Las Listrik

Pembahasan

1.1 Pengkutuban Elektroda

1. Pengkutuban Langsung

Pada pengkutuban langsung ini, kabel elektroda dipasang pada terminal negative (-) dan kabel massa pada terminal positif (+). Pengkutuban langsung sering disebutserkuit las listrik dengan

elektroda negative (DC ¯ ).

2.Pengkutuban Terbalik

Untuk pengkutuban terbalik, kabel elektroda dipasang pada terminal positif dan kabel massa dipasang pada terminal negative. Pengkutuban terbalik sering disebut sirkuit las listrik elektroda positif (DC+)

3.Pengaruh Pengkutuban Pada Hasil Las

Pemilihan jenis arus maupun pengkutuban pada pengelasan tergantung kepada :

a. Jenis bahan dasar yang akan dilas

b. Jenis elektroda yang dipergunakan

Pengaruh pengkutuban pada hasil las adalah pada penembusan lasnya. Pengkutuban langsung akan menghasilkan penembusan yang dangkal, pengkutuban terbalik akan menghasilkan penembusan yang dalam. Pada arus bolak-balik (AC), penembusan yang menghasilkan dapat dangkal dan dapat dalam, atau antara keduanya.

1.2 PERALATAN LAS LISTRIK

Peralatan las listrik ini terdiri dari :

a. Pesawat las,

b. Alat-alat bantu las,

c. Perlengkapan keselamatan kerja,

d. Elektroda.

A. Pesawat Las

Jika ditinjau dari arus yang ke luar, pesawat las dapat digolongkan menjadi :

1) Pesawat las arus bolak-balik (AC),

2) Pesawat las arus searah (DC),

3) Pesawat las arus bolak-balik dan searah (AC-DC), yang merupakan gabungan dari pesawat AC dan DC.

1) Pesawat Las Arus bBolak-Balik (AC)

Pesawat las jenis ini terdiri dari transformator yang dihubungkan dengan jala PLN atau dengan pembangkit listrik, motor disel, atau motor bensin. Kapasitas trafo biasanya 200 sampai 500 ampere. Sedangkan voltase (tegangan) yang ke luar dari pesawat trafo ini antara 36 sampai 70 volt, dan ini bervariasi menurut pabrik yang mengeluarkan pesawat las trafo ini. Gambar memperlihatkan salah satu jenis pesawat las transformator AC.

2) Pesawat Las Arus Searah (DC)

Pesawat ini dapat berupa pesawat tranformator rectifier, pembangkit listrik motor disel atau motor bensin, maupun pesawat pembangkit listrik yang digerakan oleh motor listrik digerakkan oleh motor listrik (motor generator).

3) Pesawat Las AC-DC

Pesawat las ini merupakan gabungan dari pesawat las arus bolak-balik dan arus searah. Dengan pesawat ini akn lebih banyak kemungkinan pemakainya karena arus yang keluar dapat searah maupun bolak-balik (AC-DC). Pesawat las jenis ini mialnya tranformator rectifier maupun pembangkit listrik motor disel.

B. Alat-alat bantu Las

Pada pengelasan terdapat alat bantu yang terdiri dari :

1) Kabel las,

2) Pemegang elektroda,

3) Palu las,

4) Sikat kawat,

5) Klem masa,

6) Penjepit.

1. Kabel Las

Kabel las biasanya dibuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dengan karet isolasi. Yang disebut kabel las ada tiga macam, yaitu :

a. Kabel elektroda , yaitu kabel yang menghubungkan pesawat las dengan elektroda.

b. Kabel masa, yaitu yang menghubungkan pesawat las dengan benda kerja.

c. Kabel tenaga, yaitu kabel yang menghubungkan sumber tenaga atau jaringan lisrtik dengan pesawat las.

Tabel ukuran kabel las (mm²)

2. Pemegang Elektroda

Ujung yang berselaput dari elektroda dijepit dengan pemegang elektroda. Ini terdiri dari mulut penjepit dan pemegang yang dibungkus oleh bahan penyekat (biasanya dari embonit).

3. Palu Las

Palu ini digunakan untuk melepaskan dan mngeluarkan terak las pada jalur las dengan jalan memukulkan atau menggoreskan pada daerah las. Gunakanlah kaca mata terng pada waktu poembersihan terak, sebeb dapat memercikan pada mata.

4. Sikat Kawat

Sikat kawat digunakan untuk :

a. Membersihkan benda kerja yang akan dilas,

b. Membersihkan terak las yang sudah dilepas dari jalur las oleh pukulan palu las

5. Klem massa

Ini adalah alat untuk menghubungkan kabel masa ke benda kerja. Terbuat dari bahan yang menghantar dengan baik (tembaga). Klem masa dilengkapi dengan pegas yang kuat, yang dapat menjepit benda kerja dengan baik. Tempat yang dijepit harus bersih dari kotoran (karet, cat, minyak dan sebagainya).

6. Penjepit

Ini digubakan untuk memegang atau memindahkan benda kerja yang masih panas sehabis pengelaan.

C. Perlengkapan keselamatan Kerja

Pada perlengkapan keselamatan kerja terdiri dari :

1. Helm las (topeng las),

2. Tarung tangan

3. Baju las (apron)

4. Sepatu las

5. Kamar las

1. Helem Las (Topeng Las)

Gunanya untuk melindungi kulit muka dan mata dari sinar las (ultra violet dan infra merah).

Sinar las yang terang itu tidak boleh dilihat dengan mata langsung sampai jarak 15 meter.Kaca dari helem las atau topeng las adalah khusus yang dapat mengurangi sinar las tersebut. Dan melindungi kaca khusus tersebut dari percikan las, dipakailah kaca kaca bening pada bagian luarnya.

2. Sarung tangan

Dibuat dari kulit atau asbes lunak. Untuk memudahkan memegang pemegang elektroda. Pada waktu mengelas, sarung tangan ini selalu harus dipakai.

3. Baju Las (Apron)

Dibuat dari kulit atau asbes. Baju las yang lengkap dapat melindungi badan dan sebagaian kaki. Untuk pengelasan posisi di atas kepala harus memakai baju las yang lengkap. Sedangkan pengelasan lainya cukup menggunakan apron.

4. Sepatu Las

Berguna untuk melindungi kaki dari semburan bunga api. Jika tidak ada sepatu las, pakailah sepatu biasa yang rapat, jangan sampai mudah kemasukan percikan bunga api.

5. Kamar Las

Kamar las dibuat dari bahan tahan api. Kamar las penting, yaitu agar orang yang ada di sekitar tidak terganggu oleh bahaya las. Untuk mengeluarkan gas, sebaiknya kamar las dilengkapi dengan sistem ventilasi. Kamaar las dilengkapi dengan meja las yang bebas dari bahaya kebakaran. Di sekitar kamar las ditempatkan alat pemadam kebakaran dan pasir.

D. Elektroda

Elektroda yang dipergunakan pad alas busur mempunyai perbedaan komposisi selaput maupun kawat inti. Diantaranya adalah elektroda berselaput . Pada elektroda ini pengelasan fluksi pada kawat inti dapat dengan cara destruksi, semprot atau celup. Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 sampai 7 mm dengan panjang antara 350 sampai 450 mm.

1. Jenis – jenis Selaput Fluksi Elektroda

Bahan untuk selaput fluksi elektroda tergantung pada kegunaanya, yaitu antara lain selulosa, kalium karbonat, tintanikum dioksida, kaolin, kalium oksida mangan, oksida besi, serbuk besi, besi silicon, besi mangan dan sebagainya, dengan persentase yang berbeda-beda untuk tiap jenis elektroda.

2. Tebal selaput

Tergantung dari jenisnya, tebal selaput elektroda antara 10% sampai 50% dari diameter elektroda. Pada waktu pengelasan selaput elektroda ini nakan ikut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik, dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Udara luar yang mengandunng O2 dan N akan dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam las. Cairan selaput yang disebut terak akan tereapung dadn membeku melapisi permukaan las yang masih panas.

1.3 Memilih Besar Arus Listrik

Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada ukuran diameter dan macam-macam elektroda las.

Tabel Besar arus dalam ampere dan diameter (mm )

Keterangan :

a. E menyatakan elektroda

b. Dua angka setelah E (misalnya 60 atau 70) menyatakan kekuatan tarik defosit las dalam ribuan dengan 1b/inchi²

c. Angka ketiga setelah E menyatakan posisi pengelasan, yaitu :

- Angka (1) untuk pengelasan segala posisi,

- Angka (2) untuk pengelasan posisi datar dan bawah tangan.

d. Angka ke empat setelah E menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan

Dasar- dasar Las Gas

Las gas, yang dilapangann lebih dikenal dengan istilah las karbit, sebenarnya adalah pengelasan yang dilaksanakan dengan pencampuran 2 jenis gas sebagai pembentuk nyala api dan sebagai sumber panas. Dalam proses las gas ini, gas yang digunakan adalah campuran dari gasa Oksigen (O2) dan gas lain sebagai gas bahan bakar (fuel gas). Gas bahan bakar yang paling popular dan paling banyak digunakan dibengkel-bengkel adalah gas Aetilen ( dari kata “acetylene”, dan memiliki rumus kimia C2H2 ). Gas ini nmemiliki beberapa kelebihan dibandingkan gas bahan bakar lain. Kelebihan yang dimiliki gas Asetilen antara lain menghasilkan temperature nyala api lebih tinggi dari gas bahan bakar lainya, baik bila dicampur dengan udara ataupun Oksigen.

gas-gas lain yang juga berperan adalah gas propane (LPG), methane dan hydrogen. Karena temperature nyala api yang dihasilkan lebih rendah dari gas asitilen maka ketiga jenis gas ini jarang dipakai sebagai gas pencampur. Seperti disebut diatas, gas Asetilen merupakan jenis gas yang paling banyak digunakan sebagi bpencampuran dengan gas Oksigen. Jika gas Asetilen digunakan sebagi gas pencampur maka seringkali proses pengelasan disebut dengan las karbit. Gas Asetilen ini sebenarnya dihasilkan dari reaksi batu Kalsium KARBIDA (orang-orang menyebut karbit). Dengan air. Jadi jika Kalsium Karbida ini disiram atau dicelupkan ke dalam air maka akan terbentuk gas Asetilen. Jadi penyebutan nama las karbit hanya untuk mencirikan bahwa gas yang digunakan salah satunya adalah gas Asetilen.

Selain dikenal dengan nama las karbit, kadang-kadang masyarakat umum menyebut kan juga dengan nama lain yaitu las MDQ. Penyebutan nama MDQ ini sesungguhnya mengacu pada satu merk batu karbit. Jadi nama las karbit atau las asetilen atau las MDQ sebenarnya adalah satu nama proses las yan sama. Untuk dapat melakukan pengelasan dengan car alas gas, diperlukan peralatan seperti tabung gas Oksigen dan tabung gas Asetilen, katup tabung, regulator (pengatur tekana gas), selang gas dan torch (brander). Kedua gas Oksigen dan Asetilen keluar dari masing-masing tabung dengan tekanna tertentu, mengalir menuju torch melalui regulator dan selang gas. Setelah sampai di torch kedua gas tercampur dan akhirnya keluar dari ujung nosel torch. Dengan bantuan pematik api, campuran gas yang keluar dari ujung nosel membentuk nyala api denagn intensitas tertentu

1.4 Peralatan dalam Proses Las Gas

Proses las gas (dibuku ini akan sering disebutkan las gas untuk mencirikan bahwa las yang dimaksud adalah las yang melibatkann campuran gas Oksigen dan gas bahan bakar) umumnya dipakai secar manual yaitu dikerjakan oleh tangan juru las. Pengaturan panas dan pemberian kawat las dilakukan oleh kombinasi kedua tangan juru las. Oleh karena itu, kualitas sambungan nantinya akan diperngaruhi oleh ketrampilan dan keahlian si juru las.

Sebenarnya suadah ada pengembangan dari proses las gas ini menjadi semi-otomatis atau “dimensikan”. Tentu saja hal itu dilaarbelakangi oleh keinginan untuk mendapatkan kualitas ambungan yang lebih baik. Dengan system yang sudah otomatis maka pengaturan panas dan pemberian kawat las akan lebih baik lagi. Kebanyakan otomatis system diterapkan apada operasi-operai pemotongan pelat logam dimana pada sitem itu kecepatan pemotongn dapat diatur.

Proses las gas dapat dilaksanakan dengan pemberian kawat las (atau istilah logam pengisi) atau tidak sama sekali. Satu syarat dimana diperlukan logam pengisi atau tidak adalah dilihat dari ketebalan pelat yang akan di las. Jika pelat itu tipis maka untuk menyambungnya dapat dilakukan tanpa memberikan logam pengisi, sedangkan untuk pelat-pelat tebal diperlukan logam pengisi untuk menjamin sambungan yang optimal. Jika pada pelat tipis dipaksakan harus diberi logam pengisi maka hal itu mungkin saja dilakukan. Akan tetapi pada daerah sambungan akan nampak tonjolan logam las yang terlihat kurang baik. Nyala api dari hasil reaksi gas Oksigen dan gas bahan bakar tidak hanya dimanfaatkan untuk keperluan mengelas saja. Lebih dari itu, nyala api dapat dimanfaatkan untuk keperluan lainnya, seperti :

1. Operasi branzing ( flame brazing )

Yang dimaksud dengan branzing disini adalah proses penyambunngan tanpa mencairkan logam induk yang disambung, hanya logam pengisi saja. Misalnya saja proses penyambungan pelat baja yang menggunakan kawat las dari kuningan. Ingat bahwa titik cair Baja ( ± 1550 °C) lebih tinggi dari kuningan ( sekitar 1080°C). dengan perbedaan titik car itu, proses branzing, akan lebih mudah dilaksanakan daripada proses pengelasan.

2. Operasi pemotongan logam ( flame cutting )

Kasus pemotongan logam sebenarnya dapat dilakukan dengan berbagai cara. Proses penggergajian (sewing) dan menggunting (shearing) merupakan contoh dari proses pemotongan logam dan lembaran logam

Proses menggunting hanya cocok diterapkan pada lembaran logam yang ketebalannya tipis. Proses penggergajian dapat diterapkan pada pelat yang lebih tebal tetapi memerlukan waktu pemotongan yang lebih lama. Untuk dapat memotong pelat tebal denngan waktu lebih singkat dari cara gergaji maka digunakan las gas ini denngan peralatan khusus misalnya mengganti torch nya ( dibengkel-bengkel menyebutnya brender ). Pemotongan pelat logam dengan nyala api ini dilakukan dengan memberikan suplai gas Oksigen berlebih. Pemberian gas Oksigen lebih, dapat diatur pada torch yang memang dibuat untuk keperluan memotong.

3. Operasi perluasan / pencukilan (flame gauging)

Operasi perluasan dan pencukilan ini biasanya diterapkan pada produk/komponen logam yang terdapat cacat/retak permukaannya. Retak/cacat tadi sebelum ditambal kembali dengan pengelasan, terlebih dahulu dicukil atau diperluas untuk tujuan menghilangkan retak itu. Setelah retak dihilangkan barulah kemudian alur hasil pencungkilan tadi diisi kembali dengan logam las.

4.Operasi pelurusan (flame straightening)

Operasi pelurusan dilaksanakan dengan memberikan panas pada komponen dengan bentuk pola pemanasan tertentu. Ilustrasi dibawah ini menunjukkan prinsip dasar pemuaian dan pengkerutan pada suatu logam batang.

Batang lurus dipanaskan dengan pola pemanasan segitiga Logam cenderung memuai pada saat dipanaskan. Daerah pemanasan tersebut menghasilkan pemuaian yang besar. Logam mengkerut pasa saat didinginkan. Daerah pemanasan terbesar menghasilkan pengkerutan yang besar pula.

Prinsip Pemuaian dan Pengkerutan Logam Las Gas Asetilen

A. Peralatan

Untuk dapat mengelas atau memotong ataupun fungsi lainya dari proses las gas maka diperlukan peralatan yang dapat menunjang fungsi-fungsi itu. Secara umum, peralatan yang digunakan dalam gas iniadalah :

1. Tabung gas Oksigen dan tabung gas bahan bakar,

2. Katup silinder/tabung,

3. Regulator,

4. Selang gas,

5. Torch,

6. Peralatan pengaman

1. Tabung Gas

Tabung gas berfungsi untuk menampung gas atau gas cair dalam kondisi bertekanan. Umumnya tabung gas dibuat dari Baja, tetapi sekarang ini sudah banyak tabung-tabung gas yang terbuat dari paduan Alumunium. Tabung gas tersedia dalam bentuk beragam mulai berukuran kecil hingga besar. Ukuran tabung ini dibuat berbeda karena disesuaikan dengan kapasitas daya tampung gas dan juga jenis gas yang ditampung.

Untuk membedakan tabung gas apakah didalamnya berisi gas Oksigen, Asetilen atau gas lainya dapat dilihat dari kode warna yang ada pada tabung itu. Table berikut ini menunjukan kode warna tabung gas untuk berbagai jenis warna.

2. Katup Tabung

Sedang pengatur keluarnya gas dari dalam tabung maka digunakan katup. Katup ini ditempatkan tepat dibagian atas dari tabung. Pada tabung gas Oksigen, katup biasanya dibuat dari material Kuningan, sedangkan untuk tabung gas Asetilen, katup ini terbuat dari material Baja.

3. Regulator

Regulator atau lebih tepat dikatakan Katup Penutun Tekan, dipasang pada katub tabung dengan tujuan untuk mengurangi atau menurunkan tekann hingga mencapai tekana kerja torch. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Bahkan jika tekanan dalam tabung menurun, tekana kerja harus dipertahankan tetap oleh regulator. Pada regulator terdapat bagian-bagian seperti saluran masuk, katup pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung, alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang.

4. Selang Gas

Untuk mengalirkan gas yang keluar dari tabung menuju torch digunakan selang gas. Untuk memenuhi persyaratan keamanan, selang harus mampu menahan tekan kerja dan tidak mudah bocor. Dalam pemakaiannya, selang dibedakan berdasarkan jenis gas yang dialirkan. Untuk memudahkan bagimana membedakan selang Oksigen dan selang Asetilen mak cukup memperhatikan kode warna pada selang. Berikut ini diperlihatkan table yang berisi informasi tentang perbedaan warna untuk membedakan jenis gas yang mengalir dalam selang.

Gas yang dialirkan melalui selang selanjutnya diteruskan oleh torch, tercampur didalamnya dan akhirnya pada ujuang nosel terbentuk nyala api. Dari keterangan diatas, toch memiliki dua fungsi yaitu :

a. Sebagai pencampur gas oksigen dan gas bahan bakar.

b. Sebagai pembentuk nyala api diujung nosel.

Torch dapat dapat dibagi menjadi beberapa jenis menurut klasifikasi berikut ini :

1. Menurut cara/jalannya gas masuk keruang pencampur.

Dibedakan atas :

> Injector torch (tekanan rendah)

Pada torch jenis ini, tekanan gas bahan bakar selalu dibuat lebih rendah dari tekanan gas oksigen.

>Equal pressure torch (torch bertekanan sama)

Pada torch ini, tekanan gas oksigen dan tekanan gas bahan bakar pada sisi saluran masuk sama besar.proses pencampuran kedua gas dalam ruang pencampur berlangsung dalam tekanan yang sama.

2. Menurut ukuran dan berat. Dibedakan atas :

- Toch normal

- Torch ringan/kecil

3. Menurut jumlah saluran nyala api. Dibedakan atas :

- Torch nyala api tunggal

- Torch nyala api jamak

4. Menurut gas yang digunakan. Dibedakan atas :

- Torch untuk gas asetilen

- Torch untuk gas hydrogen, dan lain-lain.

5. Menurut aplikasi. Dibedakan atas :

- Torch manual

- Torch otomatik/semi otomatik.

las busur

Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkanbusur listrik yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja.Elektroda dipanaskan sampai cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga terbentuk sambungan las. Mula-mula elektroda kontak/bersinggungan dengan logam yang dilas sehingga terjadi aliran arus listrik, kemudian elektroda diangkat sedikit sehingga timbullah busur. Panas pada busur bisa mencapai 5.5000C. Las busur bisa menggunakan arus searah maupun arus bolak- balik

Mesin arus searah dapat mencapai kemampuan arus 1000 amper pada tegangan terbuka antara 40 sampai 95 Volt. Pada waktu pengelasan tegangan menjadi 18 sampai 40 Volt. Ada 2 jenis polaritas yang digunakan yaitu polaritas langsung dan polaritas terbalik. Pada polaritas langsung elektroda berhubungan dengan terminal negatif sedangkan pada polaritas terbalik elektroda berhubungan dengan

terminal positif. Jenis bahan elektroda yang banyak digunakan adalah elektroda jenis logam walaupun ada juga jenis elektroda dari bahan karbon namun sudah jarang digunakan. Elektroda berfungsi sebagai logam pengisi pada logam yang dilas sehingga jenis bahan elektroda harus disesuaikan dengan jenis logam yang dilas. Untuk las biasa mutu lasan antara arus searah dengan arus bolak-balik tidak jauh berbeda, namun polaritas sangat berpengaruh terhadap mutu lasan. Kecepatan pengelasan dan keserbagunaan mesin las arus bolakbalik dan arus searah hampir sama, namun untuk pengelasan logam/pelat tebal, las arus bolak-balok lebih cepat.

Elektroda yang digunakan pada pengelasan jenis ini ada 3 macam yaitu : elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal.Elektroda polos adalah elektroda tanpa diberi lapisan dan penggunaan elektroda jenis ini terbatas antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Elektroda fluks adalah elektroda yang mempunyai lapisan tipis fluks, dimana fluks ini berguna melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida pada saat pengelasan. Kawat las berlapis tebal paling banyak digunakan terutama pada proses pengelasan komersil.

Lapisan pada elektroda berlapis tebal mempunyai fungsi :

1. Membentuk lingkungan pelindung.

2. Membentuk terak dengan sifat-sifat tertentu untuk melindungi logam cair.

3. Memungkinkan pengelasan pada posisi diatas kepala dan tegak lurus.

4. Menstabilisasi busur.

5. Menambah unsur logam paduan pada logam induk.

6. Memurnikan logam secara metalurgi.

7. Mengurangi cipratan logam pengisi.

8. Meningkatkan efisiensi pengendapan.

9. Menghilangkan oksida dan ketidakmurnia.

10. Mempengaruhi kedalaman penetrasi busur.

11. Mempengaruhi bentuk manik.

12. Memperlambat kecepatan pendinginan sambungan las.

13. Menambah logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan pelindung.

Fungsi-fungsi yang disebutkan diatas berlaku umum yang artinya belum tentu sebuah elektroda akan mempunyai kesemua sifat tersebut. Komposisi lapisan elektroda yang digunakan bisa berasal dari bahan organik ataupun bahan anorganik ataupun campurannya.Unsur-unsur utama yang umum digunakan adalah :

1. Unsur pembentuk terak : SiO2 , MnO2 , FeO dan Al2O3 .

2. Unsur yang meningkatkan sifat busur : Na2O, CaO, MgO dan TiO2 .

3. Unsur deoksidasi : grafit, aluminium dan serbuk kayu.

4. Bahan pengikat : natrium silikat, kalium silikat dan asbes.

5. Unsur paduan yang meningkatkan kekuatan sambungan las : vanadium, sirkonium, sesium, kobal, molibden, aluminium, nikel, mangan dan tungsten.

I. Proses SMAW (Shieled Metal Arc Welding) atau pengelasan busur listrik elektroda terbungkus.

Proses SMAW juga dikenal dengan istilah proses MMAW (Manual Metal Arc Welding). Dalam pengelasan ini, logam induk mengalami pencairan akibat pemanasan dari busur listrik yang timbul antara ujung elektroda dan permukaan benda kerja. Busur listrik yang ada dibangkitkan dari suatu mesin las. Elektroda yang dipakai berupa kawat yang dibungkus oleh pelindung berupa fluks dan karena itu elektroda las kadang-kadang disebut kawat las. Elektroda selama pengelasan akan mengalami pencairan bersama-sama dengan logam induk yang menjadi bagian kampuh las. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk.

Untuk dapat mengelas dengan proses SMAW diperlukan baberapa peralatan, seperti mesin las, kabel elektroda dan pemegang elektroda, kabel logam induk dan penjempit logam induk serta elektroda. Peralatan lain yang juga perlu disediakan adalah topeng las (welding mask), sarung tangan dan jas pelindung.

Gambar di bawah, adalah skema proses SMAW lengkap dengan bagian-bagiannya.

Gambar. Skema Proses Pengelasan SMAW

Selain mencairkan kawat las yang nantinya akan membeku menjadi logam las, busur listrik juga ikut mencairkan fluks. Karena masa jenisnya yang kecil dari logam las maka fluks berada diatas logam las pada saat cair. Kemudian setelah membeku fluks cair ini menjadi terak yang membentuk logam las. Dengan demikian, fluks cair akan melindungi kumbangan las selama mencair dan terak melindungi logam las selama pembekuan. Terak ini nantinya harus dihilangkan dari permukaan logam las dengan menggunakan palu atau digerinda.

Pengelasan busur adalah pengelasan dengan memanfaatkanbusur listrik yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja.Elektroda dipanaskan sampai cair dan diendapkan pada logam yang akan disambung sehingga terbentuk sambungan las. Mula-mula elektroda kontak/bersinggungan dengan logam yang dilas sehingga terjadi aliran arus listrik, kemudian elektroda diangkat sedikit sehingga timbullah busur. Panas pada busur bisa mencapai 5.5000C. Las busur bisa menggunakan arus searah maupun arus bolak- balik

Mesin arus searah dapat mencapai kemampuan arus 1000 amper pada tegangan terbuka antara 40 sampai 95 Volt. Pada waktu pengelasan tegangan menjadi 18 sampai 40 Volt. Ada 2 jenis polaritas yang digunakan yaitu polaritas langsung dan polaritas terbalik. Pada polaritas langsung elektroda berhubungan dengan terminal negatif sedangkan pada polaritas terbalik elektroda berhubungan dengan

terminal positif. Jenis bahan elektroda yang banyak digunakan adalah elektroda jenis logam walaupun ada juga jenis elektroda dari bahan karbon namun sudah jarang digunakan. Elektroda berfungsi sebagai logam pengisi pada logam yang dilas sehingga jenis bahan elektroda harus disesuaikan dengan jenis logam yang dilas. Untuk las biasa mutu lasan antara arus searah dengan arus bolak-balik tidak jauh berbeda, namun polaritas sangat berpengaruh terhadap mutu lasan. Kecepatan pengelasan dan keserbagunaan mesin las arus bolakbalik dan arus searah hampir sama, namun untuk pengelasan logam/pelat tebal, las arus bolak-balok lebih cepat.

Elektroda yang digunakan pada pengelasan jenis ini ada 3 macam yaitu : elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal.Elektroda polos adalah elektroda tanpa diberi lapisan dan penggunaan elektroda jenis ini terbatas antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Elektroda fluks adalah elektroda yang mempunyai lapisan tipis fluks, dimana fluks ini berguna melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida pada saat pengelasan. Kawat las berlapis tebal paling banyak digunakan terutama pada proses pengelasan komersil.

Lapisan pada elektroda berlapis tebal mempunyai fungsi :

1. Membentuk lingkungan pelindung.

2. Membentuk terak dengan sifat-sifat tertentu untuk melindungi logam cair.

3. Memungkinkan pengelasan pada posisi diatas kepala dan tegak lurus.

4. Menstabilisasi busur.

5. Menambah unsur logam paduan pada logam induk.

6. Memurnikan logam secara metalurgi.

7. Mengurangi cipratan logam pengisi.

8. Meningkatkan efisiensi pengendapan.

9. Menghilangkan oksida dan ketidakmurnia.

10. Mempengaruhi kedalaman penetrasi busur.

11. Mempengaruhi bentuk manik.

12. Memperlambat kecepatan pendinginan sambungan las.

13. Menambah logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan pelindung.

Fungsi-fungsi yang disebutkan diatas berlaku umum yang artinya belum tentu sebuah elektroda akan mempunyai kesemua sifat tersebut. Komposisi lapisan elektroda yang digunakan bisa berasal dari bahan organik ataupun bahan anorganik ataupun campurannya.Unsur-unsur utama yang umum digunakan adalah :

1. Unsur pembentuk terak : SiO2 , MnO2 , FeO dan Al2O3 .

2. Unsur yang meningkatkan sifat busur : Na2O, CaO, MgO dan TiO2 .

3. Unsur deoksidasi : grafit, aluminium dan serbuk kayu.

4. Bahan pengikat : natrium silikat, kalium silikat dan asbes.

5. Unsur paduan yang meningkatkan kekuatan sambungan las : vanadium, sirkonium, sesium, kobal, molibden, aluminium, nikel, mangan dan tungsten.

I. Proses SMAW (Shieled Metal Arc Welding) atau pengelasan busur listrik elektroda terbungkus.

Proses SMAW juga dikenal dengan istilah proses MMAW (Manual Metal Arc Welding). Dalam pengelasan ini, logam induk mengalami pencairan akibat pemanasan dari busur listrik yang timbul antara ujung elektroda dan permukaan benda kerja. Busur listrik yang ada dibangkitkan dari suatu mesin las. Elektroda yang dipakai berupa kawat yang dibungkus oleh pelindung berupa fluks dan karena itu elektroda las kadang-kadang disebut kawat las. Elektroda selama pengelasan akan mengalami pencairan bersama-sama dengan logam induk yang menjadi bagian kampuh las. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk.

Untuk dapat mengelas dengan proses SMAW diperlukan baberapa peralatan, seperti mesin las, kabel elektroda dan pemegang elektroda, kabel logam induk dan penjempit logam induk serta elektroda. Peralatan lain yang juga perlu disediakan adalah topeng las (welding mask), sarung tangan dan jas pelindung.

Gambar di bawah, adalah skema proses SMAW lengkap dengan bagian-bagiannya.

Gambar. Skema Proses Pengelasan SMAW

Selain mencairkan kawat las yang nantinya akan membeku menjadi logam las, busur listrik juga ikut mencairkan fluks. Karena masa jenisnya yang kecil dari logam las maka fluks berada diatas logam las pada saat cair. Kemudian setelah membeku fluks cair ini menjadi terak yang membentuk logam las. Dengan demikian, fluks cair akan melindungi kumbangan las selama mencair dan terak melindungi logam las selama pembekuan. Terak ini nantinya harus dihilangkan dari permukaan logam las dengan menggunakan palu atau digerinda.

II. SAW (Submerged Arc Welding)

Gambar. Skema Proses Pengelasan SAW

Proses las busur listrik lainnya yaitu las busur rendam (SAW). Dalam proses ini, busur listrik dan proses suplai logam las dari kawat las berlangsung dalam keadaan tertutup oleh serbuk fluks. Selama proses pengelasan, busur listrik selain mencairkan ujung kawat las juga ikut mencair sebagian logam induk dan sebagian sebuk fluks. Oleh karena itu selama pembekuan logam las terlindungi oleh terak dan serbuk fluks yang tersisa.

Perbedaan dengan proses SMAW yaitu :

a. Pada proses ini kawat las disuplai terus menerus dari sebuah gulingan kawat las, sehingga proses pengelasannya dapat berlangsung secara kontinu tanpa ada penundaan waktu untuk mengganti kawat las.

b. Penggunaan arus las lebih tinggi sehingga meningkatkan laju deposisi logam las. Dengan kelebihannya ini, pengisian kampuh las dapat dilakukan dengan waktu yang lebih singkat.

c. Akibat penggunaan arus las tinggi maka mempertinggi kecepatan pengelasan.

d. Asap hampir tidak ada selama proses pengelasan.

e. Kumbangan logam las dan busur listrik tidak terlihat karena tertutupi oleh serbuk fluks.

f. Proses SAW ini umumnya tidak dilakukan dengan cara manual tetapi dengan meknisme semi otomatis.

Selain memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan proses las busur listrik, proses SAW memiliki kelemahan, seperti :

a. Karena tingginya arus pengelasan maka akan menghasilkan dilusi yang cukup besar (untuk pembahasan tentang dilusi, lihat pembahasan tentang Terminologi Hasil Pengelasan).

b. Efek lain dari tingginya arus pengelasan adalah tingginya distrorsi hasil pengelasan.

c. Hasil dapat dilakukan pada posisi pengelasan mendatar atau horizontal.

III. Proses GMAW (Gas Metal Arc welding)

Proses pengelasan ini disebut juga dengan MIG (Metal Inert Gas). Proses lain yang serupa dengan MIG adalah MAG (Metal Active Gas). Perbedaannya terletak pada gas pelindung yang digunakan. Pada MIG digunakan gas pelindung berupa gas Inert seperti Argon (Ar) dan Helium (He), sedangkan pada MAG digunakan gas-gas seperti Ar + CO2, Ar + O2 atau CO2. Prinsip dasar dari proses GMAW ini tidak jauh berbeda dengan SMAW, yaitu penyambungan yang diperoleh dari proses pencairan sambungan logam induk dan elektroda yang nantinya membeku membentuk logam las.

Perbedaan lain yang cukup terlihat antara GMAW dan SMAW adalah pada pemakian jenis pelindung logam gas. Pada SMAW pelindung logam las berupa fluks, sedangkan pada GMAW pelindung ini berupa gas. Gas yang dimaksud bisa Inert atau Active. Dengan demikian karena tidak menggunakan fluks, maka hasil pengelasannya tidak terdapat terak. Proses GMAW ini selain dipakai untuk mengelas baja karbon juga sangat baik dipakai untuk mengelas baja tahan karat atau Stinless Steel serta mengelas

logam-logam lain yang afinitas terhadap Oksigen sangat besar seperti Alumunium (Al) dan Titanium (Ti).

Gambar. Skema Proses Pengelasan GMAW/ MIG

Untuk dapat mengelas dengan proses GMAW diperlukan beberapa peralatan. Perlatan yang dipakai dalam pengelasan GMAW ini ditunjukan dalam gambar dibawah ini.Z

OAW

Rabu, 11 Maret 2009

Sunday, May 18, 2008 Teknik Pengelasan (welding) Bag. 1

Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontinyu.

Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam kontruksi sangat luas, meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran dan sebagainya.

Disamping untuk pembuatan, proses las dapat juga dipergunakan untuk reparasi misalnya untuk mengisi nlubang-lubang pada coran. Membuat lapisan las pada perkakas mempertebal bagian-bagian yang sudah aus, dan macam –macam reparasi lainnya.

Pengelasan bukan tujuan utama dari kontruksi, tetapi hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan las dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan dan memperlihatkan kesesuaian antara sifat-sifat lasdengan kegunaan kontruksi serta kegunaan disekitarnya.

Prosedur pengelasan kelihatannya sangat sederhana, tetapi sebenarnya didalamnya banyak masalah-masalah yang harus diatasi dimana pemecahannya memerlukan bermacam-macam penngetahuan.

Karena itu didalam pengelasan, penngetahuan harus turut serta mendampingi praktek, secara lebih bterperinci dapat dikatakan bahwa perancangan kontruksi bangunan dan mesin dengan sambungan las, harus direncanakan pula tentang cara-cara pengelasan. Cara ini pemeriksaan, bahan las, dan jenis las yang akan digunakan, berdasarkan fungsi dari bagian-bagian bangunan atau mesin yang dirancang.

Berdasarkan definisi dari DIN (Deutch Industrie Normen) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan termasuk pengelasan yang dilaksanakan dengan cara menekan dua logam yang disambung sehingga terjadi ikatan antara atom-atom molekul dari logam yang disambungkan.klasifikasi dari cara-cara pengelasan ini akan diterangkan lebih lanjut.

Pada waktu ini pengelasan dan pemotongan merupakan pengelasan pengerjaan yang amat penting dalam teknologi produksi dengan bahan baku logam. Dari pertama perkembangannya sangat pesat telah banyak teknologi baru yang ditemukan. Sehingga boleh dikatakan hamper tidak ada logam yang dapat dipotong dan di las dengan cara-cara yang ada pada waktu ini.

Dalam bab ini akan diterangkan beberapa cara penngelasan dan pemotongan yang telah banyak digunakan sedangkan penerapannya dalam praktek akan diterangkan dalam bab-bab yang lain.

KLASIFIKASI CARA-CARA PENGELASAN DAN PEMOTONGAN

Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang digunakan dalam bidang las, ini disebabkan karena perlu adanya kesepakatan dalam hal-hal tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasi tersebut vpada waktu ini dapat dibagi dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.

Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las patri dan lain-lainnya. Sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya kelompok-kelompok seperti las listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya.

Bila diadakan pengklasifikasian yang lebih terperinci lagi, maka kedua klasifikasi tersebut diatas dibaur dan akan terbentuk kelompok-kelompok yang banyak sekali.

Diantara kedua cara klasifikasi tersebut diatas kelihatannya klasifikasi cara kerja lebih banyak digunakan karena itu pengklasifikasian yang diterangkan dalam bab ini juga berdasarkan cara kerja.

Berdasrkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api gas yang terbakar.

2. pengelasan tekan adalah pcara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu.

3. pematrian adalah cara pengelasan diman sambungan diikat dan disatukan denngan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.

Pemotongan yang dibahas dalam buku ini adalah cara memotong logam yang didasarkan atas mencairkan logam yang dipotong. Cara yang banyak digunakan dalam pengelasan adalah pemotongan dengan gas oksigen dan pemotongan dengan busur listrik.

Pengelasan yang paling banyak ndigunakan pada waktu ini adalah pengelasan cair dengan busur gas. Karena itu kedua cara tersebut yaitu las busur listrik dan las gas akan dibahas secara terpisah. Sedangkan cara-cara penngelasan yang lain akan dikelompokkan dalam satu pokok bahasan. Pemotongan, karena merupakan masalah tersendiri maka pembahasannya juga dilakukan secara terpisah.

Dibawah ini klasifikasi dari cara pengelasan :

a) Pengelasan cair

Ø Las gas

Ø Las listrik terak

Ø Las listrik gas

Ø Las listrik termis

Ø Las listrik elektron

Ø Las busur plasma

b) Pengelasan tekan

Ø Las resistensi listrik

Ø Las titik

Ø Las penampang

Ø Las busur tekan

Ø Las tekan

Ø Las tumpul tekan

Ø Las tekan gas

Ø Las tempa

Ø Las gesek

Ø Las ledakan

Ø Las induksi

Ø Las ultrasonic

c) Las busur

Ø Elektroda terumpan

d) Las busur gas

Ø Las m16

Ø Las busur CO2

e) Las busur gas dan fluks

Ø Las busur CO2 dengan elektroda berisi fluks

Ø Las busur fluks

ü Las elektroda berisi fluks

ü Las busur fluks

o Las elektroda tertutup

o Las busur dengan elektroda berisi fluks

o Las busur terendam

ü Las busur tanpa pelindung

o Elektroda tanpa terumpan

ü Las TIG atau las wolfram gas

A. LAS BUSUR LISTRIK

Las busur listrik atau pada umumnya disebut las listrik termasuk suatu proses penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Jadi surnber panas pada las listrik ditimbulkan oleh busur api arus listrik, antara elektroda las dan benda kerja.

Benda kerja merupakan bagian dari rangkaian aliran arus listrik las. Elektroda mencair bersama-sama dengan benda kerja akibat dari busur api arus listriik.

Gerakan busur api diatur sedemikian rupa, sehingga benda kerja dan elektroda yang mencair, setelah dingin dapat menjadi satu bagian yang sukar dipisahkan.

Jenis sambungan dengan las listrik ini merupakan sambungan tetap.

Penggolongan macam proses las listrik antara lain, ialah :

1. Las listrik dengan Elektroda Karbon, misalnya :

aLas listrik dengan elektroda karbon tunggal

bLas listrik dengan elektroda karbon ganda.

Pad alas listrik dengan elektroda karbon, maka busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda karbon dan logam atau diantara dua ujung elektroda karbon akan memanaskan dan mencairkan logam yang akan dilas. Sebagai bahan tambah dapat dipakai elektroda dengan fluksi atau elektroda yang berselaput fliksi.

1. Las Listrik dengan Elektroda Logam, misalnya :

a. Las listrik dengan elektroda berselaput,

b. Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas),

c. Las listrik submerged.

Las listrik dengan elektroda berselaput

Las listrik ini menggunakan elektroda berelaput sebagai bahan tambahan.

Busur listrik yang terjadi di antara ujung elektroda dan bahan dasar akan mencairkan ujung elektroda dan sebagaian bahan dasar. Selaput elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung elekroda kawah las, busur listrik terhadap pengaruh udara luar. Cairan selaput elektroda yang membeku akan memutupi permukaan las yang juga berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar.

Perbedaan suhu busur listrik tergantung pada tempat titik pengukuran, missal pada ujung elektroda bersuhu 3400° C, tetapi pada benda kerja dapat mencapai suhu 4000° C.

Las Listrik TIG

Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas = Tungsten Gas Mulia) menggunakan elektroda wolfram yang bukan merupakan bahan tambah. Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda wolfram dan bahan dasar merupakan sumber panas, untuk pengelasan. Titik cair elektroda wolfram sedemikian tingginya sampai 3410° C, sehingga tidak ikut mencair pada saat terjadi busur listrik.

Tangkai listrik dilengkapi dengan nosel keramik untuk penyembur gas pelindung yang melindungi daerah las dari luar pada saat pengelasan.

Sebagian bahan tambah dipakai elektroda tampa selaput yang digerakkan dan didekatkan ke busur yang terjadi antara elektroda wolfram dengan bahan dasar.

Sebagi gas pelindung dipakai argin, helium atau campuran dari kedua gas tersebut yang pemakainnya tergantung dari jenis logam yang akan dilas.

Tangkai las TIG biasanya didinginkan dengn air yang bersirkulasi.

Pembakar las TIG terdiri dari :

Penyedia arus

Pengembali air pendingi,

Penyedia air pendingin,

Penyedia gas argon,

Lubang gas argon ke luar,

Pencekam elektroda,

Moncong keramik atau logam,

Elektroda tungsten,

Semburan gas pelindung.

Las Listrik Submerged

Las listrik submerged yang umumnya otomatis atau semi otomatis menggunakan fluksi serbuk untuk pelindung dari pengaruh udara luar. Busur listrik di antara ujung elektroda dan bahan dasar di dalam timnunan fluksi sehingga tidak terjadi sinar las keluar seperti biasanya pada las listrik lainya. Operator las tidak perlu menggunakan kaca pelindung mata (helm las).

Pada waktu pengelasan, fluksi serbuk akan mencir dan membeku dan menutup lapian las. Sebagian fluksi serbuk yang tidak mencair dapat dipakai lagi setelah dibersihkan dari terak-terak las.

Elektora yang merupakan kawat tampa selaput berbentuk gulungan (roll) digerakan maju oleh pasangan roda gigi yang diputar oleh motor listrik ean dapat diatur kecepatannya sesuai dengan kebutuhan pengelasan.

d. Las Listrik MIG

Seperti halnya pad alas listrik TIG, pad alas listrik MIG juga panas ditimbulkan oleh busur listrik antara dua electron dan bahan dasar.

Elektroda merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya diatur oleh pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat diatur sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk menghubungkan gas pelindung yang dialirkan dari botol gas melalui slang gas.

Gas yang dipakai adalah CO2 untuk pengelasan baja lunak dan baja. Argon atau campuran argon dan helium untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat. Proses pengelasan MIG ini dadpat secara semi otomatik atau otomatik. Semi otomatik dimaksudkan pengelasan secara manual, sedangkan otomatik adalah pengelasan yang seluruhnya dilaksanakan secara otomatik.

Elektroda keluar melalui tangkai bersama-sama dengan gas pelindung.

B. Arus Listrik

Arus Searah ( DC = Direct Current )

Pada arus ini, elektron-elektron bergerak sepanjang penghantar hanya dalam satu arah.

Arus Bolak-balik ( AC = Alternating Current )

Arah aliran arus bolak-balik merupakan gelombang sinusoide yang memotong garis nol pada interval waktu 1/ 100 detik untuk mesin dengan frekuensi 50 hertz (Hz). Tiap siklus gelombang terdiri dari setengah gelombang positif dan setenngah gelombang negative. Arus bolak-balik dapat diubah menjadi arus searah dengan menggunakan pengubah arus (rectifier/adaftor).