mesin las listrik

BAB  I

MESIN LAS LISTRIK

Gambar Mesin Las Listrik

A.                Pengertian

Las listrik juga biasa disebut las busur listrik, yaitu proses penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Jadi sumber 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.

B.                 Macam-Macam Mesin Las Listrik

1.                  Mesin Las Arus Bolak Balik (Mesin Las AC)

Gambar Mesin Las AC

Mesin las arus bolak balik memperoleh busur nyala dari transformator, dimana dalam pesawat las ini arus dari jaring–jaring listrik dirubah menjadi arus bolak–balik oleh transformator yang sesuai dengan arus yang digunakan untuk mengelas, sehingga mesin las ini disebut juga mesin las transformator. Karena langsung menggunakan arus listrik AC dari PLN  yang memiliki tegangan yang cukup tinggi dibandingkan kebutuhan pengelasan yang hanya membutuhkan  tegangan berkisar 55 Volt sampai dengan 85 Volt maka mesin las ini menggunakan transformator (Trafo) step-down, yaitu trafo yang berfungsi menurunkan tegangan.

Transformator yang digunakan pada peralatan las mempunyai daya yang cukup besar. Untuk mencairkan sebagian logam induk dan elektroda dibutuhkan energi yang besar, karena tegangan pada bagian terminal kumparan sekunder hanya kecil, maka untuk menghasilkan daya yang besar perlu arus besar. Arus yang digunakan untuk peralatan las sekitar 10 ampere sampai 500 ampere. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan las. Untuk keperluan daya besar diperlukan arus yang lebih besar pula, dan sebaliknya. Arus pada transformator dapat disetel sesuai kebutuhan dengan memutar ulir penyetel arus. Pada transformator las AC, terdapat dua kabel yaitu kabel busur dan kabel masa, dimana jika kedua kabel tersebut tertukar, tidak akan mempengaruhi perubahan temperature yang timbul.

·         Kelebihan dari mesin las arus searah (AC)

a.       Perlengkapan dan perawatan lebih murah

b.      Kabel massa dan kabel elektroda dapat ditukar untuk mempengaruhi yang dihasilkan

c.       Nyala busur kecil sehingga mengurangi timbulnya keropos pada rigi-rigi las

·         Kekurangan dari mesin las arus searah AC

a.       Tidak dapat dipergunakan untuk semua jenis elektroda

b.      Tidak dapat digunakan untuk mengelas semua jenis logam

2.                  Mesin Las Arus Searah (Mesin Las DC)

Gambar Mesin Las DC

Arus listrik yang digunakan untuk memperoleh nyala busur listrik adalah arus searah. Arus searah ini berasal dari mesin berupa dynamo motor listrik searah. Dinamo dapat digerakkan oleh motor listrik, motor bensin, motor diesel, atau alat penggerak yang lain. Mesin arus yang menggunakan motor listrik sebagai penggerak mulanya memerlukan peralatan yang berfungsi sebagai penyearah arus. Penyearah arus atau rectifier berfungsi untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Arus bolak-balik diubah menjadi arus searah pada proses pengelasan mempunyai beberapa keuntungan, antara lain:

a.                   Nyala busur listrik yang dihasilkan lebih stabil

b.                  Setiap jenis elektroda dapat digunakan pada mesin las DC

c.                   Tingkat kebisingan lebih rendah

d.                  Mesin las lebih fleksibel, karena dapat diubah ke arus bolak-balik atau arus searah

e.                   Dapat dipergunakan untuk mengelas plat yang tipis

Mesin las DC ada 2 macam, yaitu mesin las stasioner atau mesin las portabel. Mesin las stasioner biasanya digunakan pada tempat atau bengkel yang mempunyai jaringan listrik permanen, misal listrik PLN. Adapun mesin las portabel mempunyai bentuk relatif kecil biasanya digunakan untuk proses pengelasan pada tempat-tempat yang tidak terjangkau jaringan listrik. Hal yang perlu diperhatikan dalam pengoperasian mesin las adalah penggunaan yang sesuai dengan prosedur yang dikeluarkan oleh prabrik pembuat mesin, perawatan yang sesuai dengan anjuran. Sering kali gangguan-gangguan timbul pada mesin las, antara lain mesin tidak mengeluarkan arus listrik atau nyala busur listrik lemah.

Mesin las DC mempunyai polaritas yang berbeda – beda, tidak seperti mesin las AC yang dapat digunakan dengan kutub sembarang (terbalik – balik).

Berikut ini adalah polaritas mesin las DC

a.                   Hubungan arus polaritas terbalik (DCRP)

DCRP (Direct Current Reverse Polarity) adalah jika kabel masa dipasang pada benda kerja dengan kutub anoda dan kabel elektroda dihubungkan dengan kutub anoda. Pada hubungan DCRP, panas yang diberikan oleh mesin las didistribusikan 1/3 ke benda kerja dan 2/3 nya ke elektroda sehingga panas yang diberikan mesin las ke elektroda lebih banyak daripada panas yang diberikan ke benda kerja.

b.                  Hubungan arus polaritas lurus (DCSP)

DCSP (Direct Current Straight Polarity) adalah pemasangan kabel las dengan menghubungkan antara kabel masa (benda kerja) dengan kabel anoda (positif) dan kabel elektroda dengan kutub katoda (negatif).
Pada hubungan DCSP, panas yang diterima benda kerja lebih banyak daripada panas yang diterima elektroda dengan perbandingan 2/3 banding 1/3.

3.                  Mesin Las Ganda (Mesin Las AC-DC)

Mesin las ini mampu melayani pengelasan dengan arus searah (DC) dan pengelasan dengan arus bolak-balik. Mesin las ganda mempunyai transformator satu fasa dan sebuah alat perata dalam satu unit mesin. Keluaran arus bolak-balik diambil dari terminal lilitan sekunder transformator melalui regulator arus. Adapun arus searah diambil dari keluaran alat perata arus. Pengaturan keluaran arus bolakbalik atau arus searah dapat dilakukan dengan mudah, yaitu hanya dengan memutar alat pengatur arus dari mesin las.

Mesin las AC-DC lebih fleksibel karena mempunyai semua kemampuan yang dimiliki masing-masing mesin las DC atau mesin las AC. Mesin las jenis ini sering digunakan untuk bengkel-bengkel yang mempunyai jenis-jenis pekerjaan yang bermacam-macam, sehingga tidak perlu mengganti-ganti las untuk pengelasan berbeda. Mesin las arus ganda dapat menyuplai arus antara 25 ampere sampai 140 ampere yang digunakan untuk mengelas plat – plat tipis, baja anti karat (stainless steel) dan alumunium. Untuk mengelas benda kerja yang tebal ,arus dapat disetel 60 – 300 ampere.

C.                Macam–Macam Proses dan Jenis Las Listrik

Berdasarkan Panas Listrik

a.                   SMAW (Shield Metal Arch Welding)

SMAW adalah las busur nyala api listrik terlindung dengan mempergunakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis ini paling banyak dipakai dimana–mana untuk hampir semua keperluan pekerjaan pengelasaan. Tegangan yang dipakai hanya 23 - 45 Volt AC atau DC, sedangkan untuk pencairan pengelasan dibutuhkan arus hingga 500 Ampere. Namun secara umum yang dipakai berkisar 80 – 200 Ampere. SMAW merupakan pekerjaan manual dengan peralatan meliputi power source, kabel elektroda, kabel kerja (work cable), electrode holder, work clamp, dan elektroda. Elektroda dan system kerja adalah bagian dari rangkaian listrik.

Gambar SMAW

b.                  SAW (Submerged Arch Welding)

SAW adalah las busur terbenam atau pengelasan dengan busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk dan material tambahan, dipergunakan butiran–butiran fluks/ slag sehingga busur nyala terpendam di dalam ukuran–ukuran fluks yang melindunginya dari kontaminasi udara, yang kemudian flux tersebut akan membentuk terak las (slag) yang cukup kuat untuk melindungi logam pengelasan hingga membeku.

Gambar SAW

c.                   ESW (Electro Slag Welding)

ESW adalah pengelasan busur terhenti, pengelasan sejenis SAW namun bedanya pada jenis ESW busurnya nyala mencairkan fluks, busur terhenti dan proses pencairan fluk berjalan terus dan menjadi bahan pengantar arus listrik (konduktif). Sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut. Panas yang dihasilkan dari tahanan terhadap arus listrik melalui cairan fluk/ slag cukup tinggi untuk mencairkan bahan tambahan las dan bahan induk yang dilas tempraturnya mencapai 3500°F atau setara dengan 1925°C

Gambar ESW

d.                  SW (Stud Welding)

SW adalah las baut pondasi, gunanya untuk menyambung bagian satu konstruksi baja dengan bagian yang terdapat di dalam beton (baut angker) atau “ Shear Connector “.

e.                   ERW (Electric Resistant Welding)

ERW adalah las tahanan listrik yaitu dengan tahanan yang besar panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi semakin tinggi sehingga mencairkan logam yang akan dilas. Contohnya adalah pada pembuatan pipa ERW, pengelasan plat–plat dinding pesawat, atau pada pagar kawat.

f.                   EBW (Electron Beam Welding)

EBW adalah las dengan proses pemboman elektron, suatu pengelasan uang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan elektron yang dimamapatkan dan diarahkan pada benda yang akan dilas. Pengelasan ini dilaksanakan di dalam ruang hampa, sehingga menghapus kemungkinan terjadinya oksidasi atau kontaminasi.

Berdasarkan Panas Listrik dan Gas

a.                   GMAW (Gas Metal Arch Welding)

GMAW terdiri dari ; MIG (Metal Inert Gas) dan MAG (Metal Active Gas) adalah pengelasan dengan gas nyala yang dihasilkan berasal dari busur nyala listrik, yang dipakai sebagai pencair metal yang di–las dan metal penambah. Sebagai pelindung oksidasi dipakai gas pelindung yang berupa gas kekal (inert) atau CO2.

Metal Inert Gas (MIG) adalah juga las busur listrik dimana panas yang ditimbulkan oleh busur listrik antara ujung elektroda dan bahan dasar, karena adanya arus listrik. Pengelasan MIG secara luas digunakan setiap kali dibutuhkan peleburan/penyatuan logam dengan kecepatan tinggi dan sedang. MIG digunakan untuk mengelas besi atau baja, sedangkan gas pelindungnya adalah mengunakan Karbon dioxida CO².

b.                  GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG (Tungsten Inert Gas)

GTAW adalah pengelasan dengan memakai busur nyala dengan tungsten/elektroda yang terbuat dari wolfram, sedangkan bahan penambahnya digunakan bahan yang sama atau sejenis dengan material induknya. Untuk mencegah oksidasi, dipakai gas kekal (inert) 99 % Argon (Ar) murni.

c.                   FCAW (Flux Cored Arch Welding)

Flux cored arc welding (FCAW) merupakan las busur listrik fluk inti tengah / pelindung inti tengah. FCAW merupakan kombinasi antara proses SMAW, GMAW dan SAW. Sumber energi pengelasan yaitu dengan menggunakan arus listrik AC atau DC dari pembangkit listrik atau melalui trafo dan atau rectifier. FCAW adalah salah satu jenis las listrik yang memasok filler elektroda secara mekanis terus ke dalam busur listrik yang terbentuk di antara ujung filler elektroda dan metal induk. Gas pelindungnya juga sama-sama menggunakan karbon dioxida CO₂. Biasanya, pada mesin las FCAW ditambah robot yang bertugas untuk menjalankan pengelasan biasa disebut dengan super anemo.

d.                  PAW (Plasma Arch Welding)

PAW adalah las listrik dengan plasma yang sejenis dengan GTAW hanya pada proses ini gas pelindung menggunakan bahan campuran antara Argon (Ar), Nitrogen (N) dan Hidrogen (H) yang lazim disebut dengan plasma. Plasma adalah gas yang luminous dengan derajat pengantar arus dan kapasitas termis / panas yang tinggi dapat menampung tempratur diatas 5000°C.

D.                Perlengkapan Las Listrik

1.                  Kabel Las

Inti kabel penghantar ini biasanya terbuat dari tembaga yang dipintal, dibungkus dengan isolator, dan diberi penguat agar tidak mudah patah atau terkelupas. Kabel ini harus lentur, tidak kaku, agar tidak mengganggu operator saat bekerja. Kabel ini terbagi atas dua bagian pokok yakni kabel primer dan kabel sekunder, artinya kabel primer adalah kabel yang menghubungkan sumber tenaga dengan mesin las sedangkan kabel sekunder adalah kabel elektroda dan kabel massa.

Gambar Kabel las

2.                  Tang Elektroda

Tang elektroda digunakan untuk menjepit elektoda las. Alat ini terdiri atas mulut penjepit dan pegangan yang dibungkus penyekat

Gambar Tang Elektroda

3.                  Klem Massa

Klem massa digunakan untuk menghubungkan kabel massa ke benda kerja. Agar arus lisrik dapat mengalir dengan baik maka klem massa biasanya dibuat dari bahan penghantar yang baik misalnya tembaga, juga dilengkapi dengan pegas yang kuat agar klem dapat menjepit benda kerja dengan kuat.

Gambar Klem Massa

4.                  Sikat kawat (wire brush) 

Sikat kawat berfungsi untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas dan sisa-sisa terak yang masih ada setelah dibersihkan dengan palu terak.  Bahan serabut sikat terbuat dari kawat-kawat baja yang tahan terhadap panas dan elastis, dengan tangkai dari kayu yang dapat mengisolasi panas dari bagian yang disikat.

Gambar Sikat Kawat

5.                  Palu las (chipping hammer).

Palu las digunakan untuk membersihkan terak yang terjadi akibat proses pemotongan dan pengelasan dengan cara memukul atau menggores teraknya. Pada waktu membersihkan terak, gunakan kacamata terang untuk melindungi mata dari percikan bunga api dan terak. Ujung palu yang runcing digunakan untuk memukul pada bagian sudut rigi-rigi. Palu las sebaiknya tidak digunakan untuk memukul benda-benda keras, karena akan mengakibatkan kerusakan pada bentuk ujung-ujung palu sehingga palu tidak bisa berfungsi sebagaimana mestinya.

Gambar Palu Las      

6.                   Tang Penjepit

Tang Penjepit digunakan untuk memegang benda kerja hasil dari pengelasan yang mengalami pemanasan.

Gambar Tang Penjepit

7.                  Air

Air digunakan untuk mendinginkan benda kerja setelah pengelasan.

E.                 Elektroda

Gambar Elektroda

Elektroda dibagi menjadi beberapa klasifikasi

·                     Elektroda menurut bahannya

a.                   Elektroda baja karbon

b.                  Elektroda baja paduan

c.                   Elektroda bukan baja (non ferrous)

Komposisi bahan elektroda dibedakan untuk dapat mempermudah memilih bahan tambah untuk mengelas benda kerja yang sesuai dengan bahan elektroda.

·                        Elektroda berdasarkan fungsinya dalam kaitan hubungan dengan bahan pengelasan

a.                   Elektroda yang habis terpakai (Shielded Metal Arc Welding)

Elektroda yang habis terpakai maksudnya adalah elektroda yang habis menutupi bahan atau kampuh las dalam proses las dan juga gas yang keluar akibat melelehnya elektroda dan lapisan pelindung digunakan sebagai pelindung saat pengelasan busur. Tujuannya lapisan las dilindungi adalah untuk mencegah oksidasi. Lapisan pelindung ini jika sudah mengering akan membentuk terak yang mudah untuk dihilangkan dengan palu atau sikat terak. Sedangkan bahan yang digunakan untuk melindngi oksidasi berasal dari gas pembakaran busur itu sendiri atau dengan lapisan pelindung kimia dan butir–butir zat pelindung oksidasi pada las SAW.

Adapun lapisan–lapisan tersebut terdiri dari beberapa jenis yang disesuaikan dengan maksud dan cara perlindungan yang tepat untuk berbagai jenis pengelasan. Jenis–jenis lapisan pelindung yang dimaksud antara lain :

- High cellulose sodium

- High cellulose potassium

- Low hydrogen sodium

- Low hydrogen potassium

- Iron powder, low hydrogen

- High iron oxide

- High iron oxide, iron powder

- High titania potassium

- Iron powder, titania

- High tittania sodium

- Low hydrogen potassium, iron powder

b.         Elektroda yang tidak langsung habis terpakai (tungsten electrode)

Adalah jika elektroda yang dipakai berbahan tungsten, yaitu elektroda yang memiliki ketahanan panas yang tinggi terhadap suhu las dan hanya digunakan sebagai busur tetap untuk jarak tertentu. Elektroda ini digunakan pada pengelasan dengan metode GTAW.

·                     Elektroda menurut lapisan pelindungnya

a.                   Elektroda berbalut

Elektroda las yang berbalut banyak dipergunakan pada proses mengelas dengan busur nyala, dimana balutan dari suatu kawat inti elektroda terbuat dari bahan – bahan seperti soda silikat, alumunium silikat, besi mangan, titan dioksida, kalsium karbonat dan sebagainya.

Pada umumnya elektroda berbalut dibedakan menjadi dua yaitu

o   Elektroda berbalut tipis mempunyai tebal lapisan balutan 0,1mm dan berat lapisan sekitar 1% – 5% dari berat elektroda.

o   Elektroda berbalut tebal mempunyai lapisan sekitar 1 – 3 mm dan berat lapisan sekitar 15% – 30% dari berat elektroda.

Fungsi lapisan elektroda adalah sebagai berikut:

1.      Menyediakan Suatu perisai yang melindungi sekeliling busur api sehingga oksigen dan nitrogen tidak memasuki logam las.

2.      busur api stabil dan mudah dikontrol.

3.      Mengisi setiap kekurangan yang disebabkan oleh oksidasi elemen-elemen tertentu dari genangan las.

4.      Menyediakan suatu terak pelindung untuk menurunkan kerapuhan akibat pendinginan.

5.      Membantu pengontrolan ukuran dan frekuensi tetesan logam cair.

6.      Memungkinkan dipergunakannya posisi-posisi yang berbeda.

b.                  Elektroda tidak berbungkus (elektroda polos)

Elektroda ini sangat jarang digunakan karena sukar memelihara kestabilan busur nyala dibandingkan dengan elektroda berbalut. Pada umumnya elektroda ini digunakan dalam menggunakan las otomatis karena kampuh las mempunyai bahan pengisi tersendiri dan pemakainnya pada mesin las tangan hanya pada mesin las arus searah yang digunakan untuk mengelas benda kerja yang tidak terlalu penting (berkualitas rendah) seperti : mengela pagar, jeruji jendela, dan sebagainya.

Simbol Elektroda dan Maknanya

            Berhubung sangat banyaknya jenis elektroda yang dipergunakan untuk berbagai jenis pengelasan, maka untuk memudahkan pengidentifikasiannya agar sesuai dengan bahan yang akan dilas dan cara pengelasannya, dibuatlah system symbol atau kode yang akan mengidentifikasi jenis bahan dan lapisan pelindungnya, kekuatan mekanisnya, posisi/cara pengelasan, dan jenis arus serta polaritas listrik yang dikehendaki.

Masing-masing Negara maju menyusun symbol untuk negaranya sendiri sehingga sangat banyak jumlah symbol yang digunakan. Namun dengan persetujuan diantara mereka, terdapat kesamaan ataupun kemiripan dalam sifat mekanis maupun susunan kimianya, sehingga dapat disusun suatu daftar, cara, dan metode pembacaan yang berorientasi pada AWS (American Welding Society

Udara luar yang mengandung O₂ dan N₂ dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam las. Cairan selaput yang disebut terak yang terapung dan membeku melapisi permukaan yang masih panas.

Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 – 7 mm dengan panjang antara 350 – 450 mm. Sebagian bahan fluks dari elektroda ini antara lain : selulosa, kalsium karbonat (CaCO₃), titanium dioksida (rutil), kaolin, kalsium oksida, mangan, oksida besi, serbuk besi, besi silikon, besi mangan dan sebagainya. Dengan prosentase yang berbeda untuk setiap elektroda.

a.                   Klasifikasi elektroda

Menurut standar AWS/ASTM (American Welding Society/American Society for Testing Material), pengklasifikasian elektroda dilakukan untuk baja/elektroda baja lunak dan baja panduan rendah untuk las ditandai dengan huruf E disertai dengan 4 atau 5 angka E XXXX, yang artinya sebagai berikut : 

·         E menyatakan elaktroda busur listrik

·         XX (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan Ib/in².

·         X (angka ketiga) menyatakan posisi pangelasan.

angka 1 untuk pengelasan segala posisi. angka 2 untuk pengelasan posisi datar di bawah tangan .

·         X (angka keempat) menyataken jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan. 

Tabel Kekuatan Tarik Menurut AWS

Klasifikasi	Kekuatan Tarik Lb/in2	Kekuatan Tarik Lb/in2
E 60 xx E 70 xx E 80 xx E 90 xx E 100 xx E 110 xx E 120 xx	60.000 70.000 80.000 90.000 100.000 110.000 120.000	42 49 56 63 70 77 84

Tabel Jenis Selaput dan Pemakaian Arus

Angka Keempat	Jenis Selaput	Jenis Arus
0 1 2 3 4 5 6 7	Selulosa – Natrium Selulosa – Kalium Rutil – Natrium Rutil – Kalium Rutil – Serbuk Besi Kalium – Hidrogen Rendah Kalium – Hidrogen Rendah Serbuk Besi – Oksida Besi	DC+ AC,DC+ AC,DC- AC,DC+/- AC,DC+/- AC,DC+/- AC,DC+/- AC,DC+/-

Contoh  :

Pada elektroda Philips berseri AWS tertulis E6013 artinya :

E        =     Elektroda las listrik

60       =     kekuatan tarik minimum dari deposit las adalah 60.000 lb/m² atau 42 kg/m²

1         =     dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi

3         =     jenis selaput rutil-natrium, dan jenis arus AC,DC+/-

b.                  Karateristik macam-macam elektroda menurut standar AWS

Terdapat beberapa jenis elektroda baja lunak. Yang membedakan antara jenis yang satu dengan jenis lainnya hanyalah pada jenis bahan selaputnya, sedangkan kawat intinya sama. Beberapa jenis yang termasuk elektroda baja lunak adalah sebagai berikut  :

1)      E 6010 dan E 6011

Elektroda ini adalah jenis elektroda dengan selaput selulosa yang dapat dipakai untuk pengelasan dengan penembusan yang dalam.

2)      E 6012 dan E 6013

Kedua elektroda ini termasuk jenis selaput rutil yang dapat menghasilkan penembusan sedang. Keduanya dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi, tetapi kebanyakan jenis E 6013 sangat baik untuk posisi pengelasan tegak arah ke bawah. Jenis E 6013 yang mengandung lebih banyak kalium memudahkan pemakaian pada voltase mesin rendah. Elektroda dengan diameter kecil kebanyakan dipakai untuk pengelasan pelat tipis.

3)      E 6020

Elektroda jenis ini dapat menghasilkan penembusan las sedang dan teraknya mudah dilepas dari lapisan las. Selaput elektroda terutama mengandung oksida besi dan mangan.

4)      Elektroda dengan selaput serbuk besi

Selaput elektroda jenis E 6027 , E 7014, E 7016, E 7024 dan E 7025 mengandung serbuk besi untuk meningkatkan efesiensi pengelasan. Umumnya selaput elektroda akan lebih tebal dengan bertambahnya persentase serbuk besi. Dengan adanya serbuk besi dan bertambah tebalnya selaput memerlukan arus yang lebih besar.

5)      Elektroda hidrogen rendah

Selaput elektroda jenis ini mengandung hidrogen yang rendah (kurang dari 0,5%), sehingga deposit las juga dapat bebas dari perositas. Elektroda ini dipakai untuk pengelasan yang memerlukan mutu tinggi, bebas perositas, misalnya untuk pengelasan bejana dan pipa yang akan mengalami tekanan. Jenis-jenis elektroda hidrogen rendah misalnya E 7015, E 7016 dan E 7018.

Elektroda las tidak hanya merupakan kawat logam tetapi atau diselimuti oleh fluks. Fluks yang dibuat menyelimuti kawat las memiliki beberapa fungsi, diantaranya:

a.       Penghasil gas CO₂ yang berasal dari pembakaran fluks yang berfungsi melindungi busur listrik dan kubangan logam las dari lingkungan atmosfir.

b.      Deoxidiser (mengikat gas O₂­ yang ikut terlarut dalam cairan logam

c.       Pembentuk terak/slag, yang melindungi logam beku dari oksidasi dan membantu membentuk manik las.

d.      Unsur-unsur paduan, yang memberikan perbaikan sifat tertentu pada logam las.

e.       Unsur-unsur pembentuk ion-ion, yang memuat busur listrik lebih stabil dan mampu beroperasi dengan penggunaan arus AC.

f.       Meningkatkan produktifitas pengelasan

F.     Teknik Pengelasan Las Listrik

a.      Posisi Di Bawah Tangan

Kemiringan elektroda 10 derajat – 20 derajat terhadap garis vertical kearah jalan elektroda dan 70 derajat-80 derajat terhadap benda kerja.

b.      Posisi Tegak (vertical)

Mengelas posisi tegak adalah apabila dilakukan arah pengelasannya keatas atau ke bawah. Dengan kemiringan elektroda sekitar 10 derajat-15 derajat terhadapvertikal dan 70 derajat-85 derajat terhadap benda kerja.

c.       Posisi Datar (horizontal)

Mengelas dengan horizontal biasa disebut juga mengelas merata dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah elektroda mengikuti horizontal. Sewaktu mengelas elektroda dibuat miring sekitar 5 derajat – 10 derajat terhadap garis vertical dan 70 derajat – 80 derajat kearah benda kerja.

d.      Posisi Di Atas Kepala (Overhead)

Mengelas dengan posisi ini benda kerja terletak pada bagian atas juru las dan kedudukan elektroda sekitar 5 derajat – 20 derajat terhadap garis vertical dan 75 derajat-85 derajat terhadap benda kerja.

e.       Posisi Datar (1G)

Pada posisi ini sebaiknya menggunakan metode weaving yaitu zigzag dan setengah bulan Untuk jenis sambungan ini dapat dilakukan penetrasi pada kedua sisi, tetapi dapat juga dilakukan penetrasi pada satu sisi saja. Type posisi datar (1G) didalam pelaksanaannya sangat mudah. Dapat diapplikasikan pada material pipa dengan jalan pipa diputar.

f.       Posisi Horizontal (2G)

Pengelasan pipa 2G adalah pengelasan posisi horizontal, yaitu pipa pada posisi tegak dan pengelasan dilakukan secara horizontal mengelilingi pipa. posisi sudut electrode pengelasan pipa 2G yaitu 90º Panjang gerakan elektrode antara 1-2 kali diameter elektrode. Bila terlalu panjang dapat mengakibatkan kurang baiknya mutu las. Panjang busur diusahakan sependek mungkin yaitu ½ kali diameter elektrode las. Untuk pengelasan pengisian dilakukan dengan gerakan melingkar dan diusahakan dapat membakar dengan baik pada kedua sisi kampuh agar tidak terjadi cacat. Gerakan seperti ini diulangi untuk pengisian berikutnya.

g.      Posisi vertikal (3G)

Pengelasan posisi 3G dilakukan pada material plate. Posisi 3G ini dilaksanakan pada plate dan elektrode vertikal.

h.      Posisi Horizontal Pipa (5G)

Pada pengelasan posisi 5G dibagi menjadi 2, yaitu :

1.      Pengelasan naik

Biasanya dilakukan pada pipa yang mempunyai dinding tebal karena membutuhkan panas yang tinggi. Pengelasan arah naik kecepatannya lebih rendah dibandingkan pengelasan dengan arah turun, sehingga panas masukan tiap satuan luas lebih tinggi dibanding dengan pengelasan turun. Posisi pengelasan 5G pipa diletakkan pada posisi horizontal tetap dan pengelasan dilakukan mengelilingi pipa tersebut. Supaya hasil pengelasan baik, maka diperlukan las kancing (tack weld) pada posisi jam 5-8-11 dan 2. Mulai pengelasan pada jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 6 dan kemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 3. Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuk segitiga teratur dengan jarak busur ½ kali diameter elektrode.

2.      Pengelasan turun

Biasanya dilakukan pada pipa yang tipis dan pipa saluran minyak serta gas bumi. Alasan penggunaan las turun lebih menguntungkan dikarenakan lebih cepat dan lebih ekonomis.

i.        Pengelasan Bawah Air

Pengelasan bawah air merupakan pengembangan metode pengelasan yang telah ada sebelumnya. Beberapa keuntungan yang didapat dari teknik pengelasan ini, diantaranya adalah biaya yang relatif lebih murah dan persiapan yang dibutuhkan jauh lebih singkat dibanding dengan teknik yang lain, namun ada hal-hal lain yang mesti dipertimbangkan sebelum mengaplikasikannya. Terdapat dua kategori utama pada teknik pengelasan di dalam air adalah pengelasan basah (Wet Underwater welding) dan pengelasan kering (Dry Underwater Welding).

1.                  Pengelasan Basah (Wet Underwater Welding)

Dimana proses pengelasan ini berlangsung dalam keadaan basah dalam arti bahwa elektrode maupun benda berhubungan langsung dengan air. Aplikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m. Metode pengelasan memberikan hasil yang kurang memuaskan, disamping memerlukan welder yang memiliki keahlian menyelam yang tangguh dan memerlukan pakaian khusus untuk selam, gelembung gas yang terjadi selama proses pengelasan akan sangat mengganggu pengamatan welder tersebut. Adapun proses pengelasan yang dipakai SMAW, FCAW dan MIG.

(a)                                                (b)

(c)

Gambar (a) cara kerja SMAW, (b) cara kerja FCAW

(c) cara kerja MIG

2.                  Pengelasan Kering (Dry Underwater Welding)

Metode pengelasan ini tidak berbeda dengan pengelasan pada udara terbuka. Hal ini dapat dilakukan dengan bantuan suatu peralatan yang bertekanan tinggi yang biasa disebut dengan Dry Hyperbaric Weld Chamber, dimana alat ini secara otomatis didesain kedap air seperti layak desain kapal selam. Applikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m kebawah. Seorang welder /diver sebelum menjalankan tugas ini tidak boleh langsung terjun pada kedalaman yang dituju, tetapi harus menyesuaikan terlebih dahulu step by step tekanan yang terjadi pada kedalaman tertentu sampai dapat menyesuaikan tekanan yang terjadi pada kedalaman yang dituju, otomatis untuk pengelasan 1 joint bisa memakan waktu yang cukup lama.

G.    Proses Pengelasan

a)                     Pembentukan busur listrik pada proses penyulutan

Pada pembentukan busur listrik elektroda keluar dari kutub negatif (katoda) dan mengalir dengan kecepatan tinggi ke kutub positif (anoda). Dari kutub positif mengalir partikel positif (ion positif) ke kutub negatif. Melalui proses ini ruang udara diantara anoda dan katoda (benda kerja dan elektroda) dibuat untuk menghantar arus listrik (diionisasikan) dan dimungkinkan pembentukan busur listrik. Sebagai arah arus berlaku arah gerakan ion-ion positif. Jika elektroda misalnya dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus searah, maka arah arusnya dari benda kerja ke elektroda. Setelah arus elektroda didekatkan pada lokasi jalur sambungan disentuhkan dan diangkat kembali pada jarak yang pendek (garis tengah elektroda).

Dengan penyentuhan singkat elektroda logam pada bagian benda kerja yang akan dilas, berlangsung hubungan singkat di dalam rangkaian arus pengelasan, suatu arus listrik yang kekuatannya tinggi mengalir, yang setelah pengangkatan elektroda itu dari benda kerja menembus celah udara, membentuk busur cahaya diantara elektroda dengan benda kerja, dan dengan demikian tetap mengalir. Suhu busur cahaya yang demikian tinggi akan segera melelehkan ujung elektroda dan lokasi pengelasan. Didalam rentetan yang cepat partikel elektroda menetes, mengisi penuh celah sambungan las dan membentuk kepompong las. Proses pengelasan itu sendiri terdiri atas hubungan singkat yang terjadi sangat cepat akibat pelelehan elektroda yang terus menerus menetes.

b)                  Proses Penyulutan

Setelah arus dijalankan, elekteroda didekatkan pada lokasi jalur sambungan disentuhkan sebentar dan diangkat kembali pada jarak yang pendek (garis tengah elektroda).

c)                  Menyalakan busur listrik

Untuk memperoleh busur yang baik di perlukan pangaturan arus (ampere) yang tepat sesuai dengan type dan ukuran elektroda, Menyalakan busur dapat dilakukan dengan 2 (dua) cara yakni :

o   Bila pesawat Ias yang dipakai meisn Ias AC, menyalakan busur dilakukan dengan menggoreskan elektroda pada benda kerja.

Gambar Penyalaan Busur meisn Ias AC

o   Untuk menyalakan busur pada mesin Ias DC, elektroda disentuhkan.

 

Gambar Penyalaan Busur meisn Ias DC

Bila elektroda harus diganti sebelum pangelasan selesai, maka untuk melanjutkan pengelasan, busur perlu dinyalakan lagi. Menyalakan busur kembali ini dilakukan pada tempat kurang lebih 26 mm dimuka las berhenti seperti pada gambar. Bilamana busur sudah terjadi, elektroda diangkat sedikit dari pekerjaan hingga jaraknya ± sama dengan diameter elektroda.

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan :

·         Jika busur nyala terjadi, tahan sehingga jarak ujung elektroda ke logam induk besarnya sama dengan diameter dari penampang elektroda dan geser posisinya ke sisi logam induk.

·         Perbesar jarak tersebut(perpanjang nyala busur) menjadi dua kalinya untuk memanaskan logam induk.

·         Kalau logam induk telah sebagian mencair, jarak elektroda dibuat sama dengan garis tengah penampang tadi.

d)                 Memadamkan busur listrik

Cara pemadaman busur listrik mempunyai pengaruh terhadap mutu penyambungan maniklas. Untuk mendapatkan sambungan maniklas yang baik sebelum elektroda dijauhkan dari logam induk sebaiknya panjang busur dikurangi lebih dahulu dan baru kemudian elektroda dijauhkan dengan arah agak miring.

H.    Pengkutuban elektroda

a)                  Pengkutuban Langsung

Pada pengkutuban langsung, kabel elektroda dipasang Pada terminal negatif dan kabel massa pada terminal positif.  Pengkutuban langsung sering disebut sebegai sirkuit las listrik dengan elektroda negatif. (DC-).

Gambar Pengkutuban Langsung

b)                 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 dengan elektroda positif (DC+)

Gambar Pengkutuban Langsung

c)      Pengaruh pengkutuban pada hasil las

Pengaruh pengkutuban pada hasil las adalah pada penembusan lasnya. Pengkutuban langsung akan menghasilkan penembusan yang dangkal sedangkan Pada pengkutuban terbalik akan terjadi sebaliknya. Pada arus bolak-balik penembusan yang dihasilkan antara keduanya.

I.       Gerakan Elektroda

Ada dua macam gerakan elektroda pada saat pengelasan, yaitu:

1)   Gerakan arah turun sepanjang sumbu elektroda.

            Gerakan ini dilakukan untuk mengatur jarak busur listrik agar tetap pada posisinya.

2)   Gerakan ayunan elektroda

Gerakan ini diperlukan untuk mengatur lebar jalur las yang dikehendaki. Ayunan keatas menghasilkan jalur las yang lebar. Penembusan las pada ayunan keatas lebih dangkal dari pada ayunan ke bawah.

J.                  Arus Listrik Pada Pengelasan

Arus listrik yang digunakan dalam pengelasan harus sesuai dengan ukuran diameter elektroda. Tiap elektroda mempunyai ampere minimum dan maksimum. Tetapi dala prakteknya dipilih atau ditentukan ampere pertengahan.

Tabel  Ampere Elektroda

Diameter elektroda dalam		Tipe elektroda
mm	in	E 6010	E 6014	E 7018	E 7024	E 7027	E 7028
2,5	3/32	-	80 -125	70 – 100	100 -145	-	-
3,2	1/8	80 -120	110 - 160	115 – 165	140 – 190	125 -185	140 - 190
4	5/32	120 - 160	150 - 220	115 – 165	180 – 250	160 - 240	180 - 250
5	3/16	150 - 200	200 - 275	200 – 275	230 – 305	210 - 300	230 - 305
5,5	7/32	-	260 - 340	260 – 340	275 – 265	250 - 350	275 - 365
6,3	1/4	-	330 - 415	315 – 400	335 – 430	300 - 420	335 - 430
8	5/16	-	390 - 500	375 – 470	-	-	-

Kenggunaan elektroda sesuai dengan diameter elektroda

Tebal Bahan (mm)	Diameter Elektroda (mm)	Kuat Arus (Ampere)
1 1 – 1,5 1,5 – 2,5 2,5 – 4,0 4,0 – 6,0 6,0 – 10 10 – 16 diatas 16	1,5 2,0 2,6 3,25 4,0 5,0 6,0 8,0	20 – 35 35 – 60 60 – 100 90 – 150 120 – 180 150 – 220 200 – 300 280 – 400

·         Bila arus terlalu rendah, akan menyebabkan:

1)      Penyalaan busur listrik sukar dan busur listrik yang terjadi tidak stabil

2)      Terlalu banyak tumpukan logam las karena panas yang terjadi tidak mampu melelehkan elektroda dan bahandasar dengan baik

3)      Penembusan kurang baik

4)      Pinggiran-pinggiran dingin

Gambar hasil Pengelasan Arus Terlalu Rendah

·         Bila arus terlalu tinggi, maka elektroda  akan mencair terlalu cepat dan menghasilkan:

1)      Permukaan las yang lebih lebar dan datar

2)      Perembesan yang terlalu dalam

3)      Terjadi parit-parit sepanjang jalur las

Gambar Hasil Pengelasan Bila Arus Terlalu Tinggi

K.    Pengaruh Jarak Busur Pada Hasil Las

Jarak Busur (L) yang normal adalah kurang lebih sama dengan diameter (D) elektroda.

·         Bila jarak busur tepat (L=D), maka cairan elektroda akan mengalr dan mengendap dengan baik, dan hasilnya:

1)      rigi-rigi las yang halus dan baik

2)      tembusan las baik

3)      perpaduan dengan bahan dasar baik

4)      percikan teraknya halus

·         Bila jarak busur terlalu besar (L>D), maka akan timbul bagian-bagian yangberbentuk bola cairan elektroda, hasil pengelasan yaitu:

1)      rigi-rigi las kasar

2)      tembusan las dangkal

3)      percikan teraknya kasar dan keluar dari jalur las

·         Bila busur las terlalu pendek, akan sukar memeliharanya, bila terjadi pembekuan ujung elektroda pada pengelasan dan menghasilkajn hasil las:

1)      rigi-rigi las tidak merata

2)      tembusan las tidak baik

3)      jalur las terlalu kcil

4)      percikan teraknya kasar dan berbentuk bola.

L.     Pengaruh Kecepatan Elektroda Pada Hasil Las

Untuk menghasilkan rigi-rigi las yang rata dan halus, kecepatan tangan menarik atau mendorong elektroda waktu mengelas harus stabil.

Apabila elektroda digerakkan:

a.    Tepat dan stabil, menghasilkan daerah perpaduan dengah bahan dasar perembesan las yang baik

Gambar Hasil Pengelasan Dengan Kecepatan Tepat dan stabil

b.  Terlalu cepat, menghasilkan perembesan las dangkal karena pemansan bahan dasar kurang dan cairan elektroda kurang menembus bahan dasar. 

Gambar Hasil Pengelasan Dengan Kecepatan Terlalu Cepat

c.   Terlalu lambat menghasilkan jalur yang lebar dan menimbulkan kerusakan sisi las terutama bila bahan dasar yang dilas tipis.

Gambar Hasil Pengelasan Dengan Kecepatan Terlalu Lambat

BAB II

MESIN LAS ASETILIN /KARBIT

Gambar Mesin Las Asetilin

A.    Pengertian

Las  Oxy-Acetylene (las asetilin) adalah proses penyambungan logam dengan logam (pengelasan) yang mengunakan gas aseteline (C₂H₂) sebagai bahan bakar, prosesnya adalah membakar bahan bakar gas dengan O₂ sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi serta penyambungan tanpa penekanan. Proses penyambung logam melalui proses pelelehan logam menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin dan gas oksigen tersebut digunakan mesin yang disebut mesin las asetilen.

B.     Bagian Las Asetilin

Gambar Las Asetilin

1.                  Tabung Oksigen

Tabung oksigen berfungsi untuk menampung gas oksigen. Tabung oksigen biasanya berwarna biru atau hitam, mempunyai katub atau pembuka katup berupa roda tangan, baut serta mur pengikatnya menggunakan ulir kanan. Bagian atas ada dudukan untuk memasang regulator.

2.                  Katup silinder oksigen

Katup silinder oksigen terletak diujung atas silinder berguna untuk membuka atau menutup keluarnya oksigen sesuai keperluan. Dalam katup ini terdapat lubang pengaman dimana jika temperatur naik maka tekanan akan naik, tekanan akan dikurangi lewat pengaman ini .

3.                  Katup silinder asetilin

Katup silinder asetilin terletak diujung atas berguna membuka atau menutup keluarnya asetilin juga terdapat pengaman yang akan mencegah terjadinya ledakan karena tekanan panas dari dalam silinder.

4.            Torch / Brander

            Torch / Brander merupakan tempat bercampurnya gas asitelin dan oksigen setelah melalui proses pembukaan katup-katup penyetelan gas acetylene dan oksigen pada brander. Campuran gas asitelin dan oksigen mengalir melalui batang brander menuju saluran keluar pada ujung brander yaang berlubang.

 

Gambar Brander Las Oxy

Gambar Brander

5.                  Selang Oksigen

Selang Oksigen merupakan penghubung antara gas oksigen yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang oksigen berwarna hijau/biru dan memiliki ulir kanan. Selang, dibuat spesial mampu manahan tekanan tinggi, dibuat dalam ukuran 3/16”, ¼”,3/8” and ½”.

6.                  Saluran Asetilin

Selang asetilin merupakan penghubung antara gas asetilin yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang gas asetilin berwarna merah dengan ulir kiri.

7.                  Tabung asetilin

Tabung gas asetilin berfungsi untuk menampung gas gas asetilin. Untuk tabung gas asetilin menggunakan tabung berwarna putih atau kuning. Di dalam tabung asetilin terdapat beberapa alat misalnya bahan berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton, yaitu bahan supaya asetilin dapat larut dengan baik dan aman di bawah pengaruh tekanan. Dibagian bawah tabung diberi sumbat pengaman atau sumbat lebur akan meleleh dan lubang sumbat akan bocor bila sumbat pengaman mencapai suhu 100°C. Pengeluaran gas tidak boleh lebih dari 750 liter/jam. Tabung ini berisi 40 s.d. 60 liter gas asetilin, bentuknya pendek dan gemuk, biasanya berwarna merah.

8.                  Regulator asetilin

Fungsi dari regulator asetilin yaitu untuk mengukur tekanan gas di dalam tabung dan mengatur tekanan kerja pengelasan. Regulator asetilin berwarna merah. Regulator atau lebih tepat dikatakan Katup Penutup 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. 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. Regulator asetilin memiliki jenis ulir kiri dan kemampuan regulator yaitu dibuat sampai 500 psi, dan tekanan kerja 15 psi.

9.                  Regulator Oksigen

Gambar regulator

Fungsi dari regulator oksigen ini yaitu untuk mengukur tekanan gas oksigen di dalam botol dan mengatur tekanan kerja pengelasan. Untuk regulator oksigen menggunakan warna hijau. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Ulir sambungan regulator oksigen menggunakan ulir kanan. Regulator oksigen, dimana tabung oksigen penuh tekanannya adalah 2200 psi, untuk mengelas tidak memungkinkan dengan tekanan sebesar itu maka perlu regulator. Regulator oksigen mampu menahan tekanan sebesar 3000 psi.

10.              Silinder Pressure

Pengatur tekanan atau lebih sering disebut katup pereduksi tekanan, dihubungkan pada katup gas atau oksigen untuk mendapatkan tekanan kerja yang sesuai dengan torch, pada umumnya terdiri dari kran yang dilengakapi dengan dua manometer, yang berhubungan langsung dengan gas asetilin atau oksigen disebut manometer isi. Sedangkan yang berhubungan dengan torch disebut manometer kerja. Nosel didalam regulator terbuka dan tertutup oleh katup yang ditekan oleh pegas dan dihubungkan dengan membran. Dengan cara mengatur tekanan ulir pada membran, tekanan gas yang masuk ke torch mempunyai harga tertentu dan konstan.

11.              Baut Pengunci

12.              Pemegang silinder

C.    Perlengkapan Las Asetilin

1.                  Korek api las

Korek api las digunakan untuk menyalakan gas, karena tangan kita posisinya terlalu dekat dengan ujung pembakar sehingga sangat mudah terjilat api. Untuk itu menyalakan gas ini biasanya digunakan korek api las.

2.                  Sikat kawat (wire brush) 

Sikat kawat berfungsi untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas dan sisa-sisa terak yang masih ada setelah dibersihkan dengan palu terak.  Bahan serabut sikat terbuat dari kawat-kawat baja yang tahan terhadap panas dan elastis, dengan tangkai dari kayu yang dapat mengisolasi panas dari bagian yang disikat.

Gambar Sikat Kawat

3.                  Palu las (chipping hammer).

Palu las digunakan untuk membersihkan terak yang terjadi akibat proses pemotongan dan pengelasan dengan cara memukul atau menggores teraknya. Pada waktu membersihkan terak, gunakan kacamata terang untuk melindungi mata dari percikan bunga api dan terak. Ujung palu yang runcing digunakan untuk memukul pada bagian sudut rigi-rigi. Palu las sebaiknya tidak digunakan untuk memukul benda-benda keras, karena akan mengakibatkan kerusakan pada bentuk ujung-ujung palu sehingga palu tidak bisa berfungsi sebagaimana mestinya.

Gambar Palu Las

4.                  Tang penjepit 

Tang elektroda digunakan untuk menjepit elektoda las. Alat ini terdiri atas mulut penjepit dan pegangan yang dibungkus penyekat

Gambar Tang Penjepit

5.                  Air

Air digunakan untuk mendinginkan benda kerja setelah pengelasan.

D.    Pembuatan Oksigen

Secara teknis, oksigen di dapat dari udara yang dicairkan. Kemudian dengan cara elektrolisa, campuran udara cair dan air dipisahkan oleh oksigen. Masalah yang sulit adalah antara Nitrogen dan Oksigen . Nitrogen titik didihnya lebih besar, dan titik didih kedua gas tersebut hanya berbeda 13 0C saja. (Oksigen = -183 ⁰C dan Nitrogen = -196 ⁰C),  sehingga perlu pemurnian oksigen  dilaksanakan secara berulang-ulang. Kemurnian yang dapat dicapai sampai 99,5 % dan kemudian dimanfaatkan dalam tangki-tangki baja dengan tekanan kerja antara    15-30 atm. Keuntungan pemakaian oksigen adalah keadaan oksigen yang cukup cair tersebut, dapat dipertahankan  pada tangki penyimpan dan mudah  pada saat pengangkutan. Pada saat dibutuhkan dengan menggunakan alat  (Gasificator), oksigen cair dijadikan oksigen gas, dengan tekanan yang besar  kemudian oksigen gas tersebut disimpan pada botol-botol baja. Tekanan pada botol-botol baja dibagi berdasarkan kelas. Kelas medium tekanannya sampai 15 atm dan kelas tekanan tinggi sampai dengan 165 a atm.

Oxygen Quality Control

Untuk mengetahui kemurnian oksigen, dipakai alat Oxygen Purity Test Ap Apparatus, pada  prinsipnya adalah mereaksikan oksigen dengan larutan  ammonia (NH₄OH) + CU CL₂ , sisa yang tidak terlarut adalah nitrogen dan argon.

E.     Pembuatan Asetilin

Secara komersial (C₂H₂) untuk industri las karbit, diperoleh dengan mereaksikan  kalsium karbid dengan air.  Jadi asitelin adalah gas hidro karbon yang diperoleh dari unsur-unsur kapur, karbon dan air dengan reaksi sebagai berikut :   Ca O + 3 Ca C₂ + Co 108 + k .kal/g.mole (jadi pembakaran kapur dengan karbon tanpa  udara). Asetilin tidak berbau dan tidak berwarna, sedangkan dalam perdagangan ada bau khusus karena ada kotoran belerang dan phosphor. Asetilin murni mudah meledak karena faktor-faktor tekanan dan temperature. Tetapi faktor-faktor lain yang  mempengaruhi expobility dari asetilin adalah adanya kotoran-kotoran, katalisator, kelembaban, sumber-sumber penyalaan, ukuran dan bentuk tangki.

Karena alasan-alasan tersebut di atas, pada asetilin generator dibatasi, tekanan asetilin maksimum 5 atm. Karena asetilin di atas tekanan 2 atm dapat meledak. Untuk mengatasinya jika asetilin disimpan di dalam botol bertekanan lebih besar dari 2 atm, harus  dilarutkan  pada aseton cair. Caranya adalah melapisi dinding dalam botol pen yimpanan dengan asbes ferrous  dan dicelupkan dengan acetone cair.  

F.                    Jenis-jenis Nyala Api yang Digunakan di dalam Las Asetilin

Untuk dapat mengelas oxy-acetylene dengan baik maka harus dapat mengenali ketiga nyala yang ada di dalam las ini serta dapat menyetel nyala api yang sesuai. Penyetelan nyala api dimulai dari pembukaan katup acetylene terlebih dahulu sampai api pada posisi batas tidak berjelaga yang kemudian dilanjutkan dengan pembukaan katup oksigen sampai diperoleh nyala api yang dikehendaki. Ada 3 nyala api las yaitu:

a.                   Nyala karburasi

            Nyala karburasi merupakan nyala dimana gas asetilin yang dikeluarkan tidak secara sempurna terbakar semuanya akibat konsumsi gas oksigen yang kurang atau dengan kata lain perbandingan gas oksigen lebih sedikit bila dibandingkan  dengan asetilin. Nyala ini ditandai dengan adanya kerucut tengah diluar kerucut inti dan kerucut luar.

Nyala api luar berwarna biru.

Kegunaan Nyala karburasi  :

1 .  Untuk memanaskan

2 .  Untuk mengelas permukaan yang keras dan logam putih.

Gambar Nyala Karburasi

b.                  Nyala netral

Nyala netral merupakan nyala dimana gas asetilin yang dikeluarkan secara sempurna terbakar semuanya dengan bantuan gas oksigen yang seimbang. Nyala ini ditandai dengan terbentuknya kerucut inti yang bersinar biru kemilau, hilangnya kerucut tengah, dan terbentuknya kerucut luar yang lebih pendek dari kerucut luar pada nyala karburasi. Nyala api kerucut dalam berwarna putih menyala. Nyala api kerucut antara tidak ada. Nyala api kerucut luar berwarna kuning

Kegunaan Nyala Netral  :

1 .  Untuk pengelasan biasa

2 .  Untuk mengelas baja  atau besi tuang.

Gambar Nyala Netral

c.                   Nyala oksidasi

            Nyala oksidasi merupakan nyala dimana gas acetylene yang dikeluarkan tidak sebanding dengan konsumsi gas oksigen. Nyala ini ditandai dengan terbentuknya kerucut inti yang lebih pendek dari nyala netral yang berwarna biru kusam dan tidak kemilau, kerucut luar yang lebih pendek, serta munculnya bunyi desis yang lebih.

Kegunaan Nyala Oksidasi:

-untuk pengelasan logam perunggu dan kuningan.

Gambar nyala oksidasi

G.    Teknik Pengelasan Las Asetilin

Pada posisi pengelasan dengan oksi asetilin arah gerak pengelasan dan posisi kemiringan pembakar dapat mempengaruhi kecepatan dan kualitas las. Dalam teknik pengelasan dikenal beberapa cara yaitu :

a.                  Pengelasan di bawah tangan

Pengelasan di bawah tangan adalah proses pengelasan yang dilakukan di bawah tangan dan benda kerja terletak di atas bidang datar. Sudut ujung pembakar (brander) terletak diantara 60° dan kawat pengisi (filler rod) dimiringkan dengan sudut antara 30° - 40° dengan benda kerja. Kedudukan ujung pembakar ke sudut sambungan dengan jarak 2 – 3 mm agar terjadi panas maksimal pada sambungan. Pada sambungan sudut luar, nyala diarahkan ke tengah sambungan dan gerakannya adalah lurus.

b.                  Pengelasan mendatar (horisontal)

Pada posisi ini benda kerja berdiri tegak sedangkan pengelasan dilakukan dengan arah mendatar sehingga cairan las cenderung mengalir ke bawah, untuk itu ayunan brander sebaiknya sekecil mungkin. Kedudukan brander terhadap benda kerja menyudut 70° dan miring kira-kira 10° di bawah garis mendatar, sedangkan kawat pengisi dimiringkan pada sudut 10° di atas garis mendatar.

Gambar Pengelasan Mendatar

c.                   Pengelasan tegak (vertikal)

Pada pengelasan dengan posisi tegak, arah pengelasan berlangsung ke atas atau ke bawah. Kawat pengisi ditempatkan antara nyala api dan tempat sambungan yang bersudut 45°-60° dan sudut brander sebesar 80°

Gambar Pengelasan Vertikal

d.                  Pengelasan di atas kepala (over head)

Pengelasan dengan posisi ini adalah yang paling sulit dibandingkan dengan posisi lainnya dimana benda kerja berada di atas kepala dan pengelasan dilakukan dari bawahnya. Pada pengelasan posisi ini sudut brander dimiringkan 10° dari garis vertikal sedangkan kawat pengisi berada di belakangnya bersudut 45°-60°.

Gambar Pengelasan Atas Kepala

e.                   Pengelasan dengan arah ke kiri (maju)

Cara pengelasan ini paling banyak digunakan dimana nyala api diarahkan ke kiri dengan membentuk sudut 60° dan kawat las 30° terhadap benda kerja sedangkan sudut melintangnya tegak lurus terhadap arah pengelasan. Cara ini banyak digunakan karena cara pengelasannya mudah dan tidak membutuhkan posisi yang sulit saat mengelas.

f.                   Pengelasan dengan arah ke kanan (mundur)

Cara pengelasan ini adalah arahnya kebalikan daripada arah pengelasan ke kiri. Pengelasan dengan cara ini diperlukan untuk pengelasan baja yang tebalnya 4,5 mm ke atas

g.                  Operasi Branzing ( Flame Brazing )

Yang dimaksud dengan branzing disini ada lah 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.

h.                  Operasi Pemotongan Logam ( Flame Cut )

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 dengan peralatan khusus misalnya mengganti torchnya ( 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.

i.                    Operasi Perluasan ( 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.

j.                    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.

H.    Penyalaan Api, Pengelasan, dan Mematikan Api Las

            Sebelum menyalakan api brander yang digunakan untuk mengelas, maka prosedur yang harus ditempuh adalah:

o   Memeriksa semua alat-alat perlengkapan las asetilin apakah seluruhnya terpasang dengan baik.

o   Memeriksa regulator.

o   Membuka ulir pengatur regulator berlawanan dengan arah jarum jam agar tidak terjadi kejutan tekanan setelah gas dari tabung dibuka yang akan merusakkan diafragma regulator.

o   Berdirilah pada sisi lain regulator ketika membuka katup gas pada tabung agar tidak dikenai kemungkinan bocoran dari regulator yang membahayakan diri.

o   Secara perlahan bukalah katup tabung silinder asetilin antara ¼ sampai ½ putaran dengan arah berlawanan jarum jam. Gunakan kunci khusus untuk ini dan tetap biarkan kunci yang bersangkutan terpasang pada katup ini agar jika terjadi nyala api balik, tabung asetilin akan dengan cepat dapat ditutup. Atur tekanan kerja gas asetilin dengan memutar ulir pengatur tekanan kerja searah dengan putaran jarum jam. Pada saat pengaturan ini katup asetilin pada brander harus dibuka satu putaran agar dapat ditentukan tekanan kerja yang sebenarnya. Pengaturan tekanan ini akan bergantung dari besar kecilnya brander yang digunakan disesuaikan dengan ketebalan benda kerja yang akan dilas.

o   Bukalah katup gas oksigen dengan perlahan agar tidak merusak diafragma regulator. Atur tekanan kerja dengan memutar ulir pengatur tekanan kerja searah dengan jarum jam. Pada saat pengaturan ini katup oksigen pada brander harus dibuka satu putaran agar dapat ditentukan tekanan kerja yang sebenarnya. Pengaturan tekanan ini akan bergantung dari besar kecilnya brander yang digunakan disesuaikan dengan ketebalan benda kerja yang akan dilas.

a.                   Prosedur penyalaan api las

      Untuk menyalakan api las perlu ditempuh prosedur sebagai berikut:

o   Membuka katup pengatur asetilin tidak lebih dari 1/16 putaran dan nyalakan dengan korek api las.

o   Memutar katup lebih lebar lagi sampai nyala api meloncat dari ujung brander sekitar 1/16 inchi. Posisi ini menunjukkan bahwa konsumsi gas yang digunakan sudah cukup untuk mengelas. Putar sebaliknya sampai didapatkan nyala api pada ujung brander. Cara lain yang dapat ditempuh untuk menentukan jumlah asetilin  yang sesuai adalah dengan menyetel nyala api sampai didapatkan nyala dengan jarak aliran turbulen  sekitar ¾ sampai 1 inchi dari ujung brander. Setelah didapatkan nyala ini, api kemudian diperkecil sampai tidak berjelaga.

o   Setelah pengaturan asetilin ini, katup gas oksigen secara perlahan dibuka yang akan diikuti dengan munculnya kerucut nyala inti yang terang pada ujung brander. Pada pembukaan katup yang pertama dengan kondisi sedikit oksigen, akan didapat nyala karburasi dimana kerucut inti akan diikuti dengan kerucut tengah. Pada pembukaan katup oksigen yang lebih lebar nyala kerucut tengah ini akan hilang. Pada posisi tepat dimana kerucut tengah ini hilang, nyala api yang terjadi disebut nyala netral dengan nyala kerucut inti yang terang. Penambahan pembukaan katup yang lebih lebar akan menciptakan nyala api oksidasi dengan nyala inti yang kusam. Dalam banyak hal pengelasan, nyala api netral yang paling sering digunakan untuk mengelas. Pada las aluminium dan brazing nyala api sedikit karburasi yang sering digunakan.

b.                  Prosedur pengelasan

            Untuk dapat mengelas dengan baik dibutuhkan 3 prasyarat utama yang harus dipenuhi  meliputi mampu menyetel nyala api brander dengan baik, mampu menempatkan posisi brander dengan baik berikut pola mengayunnya, mampu memanasi logam dan menciptakan kawah las yang baik untuk penyambungan baik dengan memakai filler metal atau tidak. Penempatan brander biasanya terletak tegak lurus dengan sisi kanan kiri logam yang disambung dan membentuk sudut antara 30⁰ – 40⁰ dengan arah jalur yang akan dibuat. Sedangkan jarak kerucut inti dengan logam yang akan disambung sekitar 1,6 mm – 3,2 mm. Posisi sudut pengelasan dan jarak kerucut inti terhadap benda kerja dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar  Sudut pengelasan dan Jarak Kerucut Inti

Pola ayunan yang dipakai

Gambar Pola Ayunan Brander

Menciptakan kawah las  merupakan syarat utama untuk menghasilkan pengelasan yang sempurna. Karena kawah las ini akan memberitahu tentang penetrasi las yang diharapkan, kesesuaian penyetelan nyala api berkaitan dengan panas yang diperlukan, bagaimana dan kapan brander perlu digeser, serta kapan dan bagaimana filler metal perlu ditambahkan.

c.                   Prosedur mematikan api las

                  Jika akan meninggalkan lokasi untuk beberapa menit atau selesai mengelas, proses untuk mematikan api las dimulai dengan menutup katup asetilin terlebih dahulu baru diikuti dengan katup oksigen. Tetapi jika ingin meninggalkan lokasi untuk waktu yang lama atau alat sudah tidak digunakan lagi, prosedur mematikan api las dimulai pertama kali dengan menutup katup asetilin yang dilanjutkan dengan katup oksigen pada brander. kemudian tutup katup tabung asetilin dan oksigen rapat-rapat. Buka kembali katup asetilin dan oksigen pada brander untuk membuang semua sisa gas yang ada pada saluran gas. Kendorkan ulir pengatur tekanan kerja pada regulator. Jangan mengendorkan sebelum sisa gas ini dibuang karena sisa gas akan tetap ada pada regulator.

I.       Kerusakan atau Cacat Las Pada Teknik Pengelasan Asetilen

Cacat las / defect weld adalah suatu keadaan hasil pengelasan dimana terjadi penurunan kualitas dari hasil lasan. Kualitas hasil lasan yang dimaksud adalah berupa turunnya kekuatan dibandingkan dengan kekuatan bahan dasar base metal, tidak baiknya performa / tampilan dari suatu hasil las atau dapat juga berupa terlalu tingginya kekuatan hasil lasan sehingga tidak sesuai dengan tuntutan kekuatan suatu konstruksi.

Contoh cacat las yang dapat diidentifikasi antara lain:

1.                  Undercut

Undercut atau tarik las terjadi pada bahan dasar, atau penembusan pengelasan tidak terisi oleh cairan las, akan mengakibatkan retak.

Penyebab :

·         kelebihan panas

·         kelebihan kecepatan pengelasan, sehingga tidak cukup

·         bahan tambah mengisi cairan las.

·         kelebihan kecepatan ayunan

·         sudut dari brander dan bahan tambah yang tidak benar.

Cara pencegahan :

·         kurangi tekanan gas

·         kecepatan pengelasan diperlambat, maka cairan las dapat mengisi dengan lengkap pada daerah luar bahan dasar

·         periksa sudut brander maupun bahan tambah saat pengelasan.

Gambar Undercut

2.                  Incomplete Fusion

Incomplete Fusion terjadi ketika cairan las tidak bersenyawa dengan bahan dasar atau lapisan penegelasan sebelumnya dengan lapisan yang baru dilas.
Penyebab:

·         Kelebihan kecepatan pengelasan yang menyebabkan hasil pengelasan cembung pada manik las.

·         Tekanan api yang terlalu kecil

·         Persiapan pengelasan yang buruk seperti terlalu sempit rootgap.

Cara pencegahan :

·         naikkan tekanan gas

·         kecepatan pengelasan diperlambat,

·         periksa sudut brander maupun bahan tambah saat pengelasan.

·         Lebarkan celah atau rootgap

3.                  Overlaping

Overlaping adalah tonjolan cairan las yang keluar melebihi bibir kampuh.
Penyebab :

·         Terlalu lambat kecepatan pengelasan.

·         Api terlalu kecil

·         sudut dari brander dan bahan tambah yang tidak benar.

Cara pencegahan :

·         kecepatan pengelasan dipercepat

·         pergunakan sudut brander maupun bahan tambah yang benar saat pengelasan.

·         Naikkan tekanan gas

4.                  Crater

Crater atau kawat pengelasan adalah bagian yang dangkal pada permukaan las ketika pengelasan berhenti disebabkan oleh cairan las yang membeku setelah pengelasan berhenti, dapat menyebabkan retak bahkan sampai ke bahan dasar.
Cara pencegahan:

Pencegahannya dapat dilakukan dengan memberikan waktu pengelasan yang agak lama pada daerah tersebut sebelum mengakhiri pengelasan.

 

Gambar Keretakan Crater

Alat Keselamatan Kerja Pada Pengelasan Las Listrik dan Asetilin

1.                  Topeng las (welding mask) 

Untuk melindungi mata, kepala/rambut operator dari percikan-percikan pada saat melakukan pemotongan dengan oksi-asetilin atau api las dan benda -benda panas lainnya. Juga untuk melindungi muka operator las terhadap percikan hasil pemotongan, dan ledakan percampuran gas yang tidak sempurna.

Gambar Topeng Las

2.                  Sarung tangan kulit

Pekerjaan mengelas dan pemotongan selalu berhubungan dengan panas, kontak dengan panas sering terjadi yaitu pada saat pengelasan dan pemotongan benda kerja yang memperoleh panas secara konduksi dari proses pengelasan dan pemotongan. Untuk melindungi tangan dari percikan-percikan api las dan percikan pada saat pemotongan benda-benda panas maka operator las harus menggunakan sarung tangan. 

Gambar Sarung Tangan

3.                  Jaket kulit/Apron kulit.

Untuk melindungi kulit dan organ-organ  tubuh pada bagian badan  operator dari percikan-percikan api las pada saat proses pengelasan dan pemotongan benda kerja serta pancaran sinar las yang mempunyai intensitas tinggi maka pada baian badan perlu dilindungi dengan menggunakan jaket kulit atau apron kulit.

Gambar Jaket Kulit/ Apron kulit

4.                  Kaca mata pengaman (safety glasses)

Untuk Melindungi mata  pada saat membersihkan kampuh las serta terak hasil dari pemotongan yang menggunakan palu terak maupun mesin gerinda.

Gambar Kaca mata pengaman (safety glasses)

5.                  Sepatu pengaman

Untuk melindungi kaki terhadap benda-benda panas yang ada dilantai maupun percikan api  las dari atas pada saat melakukan pengelasan dan pemotongan.

Gambar sepatu Pengaman

6.                  Kamar Las

Kamar Ias dibuat dari  bahan tahan api. Kamar las penting agar orang yang ada disekitarnya tidak terganggu oleh cahaya las. Untuk mengeluarkan gas, sebaiknya kamar  las dilengkapi dangan sistim ventilasi: Didalam kamar las ditempatkan meja Ias. Meja las harus bersih dari bahan-bahan yang mudah  terbakar agar terhindar dari  kemungkinan terjadinya kebakaran oleh percikan terak las dan bunga api.

Gambar Kamar Las

7.                     Masker Las

Jika tidak memungkinkan adanya kamar las dan ventilasi yang baik, maka gunakanlah masker las, agar terhindar dari asap dan debu las yang beracun.

Gambar Masker Las