Mengoptimalkan Pemilihan Sambungan Las, Antara Fillet atau Full Penetration

Untuk mencapai kekuatan las yang tepat, semua pengelasan membutuhkan fusion yang sempurna antara logam filler terhadap logam dasar. Namun tidak semua joint las membutuhkan tebal las yang besar.


بِسْـــــــــــمِ اللّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْـــــــمِ 


Suatu ketika di tempat kerja, kami menemukan permasalahan yaitu memilih antara sambungan Fillet (Fusion) ataukah Full Penetration. Saya mencoba konsultasi dengan teman yang fokus di bidang ini, namun tidak menemukan apa yang di cari, karena pengertian mereka sambungan pengelasan wajib mengikuti WPS(Welding Procedure Spec), dan welding procedure yang membuat adalah para desain engineer. Dari pemahaman pribadi dan konsultasi dengan para pakar serta orang yang lama fokus di bidang welding bahwasanya baik fusion (fillet) maupun full penetration memiliki keunggulan dan kekurangan masing-masing.

Kenggulan Pengelasan Fusion (Fillet) adalah : 
  • Pengerjaan relatif  cepat luas area lebih kecil
  • Luas area kecil (tidak sebesar full penetration)
  • kebutuhan kawat las lebih sedikit
  • Biasanya sambungan terdapat pada T Joint, Lap Joint, Butt Joint, corner joint, edge joint.
  • Kekuatan las begantung dari area pengelasan (weld size)


Keunggulan Pengelasan Deep penetration adalah : 
  • Pengerjaan relatif lebih lama karena luas area lebih besar
  • Luas area pengelasan lebih besar dari fillet
  • Kebutuhan kawat las lebih besar 
  • Biasanya sambungan seperti fillet dapat digunakan namun dengan memberikan grove pada bagian yang akan di las
  • Kekuatan las sama dengan plat karena ketebalan mengikuti tebal plat yang akan di las

Masih banyak contoh pengelasan  lainya. Namun tidak dibahas di sini agar pembahasan lebih fokus antara fillet dan full penetration. Dari 2 keunggulan diatas jelas bahwa jenis pengelasan full penetration  merupakan pilihan yang tepat dari pada jenis pengelasan fillet. dengan diperluasnya luas area (deep weld) akan menghasilkan kekuatan las yang lebih baik dari fusion (fillet Weld), namun ternyata tidak selamanya tepat pada semua kasus. Korelasi kekuatan material adalah pada yield strength dan ultimate. dengan satuan yang biasa kita pakai MegaPascal, Pound per square inch (psi), Kilo Psi (ksi). Sedang kuat las ditentukan oleh complete fusion yang di capai bergantung pada jenis las, dan biasanya spesifikasi kawat las mempunya kekuatan yang lebih tinggi dari material yang akan di las. 

Berdasarkan aturan American Welding Society (AWS) definisi melebur adalah proses bersatunya 2 bahan antara filler logam dengan logam dasar atau bisa terhadap 2 logam dasar saja.  proses bersatunya 2 logam ini terjadi ketika atom material logam tersebut telah mengikat. Molekul atom dari 2 logam mengikat bersama bersama elektron untuk menjadi 1 logam yang solid dan homogen.  

Molekul Logam 
Penetration atau lebih tepatnya depth fusion, di definisikan AWS adalah jarak fusion(lebur) meluas kedalam loga dasar dari melt surface selama pengelasan. weld Cross Section  (hingga titik terjauh las) memperlihatkan bahwa profil las sama sebesar logam dasarnya. Sebagai ilustrasi bisa di lihat dari gambar dibawah ini. Untuk mencapai kekuatan las yang tepat, semua pengelasan membutuhkan fusion yang sempurna antara logam filler terhadap logam dasar. Namun tidak semua joint las membutuhkan tebal las yang besar.  Selama kita mencapai fusion yang sempurna antara logam filler dan logam dasar (ketika di butuhkan, menggunakan backing bar logam), maka kita telah berhasil menggabungkan 2 logam bersama dalam 1 bagian secara homogen. Secara teori tidak masalah jika kita menggunakan jenis deep penetration atau shallow penetration namun biasanya secara realitas lebih besar dari teori, kita bahkan dapat menggabungkan 2 logam dengan sedikit molekul las. 

Sebagai contoh lihat T joint di bawah ini. kekuatan las yang di inginkan dapat di capai oleh complete fusion, dan tebal las fillet yang tepat (tebal diukur dari leg diasumsikan panjang leg secara teori) yang di berikan pada pengelasan (dapat di lihat gambar di bawah ini). Ukuran las (weld size) yang tepat harus mencapai kekuatan las yang cukup dan ditentukan oleh Design Engineer di tahap desain. Sebagai fabricator, selama mereka mampu membuat ukuran yang tepat berdasarkan spesifikasi desain, dan mencapai complete fusion antara logam filler dan logam dasar, termasuk root, maka mereka telah memenuhi kekuatan las yang cukup. Kekuatan las tidak ditentukan oleh level penetrationya terhadap logam dasar (base plate)

Fillet Weld
Contoh lainya, berdasarkan pada penetration (single V groove) di bawah ini. Kekuatan las yang tepat untuk penetration di capai dengan complete fusion dengan menggunakan logam filler secara benar. (paling tidak kekuatan filler metal sama dengan kekuatan logam dasar, kekuatan logam filler lebih besar lebih baik). Lagi-lagi kekuatan las tidak ditentukan oleh kedalaman penetration ke dalam logam dasar. 

Nampaknya ke 2 jenis las menemukan titik yang sama bahwa kekuatan las tidak ditentukan oleh seberapa dalam penetration atau tebal lasnya, baik itu fusion weld (fillet) maupun penetration. ukuran las secara hematnya adalah  volume logam dasar yang di butuhkan untuk mengisi joint las denga dimensi yang tepat. ( yaitu derajat sudut bevel, lebar root opening). Dimensi Joint yang pas cukup membuat akses elektroda  menyatu ke joint. untuk itu teknik pengelasan yang baik dapat digunakan untuk mencapai fusion yang sempurna terhadap logam dasarnya (dengan atau tidak menggunakan backing bar pada las groove). Sebagai tambahan, ukuran joint yang tepat dibutuhkan untuk memastikan bahwa root memiliki perbandingan kedalaman terhadap lebar yang tepat (d/t). 

Penetration

Untuk mencapai fusion yang sempurna tidak mudah. Permasalahan dapat terjadi jika pada lasan fillet terdapat cacat las. Ini mengakibatkan diskontinuitas dengan las diskitar sisi (joint penetration) maupun sisi root (root penetration). Ketidak sempurnaan fusion dapat menjadi defect area dan  berakibat kegagalan pada las. Oleh karena itu pada jenis las fillet di butuhkan welder yang berstandar untuk menghindari cacat pada las. Berikut ini ilustrasi las yang dapat diterima dan tidak pada fillet weld. 

Acceptable and Non Acceptable 


Dapat saya simpulkan bahwa penggunaan Fillet maupun penetration bisa melihat pada acuan sebagai berikut

  1. Company Specification (permintaan Client). Adakalanya klien meminta jenis pengelasan tertentu karena telah dikaji oleh tim mereka.
  2. Jika client tidak meminta hal tertentu, maka fillet sebagai pilihan bagi kontraktor karena proses pengelasan lebih singkat, tidak banyak ada perubahan pada logam yang akan di las, dengan tetap mengacu pada desain engineer dan backup calculation serta welder yang qualified maka dapat menghasilkan pengelasan yang optimal. 
  3. Jika di lapangan , hanya single fillet saja (bisa karena clear area terlalu sempit) dan di butuhkan thickness weld  yang besar, namun tidak memenuhi standar kekuatan yang diperoleh maka akan di gunakan welding jenis Penetration


Masih banyak faktor yang bisa mempengaruhi pemilihan welding diatas, namun kembali lagi bahwa engineering judgment bagi para engineer sangat diperlukan. Dari pengalaman dan jam terbang tinggi serta khasanah ilmu yang selalu update InsyAllah akan dapat memilih pilihan yang terbaik dari segi kualitas pengelasan, biaya dan waktu. Artikel ini bukanlah final, akan selalu diperhabarui berdasarkan ilmu yang akan saya pelajari kedepanya. Silahkan bagi kawan-kawan yang ingin share pengalamanya di kolom komentar, insyallah akan di muat sebagai tambahan info di artikel ini. semoga dapat memajukan insinyur Indonesia

Sumber  Inspirasi :
- // www.lincolnelectric.com
ANSI / AWS A3.0 Standard Welding Terms and Definitions

2 comments:

  1. aduh aduh.. saya g faham sama yang ginian... keren juga ya ada tehnik2nya.. kiraen asal tempel aja pas nge-las..^^

    ReplyDelete
  2. Aduh, kurang paham materi yang beginian,, Tapi tekhnik2nya begitu ternyata

    ReplyDelete

Terima kasih sudah berkunjung d Blog saya. Silahkan tinggalkan komentar untuk respon/pertanyaan, maupun request untuk di masukan dalam blog ini. sebagai feedback untuk saya. Saya akan blogwalking juga di web kawan-kawan :)