Bagaimana Menjadi Sukses dalam Bisnis Pengelasan?

Pengantar:

Keberhasilan suatu pendirian bisnis biasanya diukur dengan profitabilitasnya berdasarkan kemampuan organisasi untuk membuat produk dengan harga jual yang kompetitif. Biaya pengelasan dan pemotongan termal dapat dengan mudah diperkirakan untuk setiap pekerjaan jika faktor-faktor yang mempengaruhi biaya tersebut diketahui dan ­langkah-langkah yang diperlukan diambil untuk menentukannya. Keakuratan perkiraan biaya untuk pengelasan sangat penting jika ini akan berhasil digunakan untuk penawaran atau untuk membandingkan konstruksi yang dilas dengan proses yang bersaing, atau untuk menetapkan tarif untuk program insentif.

Operasi dasar dalam fabrikasi produk teknik umum yang dilas dapat mencakup tahapan berikut:

1. Pengadaan dan penyimpanan bahan baku termasuk bahan habis pakai las,
2. Mempersiapkan bahan tergantung pada desain sambungan menggunakan pemotongan, pembengkokan, permesinan, dll.,
3. Merakit komponen dengan tad, jig dan perlengkapan, dll.,
4. Pengelasan—termasuk pemilihan proses, pengaturan prosedur dan urutan pengelasan, menilai peran otomasi untuk meningkatkan produktivitas,
5. Operasi postweld seperti grinding, machining, chipping, dll.,
6. Post weld heat treatment (PWHT), dan
7. Inspeksi.

Perkiraan biaya relatif dari barang-barang di atas sebagai persentase dari total biaya produksi dapat dinyatakan sebagai berikut:

Setelah desain telah dipilih dan material diperoleh, biaya struktur yang dilas menumpuk saat fabrikasi dan operasi selanjutnya dilanjutkan.

Persiapan Bahan:

Bahan yang akan dilas dibersihkan dari kerak, minyak, cat, dll. sebelum dipotong menjadi bentuk yang diinginkan baik dengan pemotongan, pemesinan, atau pemotongan termal. Lembaran tipis dapat dengan mudah dipotong dan tidak diperlukan persiapan tepi lebih lanjut. Pemotongan gas populer digunakan untuk memotong karbon dan baja paduan rendah sementara logam non-besi dan baja tahan karat sering dikerjakan menggunakan gergaji pita atau operasi pemesinan lainnya.

Pemotongan plasma dapat digunakan untuk memotong ­sebagian besar bahan teknik namun biaya awal peralatannya tinggi. Peralatan pemotongan gas itu murah tetapi biaya bahan bakar gas dan oksigen merupakan biaya yang berkelanjutan. Metode mekanis persiapan tepi biasanya terbatas pada tepi lurus, melingkar, dan silinder. Tumpukan dan pemotongan ganda dapat dilakukan dengan metode pemotongan gas dan plasma. Unit yang dikontrol komputer digunakan untuk pemotongan kontur untuk operasi skala besar seperti di pembuatan kapal.

Karena biaya pengelasan bervariasi sesuai dengan volume (atau berat) logam las yang diendapkan, sangat penting untuk mengetahui jumlah relatif logam yang dibutuhkan untuk mengisi berbagai sambungan standar. Gambar 23.1 memberikan nilai komparatif dari volume logam las yang diperlukan untuk empat jenis preparasi tepi yang paling sering digunakan dan menunjukkan bahwa ketebalan pelat hingga 25 mm terdapat perbedaan yang sangat kecil di antara keduanya.

Namun, pada ketebalan pelat 50 mm, preparasi single vee menjadi lebih mahal daripada ketiga metode lainnya, dan di atas 90 mm bahkan preparasi tepi U tunggal menjadi lebih murah daripada preparasi single vee atau double vee edge.

Untuk las sudut, kekuatan sambungan sebanding dengan luas penampang leher las, menggandakan panjang las akan menggandakan kekuatan dan juga biaya, tetapi menggandakan ukuran leher akan meningkatkan volume dan karenanya biaya menjadi empat kali lipat. Dengan demikian ukuran las sudut harus dijaga sekecil mungkin untuk ekonomi dan las menerus yang panjang harus digunakan daripada las intermiten atau spasi dengan ukuran yang lebih besar.

Faktor utama yang harus dipertimbangkan dalam desain sambungan las adalah sebagai berikut:

1. Ekonomi persiapan tepi dan volume logam las yang dibutuhkan,
2. Jenis sambungan tergantung pada tingkat penetrasi yang dibutuhkan,
3. Ketebalan material yang disambung,
4. Menghindari distorsi dengan menggunakan volume minimum logam las dan preparasi tepi dua sisi, dan
5. Jenis preparasi yang cepat ditandai, diproduksi dan disiapkan untuk pengelasan.

Perakitan dan Pemanasan Awal:

Lembaran dan pelat tipis direkatkan, pekerjaan kecil dapat ditempatkan di jig dan rakitan struktural besar dirakit dengan punggung dan irisan sementara yang kuat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 23.2 dan 23.3.

Dengan pekerjaan struktural besar seperti kapal, perakitan pekerjaan dilakukan oleh tenaga kerja terpisah yang disebut pelat dan mereka dapat membentuk sebanyak 15 hingga 18% dari total tenaga kerja dalam organisasi pembuatan kapal.

Jika sejumlah komponen harus dibuat, banyak waktu berharga yang dihemat dengan menggunakan jig dan perlengkapan yang dirancang dengan baik yang membantu pekerja merakit komponen dengan cepat dan akurat tanpa menggunakan alat ukur.

Dengan tidak adanya jig dan perlengkapan, dalam perakitan, perlu memegang bagian-bagian dengan tangan sambil menempelkannya di tempat yang akan melelahkan, memakan waktu, dan rentan terhadap kesalahan. Jig dan perlengkapan dapat mengurangi waktu pemasangan dari 50 menjadi 90 persen.

Karena jig dan perlengkapan tidak diharuskan untuk memenuhi ­standar penampilan tertentu dan murahnya konstruksi menjadi tujuan utama, bahan untuk membuat jig dan perlengkapan sering diambil dari stok bekas.

Jig dan perlengkapan harus digunakan dalam berbagai situasi sehingga tidak ada aturan umum yang dapat diuraikan untuk mendesainnya. Namun, desain mereka harus mewujudkan fitur-fitur yang memungkinkan seni dirangkai dengan cepat, positif, dan akurat. Yang tak kalah pentingnya adalah persyaratan bahwa perakitan yang sudah selesai dapat dengan cepat dilepas dengan sedikit usaha.

-fitur ­ini umumnya diperoleh dengan menggunakan taper pin, cam kerja cepat seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 23.4, klem, pelana dan irisan, perangkat penyeimbang, klip dan sekrup jack. Dengan menggunakan jenis perangkat umum seperti jig dan perlengkapan, investasi pada perangkat tersebut tidak didasarkan pada bentuk bagian yang dirakit. Hal ini mengurangi investasi berulang dan persediaan jig dan perlengkapan.

Jig dan perlengkapan juga dapat dirancang untuk menghilangkan panas dari sambungan las. Ini membantu tidak hanya dalam mengendalikan distorsi tetapi juga membantu dalam meningkatkan kecepatan pengelasan. Fitur ini digabungkan dalam jig dan perlengkapan baik dengan membuatnya dari bagian yang lebih berat atau dengan pendinginan air seperti yang ditunjukkan pada Gambar.23.5.

Pemanasan awal digunakan untuk mengurangi laju pendinginan dan menghindari retak dingin akibat penggetasan hidrogen dalam pengelasan baja yang dapat dikeraskan. Ini juga dapat digunakan untuk menyamakan efek heat sink dalam pengelasan logam yang berbeda atau logam yang sama dengan ketebalan berbeda. Baik pemanas listrik dan gas digunakan tetapi yang terakhir lebih populer karena biayanya yang lebih rendah. Namun, semua pemanasan awal ­itu mahal.

Produktifitas:

Untuk meningkatkan produktivitas, harus ada aliran kerja yang stabil dan bahan habis pakai ke tukang las dan peralatan penanganan mekanis yang memadai seperti pengatur posisi yang dapat membantu membawa komponen ke posisi pengelasan bawah. Ini tidak hanya meningkatkan tingkat deposisi tetapi juga menghasilkan lasan dengan kualitas terbaik.

Untuk meningkatkan jumlah logam las yang diendapkan dalam waktu busur api, penting untuk menggunakan elektroda berdiameter terbesar pada pengaturan arus pengelasan yang tepat dan pada posisi pengelasan bawah yang digunakan, seperti terlihat dari Gambar 23.9 dan 23.10. Penonjolan elektroda juga dapat mempengaruhi tingkat deposisi secara signifikan untuk meningkatkan produktivitas seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 23.11.

Mekanisasi dalam bentuk pengelasan otomatis juga menghasilkan produktivitas yang tinggi antara lain karena arus pengelasan yang lebih tinggi dapat digunakan; akibatnya las penetrasi yang lebih dalam dengan sudut alur kecil dapat digunakan. Peningkatan kualitas yang dicapai dengan penggunaan pengelasan otomatis juga berarti biaya perbaikan Sower karena jumlah las yang rusak lebih sedikit.

Namun, otomasi ­dapat dipilih hanya ketika volume produksi yang memadai dipastikan karena ada hubungan umum antara volume produksi dan biaya unit peralatan, mulai dari unit daya las busur logam manual hingga mesin otomatis, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 23.12 .

 

Produktivitas dalam pengelasan juga dapat ditingkatkan dengan beroperasi dalam zona operasi optimal untuk parameter pengelasan yang berbeda. Misalnya, untuk proses SAW area di mana lasan yang dapat diterima dapat dihasilkan diidentifikasi dengan memplot dua parameter terpenting yaitu, arus dan kecepatan pengelasan pada rentang operasi yang luas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 23.13.

Untuk meningkatkan produktivitas dalam pengelasan, penting juga untuk menggunakan prosedur pengelasan yang tepat dan memberikan spesifikasi dan instruksi pengelasan yang sangat jelas kepada tukang las.

Spesifikasi pengelasan harus mencakup:

1. Sebuah sketsa pekerjaan, memberikan rincian semua sambungan yang akan dilas dan dimensinya,
2. Mode pengelasan yang akan digunakan yaitu, manual, semi otomatis dan otomatis,
3. Jumlah pengerjaan per lasan,
4. Jenis dan ukuran elektroda untuk setiap putaran,
5. Pengaturan arus untuk setiap elektroda,
6. Posisi dan urutan pengelasan yaitu, downhand, vertikal, horizontal, overhead, dll.,
7. Jenis sumber tenaga las yaitu trafo, rectifier, motor-gen ­erator set, dll.,
8. Konsumsi elektroda per lasan,
9. Memanaskan lebih dulu dan operasi pasca las diperlukan misalnya dressing, peening, post weld heat treatment, dll.,
10. Alokasi waktu dan tarif pembayaran,
11. Klausula sanksi, jika ada.

Operasi Pasca-Pengelasan:

Lasan sering diberikan, perlakuan pasca las berupa pembalutan dengan pemesinan atau gerinda dan perlakuan penghilang tegangan berupa PWHT. Bersama-sama, operasi ini dapat menghasilkan biaya yang besar melalui investasi mesin, peralatan, dan tenaga kerja tambahan.

Fabrikasi las kritis juga membutuhkan pemeriksaan menyeluruh yang ­membutuhkan investasi besar dan pasti akan ada penolakan. Biaya mencungkil atau memotong cacat dan memperbaikinya bisa mencapai sepuluh kali lipat dari biaya pengelasan. Hal ini juga dapat mengakibatkan keterlambatan serius dalam penyelesaian pekerjaan dengan fabrikasi las yang menempati ruang lantai yang berharga, pembayaran tidak dapat diklaim dan jika ada klausul penalti dalam kontrak, hal itu akan menyebabkan berkurangnya keuntungan atau bahkan kerugian.

Tunjangan Memo:

Produksi skrap las Hampir tidak dapat dihindari dalam kondisi kerja normal oleh karena itu kelonggaran untuk kejadian seperti itu sangat penting. Luasnya tunjangan memo akan tergantung pada jenis komponen dan proses serta mode operasi yang digunakan.

Misalnya, jika suatu organisasi memproduksi sejumlah besar komponen besar dan atau mahal, biaya pengikisan komponen mungkin sangat tinggi sehingga penyisihan reklamasi untuk perbaikan beberapa cacat yang jarang terjadi, dengan memotong dan mengelas ulang akan memadai.

Namun, jika perusahaan memproduksi sejumlah besar lasan kecil dan murah katakanlah dengan metode otomatis, membuang komponen mungkin merupakan pilihan yang lebih baik untuk reklamasi. Dalam kedua kasus, tunjangan memo dapat ­diprediksi dan dipertanggungjawabkan secara wajar.

Waktu Standar untuk Pengelasan dan Pemotongan Api:

Untuk mengatasi masalah fabrikasi yang sebenarnya untuk pengelasan dan pemotongan api ­akan lebih mudah untuk menentukan ‘waktu standar’, T, yang diperlukan untuk melaksanakan pekerjaan. Waktu standar dianggap sebagai penjumlahan dari lima item, yaitu waktu set up, t _su ; waktu dasar t _b ; waktu tambahan, t _a, waktu tambahan, t _ad ; dan waktu penutupan, t _c , yaitu,

T = t _su + t _b + t _a + t _ad + t _c ………… (23.1)

Mengatur Waktu (t _su ):

Ini mengacu pada waktu yang dihabiskan oleh tukang las untuk mendapatkan perintah kerja, membaca spesifikasi dan kartu instruksi, dan menyiapkan peralatan dan perlengkapan.

Waktu Dasar (t _b ):

Ini adalah waktu di mana busur atau nyala api menyala.

Waktu Tambahan (t _a ):

Ini termasuk waktu yang dihabiskan oleh tukang las untuk mengganti elektroda, membersihkan dan memeriksa tepi sambungan dan las, memasang stempel identifikasi tukang las, pindah ke adegan operasi berikutnya, dll.

Waktu Tambahan (t _ad ):

Ini adalah waktu yang dihabiskan untuk melayani tempat kerja (mengganti bahan bakar, tabung gas, mendinginkan obor las, dll.), saat istirahat makan siang atau minum teh dan untuk kebutuhan pribadi.

Waktu Penutupan (t _c ):

Ini adalah waktu yang dihabiskan untuk menyerahkan pekerjaan yang sudah selesai.

Pengelasan Busur:

Dalam penjadwalan garis besar untuk fabrikasi dengan las busur waktu standar biasanya ditemukan sebagai hasil bagi dari waktu dasar, t _b , oleh faktor operator atau siklus kerja (k) yang memperhatikan bagaimana operasi pengelasan direncanakan dan dilaksanakan.

Dengan demikian,

di mana,

d = densitas material, g/m ³

A _w = Luas penampang las, cm ²

L = panjang las, cm

α _d = rasio pengendapan, g/amp-jam

I = arus las, amp.

Luas penampang las dapat ditentukan dari gambarnya atau dilihat dari tabel referensi.

Waktu yang Dibutuhkan untuk Lasan Multipass:

Waktu yang diperlukan untuk las yang terdiri dari lebih dari satu lintasan dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung kecepatan keseluruhan (S) dari persamaan;

dimana S _1, S ₂ …………. S _n adalah kecepatan lintasan pertama, kedua, semua lintasan berikutnya yang diperlukan untuk menyelesaikan las.

Pengelasan Gas:

Dalam kasus las oxy-acetylene waktu standarnya adalah seperti las busur;

T=tb _/ K

Tetapi waktu dasar didefinisikan sebagai,

t _b = GL/α ………… (23.4)

di mana,

G = massa logam las yang diendapkan/m panjang las, gm/m

L = panjang las, m

α= laju pengendapan, gm/menit.

Untuk pengelasan baja karbon rendah setebal 1 hingga 6 mm, laju deposisi adalah 6-10 gm/menit dan meningkat dengan bertambahnya ukuran ujung obor.

Pemotongan gas oxy-fuel :

Waktu standar, T _c untuk pemotongan gas oxy-fuel diberikan oleh,

T _c = L t _b / K ……. (23-5)

di mana,

L = panjang garitan, m

t _b = waktu dasar pemotongan, min.

Waktu dasar pemotongan merupakan fungsi dari banyak faktor seperti kemurnian oksigen, jenis bahan bakar gas, bentuk potongan, desain obor dan mesin, keadaan dan ketebalan logam yang dipotong.

Saat memotong strip dari baja karbon rendah dengan nyala gas oxy-fuel, waktu dasar dapat diambil sama dengan 2-5 mnt/m panjang garitan untuk pelat setebal 10 mm, dan 5 mnt/m panjang garitan untuk pelat 60 mm tebal. Faktor operator, k, dipilih sama seperti untuk las gas oxy-fuel.

Perhitungan Waktu dan Biaya Standar:

Penentuan biaya pengelasan yang akurat untuk pekerjaan fabrikasi tertentu akan melibatkan analisis rinci dari semua faktor terkait. Namun, penentuan waktu dasar adalah langkah penting pertama untuk mencapai nilai akhir. Pada bagian ini beberapa kasus sederhana telah dianalisis dalam bentuk contoh-contoh yang dipecahkan.

Contoh 1:

Tentukan waktu standar untuk SMAW baja menggunakan elektroda berdiameter 4 mm dengan arus las 180A dan rasio deposisi 10g/Ah Luas penampang las adalah 0,60 cm ² dan panjang 1 m. Ambil massa jenis baja 7,85 g/cm ³ dan faktor operator 0,25.

Penyelesaian:

Dari persamaan (23-2), kita memiliki waktu standar,

Contoh 2:

Tentukan waktu standar las butt oxy-acetylene pelat baja setebal 6 mm, jika massa logam yang diendapkan adalah 85 g/m, panjang keseluruhan las adalah 10 m, tebal pelat 6 mm dan operasi pengelasan dilakukan dalam posisi downhand, vertikal, dan overhead. Ambil faktor operator sebagai 0,25.

Penyelesaian:

Contoh 3 :

Temukan waktu standar untuk memotong strip dengan panjang 15 m dari pelat 10 mm dan tebal 60 mm, menggunakan obor pemotongan oxy-acetylene manual.

Penyelesaian:

(a) Untuk pelat setebal 10 mm

(b) Untuk pelat setebal 60 mm

Contoh 4:

Tentukan biaya satu meter las sudut 6 mm yang dibuat secara manual dengan elektroda lapis dasar berdiameter 5 mm dengan kecepatan gerak 30 cm/menit. Faktor operator 30% dan yield logam pengisi 55%. Berat logam las yang diendapkan adalah 0-175 kg/m. Ambil tingkat pembayaran tukang las sebagai Rs.10/jam, biaya listrik Rs.2IKWh, dan biaya elektroda tertutup sebagai Rs.30/kg. Ambil ‘on-cost’ sebagai 150%.

Penyelesaian:

Contoh 5:

Tentukan biaya las sudut 6 mm yang dibuat dengan proses las CO2 semi-otomatis _menggunakan kawat elektroda berdiameter 1,2 mm ­. Siklus tugas operator adalah 50% dan hasil logam pengisi adalah 95%. Berat logam las yang diendapkan adalah 0-175 kg/m. Ambil harga kawat elektroda sebagai Rs.50/kg; Biaya gas CO Rs.20/m ³ ; tarif upah tukang las sebesar Rs.12/jam; biaya overhead sebesar Rs.15Ih; kecepatan perjalanan 40cm/menit, dan laju aliran gas 20 lit/menit.

Solusi :

Catatan:

Membandingkan contoh 23.4 dan 23.5 terbukti bahwa las CO ₂ lebih murah daripada SMAW untuk ukuran las yang sama

Latihan:

Tentukan biaya fabrikasi bejana penyimpanan silinder baja yang dipasang di atas dasar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 23.14.

Proses yang digunakan untuk sambungan yang berbeda adalah sebagai berikut:

(i) Sambungan A — SAW

(ii) Sambungan B — akar dijalankan dengan las MIG

— filler dijalankan oleh FCAW

(iii) Sambungan C —SMAW

(iv) Sambungan D — SMAW

(v) Sambungan E — las _{CO2 .}