LAS LISTRIK
Teknik Pengelasan (welding)
Pengelasan (welding) adalah 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.
- 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.
Pada 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 :
1. Las listrik dengan elektroda berselaput,
2. Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas),
3. Las listrik submerged.
a. 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.
- a. 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 :
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
Pada arus ini, elektron-elektron bergerak sepanjang penghantar hanya
dalam satu arah.
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).
Jenis-jenis Mesin Las
Busur Listrik
Mesin Las Busur Listrik dapat di
bagi atas 3 Jenis antara lain :
1. Mesin
Las Arus Bolak-balik (Mesin AC)
2. Mesi
Las Arus Searah (Mesin DC)
3. Mesin
Las Ganda (Mesin AC-DC)
Mesin Las Arus Bolak-balik (Mesin
AC)
Mesin Las AC
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.
Mesin Las Arus Searah (Mesin DC)
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.
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.
Kelebihan mesin Las DC dan AC
Mesin Las DC
1. Busur nyala listrik yang
dihasilkan stabil
2. Dapat menggunakan semua jenis
elektroda
3. Dapat digunakan untuk pengelasan
pelat tipis
Mesin Las AC
- Perlengkapan dan perawatan lebih murah
- Kabel massa dan kabel elektroda dapat ditukar untuk
mempengaruhi yang dihasilkan
- Nyala busur kecil sehingga mengurangi timbulnya keropos
pada rigi-rigi las
Mesin Las Ganda (Mesin AC-DC)
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.