Pendahuluan
Definisi pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Normen) adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang
dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, las
adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan
energi panas. Dalam proses penyambungan ini adakalanya disertai dengan
tekanan dan material tambahan (filler material)
Teknik pengelasan secara sederhana telah diketemukan dalam rentang
waktu antara 4000 sampai 3000 SM. Setelah energi listrik dipergunakan
dengan mudah, teknologi pengelasan maju dengan pesatnya sehingga
menjadi sesuatu teknik penyambungan yang mutakhir. Hingga saat ini
telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan.
Pada tahap-tahap permulaan dari pengembangan teknologi las, biasanya
pengelasan hanya digunakan pada sambungan-sambungan dari reparasi yang
kurang penting. Tapi setelah melalui pengalaman dan praktek yang banyak
dan waktu yang lama, maka sekarang penggunaan proses-proses pengelasan
dan penggunaan konstruksi-konsturksi las merupakan hal yang umum di
semua negara di dunia.
More...
Terwujudnya standar-standar teknik pengelasan akan membantu memperluas
ruang lingkup pemakaian sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan
konstruksi yang dapat dilas. Dengan kemajuan yang dicapai sampai saat
ini, teknologi las memegang peranan penting dalam masyarakat industri
modern.
Klasifikasi pengelasan
Ditinjau dari sumber panasnya. Pengelasan dapat dibedakan tiga:
* Mekanik
* Listrik
* Kimia
Sedangkan menurut cara pengelasan, dibedakan menjadi dua bagian besar:
* Pengelasan tekanan (Pressure Welding)
* Pengelasan Cair
Fusion Welding
Fusion welding adalah proses penyambungan logam dengan cara mencairkan logam yang tersambung.
Jenis-jenis Fusion Welding:
1. Oxyacetylene Welding
2. Electric Arc Welding
3. Shield Gas Arc Welding
- TIG
- MIG
- MAG
- Submerged Welding
4. Resistance Welding
- Spot Welding
- Seam Welding
- Upset Welding
- Flash Welding
- Electro Slag Welding
- Electro Gas Welding
5. Electron Beam Welding
6. Laser Beam Welding
7. Plasma Welding
Carbon Arc Welding adalah proses untuk menyatukan logam dengan
menggunakan panas dari busur listrik, tidak memerlukan tekanan dan
batang pengisi (filler metal) dipakai jika perlu. Carbon Arc Welding
banyak digunakan dalam pembuatan aluminium dan besi.
Sumber arusnya bisa DC maupun AC dengan menggunakan DC/AC. Proses
Carbon Arc Welding bisa dipakai secara manual ataupun otomatis.
Pendinginannya tergantung besarnya arus. Bila penggunaan arus di atas
200 Ampere digunakan Water Cooled. Dan sebaliknya bila di bawah 200
Ampere digunakan Air Cooled.
Coated Electrode Welding
Cara pengelasan dimana elektrodanya dibungkus dengan fluks merupakan
pengembangan lebih lanjut dari pengelasan dengan elektroda logam tanpa
pelindung (Bare Metal Electrode). Dengan elektroda logam tanpa
pelindung, busur sulit dikontrol dan mengalami pendinginan terlalu cepat
sehingga 02 dan N2 dari atmosfer diubah menjadi Oksida dan Nitrida,
akibatnya sambungan menjadi rapuh dan lemah.
Prinsip Las Elektroda Terbungkus adalah busur listrik yang terjadi
antara elektroda dan logam induk mengakibatkan logam induk dan ujung
elektroda mencair dan kemudian membeku bersama-sama. Lapisan
(Pembungkus) Elektroda terbakar bersama dengan meleburnya elektroda
menghasilkan gas pelindung sekeliling busur. dengan oksigen (O2). hasil
pembakaran ini akan menghasilkan suhu yang tinggi dan umumnya
digunakan untuk cutting, brazing, metalling, and hard surfacing.
Acetylene dihasilkan dari percampuran CAC2 (Kalsium Karbida) dengan
air. CAC2 dihasilkan dari proses peleburan antara batu karang (Carbon)
dengan kapur (CAO) dalam dapur api yang memancarkan bunga api listrik.
Fungsi Fluks:
1. Melindungi logam cair dari lingkungan udara
2. Menghasilkan gas pelindung
3. Menstabilkan busur
4. Sumber unsur paduan (V, Zr, Cs, Mn).
Submerged Arc Welding
Dalam pengelasan busur rendam otomatis, busur dan material yang
diumpankan untuk pengelasan tidak diperlukan seorang operator yang
ahli. Pengelasan otomatis ini pertama kali diusulkan oleh Bernardos dan
N. Slavianoff. Dan Las Busur Rendam dipraktekkan pertama kali oleh D.
Dulchesky.
Las busur rendam adalah pengelasan dimana logam cair tertutup dengan
fluks yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam pengisi yang
berupa kawat pejal diumpankan secara terus menerus. Dalam pengelasan
ini busur listriknya terendam dalam fluks.
Karena dalam pengelasan ini, busur listriknya tidak kelihatan, maka
sangat sukar untuk mengatur jatuhnya ujung busur. Di samping itu karena
mempergunakan kawat elektroda yang besar maka sangat sukar untuk
memegang alat pembakar dengan tangan tepat pada tempatnya. Karena kedua
hal tersebut maka pengelasan selalu dilaksanakan secara otomatis
penuh.
Mesin las ini dapat menggunakan sumber listrik AC yang lamban dan DC dengan tegangan tetap bila menggunakan listrik AC
Perlu adanya pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat
diubah-ubah untuk mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila
menggunakan sumber listrik DC dengan tegangan tetap, kecepatan
pengumpanan dapat dibuat tetap dan biasanya menggunakan polaritas balik
(DCRP). Mesin las dengan listrik DC kadang-kadang digunakan untuk
mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi atau untuk pengelasan
dengan elektroda lebih dari satu.
Keuntungan Las Busur Rendam:
1. Kualitas Las Baik
2. Penetrasi cukup
3. Bahan las hemat
4. Tidak perlu operator tampil
5. Dapat memakai arus yang tinggi
Kerugian Las Busur Rendam:
1. Sulit menentukan hasil seluruh pengelasan
2. Posisi pengelasan hanya horisontal
3. Penggunaan sangat terbatas
Tungsten Inert Gas
Pengelasan ini pertama kali ditemukan di USA (1940), berawal dari
pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang. Prinsip: panas dari busur
terjadi diantara elektrode Tungsten dan logam induk akan meleburkan
logam pengisi ke logam induk di mana busurnya dilindungi oleh gas mulia
(Ar atau He).
Las ini memakai elekroda Tungsten yang mempunyai titik lebur yang
sangat tinggi (3260 C) dan gas pelindungnya Argon/Helium. Sebenarnya
masih ada gas lainnya, seperti Xenon. Tetapi karena sulit didapat maka
jarang digunakan. Dalam penggunaannya Tungsten tidak ikut mencair
karena Tungsten tahan panas melebihi dari logam pengisi. Karena
elektrodanya tidak ikut mencair maka disebut juga elektroda tidak
terumpan.
Oxyacetylene Welding
Suatu pengelasan dengan menggunakan nyala api yang diperoleh dari
pembakaran gas acetylene (C2H2) dengan oksigen (O2). Hasil pembakaran
ini akan menghasilkan suhu yang tinggi, dan umumnya digunakan untuk
cutting, brazing, metalling, dan hard surfacing.
Acetylene dihasilkan dari percampuran CaC2 (Kalsium Karbida) dengan
air. CaC2 dihasilkan dari proses peleburan antara batu karang (Carbon)
dengan kapur (CaO) dalam dapur api yang memancarkan bunga api listrik.
CaO + 3C Þ CaC2 + CO
CaC2 + H2O Þ C2H2 + Ca(OH)2
Setelah CaC2 dileburkan, Karbida didinginkan, dihancurkan dan
dimasukkan dalam keadaan kering ke dalam wadah yang hampa udara. Dimana
wadah yang hampa udara ini merupakan salah satu bagian dari generator
Acetylene.
Dalam generator tersebut, Karbida yang telah dihancurkan diletakkan
dalam wadah yang hampa udara yang terletak di atas tangki besar yang
berisi air. Kemudian sedikit demi sedikit Karbida ini dijatuhkan ke
dalam air. Carbon yang terkandung dalam CaC2 melepaskan diri dan
kemudian bergabung dengan Hidrogen membentuk C2H2 yang berupa
gelembung-gelembung gas, pada akhirnya akan menguap menjadi gas dan
meninggalkan endapan Ca(H)2.
Acetylene tidak berwarna, tidak berbau dan lebih ringan daripada udara.
Tapi yang ada di pasaran sudah dicampur degnan belerang dan Phofor
sehingga berbau. Gas Acetylene tidak stabil di atas tekanan 30 psig
(1435 F). Di atas batas-batas tersebut bisa menimbulkan ledakan. Karena
ketidakstabilan dari Acetylene ini, maka tidak boleh digunakan di atas
tekanan 15 psig atau dikenai kejutan listrik, panas yang berlebihan
dan perlakuan yang keras.
Untuk mengatasi hal ini, kalau gas ini akan disimpan dalam botol baja
dengan tekanan di atas 2 atm maka harus dilarutkan lebih dahulu dalam
Aceton cair. Aceton ini digunakan untuk menyerap gas Acetylene dan
membuatnya menjadi stabil. Caranya dengan melapisi dinding botol
penyimpanan dengan Asbes yang porous dan diakhiri dengan penambahan
Aceton cair. Aceton ini digunakan untuk menyerap gas Acetylene dan
membuatnya menjadi stabil. Caranya dengan melapisi dinding botol
penyimpanan dengan Asbes yang porous dan diakhiri dengan penambahan
Aceton cair.
Pemakaian gas dari silinder tidak boleh lebih dari 1/7kapasitas total silinder.
Jenis nyala api dapat dibagi tiga jenis:
* Netral (C2H2 : O2 = 1:1)
* Karburasi (C2h2 > O2)
* Oksidasi (C2H2 < O2)
Temperatur nyala api bisa mencapai 3000 C.
Electric Arc Welding
Prinsip :
Penggunaan busur listrik untuk pemanasan. Panas oleh busur listril
terjadi karena adanya loncatan elektron dari elektrode melalui udara ke
benda kerja
Elektron tersebut bertumbukan dengan udara/gas serta memisahkannya
menjadi elektron dan ion positif. Daerah di mana terjadi loncatan
elektron disebut busur (Arc)
Menurut Bernados (1885) bahwa busur yang terjadi di antara katoda
Karbon dan anoda logam dapat meleburkan logam sehingga bisa dipakai
untuk penyambungan 2 buah logam.
Las Busur Listrik dapat dibagi menjadi:
* Las Elektroda Karbon
* Las Elektroda Terbungkus
* Las Busur Rendam
* Las Busur CO2
* Las TIG
* Las MIG
* Las Busur dengan elektroda berisi fluks
Panas dari busur disebabkan oleh elektron yang bergerak dari katoda menumbuk anoda. Konversi energinya:
W = E * I * T
Di mana:
W = Energi Panas
E = Tegangan, Volt
I = Arus, Ampere
T = Waktu, Detik
Pada saat pengelasan, benda kerja menjadi panas sehingga mudah terjadi
reaksi dengan Oksigen (Udara). Untuk mencegahnya digunakan pelindung
berbentuk fluks atau gas pelindung. Posisi pengelasan terdiri dari :
Flat (F), Vertikal (V), Horisontal (H) dan Overhead.
Carbon Arc Welding
Carbon Arc Welding mungkin adalah proses las listrik yang dikembangkan
pertama kali menurut catatan, eksperimen las listrik pertama kali
dilakukan pada tahun 1881, ketika Auguste de Meritens (Perancis)
menggunakan busur karbon sebagai sumber pengelasan dengan aki sebagai
sumber listriknya. Dalam eksperimennya, dia menghubungkan benda kerja
dengan kutb positif. Walaupun kurang efisien, proses ini berhasil
menyatukan timah dengan timah.
Carbon Arc Welding adalah proses untuk menyatukan logam dengan
menggunakan panas dari busur listrik, tidak memerlukan tekanan dan
batang pengisi (filler metal) dipakau jika perlu. Carbon Arc Welding
banyak digunakan dalam pembuatan aluminium dan besi.
Sumber arusnya bisa DC maupun Ac. Dengan menggunakan DC/AC, proses
Carbon Arc Welding bisa dipakai secara manual ataupun otomatis.
Pendinginannya tergantung besarnya arus, bila penggunaan arus di atas
200 Ampere digunakan Water Cooled. Dan sebaliknya bila di bawah 200
Ampere digunakan Air cooled.
Coated Electrode Welding
Cara Pengelasan dimana elektrodanya dibungkus dengan fluks merupakan
pengembangan lebih lanjut dari pengelasan dengan eletroda logam tanpa
pelindung (Bare Metal Electrode). Dengan elektroda logam tanpa
pelindung, busur sulit dikontrol dan mengalami pendinginan terlalu cepat
sehingga O2 dan N2 dari atmosfir diubah menjadi oksida dan nitrida,
akibatnya sambungan menjadi rapuh dan lemah.
Prinsip Las Elektroda Terbungkus adalah busur listrik yang terjadi
antara elektroda dan logam induk mengakibatkan logam induk dan ujung
elektroda mencair dan kemudian membeku bersama-sama. Lapisan
(Pembungkus) elektroda terbakar bersama dengan meleburnya elektroda.
Fungsi Fluks:
* Melindungi logam cair dari lingkungan udara.
* Menghasilkan gas pelindung
* Menstabilkan busur
* Sumber unsur paduan (V, Zr, Cs, Mn).
Submerged Arc Welding
Dalam pengelasam busur rendam otomatis, busur dan material yang
diumpamakan untuk pengelasan tidak diperlukan seorang operator yang
ahli. Pengelasan otomatis ini pertama kali diusulkan oleh Bernardos dan
N. Slavianoff dan las busur rendam dipraktekkan pertama kali oleh D.
Dulchevsky.
Las busur rendam adalah pengelasan dimana logam cair tertutup dengan
fluks yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam pengisi yang
berupa kawat pejal diumpankan secara terus menerus. Dalam pengelasan
ini busur listriknya terendam dalam fluks. Karena dalam pengelasan ini,
busur listriknya tidak kelihatan, maka sangat sukar untuk mengatur
jatuhnya ujung busur. Di samping itu karena mempergunakan kawat
elektroda yang besar maka sangat sukar untuk memegang alat pembakar
dengan tangan tepat pada tempatnya. Karena kedua hal tersebut maka
pengelasan selalu dilaksanakan secara otomatis penuh. Mesin las ini
dapat menggunakan sumber listrik AC yang lamban dan DC dengan tegangan
tetap bila menggunakan listrik AC.
http://www.afrisujarwanto.web.id/wp-content/uploads/2007/09/las-busur-rendam.thumbnail.jpg
Gambar 1. Mesin Las Busur Rendam
Perlu adanya pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat
diubah-ubah untuk mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila
menggunakan sumber listrik DC dengan tegangan tetap, kecepatan
pengumpanan dapat dibuat tetap dan biasanya menggunakan polaritas balik
(DCRP). Mesin las dengan listrik DC kadang-kadang digunakan untuk
mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi atau untuk pengelasan
dengan eletroda lebih dari satu.
* Keuntungan Las Busur Rendam:
* Kualitas Las baik
* Penetrasi cukup
* Bahan las hemat
* Tidak perlu operator trampil
* Dapat memakai arus yang tinggi
Kerugian Las Busur Rendam:
* Sulit menentukan hasil seluruh pengelasan
* Posisi pengelasan hanya horisontal
* Penggunaan sangat terbatas
Tungsten Inert Gas
Pengelasan ini pertama kali ditemukan di USA (1940), berawal dari pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang.
Prinsip : Panas dari busur terjadi diantara elektrode tungsten dan
logam induk akan meleburkan logam pengisi ke logam induk di mana
busurnya dilindungi oleh gas mulia (Ar atau He)
Las ini memakai elektroda tungsten yang mempunyai titik lebur yang
sangat tinggi (3260 C) dan gas pelindungnya Argon/Helium. Sebenarnya
masih ada gas lainnya, seperti xenon. Tetapi karena sulit didapat maka
jarang digunakan.
Dalam penggunaannya tungsten tidak ikut mencair karena tungsten tahan
panas melebihi dari logam pengisi. Karena elektrodanya tidak ikut
mencair maka disebut elektroda tidak terumpan.
Keuntungan : Digunakan untuk Alloy Steel, Stainless Steel maupun paduan
Non Ferrous: Ni, Cu, Al (Air Craft). Disamping itu mutu las bermutu
tinggi, hasil las padat, bebas dari porositas dan dapat untuk mengelas
berbagai posisi dan ketebalan.
Dibandinkan dengan Carbon Arc Welding, tungsten memiliki beberapa
keunggulan. Pada umumnya Tungsten Arc Welding hampir sama dengan Carbon
Arc Welding.
Persamaannya:
* Sumber arusnya sama (Power Supply/Welding Circuit)
* Memakai Elektroda kawat
* Dikhususkan Hanya untuk las
Perbedaannya:
* Carbon Arc Welding memakai fluks (Coating), TIG memakai gas pelindung.
* Elektroda pada Carbon Arc Welding ikut mencair sebagai logam pengisi, TIG elektrodanya tidak ikut mencair.
* Carbon Arc Welding tidak perlu filler metal, TIG diperlukan fill