Materi I: Teknik Mesin M6 KB3

1. i
No Kode: DAR@/Profesional/1/4/2019
PENDALAMAN MATERI TEKNIK MESIN
MODUL 6: FABRIKASI LOGAM DAN MANUFAKTUR
KEGIATAN BELAJAR 3
SAMBUNGAN SOLDER DAN LAS TITIK
Nama Penulis:
Didik Nurhadiyanto
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
2019

2. ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
DAFTAR ISI ii
A. PENDAHULUAN 1
1. Deskripsi Singkat 1
2. Relevansi 1
3. Panduan Belajar 1
B. INTI 2
1. Capaian Pembelajaran 2
2. Sub Capaian Pembelajaran 2
3. Pokok-pokok Materi 2
4. Uraian Materi 2
a. Penyambungan Solder 2
b. Penyambungan Las Titik 16
5. Forum Diskusi 22
C. PENUTUP 23
1. Rangkuman 23
2. Tes Formatif 23
DAFTAR PUSTAKA 26

3. 1
A. PENDAHULUAN
1 Deskripsi Singkat
Modul pada kegiatan belajar ini mempelajari pengertian penyambungan solder,
penyambungan las titik, penggunaan sambungan solder dan las titik, bagaimana proses
sambungan solder dan las titik, gambar manufaktur, dan perhitungan kekuatan
sambungan solder dan las titik. Setelah mempelajari kegiatan belajar ini peserta dapat
memahami sambungan solder dan las titik, merencanakan sambungan solder dan las
titik dan menghitung kekuatan sambungan solder dan las titik. Kompetensi diperlukan
sebagai guru pada program keahlian teknik mesin.
2 Relevansi
Kedalaman materi modul ini setara dengan KKNI level 5. Capaian pembelajaran
modul dalam lingkup pengetahuan dan ketrampilan PPG Vokasi Teknik Mesin yang
relevan dengan struktur kurikulum SMK. Kegiatan-kegiatan belajar yang disajikan
relevan dengan kompetensi inti dan kompetensi dasar bidang keahlian teknologi dan
rekayasa, program keahlian teknik mesin. Dengan dikuasainya materi sambungan
sekrup maka cukup signifikan dengan pekerjaan di industri bidang fabrikasi logam
dan manufaktur.
3 Panduan Belajar
Proses pembelajaran materi sambungan solder dan las titik yang sedang diikuti
sekarang ini, dapat berjalan dengan lebih lancar bila Anda mengikuti langkah-langkah
belajar sebagai berikut :
a. Bacalah dan pahami capaian pembelajaran dan sub capaian pembelajaran kemudian
catat bagian yang belum Anda kuasai dan yang sudah Anda kuasai.
b. Bacalah uraian materi pada bagian yang belum Anda kuasai dan apabila belum
cukup dapat ditambah dengan sumber belajar lain dari buku bacaan di daftar
pustaka. Lakukan kajian terhadap sabungan solder dan las titik, macam sambungan
solder dan las titik, proses sambungan solder dan las titik, macam-macam beban
pada sambungan solder dan las titik, dan perhitungan kekuatan sambungan solder
dan las titik yang telah ada dan yang telah dilakukan di tempat kerja Anda.
c. Setelah Anda menguasai semua tugas dan tes formatif pada keempat kegiatan
belajar, silahkan Anda lanjutkan dengan mengerjakan tugas akhir dan tes akhir.

4. 2
B. INTI
1. Capaian Pembelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 3 ini, Anda peserta PPG akan mampu menganalisis
dan menerapkan sambungan solder dan las titik
2. Sub Capaian Pembelajaran
Setelah melakukan kegiatan belajar sambungan solder peserta PPG akan mampu
a. Menganalisis sambungan solder dan las titik
b. Menerapkan sambungan solder dan las titik
3. Pokok-pokok Materi
a. Penyambungan Solder
b. Peyambungan Las Titik
4. Uraian Materi
a. Penyambungan Solder
Penyambungan pelat logam dengan solder/patri yaitu proses penggabungan dua atau
lebih pelat logam dengan cara memanaskan logam induk dan bahan tambah pada
temperatur cair bahan tambah yang jauh di bawah temperatur leleh bahan induk. Bahan
tambah sebagai pengikat sambungan yang membasahi kedua permukaan antar logam.
Bahan induk atau pelat yang disambung tidak mengalami pencairan. Gambar 3.1
menunjukkan beberapa jenis sambungan patri. Bahan tambah umumnya menggunakan
material yang temperaturnya rendah, mudah mencair dan melekat pada logam yang
disambung. Bahan tambah yang banyak digunakan seperti paduan timah, timbal, perak,
zinc, dan tembaga. Bahan tambah disediakan dalam bentuk batangan dan kawat.

5. 3
Gambar 3.1. Contoh sambungan solder pada logam sejenis maupun berbeda jenis
Proses penyambungan dilakukan dengan menyiapkan kedua permukaan yang akan
disambung. Permukaan yang disambung harus bersih dari kotoran dan oksida yang
melekat. Kedua permukaan yang sudah bersih dihimpitkan kemudian dipanaskan secara
perlahan-lahan menggunakan batang logam pemanas, pembakar (torch) atau oven,
kemudian diberi flux untuk melindungi dari proses oksidasi akibat pemanasan. Bersamaan
dengan itu bahan tambah diumpankan sehingga mencair dan masuk diantara kedua
permukaan logam yang disambung secara kapiler. Semua permukaan dipastikan terbasahi
oleh logam tambah agar sambungan optimal. Setelah logam pengisi dipastikan membasahi
mengisi penuh semua permukaan, proses pemanasan dapat dihentikan dan ditunggu hingga
beberapa saat sampai logam pengisi membeku dan mengeras. Maka terjadi proses
penyambungan kedua permukaan oleh proses difusi logam pengisi, lihat Gambar 3.2.
Gambar 3.2. Logam pengisi masuk ke celah logam induk
Perekatan bahan Patri terjadi pada bidang patri, yaitu permukaan logam dasar yang
akan disambungkan, antara dua bahan dasar. Pada permukaan logam dasar disalurkan
banyak energi panas sehingga logam isi mulai meleleh, merambat masuk ke dalam celah

6. 4
pematrian dengan efek kapileritas celah, mengeras di bidang pematrian, dan mengikat erat
badan dasar yang disambungkan. Ikatan erat yang terjadi ditimbulkan oleh adanya Adhesi
(gaya tarik-menarik antara Patri dengan rongga atau pori-pori permukaan bahan dasar)
yang menimbulkan terbentuknya ikatan antara logam isi dan logam dasar.
Sambungan patri digunakan terutama untuk mencegah kebocoran pada sambungan
lipat. Selain itu, juga digunakan untuk sambungan tumpang pada benda-benda kerja yang
tidak memerlukan kekuatan tarik yang besar.
Jenis sambungan solder ini dibagi menjadi dua, yaitu solder lunak dan solder keras.
Perbedaan antara solder lunak dan solder keras terlihat pada kekuatan sambungan dan
bahan yang disambung. Penyolderan lunak digunakan pada semua logam terutama logam-
logam tipis dengan beban ringan, kedap udara dan air. Bahan tambah pada sambungan ini
berasal dari logam lunak yang akan mencair pada suhu di bawah 450o
C. Bahan tambah
yang digunakan misalnya timbal dan timah. Contoh pemakaan pada pelat-pelat pendingin
pada kendaraan, tangki minyak/air, kotak peralatan, sambungan kabel, talang air, dan
sambungan logam yang dilapisi seng.
Penyolderan keras (brazing) lebih sering digunakan untuk penyambungan pelat-pelat
dari logam berat dan menerima beban besar. Bahan tambah akan mencair di atas suhu
450o
C. Pada patri keras menggunakan bahan penyambung dari logam yang lebih keras
seperti perak, kuningan, tembaga. Contoh pemakaian pada flens untuk sambungan pipa,
instalasi pipa tekanan besar, penyangga dalam rangka kendaraan, tangki uap, perakitan
logam keras, dan konstruksi alat-alat ringan.
Keuntungan dan kerugian sambungan solder atau patri lunak dapat dijelaskan
sebagai berikut:
Keuntungan:
 Dapat menyambung dua buah logam yang berbeda
 Pada penyolderan lunak tidak merusak permukaan
 Tidak menghambat aliran listrik
 Dibandingkan pengelingan, tidak ada pelubangan yang melemahkan konstruksi
 Umumnya kedap fluida
 Pada pengerjaan masal, dapat dilakukan secara bersamaan
 Mampu menyambung pelat-pelat tipis
Kerugian:

7. 5
 Untuk penyolderan masal biaya lebih besar karena bahan tambah harus dicampur
timah putih atau tembaga
 Bahan pengalir yang tersisa dapat menimbulkan korosi listrik
Keuntungan penyambungan patri keras adalah sebagai berikut (Aninim, 2009).
 Temperatur rendah pada brazing dan brasswelding sehingga kemungkinan terjadinya
distorsi pada benda kerja sangat kecil.
 Hubungan temperatur yang rendah dengan brazing dapat meningkatkan kecepatan
penyambungan, sehingga mengurangi pemakaian bahan bakar gas.
 Brazing lebih mudah untuk dipelajari bagi pemula dibanding pengelasan. Dalam hal
ini, jika benda kerjanya tipis (misalnya pelat logam atau pipa tipis), maka dengan
brazing akan lebih mudah karena tidak mudah terjadi erosi (burn-through) karena
panas.
 Metode brazing merupakan suatu teknik yang efektif dan murah untuk produksi
massal. Komponen dapat dirakit dengan plug material pengisi yang diposisikan pada
sambungan dan kemudian dipanaskan di dalam suatu tungku perapian atau melewati
pemanasan stasiun perakitan.
1) Persyaratan Kerja Patri
Agar diperoleh hasil ikatan yang baik pada pematrian, syarat yang harus dipenuhi
dalam pekerjaan mematri, adalah :
a. Bidang patri bersih. Pada bidang patrian yang mengkilap, logam isi akan merambat
dengan baik. Apabila bidang patrian kotor, misalnya ada cat, karat, gemuk, kotoran,
keringat tangan, dan lapisan oksida, maka akan berakibat penggelembungan logam isi
yang cair dan menghalangi ikatan.
b. Menggunakan bahan pelumer (fluks). Bahan pelumer disalurkan sebelum dan selama
proses pematrian. Gunanya untuk melarutkan lapisan oksida yang selalu ada pada
permukaan bahan dasar dan bahan logam isi secara kimiawi, dan mengubahnya
menjadi terak cair, juga mencegah pembentukan oksid baru selama pematrian.
c. Suhu pemanasan harus tetap. Suhu pemanasan harus sesuai dengan ketentuan jenis
patrinya. Jika suhu terlalu rendah, logam pengisi cair akan membentuk butiran bola
dan akan merembes. Jika suhu terlalu tinggi logam isi akan menguap. Suhu terendah

8. 6
pada bidang pematrian yang masih memungkinkan perembesan dan pengikatan logam
isi cair disebut suhu izerja. Suhu kerja ini berada di bawah titik lebur bahan dasar.
d. Jarak celah dua logam induk. Besar celah penyambungan sangat menentukan kekuatan
ikatan patri. Celah pematrian hendaknya dibuat sempit, agar didapat efek isap yang
baik oleh celah dan pori-pori bahan dasar. Semakin encer patri, harus semakin sempit
pula celah. Patri dari tembaga dan perak yang encer menuntut celah yang lebih sempit
dibanding yang dibutuhkan oleh kuningan dan logam pengisi lunak yang kental.
2) Proses Terjadinya Ikatan Patri
Proses pengikatan di dalam pematrian hanya berlangsung pada permukaan bahan
dasar yang akan disambung. Prinsip dasar yang membedakan pematrian dengan
pengelasan ialah bidang pematrian dipanaskan, namun tidak sampai meleleh. Proses
terjadinya ikatan patri melalui bidang yang akan disambung (bidang pematrian)
dipanaskan. Energi panas melelehkan patri yang akan menjaring bidang-bidang
pematrian. Ikatan patri tersebut ditimbulkan oleh tiga proses fisika yang secara terpisah
atau bersama-sama memberikan pengaruhnya terhadap kekuatan sambungan pematrian.
Terbentuknya ikatan patri disebabkan oleh tiga proses yang dimungkinkan terjadi
secara terpisah atau bersama-sama. Proses tersebut meliputi ikatan adhesi, difusi dan
paduan.
a) Ikatan adhesi terjadi antara bahan tambah patri dengan pelat induk. Bahan tambah
patri melekat pada bahan dasar hanya karena daya lekat. Proses ini menghasilkan
ikatan yang lemah, sehingga kurang kuat dan mudah lepas oleh gaya yang kecil.
b) Difusi, atom bahan tambah patri masuk ke dalam susunan atom di permukaan bahan
dasar dan di sekitar batas butiran kristal. Ikatan ini membentuk ikatan patri yang
kokoh. Kekuatan ikatan sama besar dengan kekuatan bahan tambah patri.
c) Pembentukan paduan, proses pembentukan paduan antara bahan tambah patri dan
bahan induk. Kondisi ini terjadi bila selisih titik lebur bahan tambah patri dan bahan
induk tidak terlalu jauh, maka dapat terjadi suatu paduan berlapis tipis di antara kedua
logam tersebut. Paduan yang terjadi memiliki kekuatan yang lebih besar daripada
kekuatan bahan tambah patri. Pembentukan paduan ini tidak selalu terjadi pada semua
logam.
Celah pematrian yang diselaraskan dengan baik dan sangat sempit akan
meningkatkan kekuatan sambungan. Pada celah pematrian yang sempit hanya sedikit

9. 7
terdapat patri murni, sebagian besar patri telah melebur dan meresap ke dalam bahan dasar.
Oleh karena itu dapat dihasilkan ikatan dengan kekuatan yang paling tinggi.
3) Peralatan Mematri
Peralatan mematri meliputi beberapa hal, antara lain alat pemanas atau pembakar,
bahan pembersih, dan bahan pematri.
a) Alat Pembakar
Sebagai sumber panas dapat diperoleh dari bermacam alat pembakar diantaranya
ditunjukkan Gambar 3.3, 3.4, 3.5, 3.6. 3.7, and 3.8. Pemantik, Kaca mata pengaman, batu
tahan api, pembersih tip dan meja kerja.
Gambar 3.3. Pembakar untuk patri lunak

10. 8
Gambar 3.4. Pembakar coil untuk patri keras
Gambar 3.5. Pembakar dengan alat las OAW untuk patri keras

11. 9
Gambar 3.6. Pembakar dengan tabung kecil untuk patri keras
Gambar 3.7. Brander/torch dengan ujung pembakar tip berbagai bentuk

12. 10
Gambar 3.8. Kaca mata, pemantik dan pembersih tip
b) Bahan Pembersih
Bahan pembersih (fluks) berfungsi untuk membersihkan bagian yang akan dipatri
sehingga timah patri dapat menempel dengan baik dan kuat. Berbagai macam bahan
pembersih yang dipakai pada sambungan patri dapat dalam bentuk lapisan yang dibalutkan
pada batang pengisi atau dapat dalam bentuk serbuk atau pasta. Agar dapat menghasilkan
sambungan yang baik, fluks-fluks untuk pengelasan satu logam tidak boleh digunakan
untuk logam lain. Untuk itu, perlu diperhatikan beberapa hal untuk memilih fluks
diantaranya jenis logam yang akan digunakan, jenis proses penyambungan, dan suhu
penyambungan.
Pengunaan fluks yang tepat dalam proses patri adalah sebagai berikut:
(1) Fluks harus dapat mengatasi oksida pada awal dan selama proses pematrian
(2) Fluks dapat ditambah air murni hingga berbentuk pasta dan dapat dicairkan pada
permukaan yang akan disambung
(3) Pematrian dilakukan saat fluks masih lembab
(4) Pemakaian fluks dapat juga dilakukan dengan cara mencelupkan bahan tambah yang
masih panas pada fluks
c) Bahan tambah patri fluks
Bahan tambah diperlukan untuk mengikat kedua permukaan pelat yang disambung.
Ada beberapa bahan tambah patri sesuai dengan jenis bahan pelat yang disambung. Pada
patri konvensional banyak menggunakan bahan tambah yang terdiri dari paduan dengan
komposisi 61.9% Sn dan 38.1% Pb. Paduan ini memiliki temperatur leleh yang rendah

13. 11
yaitu 188 o
C, sedangkan Sn mencair pada 232 o
C dan Pb mencair pada 327 o
C. Untuk
kebutuhan khusus dan kekuatan tinggi digunakan bahan tambah dari paduan tin-zinc, lead-
silver, cadmium-silver, and zinc-aluminum. Macam bahan tambah patri dan
penggunaannya dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Jenis bahan tambah patri dan penggunaannya (Kalpakjian, 2009:926)
Jenis bahan
tambah patri
Penggunaan
Tin-lead Untuk penyambungan pelat pada umumnya
Tin-zinc Untuk penyambungan pelat aluminium
Lead-silver Untuk penyambungan dengan kekuatan yang lebih tinggi
Cadmium-silver Untuk penyambungan dengan kekuatan yang lebih tinggi
Zinc-aluminum Untuk penyambungan pelat alumunium dan tahan korosi
Tin-silver Untuk penyambungan komponen elektronik
Tin-bismuth Untuk penyambungan komponen elektronik
Perkembangan saat ini bahan timbal (Pb) tidak lagi digunakan karena beracun,
membahayakan lingkungan dan kesehatan. Saat ini sudah dianjurkan untuk menggunakan
bahan tambah patri yang bebas timbal. Sebagai pengganti dikembangan bahan tambah
patri dari unsur perak, indium dan bismuth yang dipadu dengan timah (Sn). Terdapat tiga
jenis komposisi bahan tambah patri bebas timbal yang digunakan saat ini yaitu 96.5% Sn -
3.5% Ag, 42% Sn - 58% Bi, dan 48% Sn - 52% In.
Untuk melindungi sambungan patri dari oksidasi selama proses pemanasan
diperlukan pemberian fluks. Fluks untuk patri umumnya terdiri dari 2 jenis yaitu:
(1) Fluks asam anorganik atau garam seperti larutan zinc-ammonium-chloride yang dapat
segera dibersihkan dari permukaan plat dengan cepat. Untuk menghindari lubang
korosi maka setelah pematrian sisa flux harus dihilangkan dengan segera melalui
pencucian menggunakan air.
(2) Fluks berbasis resin yang tidak korosif, digunakan pada komponen listrik.
Penambahan bahan fluks ini dapat meningkatkan kemampuan bahan untuk
disambung dengan patri. Bahan tembaga, perak dan emas merupakan bahan yang mudah
untuk dipatri namun untuk bahan dari besi dan nikel lebih sulit. Bahan aluminium dan
stainless steel merupakan bahan yang sulit dipatri, dikarenakan adanya lapisan oksida

14. 12
dipermukaannya. Untuk proses patri sebelumnya lapisan oksida harus dibersihkan terlebih
dahulu. Bahan magnesium, titanium dan besi tuang merupakan material yang tidak dapat
disambung dengan proses patri biasa. Bahan ini dapat disambung dengan patri, namun
sebelumnya harus dilapis dengan bahan logam yang sesuai yang dapat dipatri.
d) Desain sambungan pelat patri
Gambar 3.9. Desain sambungan pelat dengan patri (Kalpakjian, 2009:930).
Sambungan patri didesain sesuai dengan kebutuhan dan bentuk struktur pelat.
Macam-macam desain sambungan pelat dengan patri dapat dilihat pada Gambar 3.9.
Proses penyambungan pelat dengan patri dilakukan dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
(1) Menyiapkan peralatan patri yang terdiri dari pemanas, bahan patri, dan flux.
(2) Membersihkan permukaan pelat yang akan disambung dengan menghilangkan lapisan
oksida dan kotoran yang melekat.
(3) Memanaskan batang pemanas patri hingga mencapai temperatur yang cukup untuk
mencairkan bahan patri.
(4) Mengoleskan fluks pada permukaan yang akan dipatri.
(5) Memanaskan awal pada permukaan pelat yang sambung dengan meletakkan batang
pemanas hingga panas merata pada seluruh permukaan.
(6) Mengoleskan fluks dan mengumpankan bahan tambah pada daerah yang akan
disambung sambil dipanaskan menggunakan ujung batang pemanas. Lakukan hingga
bahan tambah masuk ke celah-celah permukaan pelat yang disambung hingga merata.
(7) Mendinginkan dan membersihakan permukaan sambungan patri.

15. 13
Proses pematrian konvensional dapat dilihat pada Gambar 3.10. Batang pemanas
menggunakan logam besi yang dipanaskan dengan arang kayu. Penyambungan
menggunakan jenis lap seam (sambungan tumpang).
Gambar 3.10. Proses patri dengan batang pemanas arang pada pelat
4) Prosedur Penyolderan
a) Alat Pemegang
Penggunaan alat pemegang sebagai berikut (1) mengusahakan benda kerja selalu
disangga selama proses penyolderan (2) Benda kerja tidak boleh bergeser dari
posisinya selama bahan tambah belum membeku.
b) Pemakaian Logam Tambah
(1) Bahan pengisi tidak dimasukkan ke sisi-sisi sambungan. Untuk pemaduan bahan
pengisi yang baik suhu pemanasan harus tercapai dengan benar. Hal itu ditandai
dengan mengalirnya bahan pengisi secara tipis dan bersih.
(2) Menjatuhkan lelehan bahan pengisi ke atas sambungan yang telah diberi fluks. Jika
bahan pengisi telah menempel pada sambungan berbentuk bola, berarti suhunya
masih rendah
(3) Jika suhu telah tercapai, lelehan bahan tambah dan api langsung ke sepanjang
sambungan sehingga penyolderan berlangsung dari tekanan api gas

16. 14
(4) Jika menyolder keras pada samnbungan panjang, bahan tambah diayun ke depan,
setahap demi setahap mengunakan nyala api. Bahan tambah akan meleleh apabila
permukaan sambungan sudah mencapai suhu penyolderan keras.
c) Pembersihan Setelah Pematrian
Fluks yang tertinggal dapat dihilangkan dengan mudah memakai air panas. Cara
terbaik pembersihan adalah dengan mencelupkan benda kerja yang panas ke dalam air
atau menyikatnya dengan sikat basah. Pada pematrian keras yang luas, pembersihan
sering dilakukan dengan digosok.
d) Pemanasan
Pemanasan dapat dilakukan dengan pipa hembus atau alat pembakar lainya.
Untuk patri keras stainless steel, gunakan nyala api netral. Untuk logam lainya,
gunakan nyala api karburasi. Pembakar atau pipa hembus harus digerakkan melingkar
dan api bagian luarnya saja yang mengenai benda kerja. Apabila ketebalan pelat tidak
sama, pelat tebal harus diberikan panas yang lebih dibandingkan pelat yang tipis. Hal
itu dimaksudkan agar suhu pemanasan kedua benda tersebut dapat tercapai bersamaan.
Hindarkan panas yang berlebihan karena akan berakibat logam mengalir tidak lancar
dan akan menimbulkan bintik-bintik.
e) Pemanasan Pada Solder Keras
Nyala api pemanasan harus dikenakan pada logam induk, bukan langsung pada
bagian sambungan. Jika pemanasan langsung pada sambungan dan bahan tambah
sekaligus, bahan tambah akan meleleh sebelum sambungan mencapai suhu
penyolderan. Kesalahan itu akan mengakibatkan daya lekat penyolderan kurang kuat.
Kedua bagian yang akan disambung harus mencapai suhu penyolderan dalam waktu
yang bersamaan. Bagian yang tebal harus diberikan panas yang lebih daripada bagian
yang tipis. Pemanasan dari luar mengakibatkan celah akan membesar, sebab bagian
luar mengembang lebih besar daripada yang didalam. Sebaliknya, pemanasan dari
dalam akan memperkecil celah karena bagian dalam memuai lebih besar daripada
yang diluar.
5) Cara Penyolderan

17. 15
(1) Patri Lunak
Patri lunak merupakan proses pematrian yang memakai bahan tambah dari logam
lunak. Pada proses ini, logam cair harus mencair pada suhu di bawah 4500
C. Pematrian ini
digunakan, jika diperlukan jalur sambungan yang kedap, tidak terlalu pejal, dan tidak
untuk menerima suhu yang tinggi. Cara mematri lunak sebagai berikut.
(a) Membersihkan bagian yang akan disambung dengan menggunakan kikir atau kertas
gosok sampai lapisanya hilang.
(b) Memanaskan baut pematrinya dengan tenaga listrik atau sumber panas lainya.
(c) Memberikan pasta atau air keras yang secukupnya pada bagian yang akan disambung
(d) Perhatikan nyala api, apabila warna api sudah menghijau tandanya baut pematri sudah
cukup panas.
(e) Mengenakan ujung baut pematri solder, sampai solder cair dan menempel pada ujung
baut.
(f) Menempelkan ujung baut yang bersolder tadi pada ujung yang akan disambung,
kemudian tarik mundur atau maju (hanya satu arah).
(g) Selama menarik baut patri, sebagian yang disambung ditekan dengan sepotong kayu,
agar sambungan yang terjadi benar-benar rapat.
(2) Patri Keras
Patri keras menggunakan seperangkat las asetilen dengan bahan tambahan
kuningan dan fluks atau bahan mentah perak dan fluks patri perak. Selain itu, dapat juga
menggunakan bahan tambang aluminium dan fluksi patri unit aluminium. Cara
pengelasan pada patri keras sama dengan pengelasan las karbit. Perbedaanya adalah pada
bahan penambah dan tingkat pemanasan yang dikehendaki. Pada patri keras tidak
diperlukan perlakuan panas sebagaimana halnya pada pengelasan karbit, hanya
diperlukan tinning atau buttering (pelapisan atau pengolesan) permukaan bahan dasar
yang akan disolder keras dengan selapis tipis cairan bahan penambah. Tujuannya untuk
mempermudah pelekatan bahan penambah tersebut pada bahan dasar.
Bahan penambah solder keras disebut dengan kawat solder (brazing filler metal).
Ada beberapa cara solder keras, yaitu:
(a) Solder keras tungku (furnace brazing),
(b) Solder keras obor (torch brazing),
(c) Solder keras induksi (induction brazing)
(d) Solder keras tahan listrik (resistance brazing),dan

18. 16
(e) Solder keras celup (dip brazing).
Solder keras tungku, menggunakan tungku pemanas sebagai alat pemanas
penyolderan, sedangkan bahan penambah yang dipakai logam bukan baja (nonferrous
metals), seperti tembaga dan paduan perak. Jenis solder keras ini meletakkan bahan
penambah pada permukaan yang akan disolder, kemudian baru dipanaskan. Pemanas
dalam tungku memerlukan kondisi yang bebas oksidasi dan dekarburasi selama proses
penyolderan dan pendinginan. Solder keras obor adalah jenis yang paling umum dipakai
secara manual dan dapat digunakan untuk penyolderan berbagai logam, seperti baja, baja
paduan, dan stainless steel. Jenis solder ini dapat pula digunakan secara semi otomatis
maupun otomatis sepenuhnya. Sebagai bahan pemanas, dipakai pembakaran campuran
gas-gas bakar, seperti asetilen, gas alam,dan propan dengan zat asam. Untuk mencegah
terjadinya produksi gas yang beracun selama penyolderan, disarankan untuk memanaskan
bahan penambah tepat pada titik leburnya dan jangan berlebihan. Jenis solder lainnya tidak
dibahas karena penggunaanya jarang.
b. Penyambungan Las Titik
Las titik/Resistance spot welding (RSW) merupakan proses penyambungan logam
lembaran yang banyak digunakan untuk produksi di industri peralatan rumah tangga dan
mobil. Teknik pengelasan ini memiliki peran penting dan merupakan proses penggabungan
yang efisien yang banyak digunakan untuk fabrikasi rakitan logam lembaran. Untuk
perakitan bodi mobil ada 3000-6000 titik pengelasan yang menggunakan RSW. Teknik
pengelasan ini memiliki keuntungan dari segi teknik dan ekonomi yang sangat baik seperti
biaya rendah, tingkat produksi yang tinggi dan kemampuan beradaptasi untuk otomasi
produksi. Hal ini yang menjadikannya pilihan menarik bagi industri mobil yang
menerapkan proses perakitan otomatis pada pembuatan dan perakitan bodi.

19. 17
Gambar 3.11. Siklus proses RSW (Kalpakjian, 2009)
Las titik adalah bentuk proses pengelasan resistansi yang paling banyak digunakan
untuk menggabungkan komponen yang berbentuk lembaran plat dengan satu titik atau
lebih banyak titik. Proses RSW pada dasarnya terdiri dari empat tahap yaitu siklus
merapatkan kontak antar permukaan lembaran, siklus pengelasan, siklus penahan dan
siklus pelepasan gaya penekan. Siklus pengelasan dapat dilihat pada Gambar 3.11.
1) Parameter Pengelasan
Pada proses RSW terdapat tiga parameter proses pengelasan yang berpengaruh pada
hasil lasan. Parameter RSW tersebut terdiri dari arus pengelasan (welding current), gaya
penekanan elektroda (electrode force), waktu pengelasan (welding time). Dari parameter
tersebut arus pengelasan dan gaya penekanan merupakan parameter proses yang memiliki
pengaruh yang signifikan, dan arus pengelasan merupakan faktor yang paling dominan,
sedangkan waktu pengelasan pengaruhnya hampir tidak signifikan (Chen, 2017).

20. 18
a) Arus Pengelasan (Welding Current)
Untuk membangkitkan panas diperlukan aliran arus listrik melalui elektroda yang
melewati permukan kontak plat yang disambung. Pembangkitan panas pada antar
permukaan plat mengikuti formula seperti terlihat pada persamaan (3.1).
𝑄 𝐼 𝑅 𝑑𝑡 𝑑𝑡 𝑉 𝐼 𝑑𝑡 (3.1)
Di mana Q adalah panas yang dibangkitkan, I arus yang mengalir, R hambatan listrik
material yang disambung, dan V tegangan listrik yang mengalir.
Intensitas arus memiliki pengaruh yang paling signifikan pada hasil lasan. Besar
nugget lasan yang terbentuk pada RSW sangat dipengaruhi oleh besarnya arus yang
mengalir. Demikian juga kekuatan geser sambungan dipengaruhi oleh besarnya arus yang
mengalir (Kaya, 2012; Vignesh, 2017). Pada pengelasan arus rendah dapat mengurangi
umur kelelahan sambungan (Florea, 2013). Pembentukan inti lasan (nugget) dipengaruhi
oleh besarnya arus yang mengalir. Dimensi nugget meningkat dengan meningkatnya arus
pengelasan (Reza, 2015). Ketangguhan retak sambungan bervariasi dengan arus yang
mengalir. Ketangguhan retak pada RSW menurun dengan menurunnya arus pengelasan
(Hayat, 2012). Besarnya arus las akan menentukan mode patah pada sambungan (Kianersi,
2014). Ketebalan nugget yang terbentuk pada lasan tergantung dari arus yang mengalir,
semakin tinggi arus maka akan terbentuk nugget yang semakin tebal (Ho, 2012).
Peningkatan arus pengelasan (15-23 kA) menghasilkan peningkatan diameter nugget.
Kekuatan sambungan meningkat bersama peningkatan diameter nugget. Namun
pengelasan dengan arus pengelasan yang lebih tinggi (25-27 kA) menyebabkan logam
terekspos panas lebih lama, dan karena masukan panas yang berlebihan menyebabkan
kekuatan sambungan menurun (Lang, 2008). Diameter nugget dan beban geser tarik dari
sambungan meningkat seiring dengan meningkatnya arus pengelasan (Qiu, 2011).
b) Gaya Penekanan Elektroda (Electrode Force)
Gaya penekanan elektroda dihasilkan dari gaya tekan yang diberikan pada elektroda
pada bagian atas untuk merapatkan permukaan antar sambungan. Pengaruh tahapan gaya
berpengaruh signifikan hanya pada ketebalan nugget dan volume MZ (Eshraghi, 2014).
Kekuatan geser sambungan las RSW meningkat dengan peningkatan gaya penekanan

21. 19
elektroda (Kaya, 2012). Namun Lang, (2008) memperoleh fakta bahwa peningkatan gaya
penekanan elektroda akan menurunkan besar diameter nugget dan kekuatan geser pada
sambungan.
Besarnya gaya tekan pada elektroda mempengaruhi resistansi kontak. Seiring
tekanan meningkat, resistansi kontak dan panas yang dihasilkan pada antarmuka akan
menurun. Untuk meningkatkan panas ke tingkat sebelumnya, arus listrik atau waktu
pengelasan harus ditingkatkan untuk mengkompensasi penurunan tahanan. Permukaan
logam pada skala mikroskopik merupakan serangkaian puncak dan lembah. Ketika
permukaan mengalami tekanan ringan, kontak permukaan logam yang sebenarnya hanya
akan ada di puncak kontak, atau sebagian kecil dari luasan permukaan. Pada kondisi ini
resistansi kontak akan tinggi. Seiring dengan meningkatnya tekanan pada permukaan, titik-
titik puncak tertekan menghasilkan luasan kontak antar permukaan logam meningkat,
sehingga mengurangi resistensi kontak.
c) Waktu Pengelasan (Welding Time)
Total panas yang dibangkitkan sebanding dengan waktu pengelasan. Pada
operasionalnya RSW memerlukan waktu yang singkat untuk mencapai temperatur leleh
logam, dengan menerapkan besaran intensitas arus yang sesuai. Waktu pengelasan yang
terlalu lama akan memiliki efek yang sama pada logam dan elektroda ketika arus yang
yang diberikan berlebihan. Demikian juga memiliki efek pada zona yang terkena panas las
akan meluas lebih jauh ke logam dasar. Sampai batas tertentu, waktu pengelasan dan arus
bisa saling melengkapi. Panas total dapat diubah dengan menyesuaikan arus atau waktu
pengelasan.
Waktu pengelasan memiliki pengaruh positif pada ukuran MZ (molten zone) dan
HAZ (heat affected zone) dengan pengaruh signifikan pada radius HAZ dan volume MZ
(Eshraghi, 2014). Peningkatan waktu pengelasan dapat meningkatkan kekuatan geser
sambungan (Kaya, 2012). Kianersi, D (2014) menyatakan waktu pengelasan berpengaruh
pada struktur mikro, sifat mekanis dan kegagalan sambungan RSW. Peningkatan waktu
pengelasan akan meningkatkan diameter nugget dan pelebaran daerah HAZ. Kekuatan
geser sambungan meninngkat dengan meningkatnya waktu pengelasan, namun energi
kegagalannya menurun. Lang, (2008) menyatakan peningkatan waktu pengelasan
menghasilkan peningkatan diameter nugget dan struktur mikro nugget yang lebih kasar.
Kekuatan sambungan lebih besar dapat diperoleh dengan waktu pengelasan lebih lama.

22. 20
Pouranvari, (2011) mengungkapkan meningkatkan waktu pengelasan sampai batas
tertentu meningkatkan beban puncak dan energi maksimum. Namun, waktu pengelasan
yang berlebihan tidak hanya meningkatkan ukuran nugget pengelasan dan beban puncak,
namun akan mengurangi energi maksimum kegagalan.
2) Peralatan Las Titik
Proses pengelasan dengan las titik menghasilkan bentuk titik yang berada di antara
permukaan pelat yang disambung. Mekanis pengelasan ini dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Terdapat 2 batang penekan pelat yang disebut juga dengan elektroda terbuat dari bahan
tembaga. Saat proses pengelasan elektroda dialiri arus listrik. Elektroda sebelah bawah
sebagai penumpu plat dalam keadaan diam dan elektroda atas bergerak menekan plat yang
akan disambung. Agar pelat yang akan disambung tidak sampai bolong sewaktu proses
terjadinya pencairan maka kedua ujung elektroda diberi air pendingin. Air pendingin ini
dialirkan melalui selang-selang air secara terus menerus untuk mendinginkan batang
elektroda. Pada ujung elektroda dibuat tirus dengan diameter terkcil minimal 4 kali tebal
pelat yang disambung.
Gambar 3.12. Peralatan las titik (Resintance Spot Welding)
Las titik pada umumnya digunakan pada sambungan pelat yang posisinya tumpang
tindih. Pengelasan terjadi di antara permukaan pelat. Pelat yang telah dilas permukaan
akan terbentuk bekas pijakan elektroda. Contoh posisi pelat pada penyambungan dengan
las titik seperti Gambar 3.13.

23. 21
Gambar 3.13. Contoh konstruksi sambungan dengan las titik
3) Teknik dan prosedur pengelasan
Teknik dan prosedur pengelasan reistansi titik dan tumpang ini pada dasarnya sama,
hanya perbedaan terletak pada pengelasan sambungan yang terjadi antara titik dan bentuk
garis. Hal–hal yang harus diperhatikan dalam melaksanakan pengelasan ini diantaranya:
(1) Pelat yang akan dilas harus dibersihkan dari kotoran, oli, karat, cat dan sebagainya.
(2) Pada daerah pelat yang akan disambung sebaiknya diberi tanda titik atau garis.
(3) Sesuaikanlah arus pengelasan dengan ketebalan pelat yang akan disambung.
(4) Apabila kepala elektrtoda titk atau roda telah kotor, maka perlu dibersihkan dengan
kikir atau amplas. Sebab apabila kepala elektroda ini kotor kemungkinan hasil
penyambungan akan kurang melekat/jelek dan mudah lepas.
Untuk penyambungan pelat kontinyu digunakan las titik jenis resistance seam
welding yang dapat menyambung plat secara memanjang. Resistance seam welding
merupakan modifikasi dari las titik , dimana elektrodanya berbentuk roda atau rol. Gambar
proses dapat dilihat pada Gambar 3.14.
Gambar 3.14. Las titik jenis Resistance Seam Welding
c. Gambar Manufaktur dan Perhitungan Kekuatan las titik

24. 22
Las titik merupakan salah satu pengelasan resistansi listrik dimana dua logam atau
lebih dijepit menggunakan elektroda. Pada proses ini arus yang cukup kuat dialirkan
melalui elektroda yang terbuat dari tembaga sehingga menimbulkan panas di daerah logam
yang dijepit yaitu batas permukaan kedua logam. Akibatnya logam akan meleleh
kemudian tersambung. Pada mesin las terdapat transformator yang fungsinya merubah
tegangan arus bolak balik, arus yang besar inilah yang dipakai untuk mengelas sehingga
menghasilkan panas yang tinggi dan cukup mencairkan logam. Selain arus faktor waktu
juga dapat mempengaruhi hasil pengelasan dimana semakin lama waktu pengelasan maka
semakin tinggi pula panas yang dihasilkan. Hal ini dapat dirumuskan seperti terlihat pada
persamaan (3.2) Amsted, B.H, 1995.
H = I2
. R . t (3.2)
di mana: H = Panas (Joule)
I = Arus (Ampere)
R = Hambatan (Ohm)
t = Waktu (detik)
Pengujian geser bisa dilakukan untuk menguji tegangan yang terjadi. Standar yang
digunakan dalam pengujian ini adalah ASME IX. Besarnya tegangan yang terjadi dapat
dihitung dengan rumus pada persamaan (3.3) Dieter, E.G., 1988.
𝜏 (3.3)
di mana:  = Tegangan geser (N/mm2
)
Fm = Gaya maksimum (N)
Ao = luasan (mm2
)
5. Forum Diskusi
Jenis sambungan solder seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Diskusikan di
antara sesama peserta PPG untuk memberikan contoh penerapan masing-masing jenis
sambungan tersebut!

25. 23
C. PENUTUP
1. Rangkuman
Proses penyambungan dengan patri dilakukan dengan mencairkan bahan tambah
diantara celah plat yang akan disambung, tanpa mencairkan bahan dasar hanya dipanaskan
pada temperatur cair bahan tambah yang relatif rendah. Ikatan yang terjadi secara adhesi,
difusi dan paduan dipermukaan. Pemanas dapat menggunakan batang besi dengan
pemanas arang atau listrik, torch dan oven. Sambungan patri dapat digunakan untuk
menyambung pelat logam yang berbeda. Bahan tambah yang digunakan merupakan
paduan tin-lead, tin-zinc, lead-silver,cadmium-silver, and zinc-aluminum. saat ini
dikembangkan bahan patri bebas timbal yaitu 96.5% Sn - 3.5% Ag, 42% Sn - 58% Bi, dan
48% Sn - 52% In. Untuk melindungi dari oksidasi diberi flux dari bahan asam anorganik
atau berbasis bahan resin.
Sambungan las titik banyak digunakan untuk sambungan pelat tipis dengan
sambungan terjadi di permukaan antar pelat yang disambung. Proses penyambungan
dengan las titik ini dilakukan dengan meletakkan kedua plat yang akan disambung diantara
kedua elektroda las, yang diberi tekaanan dan aliran arus listrik hingga kedua bagian antar
permukaan pelat mencair dan menjadi satu. Kekuatan sambungan dipengaruhi parameter
pengelasan yang terdiri dari arus pengelasan, gaya penekanan dan waktu penahanan.