BAB I Pendahuluan Besi cor kelabu banyak digunakan untuk menghasilkan komponen-komponen otomotif seperti blok mesin dan kepala silinder (cylinder head). Pemanfaatan ini berkaitan dengan kemampuannya dalam meredam getaran, harga yang relatif murah dan proses pemesinan yang mudah (Smith, 1993). Selain itu, besi cor kelabu mempunyai titik cair yang relatif rendah dan mampu alir yang tinggi sehingga mudah untuk dicor ke bentuk-bentuk yang rumit dan berdimensi besar (Surdia, 2000). Akan tetapi, komponen-komponen tersebut dapat mengalami cacat baik selama proses pembuatan dengan pengecoran maupun kerusakan pada saat beroperasi di lapangan. Cacat-cacat yang mungkin terjadi akibat proses pengecoran adalah cacat rongga, distorsi, erosi, retak, inklusi terak, blowholes, dan porositas. Sementara itu, beberapa kerusakan akibat beban operasi ialah retak, aus, atau patah. Pada umumnya, komponen-komponen yang mengalami kerusakan tersebut tidak langsung diganti dengan yang baru tetapi diusahakan untuk diperbaiki. Pertimbangan ini diambil karena jika harus membuat produk baru atau mengimpornya akan memerlukan waktu yang cukup lama disamping biaya yang sangat tinggi. Terlebih lagi, apabila volume kerusakan komponen sangat banyak maka proses perbaikan merupakan langkah penghematan yang sangat menguntungkan. Sebagai contoh, untuk PT. PLN saja sebanyak 52 buah cylinder head mengalami kerusakan selama bulan April dan Mei 2004. Sebagai gambaran, dapat dikemukakan bahwa harga sebuah cylinder head dari suatu unit Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) mencapai harga ratusan juta rupiah. Apabila dilakukan perbaikan dengan metode yang lazim digunakan di industri yaitu dengan proses pengelasan Flame Spray dan SMAW maka penghematan biaya produksi dapat mencapai 75% dan 85%. Perkiraan penghematan biaya perbaikan cylinder head dengan menggunakan metode baru yang diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebesar 95%. Dengan melihat pada contoh di atas, maka upaya perbaikan komponen merupakan komoditi yang sangat berharga di bidang manufaktur. Analisis penghematan biaya produksi melalui perbaikan dengan proses pengelasan di atas, pada kenyataannya tidak cukup menjanjikan jika dipandang dari sisi kualitas. Masalahnya, komponen-komponen yang terbuat dari besi cor kelabu memiliki sifat mampu las (weldability) yang sangat rendah sehingga ketika diperbaiki dengan proses pengelasan dapat menghasilkan besi cor putih dan martensit yang sangat keras dan getas yang disertai dengan retak rambut (fissures). Hal ini disebabkan karena adanya masukan panas yang tinggi dari sumber panas pengelasan. Masukan panas yang tinggi tersebut akan menghasilkan gradien temperatur yang sangat tajam di sekitar sambungan sehingga pada saat pembekuan akan diikuti dengan laju pendinginan yang tinggi. Kelemahan lain dari perbaikan dengan proses pengelasan adalah adanya porositas di daerah sambungan, pengkasaran grafit dan retak di daerah yang berkonsentrasi tegangan tinggi. Daerah yang berkonsentrasi tegangan tinggi tersebut berada di ujung grafit serpih dan di manik las. Ketika komponen dioperasikan maka kombinasi retak rambut, penggetasan, beban operasi, porositas, dan retak di daerah yang berkonsentrasi tegangan tinggi dapat mengarah pada kegagalan komponen. Dipandang dari sisi waktu perbaikan, penerapan proses pengelasan SMAW pada cylinder head memakan waktu sekitar satu hari termasuk persiapan (pemberian preheat,postheat, dan setup peralatan). Sementara itu perbaikan dengan Flame Spray dapat memakan waktu yang lebih lama yaitu sekitar 2 - 3 hari. Lebih dari itu, perbaikan dengan las memerlukan juru las (welder) yang memiliki keahlian dengan kualifikasi tinggi. Proses perbaikan komponen yang saat ini sangat populer diterapkan di industri adalah Flame Spray. Jika proses Flame Spray diterapkan pada 52 buah cylinder head, maka perbaikan ini akan menghabiskan waktu sekitar tiga bulan belum termasukfinishing (proses pemesinan). Kondisi ini menyebabkan produktivitas perbaikan dengan proses pengelasan sangat rendah. Dengan dikembangkannya metode baru, maka diharapkan produktivitas akan meningkat sehingga waktu perbaikan dapat ditekan hingga mencapai 70%. Dengan demikian, untuk kasus 52 buah cylinder head, perbaikan dengan metode baru hanya akan memerlukan waktu tidak lebih dari satu bulan. Analisis biaya 2 terhadap kualitas perbaikan antara produk baru dengan hasil perbaikan di atas digambarkan secara sederhana melalui gambar I.1. Biaya Perbaikan vs Kualitas Perbaikan (S tudi kasus:Cylinder head ) 0 20 40 60 80 100 0 2040608010 Kualitas Perbaikan (%) Biaya Perbaikan (%) Metode baru Produk baru SMAW Flame Spray 0 Gambar I.1 Kurva hubungan antara biaya perbaikan dan kualitas produk impor cylinder head, yang diperbaiki dengan teknik Flame Spray dan SMAW, serta metode baru yang akan dikembangkan. Gambar tersebut menyajikan sebuah ilustrasi yang mengaitkan antara harga dan kualitas produk hasil perbaikan dengan pembelian produk baru. Apabila dengan penelitian ini dapat dikembangkan sebuah metode baru yang mampu mengatasi kedua kendala di atas, maka perbaikan tersebut akan memberikan kontribusi yang sangat berharga terhadap perkembangan teknologi manufaktur di tanah air. Sehubungan dengan adanya kelemahan perbaikan komponen dengan proses pengelasan, maka penelitian-penelitian yang membahas perbaikan dengan las mulai mereda di era tahun 90’an (Cisgewski, 1996), Zhang et al.