Baja Itu Apa Sih?

Baja adalah logam paduan, logam besi sebagai unsur dasar dengan karbon sebagai unsur paduan utamanya. Kandungan unsur karbon  dalam baja berkisar antara 0,2%  hingga  2,1%  berat sesuai grade-nya. Fungsi karbon dalam baja adalah sebagai unsur pengeras dengan mencegah dislokasi bergeser pada  kisi kristal (crystal  lattice) atom besi. Baja karbon ini dikenal sebagai baja hitam karena berwarna hitam,  banyak digunakan untuk peralatan pertanian misalnya sabit dan cangkul. Unsur paduan lain yang biasa ditambahkan selain karbon adalah titanium, krom (chromium), nikel, vanadium, cobalt, dan tungsten  (wolfram). Baja sangat banyak digunakan dalam dunia struktur karena sifatnya itu sendiri. Berikut adalah keuntungan dan kerugian dalam menggunakan baja.

Baja Struktural. Sumber : https://ahdanamir.wordpress.com/2016/11/17/pengenalan-struktur-baja/

Keuntungan Menggunakan Material Baja

• Kekuatan Tinggi

Kekuatan yang tinggi dari baja per satuan berat mempunyai konsekuensi bahwa beban mati akan kecil. Hal ini sangat penting untuk jembatan bentang panjang, bangunan tinggi, dan bangunan dengan kondisi tanah yang buruk.

• Keseragaman

Sifat baja tidak berubah banyak terhadap waktu, tidak seperti halnya pada struktur beton bertulang.

• Elastisitas

Baja berperilaku mendekati asumsi perancang teknik dibandingkan dengan material lain karena baja mengikuti hukum Hooke hingga mencapai tegangan yang cukup tinggi. Momen inersia untuk penampang baja dapat ditentukan dengan pasti dibandingkan dengan penampang beton bertulang.

• Permanen

Portal baja yang mendapat perawatan baik akan berumur sangat panjang, bahkan hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi tertentu baja tidak memerlukan perawatan pengecatan sama sekali.

• Daktilitas

Daktilitas didefinisikan sebagai sifat material untuk menahan deformasi yang besar tanpa keruntuhan terhadap beban tarik. Suatu elemen baja yang diuji terhadap tarik akan mengalami pengurangan luas penampang dan akan terjadi perpanjangan sebelum terjadi keruntuhan. Sebaliknya pada material keras dan getas (brittle) akan hancur terhadap beban kejut. SNI 03-1729-2002 mendefinisikan daktilitas sebagai kemampuan struktur atau komponennya untuk melakukan deformasi inelastis bolak-balik berulang (siklis) di luar batas titik leleh pertama, sambil mempertahankan sejumlah besar kemampuan daya dukung bebannya. Beban normal yang bekerja pada suatu elemen struktur akan mengakibatkan konsentrasi tegangan yang tinggi pada beberapa titik. Sifat daktil baja memungkinkan terjadinya leleh lokal pada titik-titik tersebut sehingga dapat mencegah keruntuhan prematur. Keuntungan lain dari material daktil adalah jika elemen struktur baja mendapat beban cukup maka akan terjadi defleksi yang cukup jelas sehingga dapat digunakan sebagai tanda keruntuhan.

• Liat (Toughness)

Baja strukur merupakan material yang liat artinya memiliki kekuatan dan daktilitas. Suatu elemen baja masih dapat terus memikul beban dengan deformasi yang cukup besar. Ini merupakan sifat material yang penting karena dengan sifat ini elemen baja bisa menerima deformasi yang besar selama pabrikasi, pengangkutan, dan pelaksanaan tanpa menimbulkan kehancuran. Dengan demikian pada baja struktur dapat diberikan lenturan, diberikan beban kejut, geser, dan dilubangi tanpa memperlihatkan kerusakan. Kemampuan material untuk menyerap energi dalam jumlah yang cukup besar disebut toughness.

Kelemahan Baja sebagai Material Struktur

• Biaya Pemeliharaan

Umumnya material baja sangat rentan terhadap korosi jika dibiarkan terjadi kontak dengan udara dan air sehingga perlu dicat secara periodik.

• Biaya Perlindungan Terhadap Kebakaran

Meskipun baja tidak mudah terbakar tetapi kekuatannya menurun drastis jika terjadi kebakaran. Selain itu baja juga merupakan konduktor panas yang baik sehingga dapat menjadi pemicu kebakaran pada komponen lain. Akibatnya, portal dengan kemungkinan kebakaran tinggi perlu diberi pelindung. Ketahanan material baja terhadap api dipersyaratkan dalam Pasal 14 SNI 03-1729-2002.

• Rentan Terhadap Buckling

Semakin langsung suatu elemen tekan, semakin besar pula bahaya terhadap buckling (tekuk). Sebagaimana telah disebutkan bahwa baja mempunyai kekuatan yang tinggi per satuan berat dan jika digunakan sebagai kolom seringkali tidak ekonomis karena banyak material yang perlu digunakan untuk memperkuat kolom terhadap buckling.

• Fatik

Kekuatan baja akan menurun jika mendapat beban siklis. Dalam perancangan perlu dilakukan pengurangan kekuatan jika pada elemen struktur akan terjadi beban siklis.

• Keruntuhan Getas

Pada kondisi tertentu baja akan kehilangan daktilitasnya dan keruntuhan getas dapat terjadi pada tempat dengan konsentrasi tegangan tinggi. Jenis beban fatik dan temperatur yang sangat rendah akan memperbesar kemungkinan keruntuhan getas (ini yang terjadi pada kapal Titanic).

Proses Pembuatan Baja Ringan

Untuk baja tipis atau baja ringan, proses yang dikenakan dikenal dengan pembentukan dingin atau Cold Forming dan hasilnya biasa dikenal dengan Cold Formed Section. Dalam pembentukan ini pelat baja dalam konsdisi suhu kamar akan dibentuk. Metode pembentukan yang biasa dilakukan adalah:

• Press Brake

Proses pembentukan press-brake dilakukan menekuk pelat baja. Pelat baja diletakkan ke dalam alat ini dan ditekuk bagian-bagiannya secara bertahap hingga menjadi bentuk yang diiingkan. Kelebihan dari proses ini adalah bentuk profil dapat dibuat sesuai keinginan selama alat atau tooling tersedia. Apalagi dengan alat yang moderen yang terkomputerisasi, mesin press-brake sudah menjadi mesin CNC dengan adanya lengan penahan yang akan bergerak sesuai dengan bentuk yang telah di-masukkan ke dalam program. Mesin baru ini juga telah dilengkapi anti-crowning sehingga bentuk profil yang panjang tidak akan melengkung akibat proses penekukan.
Kekurangan proses ini adalah dalam produktivitas menghasilkan produk dan tidak mampunya membentuk tekukan kecil yang terhalang oleh tekukan lain. Produktivitasnya sangat rendah jika ingin membentuk profil secara masal, karena prosess untuk pembuatan satu bentuk harus diulang-ulang tekukannya.

•  Roll Forming

Proses roll forming dilakukan dengan melewatkan pelat baja ke dalam serangkaian roll hingga produk yang diinginkan tercapai.  Mesin roll forming yang baru sudah terkomputerisasi sehingga dapat melubangi, dan mencetak label di ujung proses setelah profil terbentuk.
Produktivitas proses roll forming sangatlah tinggi sehingga dalam waktu singkat profil dapat segera terbentuk, itulah kelebihannya.
Namun kekurangannya adalah satu mesin dengan roll set yang telah disiapkan hanya dapat membuat satu bentuk yang telah ditetapkan sehingga harus memesan mesin baru jika menginginkan bentuk baru meski hanya sekedar menambah tekukan atau lipatan.

•  Punching

Proses ketiga adalah proses pembentukan dengan menggunakan mesin punch atau mesin pons. Pelat baja disimpan di atas die-set dan kemudian proses punching dengan tekanan tinggi akan melubangi dan membentuk pelat baja tersebut. Proses ini biasa dilakukan pada pembuatan aksesoris atau komponen-komponen kecil dari baja ringan. Proses pembentukan suatu aksesoris biasanya akan melibatkan beberapa tahapan proses punching, sehingga untuk mempercepat prosesnya biasanya dibuatkan sistem progressive.  Dengan cara ini proses punching akan berjalan secara berurutan melakukan berbagai tahapan pembentukan dengan die-set yang sudah tersusun secara berurutan juga.

Referensi :

1. Definisi, Jenis, dan Sifat Baja. Civilization. http://civilization14.blogspot.com/2017/01/definisi-jenis-dan-sifat-baja.html diakses pada 30 September 2019 Pukul 05.12
2. Tinjauan Pustaka Digilab. UNILA. http://digilib.unila.ac.id/5643/13/BAB%20II.TINJAUAN%20PUSTAKA.pdf diakses pada 30 September 05.25
3. Definisi Baja. Dunia Teknik Sipil. http://rzsduniatekniksipil.blogspot.com/2013/07/definisi-baja.html diakses pada 30 September 04.49