderan adalah boraks dengan menggunakan pemanas antara bbo 880* - 890* C. Silver mempunyai komposisi kandungan perak. Tembaga dan seng. Fluks yang dipakai dalam proses penyolderan silvering ini ada dua yakni tenacity dan easy flo. Temperatur yang digunakan untuk penyolderan berkisar 750˚ C.

           

Las Resistansi (Tahanan) 

Las resistensi listrik adalah suatu cara pengelasan dimana permukaan pelat yang disambung ditekankan satu sama lain dan pada saat yang sama arus listrik dialirkan sehingga permukaan tersebut menjadi panas dan mencair karena adanya resistensi listrik. Dalam las ini terdapat dua kelompk sambungan yaitu sambungan tumpang dan sambungan tumpul. Sambungan tumpang biasanya digunakan untuk pelat-pelat tipis. Penyambungan pelat-pelat tipis sangat baik dikerjakan dengan las resistansi listrik. Proses penyambungan dengan las resistansi ini sangat sederhana, dimana sisi-sisi pelat yang akan disambung ditekan dengan dua elektroda dan pada saat yang sama arus listrik yang akan dialirkan pada daerah pelat yang akan ditekan melalui kedua elektroda. Akibat dari aliran arus listrik ini permukaan plat yang ditekan menjadi panas dan mencair, pencairan inilah yang menyebabkan terjadinya proses penyambungan. Penggunaan las resistansi listrik untuk penyambungan pelat-pelat tipis yang biasa digunakan terdiri dari 2 jenis yakni :

1.      Las Titik (spot welding) 

Proses pengelasan dengan las resistansi titik ini hasilnya pengelasan membentuk seperti titik. elektroda penekan terbuat batang tembaga yang dialiri arus listrik yakni, elektroda atas dan bawah. Elektroda sebelah bawah sebagai penumpu plat dalam keadaan diam dan elektroda atas bergerak menekan plat yang akan disambung

2.      Las Resistansi Rol (Rolled Resistance Welding)

Proses pengelasan resistansi tumpang ini dasarnya sama dengan las resistansi titik,tetapi dalam pengelasan tumpang ini kedua batang elektroda diganti dengan roda yang dapat berputar sesuai dengan alur/garis pengelasan yang dikehendaki. Pengelasan tumpang ini mempunyai kelebihan yakni dapat mengelas sepanjang garis yang dikehendaki.

Teknik mengelas yang diterapkan dalam proses pengelasan dapat dilakukan dengan mengikuti aturan atau ketentuan yang umum berlaku pada pengelasan.  Skema proses pengelasan memperlihatkan bahwa beberapa parameter untuk pengelasan yang dilakukan pada posisi di bawah tangan meliputi: Arah pengelasan, Gerakan elektroda yang digunakan, Sudut antara elektroda dengan benda kerja arah memanjang, Sudut antara elektroda dengan benda kerja arah melintang, Jarak elektroda ke benda kerja, Jarak/gap antara benda kerja yang akan disambung, Kecepatan pengelasan, Penetrasi pengelasan.

METODE PEMOTONGAN

Dasar-Dasar Proses Pemotongan  

Pelat-pelat hasil produksi pabrik umumnya masih dalam bentuk lembaran yang ukuran dan bentuknya bervariasi. Pelat-pelat dalam bentuk lembaran ini tidak dapat langsung dikerjakan, sebab terlebih dahulu harus dipotong menurut gambar bukan komponen yang akan dibentuk pengerjaan. Pembentukan pelat dalam bentuk lembaran ini kurang efektif apabila dikerjakan secara langsung. Dalam dunia industri istilah pemotongan pelat sebelum dikerjakan disebut pemotongan awal (pre cutting).

Teknik-teknik pemotongan pelat ini dapat dilakukan dengan berbagai macam teknik pemotongan pelat dengan peralatan tangan, mesin- mesin potong manual, mesin gunting putar, pemotongan dengan batu gerinda dan pemotongan dengan gas. Kemampuan potong suatu mesin potong dikelopokkan menjadi tiga kelompok utama yakni; pemotongan lurus, melingkar, dan bentuk profil.

Peralatan dan alat pemotong harus di rawat dan di simpan dengan baik. Kerena itu sangat berpengaruh pada hasil pemotongan pada benda kerja. Penggunaan mesin dan alat juga menentukan hasil dari pekerjaan. Contohnya penggunaan gergaji, tingkat kekencangan pada daun gergaji harus diperhitungkan untuk bahan apa yang akan kita kerjakan.

Alternatif pemilihan metode pemotongan yang tepat harus disesuaikan berdasarkan faktor-fator berikut: Jenis bahan, bentuk profil bahan yang akan dipotong seperti lembaran, bulat, segiempat dll, tebal bahan, bentuk pemotongan (lurus atau melingkar), jumlah yang akan dipotong,  alat potong yang tersedia, toleransi hasil pemotongan yang dibutuhkan. Hasil pemotongan yang baik dapat diperoleh dengan mengukur secara tepat sesuai dengan gambar kerja dan harus dipertimbangkan kehilangan ukuran akibat proses pemotongan tersebut.

PROSES PEMBENTUKAN

Prinsip dasar pembentukan logam merupakan proses yang dilakukan dengan cara memberikan perubahan bentuk pada benda kerja. Perubahan bentuk ini dapat dilakukan dengan cara  memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis. Deformasi dapat dilihat sebagai perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan bentuk yang terjadi dapat dibedakan atas deformasi elastis dan deformasi plastis. Deformasi elastis adalah perubahan bentuk yang terjadi bila ada gaya yang bekerja, serta akan hilang bila bebannya ditiadakan. Dengan kata lain bila beban ditiadakan, maka benda akan kembali ke bentuk dan ukuran semula. Sedangkan deformasi plastis adalah perubahan bentuk yang permanen, meskipun bebannya dihilangkan maka kondisi benda akan tetap berbah bentuknya sesuai dengan bentuk yang dikenakan pada benda tersebut.

Proses pengerjaan dingin (cold working) yang merupakan pembentukan plastis logam di bawah suhu rekristalisasi pada umumnya dilakukan disuhu kamar jadi tanpa pemanasan benda kerja. Keuntungan dari pembentukan dingin diantaranya tidak dibutuhkan pemanasan, permukaan yang lebih baik, ketelitian yang lebih baik, ukurannya bisa seragam, kekuatan tariknya akan lebih baik dari bahan asalnya

Pengaruh pengerjaan dingin terhadap sifat bahan logam, pada daerah di bawah temperatur rekristalisasi, deformasi akan menyebabkan naiknya kekerasan, naiknya kekuatan, tetapi disertai dengan turunnya keuletan. Secara makro kenaikan kekuatannya dapat diperoleh dengan mengadakan uji mekanik, misalnya uji tarik. Kekerasan dan kekuatan  bahan yang dikerjakan menjadi meningkat kondisi ini dapat dianggap sebagai hal yang positif, namun karena disertai dengan berkurangnya keuletan logam, logam menjadi getas, sehingga logam akan makin sukar dibentuk, serta pada suatu saat menjadi rapuh sehingga tidak dapat dideformasi lagi. Proses untuk mengembalikan ke sifat-sifatnya semula, yaitu lunak dan ulet perlu dilakukan proses pemanasan terhadap benda kerja yang telah  mengalami pengerjaan dingin.

Pembentukan pelat secara manual merupakan proses pembentukan yang dilakukan menggunakan landasan-landasan pembentuk dengan menggunakan berbagai macam bentuk palu. Landasan pembentuk ini dikenal juga dengan istilah Pancang Tinman.  Palu yang digunakan dalam proses pembentukan ini juga terdiri dari berbagai jenis palu pembentuk. Palu pembentuk ini dapat dibedakan mulai dari ukuran, jenis dan bentuk kepala palu.  

Proses pembentukan pelat secara manual ini ditinjau secara mekanika dan metalurgi fisiknya merupakan proses deformasi plastis. Deformasi plastis ini adalah perobahan bentuk yang diinginkan dimana proses ini apabila pelat mengalami pemukulan akan menyebabkan pelat berobah bentuk. Pukulan pembentukan ini melebihi batas elastisitas pelat yang dibentuk. Setelah pelat mengalami pembentukan diatas landasan ini pelat mengalami perobahan bentuk. 

Karakteristik pembentukan secara manual ini memiliki bentuk- bentuk yang sangat bervariasi, sebab pembentuk dengan manual ini sangat tergantung pada bentuk landasan dan kepala palu yang digunakan.  Karakteristik hasil pembentukan secara manual ini memiliki kelebihan dari semua proses pembentukan yang ada. Proses pembentukan secara manual ini dapat melakukan semua proses pembentukan yang ada, hal ini sangat tergantung pada kemampuan atau skill pekerja yang melakukannya. 

Streching pada dasarnya merupakan proses pembentukan Rentang yakni proses pembentukan gaya tarik utama sehingga bahan tertarik pada peralatan atau blok pembentukan. Proses penekanan atau blanking ini didasarkan pada proses pengguntingan. Pengguntingan kontur tertutup, dimana logam didalam kontur adalah bagian yang diinginkan, dinamakan penebukan. Deep Drawing merupakan proses penarikan dalam adalah salah satu jenis proses pembentukan logam, dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu. 

Mesin penekan (Squeezing) adalah suatu penekan aksi tunggal yang mempunyai landasan yang sempit dan sangat panjang. Kegunaan utama penekan ini adalah untuk membentuk benda-benda yang panjang melengkung, seperti saluran dan lembaran bergelombang. Pembentukan-hydro karet (rubber hydroforming) adalah modifikasi dari penumbuk dan cetakan konvensional, di mana bantal karet berfungsi sebagai cetakan. Pembentukan karet, atau proses Guerin. Aplikasi ini biasanya diterapkan di pembuatan body mobil kereta dan sebagainya.

Proses  Spinning pada dasarnya merupakan proses pembentukan pelat dengan menekan bahan dasar pelat ke dies pembentuk sambil material ditekan dengan tool penekan sampai membentuk seperti yang ada pada dies. Proses pembentukan dengan spinning ini dilakukan penekanan secara bertahan di seluruh permukan pelat yang akan dispin atau diputar. Proses penekanan dengan putar ini tidak boleh dilakukan sekaligus dengan penekanan yang keras. Hasil penekan keras akan memberikan dampak kerusakan pada permukaan pelat. Kemungkinan lain juga dapat menyebabkan pelat menjadi robek atau pecah. Peralatan yang digunakan pada proses spinning ini adalah satu unit mesin bubut yang digunakan untuk memutar benda kerja. Dies dan tool penekan sebagai peralatan pembentukan.