e-Modul Praktik SMAW

MODUL

Praktik

SMAW

PPrroosseess PPeennggeellaassaann PPoossiissii 33GG ddeennggaann SSMMAAWW

Commitment to Excellence

Modul Praktik SMAW

KATA PENGANTAR

Modul Praktik las busur listrik atau Shielded Metal Arc Welding (SMAW) ini
merupakan pengembangan dari modul sebelumnya, namun ada perbaikan yang berkaitan
dengan isue-isue terkini dalam teknologi proses SMAW. Perbaikan yang dilakukan meliputi
penerapan gambar kode las, parameter las, teknik pengelasan, dan penambahan job ujian
praktik yang sesuai dengan standar uji las pada welder dengan posisi 3G. Modul ini juga
diperkaya dengan kajian teoritik tentang metode pengelasan SMAW. Teori yang
dikembangkan meliputi definisi las SMAW, karakteristik mesin SMAW, parameter las, dan
prosedur pengelasan standar.

Dosen pengampu mata kuliah ini diharapkan memahami penggunaan modul ini,
memberikan teori pengelasan SMAW, mendemonstrasikan teknik pengelasan SMAW, dan
memberikan penilaian berdasarkan kriteria pemeriksaan hasil las sesuai standar yang
diterapkan. Modul ini tentunya masih banyak kekurangannya, oleh karena itu penulis sangat
mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar materi perkuliahan Praktik
SMAW dapat disempunakan lebih baik lagi.

Yogyakarta, 10 Oktober 2020

Penulis

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW ii

Modul Praktik SMAW

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................................... i

KATA PENGANTAR .................................................................................................. ii

STANDAR KOMPETENSI DAN KOMPETENSI DASAR ............................................. iii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ........................................................................ iv

A. Prinsip kerja SMAW .......................................................................................... 1
B. Peralatan SMAW ............................................................................................. 2
3
1. Transformator ............................................................................................. 4
2. Kabel dan holder las ........................................................................................ 5
3. Tang dan kabel masa ....................................................................................... 6
C. Polaritas arus .................................................................................................. 6
1. Polaritas AC ...................................................................................................... 6
2. Polaritas DC .................................................................................................... 8
D. Parameter SMAW ................................................................................................ 9
1. Arus listrik ....................................................................................................... 9
2. Tegangan listrik ............................................................................................. 10
3. Panjang busur listrik (arc length) ...................................................................... 11
4. Kecepatan pengelasan (welding speed) ....................................................... 11
E. Elektroda SMAW ................................................................................................... 13
1. Standarisasi elektroda SMAW ......................................................................... 13
2. Tipe elektroda baja karbon ............................................................................... 13
3. Klasifikasi elektroda baja karbon ..................................................................... 17
F. Pengoperasian mesin SMAW .............................................................................. 17
1. Setting mesin SMAW ...................................................................................... 18
2. Teknik penyalaan elektroda ............................................................................. 19
3. Teknik whipping dan weaving............................................................................. 23
4. Teknik mengakhiri pengelasan ...................................................................... 24
5. Posisi elektroda ............................................................................................. 25
G. Klasifikasi sambungan las .................................................................................. 25
1. Posisi pengelasan ............................................................................................ 28
2. Kode pekerjaan las ....................................................................................... 31
H. JOB SHEET................................................................................................................

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW iii

Modul Praktik SMAW

Modul Praktik SMAW

STANDAR KOMPETENSI:
Mengetahui pengelasan plat baja karbon posisi vertikal up
dengan SMAW.
KOMPETENSI DASAR:
Mengetahui sambungan ujung kampuh ”V” posisi 3G/PF dengan SMAW
Tujuan yang diharapkan setelah mempelajari modul:
1. Mengetahui tentang pengelasan dengan SMAW
2. Mengetahui jenis sambungan ujung kampuh “V” posisi 3G dengan SMAW
3. Mengetahui tata cara pengelasan posisi 3G dengan SMAW.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW iii

Modul Praktik SMAW

Petunjuk Penggunaan
Modul Praktik SMAW

A. Petunjuk untuk Dosen
Ada beberapa langkah yang perlu dilakukan oleh

Dosen pengampu mata kuliah Praktik SMAW ini agar
hasil praktik mahasiswa memiliki kompetensi
pengelasan SMAW sesuai standar penujian Jurusan
Diknik Mesin. Langkah-langkah tersebut adalah:
1. Memberikan teori singkat tentang pekerjaan yang akan dilakukan melaui
materi teori pada modul selama minimal 15 menit.
2. Memberikan demonstrasi sesuai job yang akan dipraktikkan.
3. Memberikan tugas praktik sesuai job.
4. Melakukan observasi pada mahasiswa praktikan sekaligus memberikan
umpan balik atas praktik yang dilakukannya.
5. Melakukan penilaian hasil praktik SMAW bersama mahasiswa praktikan.
6. Menguji mahasiswa dengan benda kerja las 3G dan waktu 1,5 jam di
akhir sesi perkuliahan.
7. Memberikan penilaian terhadap hasil praktik SMAW mahasiswa sesuai
dengan form penilaian dalam modul Praktik SMAW dengan
menggunakan Welding gauge.

B. Petunjuk untuk Mahasiswa
1. Ikutilah teori singkat yang disampaikan oleh dosen pengampu praktik

SMAW.
2. Amatilah demonstrasi yang dilakukan oleh dosen atau teknisi praktik

SMAW
3. Kerjakanlah tugas praktik dan ujian SMAW yang diberikan oleh dosen

praktik SMAW
4. Tanyakan pada dosen bila saudara mengalami kendala dalam

mengerjakan tugas praktik SMAW

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW iv

Modul Praktik SMAW
SHIELDED METAL ARC WELDING (SMAW)

Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding) atau las Busur listrik elektroda terbungkus
dikenal juga dengan nama las listrik banyak digunakan oleh masyarakat luas mulai individu
sampai perusahaan yang besar. SMAW adalah proses penyambungan dua logam atau lebih
dengan menggunakan energi panas busur listrik sehingga terjadi pencairan dan penyatuan
bagian yang disambung secara permanent dan menggunakan elektroda terbungkus.

A. Prinsip Kerja SMAW

Ketika mesin SMAW dihidupkan
terjadi arus listrik yang mengalir melalui
elektroda dengan bahan dasar. Jika ada
celah antara ujung elektroda dengan
bahan dasar akan terjadi loncatan busur
listrik. Loncatan busur listrik menimbulkan
panas yang dapat mencairkan kedua
bahan tersebut. Pada saat bahan
elektroda mencair dan bercampur dengan
bahan dasar terjadi pembentukan gas
hydrogen yang berfungsi melindungi cairan

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 1

Modul Praktik SMAW

logam lasan dan ketika membeku bahan fluks yang menjadi terak menutupi permukaan
logam lasan sehingga terlindung dari pengaruh udara luar.

Gambar 1. Prinsip kerja SMAW.

B. Peralatan SMAW

Peralatan SMAW terdiri
dari tiga macam: 1) Mesin las, 2)
Peralatan bantu las, dan 3)
Peralatan keselamatan kerja.
Peralatan bantu digunakan untuk
membantu pekerjaan las dan
peralatan keselamatan kerja
digunakan untuk melindungi diri
dari bahaya pekerjaan las. Mesin
las digunakan untuk
membangkitkan energi panas.
Secara umum mesin SMAW terdiri dari: 1) Transformator dan pengatur arus listrik, 2)
Kabel & holder elektroda, dan 3) Kabel & tang massa.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 2

Modul Praktik SMAW

Kabel & Holder
Elektroda

Mesin Las
(Transformator)

Kabel &
Tang Masa

Gambar 2. Satu Unit Peralatan SMAW.

1. Transformator

Pada dasarnya mesin las SMAW adalah transformator step down. Ada tiga tipe
pembangkitan energi panas dari transformator, yaitu:

a. Tipe Constant Current (CC)

Mesin las dengan tipe CC, arus las relative sama. Mesin jenis ini juga
disebut Drooping Arc Voltage (DAV) karena ketika tegangan maksimum arus sama
dengan nol dan ketika tegangan minimum arus akan maksimum dan kedua
parameter tersebut berkaitan dengan besar kecilnya arc length, sehingga heat
input dapat dimanipulasi oleh Juru las dengan mengatur besar arc length,
sehingga cocok untuk pengoperasian secara manual. Mesin SMAW dan las TIG
menggunakan sistim ini.

b. Tipe Constant Voltage (CV)

Tipe CV mempunyai karakteristik tegangan busur listrik tetap (tidak
berubah) walaupun jarak elektroda dengan benda kerja (arc length) ditambah atau
dikurangi. Travo jenis ini digunakan untuk las MIG. Kelebihan tipe ini adalah
pengoperasian mesin las mudah karena busur listrik yang terbentuk stabil, namun
heat input tidak dapat dimanipulasi dengan besar arc length (jarak busur terhadap
benda kerja).

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 3

Modul Praktik SMAW

c. Tipe Rising Arc Voltage (RAV)
Tipe Rising Arc Voltage (RAV) memungkinkan tegangan busur listrik

bertambah jika arusnya bertambah. Mesin yang menggunakan sistim ini adalah las
MIG dengan sistim sinergi.

CC
30 RAV

CV

100

Gambar 3. Tipe pembangkit energi panas transformator.

2. Kabel dan Holder Elektroda
Kabel elektroda berfungsi untuk mengalirkan arus listrik dari mesin las ke

elektroda. Holder berfungsi untuk memegang elektroda. Kedua alat tersebut harus
memenuhi standar pekerjaan las. Pemasangan kabel las harus disesuaikan dengan
kapasitas mesin las dan panjang kabel yang dibutuhkan dalam pekerjan las. Sebagai
contoh, jika kapasitas arus listrik mesin las sebesar 350 Ampere dan kabel yang
digunakan sepanjang 20 meter, maka luas penampang kabel tersebut minimal
sebesar 53 mm2, namun jika menggunakan kabel yang panjangnya 50 meter, luas
penampangnya minimal 107 mm2 sebagaimana terlihat pada tabel berikut.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 4

Modul Praktik SMAW

Tabel 1. Hubungan antara arus mesin las, panjang dan luas penampang kabel las.

Kapasitas arus Luas penampang kabel las (mm2)
mesin las Panjang kabel Panjang kabel Panjang kabel Panjang kabel
(amper) sampai 20 m 20 m s.d 35 m 35 m s.d 50 m 50 m s.d 70 m

100 21 21 21 33
150 33 33 33 43
200 33 33 43 53
250 33 33 53 67
300 43 43 67 85
350 53 53 85 107
400 53 53 85
450 67 67 107
500 67 67 107
550 67 67 107
600 85 85 107

Kabel penghantar arus ini dirancang khusus untuk pengelasan, dan harus
mampu mengalirkan arus listrik yang besar dengan baik dari mesin las ke pemegang
elektroda maupun ke penjepit benda kerja. Inti kabel terbuat dari kawat tembaga yang
dipintal, dibungkus dengan isolator dan diberi penguat agar tidak mudah patah dan
terkelepas. Kabel ini harus fleksibel, tidak kaku supaya gerakan tangan operator tidak
terganggu.

Gambar 4. Kabel dan holder elektroda.

3. Kabel dan tang masa

Tang massa berfungsi untuk menghubungkan kabel massa ke benda kerja
atau ke meja kerja. Tang massa juga berfungsi sebagai alat untuk mengalirkan arus
listrik dari kabel massa ke benda kerja atau meja kerja. Oleh karena itu, tang massa
harus dijepitkan pada bagian yang bersih dan mampu menghantarkan arus listrik
dengan baik.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 5

Modul Praktik SMAW

Gambar 5. Kabel dan tang masa.

C. Polaritas Arus

Mesin SMAW dirancang dua macam jenis arus, yaitu arus bolak balik/Alternating
Current (AC) dan arus searah/Direct Current (DC). Polaritas arus AC tidak banyak
berpengaruh terhadap heat input benda kerja, namun tidak demikian dengan arus DC,
pembalikan polaritas arus DC sangat berpengaruh terhadap heat input pada benda kerja.

1. Polaritas Arus AC
Di dalam arus AC, electron berubah arah setiap 1/120 detik, jadi elektroda dan

benda kerja setiap 1/120 detik berubah dari anoda menjadi katoda dan proses ini
selalu terjadi secara kontinyu. Kejadian ini menyebabkan panas pengelasan
didistribusikan dengan harga yang sama antara elektroda dengan benda kerja,
setengah ke elektroda dan sisanya ke benda kerja.

2. Polaritas Arus DC
Mesin las DC dapat diseting dua polaritas, yaitu polaritas lurus/Direct Current

Staight Polatity/DCSP) dan polaritas terbalik/Direct Current Reverse Polarity (DCRP).

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 6

Modul Praktik SMAW

1/60
detik

1/120 1/120
detik detik

Gambar 6. Polaritas AC.

~ Panas 50%

Sumber Power Elektroda
Bahan Induk

Panas 50%

Gambar 7. Heat Input Arus AC.

a. Polaritas DCSP

Di dalam DCSP atau polaritas lurus, elektroda dihubungkan dengan kutub
negative mesin las dan benda kerja disambung dengan kutub positif, oleh
karenanya polaritas lurus ini juga disebut dengan Direct Current Electrode
Negative (DCEN). Panas yang diterima benda kerja sebesar 2/3 bagian dan
elektroda 1/3 bagian.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 7

Modul Praktik SMAW

b. Polaritas DCRP

Polaritas DCRP merupakan polaritas terbalik, di mana elektroda
dihubungkan dengan kutub positif, sedangkan benda kerja dihubungkan dengan
kutub negative. Sistim rangkaian ini dinamakan juga Direct Current Electrode
Positive (DCEP). Berbeda dengan polaritas DCSP, panas yang diterima benda
kerja sebesar 1/3 bagian dari panas yang ditimbulkan oleh busur nyala (Arc
length), sedangkan elektroda menerima 2/3 panas.

Neg (-). 1/3 panas

Sumber Power Elektroda

Bahan Induk

Pos (+). 2/3 panas

Gambar 8. Polaritar DCSP.

Neg (-). Elektroda 2/3 panas
Sumber Power Bahan Induk 1/3 panas

Pos (+).

Gambar 9. Polaritar DCRP.

D. Parameter Las SMAW

Parameter SMAW yang berkaitan dengan masukan panas adalah: 1) arus listrik,
2) tegangan, 3) panjang busur (arc length), dan 4) kecepatan travel.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 8

Modul Praktik SMAW

1. Arus Listrik

Besar arus yang dipakai berdasarkan penyetelan pada amper meter yang ada
pada mesin las dan harus disesuaikan dengan besar diameter elektroda yang akan
dipakai untuk pengelasan. Besar arus biasanya dapat dilihat pada bungkusan
elektroda yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat. Jika pada bungkusan elektroda tidak
tercantum dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 2. Hubungan ketebalan bahan, elektroda, dan arus.

Diameter Elektroda Ketebalan Benda Kerja Arus
(mm) (mm) (ampere)
2,4 1,6 25 – 65
3,2 3,2 60 – 110
4 4,8 110 – 170
4,8 6,4 150 – 225
6,4 9,5 150 – 350
6,4 12,7 190 – 350
8 19 200 – 450
8 25,4
200 - 450

Besar arus sangat mempengaruhi panas yang diperlukan, untuk mencairkan
benda kerja dan elektroda. Di mana panas yang ditimbulkan busur listrik tinggi antara
6000º F sampai 10.000º F, panas ini terjadi akibat adanya lompatan elektron diantara
jarak benda kerja ke ujung elektroda dan sebaliknya. Jadi apabila arus listrik kurang
memenuhi, maka busur tidak stabil sehingga mengakibatkan panas yang dibutuhkan
berkurang dan menyebabkan pencairan benda kerja dan elektroda tidak rata.

2. Tegangan Listrik

Besar tegangan (voltage) dapat
diukur sewaktu proses pengelasan sedang
berlangsung, dimana voltage dari sumber
yang masuk ke travo las adalah 220/240
volt diturunkan menjadi sekitar 40-50 volt.
Pada waktu pemakaian voltage akan turun
sekitar 18 sampai 36 volt, agar aman dalam

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 9

Modul Praktik SMAW

pemakaian. Tegangan tergantung dari panjang busur yang ada, dan juga tergantung
dari mesin las/travo dan panjang kabel las yang dipakai, apabila voltage rendah, ini
akan mempengaruhi pemasukan panas pada benda kerja dan elektroda. Selain besar
kecilnya panjang busur tegangan juga dipengaruhi oleh: a) pembungkus elektroda, b)
komposisi inti elektroda, c) diameter elektroda, dan d) besar arus listrik.

3. Panjang Busur Listrik (arc length)

Untuk mendapatkan panjang busur antara benda kerja (base metal) dan ujung
elektroda adalah sangat penting. Karena panjang busur secara langsung sangat
menentukan masukan panas baik terhadap benda kerja maupun elektroda yang
diperlukan dalam proses pengelasan. Transformator mesin SMAW yang dirancang
berdasarkan sistim Constant Current (CC) atau Drooping Arc Voltage (DAV)
berhubungan erat dengan jarak busur listrik (arc length). Arus pengelasan dan besar
tegangan las tergantung dari panjang arc length, sehingga semaking dekat arc length
terhadap benda kerja, semakin kecil masukan panas (heat input), begitu pula
sebaliknya dan akan mempengaruhi pendepositan logam las.

Elektroda

Deposit Arc Under
Logam Lenght Cut
Lasan
spatter

Bahan
Dasar

Gambar 10. Arc Lenght.

Gambar diatas memperlihatkan pengaruh arc length terhadap pendepositan
logam las. Pada jarak arc length sangat pendek menyebabkan heat input kecil dan
mengakibatkan bentuk deposit logam las kecil dan kurang fusi. Sebaliknya jika terlalu
tinggi, heat input besar dan mengakibatkan deposit logam las melebar, terjadi under

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 10

Modul Praktik SMAW

cut, dan banyak spatter. Jarak arc lenght yang terbaik adalah yang di tengah, besarnya
tergantung dari tipe elektroda sebagaimana terlihat pada tabel berikut.

Tabel 3. Hubungan arc length dengan jenis elektroda.

Tipe Elektroda Arc Lenght

Celullose ½ Ø elektroda
Rutile 1 Ø elektroda
Acid 1 ½ Ø elektroda
Basic ½ Ø elektroda

4. Kecepatan Pengelasan (Welding Speed)

Kecepatan penarikan
kawat elektroda oleh juru las
(welder) sangat berpengaruh
terhadap masukan panas dan
bentuk deposit logam lasan.
Biasanyan setiap juru las
mempunyai karakter tersendiri
yang berkaitan dengan hal itu,
oleh karenanya pengaturan
para meter las tergantung dari juru las itu sendiri. Kendati demikian kecepatan
penarikan kawat las yang baik sekitar 2 meter per menit.

E. Elektroda SMAW 11

Elektroda las SMAW termasuk elektroda
terumpan (Consumable electrode), oleh
karenanya di samping berfungsi sebagai
penghantar arus listrik juga berfungsi sebagai
bahan tambah las. Elektroda ini terdiri dari dua
bagian yang meliputi kawat las dan fluks. Ketika
terjadi busur listrik, kawat las mencair
membentuk deposit logam las, demikian juga
fluks yang ikut mencair dan pada saat pencairan
akan membentuk selubung gas CO2 yang

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW

Modul Praktik SMAW

melindungi logam cair dari pengaruh udara luar serta membentuk slag atau terak yang
dapat melindungi deposit logam las saat pembekuan.

Di dalam proses pengelasan, kawat las harus disesuaikan dengan jenis bahan
yang dilas, sedangkan fluks berhubungan dengan posisi pengelasan, tipe arus yang
digunakan, teknik pengelasan, dan perlu tidaknya penambahan unsure logam dalam
deposit logam las. Di samping hal di atas, fluks juga berfungsi untuk: 1) melindungi deposit
logam las sehingga tidak terbentuk oksid dan nitrid, 2) menghambat pendinginan cepat
(speed cooling) yang dapat membentuk struktrur mikro martensite yang menyebabkan
kegetasan pada logam las, 3) menambah unsur paduan pada deposit logam las, 4)
penyetabil busur listrik, 5) mempengaruhi kekentalan cairan logam kawat elektroda yang
memungkinkan pengelasan dilakukan secara efisien.

Fluks biasanya terdiri

dari bahan-bahan tertentu

denga perbandingan yang

tertentu pula. Bahan-bahan

yang digunakan dapat

digolongkan dalam bahan

pemantapan busur, pembuat

terak, penghasil gas,

deoksidator, unsur padua

dan bahan pengikat. Bahan-

bahan tersebut antara lain

oksida-oksida logam,

karbonat, silikat, fluoride, zat

organic, baja paduan dan

serbuk besi. Beberapa fluks yang digunakan dan sifat-sifat utamanya dapat dilihat pada

Tabel berikut.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 12

Modul Praktik SMAW

Tabel 4. Macam dan fungsi bahan fluks.

Pengaruh Peman- Pembentuk Deoksi Oksi- Pem- Penambah Penguat Pengi-
Bahan Fluks tap terak dator dator bentuk unsur pembung kat
paduan fluks
busur gas -
kus

Selulosa  O O 
 O
Lempung  O O O
Silikat O O 
Talek O O O 
 O
Titanium  O  
Oksida O
Ilmenit O O 
Feroksida 
O O
Kalsium O
Karbonat O
Ferro
Mangan
Mangan
Dioksida
Pasir Silium

Kalsium
Silikat
Natrium
Silikat

Keterangan:

O : Fungsi utama

 : Fungsi tambahan

1. Standarisasi Elektroda SMAW

Elektroda perlu diidentifikasi dengan benar, karena pengelasan dengan proses
Liquid State Welding dibutuhkan kesamaan antara bahan dasar dengan bahan
tambah (elektroda untuk SMAW). Untuk mengenali dengan baik diperlukan
standarisasi. Hampir setiap Negara industri mempunyai standar tersendiri, namun
yang banyak dikenal atau digunakan secara luas adalah standar DIN, JIS, AWS, dan
ASME. Di dalam buku ini tidak mungkin dipaparkan semua jenis standar elektroda,
namun agar buku ini dapat dijadikan referensi yang dijelaskan adalah standar AWS
(American Welding Society).

Menurut AWS, standar elektroda untuk Baja Karbon terdiri dari
Mandatory Classification Designators (MCD) dan Optional Supplemental

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 13

Modul Praktik SMAW

Designators (OSD). MCD merupakan standar utama yang harus diperhatikan
dalam pemilihan elektroda, sedangkan OSD hanya pilihan yang biasanya
jarang disebutkan dalam penggunaan sehari-hari.

KODE MCD
Kode elektroda
Kode kekuatan tarik dalam Ksi
Kode posisi, type fluks, type arus

AWS E XX YY-1 HZ R KODE OSD

Kode persyaratan kelembaban
Keoledketrpoedrasyaratan difusitas gas Hydrogen
(rerata difusi gas H2 tidak melebihi ‘Z’mL per
100 gram deposit logam las)

Kode perbaikan toughness & ductility bahan
elektroda

Gambar 11. Standarisasi elektroda baja karbon SMAW.

Gambar diatas mendeskripsikan bahwa dua digit awal yaitu XX adalah kode
dari kekuatan tarik kawat elektroda dalam bentuk deposit logam las sebesar per 1000
psi. Kode YY, Y pertama menunjukkan posisi pengelasan, Y kedua adalah kode bahan
fluks. Kode angka 1 jika elektroda disyaratkan mempunyai sifat keras dan liat. HZ
adalah kode diperlukan pengujian difusitas hydrogen. Kode R merupakan kode
elektroda yang digunakan untuk penyerapan uap air dalam proses las, namun
demikian kode yang biasa tertera pada bungkus elektroda adalah kode yang berkaitan
dengan Mandatory Classification Designators.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 14

Modul Praktik SMAW

2. Tipe Elektroda SMAW Baja Karbon

Kode di atas adalah kode secara umum, dalam
praktik di lapangan seorang juru las harus mengenali tipe
elektroda yang berkaitan dengan penggunaan dalam
proses pengelasan. Elektroda dikelompokkan menjadi
empat, yaitu: a) cellulose, b) rutile, c) acid, dan d) basic
sebagaimana terlihat pada tabel berikut.

Tabel 5. Tipe elektroda baja karbon.

Type Formula Keterangan

Cellulose 20-60% rutile, 10-20% cellulose, 1. Menaikan pelindung gas pada
E XXX0 daerah busur. Hydrogen
E XXX1 15-30% quartz, 0-15% menambah panas pada las (isi
30-100 ppm).
Rutile carbonates, 5-10% ferro-
E XXX2 2. Penetrasi dalam, pendinginan
E XXX3 manganese cepat.

Acid 40-60% rutile, 15-20% quartz, 0- 1. Isi Hydrogen agak tinggi (15-30
E XXX4 15% carbonates, 10-14% ferro- ppm).
manganese, 0-5% organics
2. Hydrogen bercampur dalam
Biji besi, biji mangansese, pasir, logam las tinggi.
silikat komplek, carbonates, ferro-
manganese 1. Berisi Hydrogen agak tinggi.
2. Banyak slag dalam logam las.

Basic 20-50% calsium carbonate, 20- 1. Level Hydrogen agak rendah (<
E XXX5 40% fluorspar, 0-5% pasir, 0-10% 10 ppm), biasanya digunakan
E XXX6 rutile, 5-10% ferro-alloys untuk pengelasan baja konstruksi
E XXX7 low alloy.
E XXX8
2. Tingkat inclusi Hydrogen rendah.

3. Klasifikasi Elektroda SMAW Baja Karbon Berdasarkan Sifatnya

Berdasarkan sifat pembekuan dan laju airannya, elektroda SMAW
dibedakan menjadi empat golongan: a) Fast Fill Electrodes, b) Fast Freeze
Electrodes, c) Fill Freeze Electrodes, dan d) Low Hydrogen Electrodes.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 15

Modul Praktik SMAW

a. Fast Fill Electrodes

Elektroda jenis ini digunakan

untuk pendepositan cepat,

pembekuan lasan agak lambat

sehingga sesuai untuk

pengelasan flat. Ciri-cirinya: 1)

Penetrasi dangkal dengan

minimum admixture, 2) Untuk

pengelasan pelat dengan tebal >

3/16, 3) Untuk flat fillet, horizontal

fillet, lap dan grove butt weld, 4) Untuk pengelasan medium carbon steel yang

sensitif terhadap keretakan, 5) Bila tidak menggunakan elektroda low hidrogen

maka harus dilakukan pre heat, 6) Jenis elektroda ini mengandung 50% iron

powder, dan 8) Arus pengelasan lebih besar dari elektroda jenis lain. Elektroda

tersebut adalah: E 7024, E 6027, dan E 7020.

b. Fast Freeze Electrodes

Adalah jenis elektroda pembekuan cepat, digunakan khususnya untuk
posisi pengelasan seperti: vertikal dan overhead. Jenis ini walaupun termasuk
jenis pengelasan lambat tetapi menuntut ketrampilan juru las lebih tinggi. Fast-
Freeze electrodes menghasilkan penetrasi dangkal dengan maksimum admixture.
Slag tipis dan busur mudah dikendalikan dan cocok untuk pengelasan vertikal.
Elektroda ini meliputi: E 6010, jenis basic fast-freeze, DCEP vertikal uphill, E 6011,
AC/DCEP vertikal down, E 7010A-1 untuk high strenght pipa x52/x56, dan E 7010-
G.

c. Fill-Freeze Electrodes

Merupakan perpaduan dari fast-freeze dan fast-fill, medium deposit dan
penetrasi, penggunaan untuk semua posisi pengelasan seperti: Down hill fillet,
Lasan pendek-pendek dengan perubahan arah las, dan Fast-fill joint bila kondisi
fit up jelek. Contoh: E 6012, E 6013 (baik pada listrik AC), E 7014.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 16

Modul Praktik SMAW

d. Low Hydrogen Electrodes
Elektroda dikemas dalam bungkus hermetic dan bila pembungkusnya

dibuka, elektroda harus segera dimasukkan ke dalam dry storage 90-150C:
elektoda yang lembab akan berpengaruh terhadap hasil las, uap air dalam jumlah
kecil menyebabkan internal porositi, bila pengelasan dilakukan terhadap material
dengan hardenability tinggi maka porositi tersebut akan menyebabkan under
cracking, dan uap air dalam jumlah besar akan menyebabkan porositi, under bead,
cracking dan weld crack. Contoh: E7018, E7016, E7028 dll.

F. Pengoperasian Mesin SMAW

1. Setting Mesin SMAW

Sebelum juru las
melakukan pengelasan logam, ia
harus mengenali bisa membaca
Welding Procedure Specification
(WPS) yaitu semacam job-sheet
yang dibuat oleh seorang Welding
Engineer (WE). WPS berisi
instruksi dan persyaratan yang
harus dilakukan oleh seorang welder (juru las). Instruksi kerja dan persyaratan ini
berkaitan dengan jenis dan ukuran bahan, jenis dan ukuran elektroda, parameter las,
posisi pengelasan, perlakuan yang harus dilakukan sebelum, selama atau setelah
pengelasan, dan teknik pemeriksaan sambungan las yang harus dilakukan.

Parameter las SMAW yang berhubungan dengan masukan panas (heat input)
pada benda kerja terdiri tegangan dan arus listrik pengelasan, panjang busur listrik
(arc length), dan kecepatan pengelasan. Tegangan dan arus litrik pengelasan dapat
diatur atau di-setting pada mesin las, sedangkan arc length dan kecepatan las
disesuaikan dengan karakter seorang welder.

Setting tegangan dan arus listrik pengelasan pada mesin las tergantung pada
jenis bahan, ketebalan bahan, jenis elektroda, ukuran elektroda, dan posisi
pengelasan. Jenis bahan yang dilas (bahan dasar) memiliki karakter yang berbeda,
olehkarenanya dibutuhkan prosedur yang berbeda pula. Bahan yang tebal
membutuhkan arus yang besar untuk mencairkannya begitu sebaliknya, bahan yang
tipis membutuhkan arus yang kecil.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 17

Modul Praktik SMAW

Posisi di bawah tangan (Pa) membutuhkan laju cairan yang cepat agar
pengelasan berjalan dengan efisien, sehingga dibutuhkan elektroda yang khusus
untuk pengelasan dengan posisi di bawah tangan. Hal ini tidak bisa dilakukan pada
posisi selain di bawah tangan karena adanya grafitasi bumi yang mempengaruhi
pembentukan deposit logam lasan.

2. Teknik Penyalaan Elektroda

Penyalaan awal elektroda tidak
mudah dilakukan bagi seorang welder
yang belum berpengalaman, ini terjadi
karena transformer mesin SMAW
dirancang berdasarkan sistim Constant
current (CC) atau Drop arc voltage
(DAV). Sistim ini mengakibatkan
elektroda gampang menempel pada
benda kerja dan tidak terjadi penyalaan karena ketika elektroda melekat pada benda
kerja tegangan listrik menjadi nol.

Di samping hal di atas, teknik penyalan ini tergantung dari jenis arus
pengelasan yang digunakan, karena karakter fulks elektroda antara yang
menggunakan arus AC dengan DC berbeda. Teknik penyalaan elektroda yang dikenal
meliputi 1) Scratching methode (metode gores) dan 2) Tapping methode (metode
ketuk).

a. Scratching methode
Scratching methode atau menyalakan elekroda dengan menggoreskan

elektroda ke benda kerja dan setelah elektroda menyala, jaga arc lengt pada jarak
tertentu, tergantung dari jenis elektroda. Teknik ini dilakukan pada pengelasan
yang menggunakan arus bolak-balik (AC).

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 18

Modul Praktik SMAW

Elektroda
Arc length

Benda
kerja

Gambar 12. Scratching method.

b. Tapping methode

Penyalaan elektroda dengan Tapping methode dilakukan melalui
pengetukan elektroda ke benda kerja dan setelah timbul busur listrik (arc), jaga
jarak busur tersebut terhadap benda kerja secara konsisten (arc length) sesuai
dengan jenis elektroda yang digunakan. Teknik ini digunakan jika anda
mengunakan mesin SMAW dengan arus DC (arus searah).

Elektroda
Arc length

Benda
kerja

Gambar 13. Tapping method.

3. Teknik Whipping dan Weaving

Secara umum teknik whipping dan weaving sudah dibahas sebelumnya,
namun dalam proses penyambungan logam dengan SMAW, teknik tersebut berbeda
penerapannya. Teknik Whipping digunakan untuk membuat root pass, adapun teknik
Weaving diditerapkan untuk membuat filler pass dan cover pass.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 19

Modul Praktik SMAW

a. Teknik Whipping
Teknik whipping yang dilakukan dengan cara maju sepanjang diameter

elektroda dan mundur setengahnya digunakan untuk pembuatan root pass.
Langkah maju dimaksudkan untuk membuat Key hole (lubang kunci), sedangkan
langkah mundur merupakan langkah untuk menutup lubang kunci, sehingga
penetrasi/penembusan dapat dibentuk dengan sempurna sebagaimana terlihat
pada gambar berikut.

Deposit las

Benda kerja

Key hole Gerakan
elektroda

Gambar 14. Gerakan whipping.

b. Teknik Weaving

Teknik weaving/ayun diterapkan pada pembuatan filler dan cover pass.
Teknik yang pada dasarnya cara mengayunkan elektroda ini mempunyai beberapa
bentuk gerakan, yaitu tanpa ayun, setengah lingkaran, satu lingkaran penuh,
gerakan seperti huruf Z, segitiga, gerakan seperti huruf U, U patah-patah, gerakan
berbentuk pohon cemara, dan lain-lainnya.

1) Tanpa Ayun (Pull atau Drag)

Gerakan elektroda tanpa ayun digunakan untuk pengelasan dengan
posisi horizontal, pengelasan benda tebal, dan dapat juga digunakan untuk
membuat root pass. Gerakan ini dapat dilakukan dengan teknik pull (tarik) atau
drag (didorong), namun sebagian besar proses SMAW menggunakan teknik
drag. Jika pengelasan dengan posisi horisontal dilakukan dengan ayunan
elektroda, deposit logam las akan meleleh ke bawah akibat adanya gravitasi
bumi, oleh karenanya elektroda tidak boleh diayun, namun sebaliknya

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 20

Modul Praktik SMAW

pengelasan yang dilakukan pada posisi vertical elektroda harus diayun karena
jika tidak diayun akan terjadi cacat slag inclution (terak terjebak pada setiap
lapisan las).

2) Teknik Ayun Setengah Lingkaran
Gerakan setengah lingkaran pada elektroda paling baik diterapkan

pada posisi Down Hand (Pa). Jika teknik ini dilakukan pada posisi Vertical dan
Over Head, sulit mengontrol ketinggian deposit logam las. Teknik ini dilakukan
dengan mengayunkan elektroda setengah lingkaran ke kanan dan ke kiri, pada
bagian tepi berhenti sejenak (pausing). Perbandingan penghentian sejenak
pada bagian tepi jalur las dengan di tengahnya berbanding 2 : 1.

Pausing

1
2

2

Gambar 15. Teknik ayun setengah lingkaran.

3) Teknik Ayun ‘Z’

Pausing

1
22

Gambar 16. Teknik Ayun ‘Z’.

Teknik ayun seperti huruf ‘Z’ digunakan untuk membuat filler dan cover
pass di semua posisi kecuali posisi vertical. Teknik ini lebih baik dari teknik
setengah lingkaran, karena dengan ayunan seperti huruf ‘Z’ dapat mengurangi

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 21

Modul Praktik SMAW

ketinggian deposit logam las, lebih-lebih pada posisi vertical dan over heat.
Pausing dilakukan pada bagian tepi sebanyak 2 detik.

4) Teknik Ayun Satu Lingkaran Penuh

Gerakan weaving satu lingkaran penuh biasanya digunakan untuk
membuat filler dan cover pass pada posisi horizontal. Teknik ini dilakukan
dengan memutar elektroda satu lingkaran penuh berlawanan dengan putaran
jarum jam dan pada bagian atas lingkaran berhenti sejenak selama 2 detik.
Lihat Gambar 23.

Pausing

2
1

Gambar 17. Teknik ayun satu lingkaran.

5) Teknik Ayun Segitiga dan Pohon Cemara

Ayunan elektroda dengan bentuk seperti segitiga dan pohon cemara
banyak diterapkan pada pengelasan sambungan Fillet posisi vertical.
Kelebihan dari teknik ini adalah bentuk deposit logam las tidak cembung atau
rata. Bentuk yang terlalu cembung pada deposit logam las yang biasanya pada
reinforcement-nya merupakan cacat yang harus dihindari karena pada bagian
tepinya biasanya terdapat slag dan undercut.

Pausing

1 1 2
22 2

Segitiga Pohon Cemara

Gambar 18. Teknik ayun segitiga dan pohon cemara.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 22

Modul Praktik SMAW

4. Teknik Mengakhiri Pengelasan
Secara prinsip dalam mematikan nyala busur listrik pada akhir jalur las bagian

kawah las (crater) harus diisi cairan logam hingga sempurna. Ada beberapa cara untuk
mengakhiri jalur las, diantaranya adalah memperpendek arc length dan memutar
elektroda dua kali putar atau memperpendek arc length dan Memperkecil Travel
Angle.

a. Teknik Memperpendek Arc Lenght dan Memutar Elektroda Dua Kali
Teknik ini dilakukan dengan cara memperpendek arc length dan memutar

dua kali elektroda pada kawah las (weld puddle). Mematikan elektroda dengan
cara ini harus dilakukan secara hati-hati, karena jika gerakan memutar elektroda
melebihi lebar deposit logam las akan terjadi cacat.

Diputar
Dua kali

Gambar 19. Teknik memperpendek arc lenght dan memutar elektroda dua kali.

b. Teknik Memperpendek Arc Lenght dan Memperkecil Travel Angle

Travel angle
dikecilkan

Gambar 20. Teknik memperpendek arc lenght dan memperkecil travel angle.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 23

Modul Praktik SMAW

5. Posisi Elektroda

Hasil pengelasan juga tergantung dari posisi elektroda pada saat proses
pengelasan dilakukan oleh seorang welder. Ada dua posisi elektroda yang harus
diperhatikan, yaitu: travel angle dan work angle. Travel angle adalah sudut elektroda
terhadap bidang datar benda kerja pada arah sejalan gerakan elektroda. Work angle
adalah sudut antara elektroda dengan bidang datar benda kerja pada arah melintang
sumbu gerakan elektroda.

Posisi sudut elektroda yang kurang tepat menyebabkan terjebaknya slag (terak)
ke dalam deposit logam las. Besar sudut travel sekitar 10° sampai dengan 15° dari sisi
tegak, jika terlalu besar, terak akan terjebak di bagian tepi deposit logam las,
sebaliknya jika terlalu kecil atau bahkan sampai 90°, terak akan terjebak di bagian
tengahnya. Work angle besarnya 90° untuk sambungan ujung, namun untuk
sambungan fillet sebesar 45°.

Work angle juga berpengaruh terhadap terjebaknya terak pada deposit logam
las. Hal tersebut disebabkan karena bentuk deposit logam las tidak sempurna. Work
angle yang tepat membuat bentuk deposit logam las menyerupai kurva normal, ini
yang diharapkan, jika tidak seperti kurva normal, terak akan terjebakdi pinggir deposit
las.

10°-15°

Travel
angle

90°
Work
angle

Gambar 21. Posisi elektroda.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 24

Modul Praktik SMAW
G. Klasifikasi Sambungan Las

Secara umum sambungan las terdiri dari lima bentuk dasar sambungan las yang
meliputi: 1) Butt joint, 2) Fillet joint, 3) Corner joint, 4) Lap joint, dan 5) Edge joint.

a. Sambungan Tumpul (Butt Joint) c. Sambungan Fillet (T- Joint)

c. Sambungan Sudut (Corner Joint) d. Sambungan Tumpang (Lap Joint)

e. Sambungan sisi (Edge Joint)

Gambar 22. Sambungan las dasar.

1. Posisi Pengelasan
Posisi las harus difahami oleh juru las, karena dalam WPS posisi las ini

digambarkan melalui kode pengelasan. Ada sedikit perbedaan dalam menuliskan
kode standar posisi las. Ada dua kode standar posisi las yang banyak dikenal dalam
masyarakat industry, yaitu standar ASME dan AWS. Kode posisi pengelasan standar
Eropa tidak membedakan jenis sambungan las, sedangkan Amerika membedakannya
berdasarkan bentuk bahan yang dilas (Pipa dan Plat) dan jenis sambungan (Groove
dan Fillet).

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 25

Modul Praktik SMAW

Gambar 23. Kode posisi pengelasan menurut ASME 9.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 26

Modul Praktik SMAW

Gambar 24. Kode posisi las pada sambungan plat groove menurut AWS.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 27

Modul Praktik SMAW

Gambar 25. Kode standar posisi las pada sambungan plat fillet menurut AWS.

2. Kode Pekerjaan Las

Secara umum symbol gambar las terdiri dari tanda panah penunjuk, batang tubuh,
dan ekor. Tanda panah penunjuk berfungsi sebagai penunjuk bagian yang dilas,
batang tubuh berfungsi untuk menempatkan ukuran dan bentuk kampuh, ukuran dan
bentuk las, serta proses finishing. Bagian ekor digunakan untuk menunjukkan proses
spesifik.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 28

Modul Praktik SMAW

Gambar 26. Kode standar posisi las pada sambungan pipa.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 29

Modul Praktik SMAW

Jenis pekerjaan finishing F Panjang jalur las
Bentuk kontur las A Spasi antar jalur las
Ukuran root gap Dikerjakan di lapangan
Bentuk kampuh las
Ukuran penetrasi atau kaki las Tanda penunjuk
Dilas keliling
T S R L-P

Spesifikasi proses
Ekor
Garis referensi

Keterangan:
Jika kode-kode dituliskan di bawah garis
referensi, bagian yang dilas adalah yang
ditunjuk oleh tanda penunjuk. Jika ditulis di
atas garis referensi bagian yang dilas adalah
sebaliknya

Gambar 27. Simbol gambar las.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 30

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

JOB SHEET PRAKTIK PENGELASAN BAJA KARBON

Semester III WELDER TEST BUTT JOINT 3G 300 menit

No. JST/MES/MES6322/10 Revisi: 02 02 Januari 2020

1. Kompetensi
Mengelas plat baja karbon posisi vertikal up dengan SMAW

2. Sub Kompetensi
Membuat sambungan ujung kampuh ”V” posisi 3G/PF dengan SMAW

3. Alat dan Bahan

a. Alat : Mesin SMAW beserta peralatan bantu las yang meliputi meja las,

mesin gerinda tangan, palu terak, kikir, sikat baja, smithtang,

thermos elektroda, penggores, penitik, palu konde, pahat tangan,

dan mistar baja.

b. Bahan : Plat strip baja karbon rendah 10 mm X 200 mm X 50 mm dan
elektroda AWS 6013 Ǿ 2,6 mm, AWS 6010 Ǿ 3,2 mm, AWS
7016 Ǿ 2,6 mm, dan AWS 7018 Ǿ 3,2 mm.

4. Keselamatan Kerja
a. Topeng las (Head shield)
b. Pelindung dada (Apron)
c. Pelindung lengan (Welding sleeve)
d. Pelindung kepala (Welding hat)
e. Kaos tangan
f. Kacamata bening
g. Masker
h. Pelindung telinga

5. Langkah Kerja
a. Oven elektroda dengan menggunakan thermos elektroda
b. Bersihkan bahan dengan sikat baja
c. Rapikan setiap tepi benda kerja dengan menggunakan kikir atau mesin
gerinda
d. Fit-up benda kerja sesuai prosedur dengan posisi vertikal
e. Lakukan pengelasan sambungan ujung 3G dengan SMAW
f. Bersihkan benda kerja sesuai prosedur
g. Beri tanda benda kerja sesuai dengan nama dan nomor mahasiswa
h. Serahkan benda kerja pada dosen pembimbing

6. Perhatian
a. Selama proses pengelasan tidak diperbolehkan merubah posisi benda kerja
b. Penggerindaan dilakukan dengan posisi benda tetap
c. Waktu pengerjaan benda selama 120 menit

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 31

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

JOB SHEET PRAKTIK PENGELASAN BAJA KARBON

Semester III WELDER TEST BUTT JOINT 3G 300 menit

No. JST/MES/MES6322/10 Revisi: 02 02 Januari 2020

7. Lampiran :

Gambar 1. Rangkaian listrik proses SMAW mesin DCEP.

Gambar 2. Gambar kerja sambungan kampuh “V” SMAW posisi vertikal up.

Proses Pengelasan Posisi 3G dengan SMAW 32

Bengkel Fabrikasi
Jurusan Pendidikan Teknik Mesin

Fakultas Teknik
Universitas Negeri Yogyakarta

Alamat: Kampus Karangmalang, Yogyakarta, 55281. Telp/fax : (0274) 520327
Email: [email protected]

Commitment to Excellence