Pengelasan
Tahukah Anda bagaimana cara penyambungan materi besi menjadi satu bagian utuh? Pengelasan merupakan cara yang biasanya digunakan banyak orang untuk menyelesaikan pekerjaan tersebut. Bukan hanya besi. semua logam sebenarnya bisa disambung dengan teknik las. Hingga saat ini kebutuhan akan pengelasan masih sangat besar dalam industri logam. Bagaimana cara melakukan pengelasan yang baik dan benar? Materi bab ini akan menjawabnya dan pelajarilah dengan baik!
Mengelas adalah salah satu bidang keterampilan teknik penyambungan logam yang sangat banyak dibutuhkan di industri. Kebutuhan di industri ini dapat dilihat pada berbagai macam keperluan seperti pada pembuatan: Konstruksi rangka baja, konstruksi bangunan kapal, konstruksi kereta api, dan sebagainya. Contoh sederhana dapat dilihat pada proses pembuatan kapal dengan bobot mati 20.000 DWT diperkirakan panjang jalur pengelasan mencapai 40 km. Kebutuhan akan juru las di masa mendatang juga akan mengalami peningkatan yang signifikan.
Keterampilan teknik mengelas dapat diperoleh dengan latihan terstruktur mulai dari grade dasar sampai mencapai grade yang lebih tinggi. Seorang juru las akan dapat terampil melakukan proses pengelasan dengan melakukan latihan yang terprogram, di samping itu faktor bakat dari dalam diri juru las juga sangat berpengaruh terhadap hasil yang dicapai. Keberhasilan seorang juru las dapat dicapai apabila juru las sudah dapat mensinergikan apa yang ada dalam pikiran dengan apa yang harus digerakkan oleh tangan ketika proses pengelasan berlangsung.
A. Memahami Pengelasan
Proses pengelasan merupakan ikatan metalurgi antara bahan dasar yang dilas dengan elektroda las yang digunakan, melalui energi panas. Energi masukan panas ini bersumber dari beberapa alternatif di antaranya energi dari panas pembakaran gas, atau energi listrik Panas yang ditimbulkan dari hasil proses pengelasan melebihi dari titik lebur bahan dasar dan elektroda yang di las. Kisaran temperatur yang dapat dicapai pada proses pengelasan ini mencapai 2000 sampai 3000 derajat C. Pada temperatur ini daerah yang mengalami pengelasan melebur secara bersamaan menjadi suatu ikatan metalurgi logam lasan.
1. Jenis-Jenis Pengelasan
Berdasarkan klasifikasi cara kerja pengelasan, terdiri atas tiga kelas utama, yaitu sebagai berikut.
- Pengelasan cair (welding) adalah proses penyambungan sebuah logam di mana untuk menyambungkan logam pertama-tama dipanasi sampai logam tersebutmencair, mencairnya logam tersebut diakibatkan dari panas yang berasal dari busur listrik.
- Pengelasan tekan (grazing) adalah proses penyambungan sebuah logam di mana logam tersebut pertama-tama dipanaskan lalu setelah logam tersebut mencair kemudian diberikan tekanan hingga kedua logam tersebut menyatu
- Pematrian (soldering) adalah proses penyambungan sebuah logam di mana logam pada sambunganya diberi logam yang mempunyai titik cair yang lebih rendah dari logam yang akan disambung, sehingga logam induk yang akan disambung tidak mencair.
2. Syarat Pengelasan
Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi untuk keberhasilan proses pengelasan yaitu sebagai berikut
- Material yang akan disambung dapat mencair oleh panas.
- Antara material yang akan disambung terdapat kesesuaian sifat lasnya.
- Cara penyambungan sesuai dengan sifat benda padat dan tujuan penyambungan.
Dalam merencanakan konstruksi ketiga faktor di atas harus sejauh mungkin diusahakan. Dan akhirnya hal yang tidak kalah pentingnya adalah mengusahakan agar pemeriksaan hasil lasan seperti pengujian tidak merusak dapat dilakukan dengan tidak terganggu.
Tokoh
Penemu Las Listrik Penemu mesin las listrik adalah Prof. Elihu Thomson. la dilahirkan di Manchester, Inggris yang kemudian mengikuti orang tuanya berimigrasi ke Amerika Serikat.
la mendemonstrasikan penemuannya ini pada tahun 1877.
la pulalah yang merupakan salah seorang pendiri perusahaan yang bernama Thomson - Houston Electric Company, yang kemudian merupakan bagian dari perusahaan General Electric Company, di mana ia menjabat sebagai pimpinan pada bagian kelistrikan.
Di antara penemuannya yang lain adalah sebagai berikut.
1. Gambar sinar X yang stereoscopik.
2. Pesawat untuk mengirimkan isyarat tanpa kabel
3. Pemisah cream (cream separator).
3. Jenis Sambungan Las
Pemilihan jenis sambungan las terutama berdasarkan pada ketebalan pelat yang dilas. Dalam pengelasan ada yang disebut dengan pelat tipis dan pelat tebal.
Disebut pelat tipis apabila ketebalannya kurang dari 1 inci atau sama dengan 25,4 mm, dan disebut pelat tebal jika ketebalannya lebih dari 1 inci. Sambungan las dalam kontruksi baja dibagi menjadi beberapa sambungan antara lain sambungan tumpul, sambungan sudut, sambungan tumpang, sambungan T, sambungan sisi, sambungan silang, dan sambungan dengan penguat.
4. Faktor yang Mempengaruhi kualitas Pengelasan
Berikut ini beberapa faktor yang berpengaruh besar terhadap kualitas pengelasan
a. Teknik Pengelasan
Faktor utama yang menentukan kualitas mutu pengelasan adalah teknik penge lasan yang digunakan. Faktor ini menimbulkan pengaruh langsung terhadap hasil dari pekerjaan las. Beberapa aspek yang berhubungan dengan teknik pengelasan, yaitu posisi mengelas, kecepatan mengelas, dan bentuk sambungan. Selain itu, ukuran elektrode las serta brander las yang digunakan juga mempengaruhi tingkat kerapihan dalam pengelasan.
b. Bahan Logam
Sebelum melakukan pengelasan, logam harus dipanaskan terlebih dahulu hingga mencair. Ketika logam tersebut didinginkan secara perlahan-lahan, maka sifatnya akan berubah menjadi kenyal. Sedangkan bila didinginkan secara mendadak dalam waktu yang cukup cepat, maka karakteristik logam akan menjadi rapuh. Perubahan kimia yang terjadi pada logam tadi disebabkan oleh susunan unsur-unsur yang terkandung, khususnya unsur karbon (C). logam yang meleleh pada temperatur tinggi akan lebih banyak mengandung gas dibandingkan logam yang meleleh pada suhu rendah. Oleh sebab itu, pengelasan yang keliru akan menimbulkan efek keropos. Guna mencegah terjadinya pengeroposan, bahan pelindung (fluks) perlu ditambahkan ketika pengelasan berlangsung. Pemerhatian titik lebur yang sama dari logam-logam yang akan disambung juga mempengaruhi proses pembuatan sambungan las dengan hasil yang sempurna.
c. Pengaruh Pemanasan dan Pendinginan
Faktor lain dari penentuan kualitas hasi pengelasan adalah pengaruh panas. Panas yang mengenai sambungan las dapat menyebabkan terjadinya ekspansi dan pemuaian. Hal ini akan menimbulkan tegangan-tegangan sekunder yang diinginkan di sekitar sambungan tersebut. Proses pendinginan pada logam juga menentukan kualitas hasil pengelasan. Misalnya, pendinginan hasil pengelasan dengan metode pembekuan. Jika tidak diperhatikan, proses tersebut akan menyebabkan terbentuknya lubang-lubang halus akibat reaksi oksida dan pemisahan.
5. Cacat pada Las
Teknik dan prosedur pengelasan yang tidak baik menimbulkan cacat pada hasil pengelasan yang menyebabkan diskontinuitas dalam las. Cacat yang sering dijumpai yaitu sebagai berikut.
a. Peleburan Tidak Sempurna
Terjadi karena logam dasar (induk) dan logam las yang berdekatan tidak melebur bersama secara menyeluruh. Ini dapat terjadi jika permukaan yang akan disambung tidak dibersihkan dengan baik dan dilapisi kotoran, terak, oksida, atau bahan lainnya.
b. Penetrasi Kampuh yang Tidak Memadai
Penetrasi kampuh yang tidak memadai adalah keadaan di mana kedalaman las kurang dari tinggi alur yang ditetapkan. Cacat ini terjadi akibat perencanaan alur yang tidak sesuai dengan proses pengelasan yang dipilih, elektroda yang terlalu besar, arus listrik yang tidak memadai, atau laju pengelasan yang terlalu cepat.
c. Porositas
Porositas terjadi bila rongga-rongga gas yang kecil terperangkap selama proses pendinginan. Cacat ini ditimbulkan oleh arus listrik yang terlalu tinggi, dan busur nyala yang terlalu panjang.
d. Peleburan Berlebihan
Arus listrik dan panjang busur nyala yang berlebihan dapat membakar atau menimbulkan alur pada logam induk. Cacat ini mudah terlihat dan dapat diperbaiki dengan memberi las tambahan.
e. Kemasukan Terak
Terak biasanya berada pada permukaan dan dapat dihilangkan dengan mudah setelah dingin. Namun pendinginan yang terlalu cepat dapat menjerat terak sebelum naik ke permukaan
f. Retak
Retak adalah terjadi pecah pada logam alas, baik searah ataupun transversa terhadap garis las, yang ditimbulkan oleh tegangan internal.
Tugas 6.1
Pengelasan yang dilakukan tanpa pemahaman dasar-dasar pengelasan yang baik akan menimbulkan cacat pada hasilnya. Seperti yang dijelaskan tersebut, ada beberapa kecacatan yang muncul dari adanya pengelasan yang kurang baik. Bagaimana cara mendeteksi dan masing-masing kecacatan tersebut? Tuliskan hasilnya dalam bentuk esai.!
6. Pengujian Kekuatan Hasil Lasan
Pengujian untuk mengetahui kekuatan dan cacat yang terjadi pada sambungan hasil pengelasan dapat dilakukan dengan beberapa cara berikut.
a. Pengujian Tarik
Salah satunya yang dapat dilakukan melalui suatu uji tarik statik yang terlebih dahulu membentuk spesimen uji tarik yang telah distandarisasi, Pengujian tarik statik dilakukan untuk mengetahui kekuatan sambungan logam yang telah dilas, karena mudah dilakukan, dan menghasilkan tegangan seragam pada penampany, Pengujian batang uji dilakukan dengan kenaikan beban sedikit demi sedikit sampai
batang uji patah.
b. Pengujian Impak
Uji impak dirancang untuk mensimulasikan reaksi material terhadap pembebanan kecepatan tinggi dan membutuhkan suatu batang percobaan yang dibenturkan dengan pukulan mendadak (tiba-tiba).
c. Pengujian Kekerasan
Uji kekerasan bertujuan untuk mengetahui distribusi kekerasan dari logam las, HAZ dan logam induk, sehingga diperoleh gambaran perubahan kekerasan logam akibat panas las. Metode uji kekerasan dilakukan dengan metode Rockwell menggunakan kedalaman penekanan indentor pada logam untuk mendapat harga kekerasannya.
d. Pengujian Struktur Mikro
Dalam pengujian ini, kualitas bahan ditentukan dengan mengamati struktur di bawah mikroskop, di samping itu, dapat pula mengamati cacat dan bagian yang tidak teratur.
B. Praktik Pengelasan
Terdapat beberapa jenis praktik pengelasan yang dapat dilakukan. Adapun contoh jenis pengelasan yang biasa dilakukan adalah jenis las busur listrik dan las oksi-asetilen (las karbit). Berikut ini merupakan beberapa praktik pengelasannya
1. Las Busur (Listrik)
Pengelasan adalah menyambung logam dengan cara memanasi sampai mencat. di mana pada benda kerja yang mencair atau meleleh akan menyatu dengan bantuan bahan tambahan. Dengan demikian, terbentuklah suatu sambungan. melelehnya benda kerja dan bahan tambahan disebabkan oleh panas yang datang dari busur listrik. Busur listrik ini terjadi pada waktu adanya perpindahan arus Tietrik dari batang elektroda ke benda kerja lewat udara. Busur listrik ini menyala dalam garis lintang udara yang menyalurkan arus listrik. Oleh karena ada tahanan listrik yang tinggi pada waktu perpindahan arus dari ujung elektroda ke benda kerja, maka pada busur listrik dicapai suhu sampai 6.000 derajat Celcius. Oleh karena itu, pemanasan ini bersifat setempat maka bagian benda kerja dan ujung elektroda yang saling berdekatan akan mencair. Tingkat kesulitan dalam pengelasan ini dipengaruhi oleh posisi pengelasan Secara umum posisi pengelasan ini dibedakan berdasarkan posisi material, jalur las, elektroda dan juru las. Proses pengelasan di atas kepala mempunyai karakteristik khusus. Sebab kecenderungan cairan logam lasan akan meleleh ke bawah sewaktu proses pengelasan berlangsung. Cairan logam lasan ini akan mengganggu konsentrasi juru las dalam melakukan pengelasan.
Kriteria hasil pengelasan dapat dilihat lebar jalur, penetrasi tebal jalur pada sambungan sudut, rigi-rigi las, kelurusan jalur, dan kesamaan ayunan rigi-rigi las. Cacat-cacat dan penyebab yang sering ditimbulkan pada proses pengelasan ini di antaranya sebagai berikut.
a. Overlaping atau dikenal juga dengan istilah kelebihan logam lasan.
b. Undercut adalah kerusakan akibat salah menentukan posisi elektroda pada saat pengelasan berlangsung.
c. Crack
d. Kropos
e. Deformasi
f. Bolong
a. Pemahaman Dasar Pengelasan Las Busur (Listrik)
Pada prinsipnya beberapa teknik yang harus diketahui dan dilakukan seorang juru las dalam melakukan proses pengelasan adalah sebagai berikut.
1) Teknik menghidupkan busur nyala.
2) Teknik ayunan elektroda.
3) Posisi-posisi pengelasan.
4) Teknik dan prosedur pengelasan pada berbagai konstruksi sambungan.
b. Bagian-Bagian Utama Mesin Las
Mesin las terdiri atas:
1) Trafo Las
2) Pengatur arus pengelasan
3) Handel On-Off (supply arus)
4) Kabel elektroda dan tang masa
5) Meja Las
C. Posisi Pengelasan
Posisi pengelasan terdiri atas empat macam, yaitu sebagai berikut.
1) Posisi di bawah Tangan
Posisi bawah tangan adalah posisi yang paling mudah dilakukan Oleh karena itu, untuk menyelasaikan setiap pekerjaan pengelasan diusahakan berada pada posisi di bawah tangan. Adapun kemiringan elektroda berada pada 10° 20° terhadap garis vertikal ke arah jalan elektroda.
2) Posisi Mendatar/Horizontal
Pada posisi ini, benda kerja berada pada posisi horizontal dan arah pengelasan mengikuti garis horizontal. Adapun posisi elektroda dimiringkan sekitar 5°-10° ke bawah, untuk menahan lelehan logam cair, dan 20° ke arah lintasan las (sudut jalan elektroda dengan kemiringan 70°). Pada posisi pengelasan ini, panjang busur nyala dibuat lebih pendek dari panjang busur nyala posisi pengelasan di bawah tangan.
3) Posisi Vertikal
Benda kerja pada pengelasan vertikal berada dalam posisi tegak dan proses pengelasan mengarah ke atas/naik atau ke bawah/ turun. Arah pengelasan yang dilakukan tergantung kepada jenis elektroda yang dipakai. Elektroda yang berbusur lemah maka pengelasan diarahkan ke atas dan sebaliknya, elektroda yang berbusur keras dilakukan pengelasan ke bawah. Pada proses pengelasan vertikal, cairan logam cenderung mengalir ke bawah. Kecenderungan penetesan dapat diperkecil dengan memiringkan elektroda sekitar 10°-15° kebawah. Sementara itu, untuk pengelasan ke atas diperlukan pengayunan elektroda yang teliti dan tepat sehingga dapat diperoleh hasil yang baik.
4) Posisi di Atas Kepala
Posisi pengelasan di atas kepala dilakukan ketika benda kerja berada pada daerah sudut 45° terhadap garis vertikal, dan posisi juru las berada di bawahnya. Adapun posisi sudut jalan elektroda berkisar antara 750–85° tegak lurus dengan kedua benda kerja. Pada proses ini, busur nyala dibuat sependek mungkin agar pengaliran cairan logam dapat ditahan, terdapat dua jenis ayunan elektroda pada pengelasan di atas kepala. Pada umumnya ayunan elektroda hampir sama dengan ayunan elektroda pada posisi vertikal. Pengelasan di atas kepala ini sangat sukar dan berbahaya, sebab percikan logam banyak yang jatuh. Oleh sebab itu, peralatan perlindungan keselamatan kerja harus selalu dikenakan.
d. Teknik Mengelas
Teknik mengelas yang diterapkan dalam proses pengelasan dapat dilakukan dengan mengikuti aturan atau ketentuan yang umum berlaku pada pengelasan. Skema proses pengelasan memperlihatkan bahwa beberapa parameter untuk pengelasan yang dilakukan pada posisi di bawah tangan meliputi hal-hal berikut.
1) Arah Pengelasan
Arah pengelasan yang dimaksud adalah arah pergerakan elektroda pada saat memulai proses pengelasan. Arah pengelasan ini sangat tergantung pada juru las dan konstruksi sambungan las. Arah pengelasan ini dapat dilakukan dengan beberapa cara yakni arah pengelasan dari kiri ke kanan. Hal ini digunakan untuk juru las yang dominan menggunakan tangan kanan (seperti orang menulis). Adapun yang menggunakan tangan kiri secara dominan maka arah pengelasannya dapat dibalik dari kanan kekiri.
2) Gerakan Elektroda yang Digunakan
Gerakan elektroda berupa ayunan elektroda pada saat mengelas, dimana ayunan elektroda ini dapat
digerakkan secara lurus, setengah lingkaran, zig-zag, lingkaran penuh, segitiga, ayunan angka delapan, dan segi empat. Ayunan elektroda ini
3) Sudut antara Elektroda dengan Benda Kerja Arah Memanjang
Sudut elektroda yang terbentuk pada arah gerakan elektroda membentuksudut dengan kisaran 700-80°. Sewaktu terjadinya proses pengelasan sudut, pengelasan ini harus dijaga tetap konstan
4) Sudut antara Elektroda dengan Benda Kerja Arah Melintang
Sudut antara elektroda dan benda kerja yang dilas pada arah melintang ini membentuk sudut 90°. Pembentukan sudut ini juga harus dijaga tetap konstan.
5) Jarak Elektroda ke Benda Kerja
Jarak elektroda ke benda kerja yang baik mendekati besarnya diameter elektroda yang digunakan. Misalnya digunakan elektroda dengan besarnya diameter intinya adalah 3,2 mm, maka jarak elektroda ke bahan dasar logam lasan mendekati 3,2 mm. Pada proses pengelasan ini diharapkan jarak elektroda ke benda kerja ini relatif konstan.
6) Jarak gap antara Benda kerja yang Akan Disambung
Jarak antara benda kerja yang baik adalah sebesar diameter kawat las yang digunakan. Alasan memberikan celah atau jarak ini bertujuan untuk menghasilkan penetrasi pengelasan yang lebih baik sampai mencapai sisi baglan dalam logam yang dilas.
7) Kecepatan Pengelasan
Kecepatan pengelasan merupakan parameter yang sangat penting dalam menghasilkan kualitas sambungan yang memenuhi standar pengelasan. Kecepatan pengelasan harus konstan mulai dari saat pengelasan sampai pada penyelesaian pengelasan. Jika yang mengelas robot, maka kecepatan pengelasan ini dapat diatur dengan mudah. Tetapi jika konstruksi pengelasan menggunakan las busur nyala listrik dengan menggunakan elektroda terbungkus sebagai bahan tambahnya maka proses ini tidak dapat dilakukan pengelasan secara otomatis. Pengelasan secara manual ini membutuhkan latihan yang terus-menerus, sehingga seorang juru las harus dapat mensinergikan antara kecepatan pengelasan dengan pencairan elektroda yang terjadi. Pencairan elektroda ini menyebabkan elektroda lama-kelamaan menjadi habis atau bertambah pendek, maka juru las harus dapat menyesuaikan antara kecepatan jalannya elektroda mengikuti kampuh pengelasan dengan turunnya pergerakan tang elektroda. Dipastikan pada proses ini jarak antara elektroda ke logam lasan juga tetap konstan atau stabil.
8) Penetrasi Pengelasan
Penetrasi adalah penembusan logam lasan mencapai kedalaman pada bahan dasar logam yang dilas. Penetrasi ini juga merupakan pencairan antara elektroda dengan bahan dasar dari tepi bagian atas sampai menembus pelat pada kedalaman tertentu. Penetrasi yang memenuhi standar harus dapat mencapai pada seluruh ketebalan plat yang di las. Untuk juru las tingkat dasar hal ini sulit dicapai tetapi apabila dilatih secara terus-menerus maka standar penetrasi ini akan dapat dicapai.
2. Las Oksi-Asetilen
Pengelasan dengan gas oksi-asetilen dilakukan membakar bahan bakar gas C2 H2, dengan O2. Dengan demikian menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencair logam induk dan logam pengisi. Di antara ketiga bahan bakar ini paling banyak digunakan adalah asetilen, sehingga las pada umumnya diartikan sebagai las oksi-asetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka las oksi
asetilen banyak dipakai di lapangan walaupun pemakaiannya tidak sebanyak las busur elektroda terbungkus.
a. Generator Asetilen
Generator asetilen merupakan alat yang digunakan untuk memproduksi asetilen melalui proses reaksi kalsium karbida dengan air. Proses kerja generator relatif sederhana, yaitu dengan jalan mempertemukan kalsium karbida dengan air secara proporsional yang selanjutnya akan diikuti dengan terjadinya reaksi. Dengan demikian, menghasilkan gas asetilen. Pemakaian generator dalam memproduksi asetilen masih terbilang banyak, terutama di daerah yang jauh dari industri asetilen atau daerah terpencil. Keuntungan penggunaan generator dapat menekan biaya operasional bila dibandingkan dengan pemakaian asetilen dalam botol. Namun kelemahan yang dimiliki ialah tekanan asetilen lebih labil dibandingkan dengan asetilen dalam botol.
b. Pembakar (Brander) Las
Brander las merupakan suatu alat yang berfungsi sebagai berikut.
1) Pencampur asetilen dengan oksigen.
2) Pengatur pengeluaran gas.
3) Pembangkit nyala api.
Bagian utama brander las terdiri atas tiga komponen yaitu badan pemegang, katup pengatur nyala, serta batang nozzle. Pemegang brander sesuai dengan namanya digunakan sebagai tempat pegangan. Selain itu juga merupakan dudukan katup pengatur dan penyalur gas ke batang nozzel. Katup pengatur pada alat ini terdapat dua buah, yaitu katup penyaluran oksigen dan katup penyaluran asetilen. Melalui
kedua katup ini jumlah pengeluaran gas dapat diatur sesuai dengan proporsi yang dibutuhkan. Semakin lebar dibuka saluran gas, semakin banyak gas yang lewat dan pada akhirnya semakin besar/keras pula api yang dihasilkan, Batang nozzle memiliki dua fungsi yaitu sebagai ruang pencampur gas dan sebagai nyala melalui orifisnya. Batang nozzle ini biasanya memiliki ukuran lubang yang berbeda-beda,
yang pemakaiannya dapat disesuaikan dengan ketebalan bahan yang akan dilas.
c.Nyala Api Oksi-Asetilen (Oxy-acetylene)
Ketepatan menggunakan nyala api dalam las oksi asetilen memegang peranan penting untuk memperoleh keberhasilan mengelas. Kesalahan menggunakan nyala dari yang semestinya digunakan dapat mengakibatkan kerusakan pada bahan dilas atau mutu pengelasan yang diperoleh kurang baik. Nyala api las yang timbul akibat proses pembakaran gas asetilen dengan sejumlah oksigen sebenarnya
merupakan hasil reaksi yang terjadi dalam dua tahap proses.
Tahap pertama, pembakaran terjadi disebabkan oleh oksigen yang disediakan oleh pembakar yang diperoleh dari dalam tabung (pembakaran pertama) sebagai berikut:
C2, H2, + 02 ------2CO + H2
Tahap kedua, pembakaran yang disebabkan oleh oksigen dari udara bebas
(pembakaran kedua):
2CO + H2, + 1,5 O2,-----------2C02, + H2O + Panas
Jadi pembakaran sempurna diperoleh dengan mereaksikan satu bagian gas asetilen
dengan 2,5 bagian oksigen:
C2H2, + 2,5 O2, --------- 2C02 + H2O
Berdasarkan perbandingan oksigen dengan asetilen yang dicampur dalam pembakar, nyala api las dapat dibedakan atas tiga macam, yaitu nyala netral, nyala oksidasi, dan nyala karburasi.
1) Nyala Netral
Nyala netral adalah nyala yang dihasilkan dari proses pencampuran antara gas asetilen dengan oksigen dalam jumlah perbandingan yang sama. Gas campuran yang dimaksudkan adalah gas yang diperoleh dari dalam tabung, sebagai mana reaksi pembakaran pertama di atas. Nyala netral dapat dikenal dengan bentuk inti nyala yang panjang, tidak tajam dan memiliki dua tingkat nyala. Warna inti nyala adalah putih kebiru-biruan. Nyala netral dalam pengelasan pada umumnya digunakan untuk mengelas logam-logam yang memerlukan terjadinya pencairan dan perpaduan secara bersamaan, seperti pada baja, baja tahan karat, besi tuang, tembaga, dan aluminium. Nyala netral sering digunakan karena dalam proses pengelasan tidak mengubah dan mengurangi sifat-sifat utama dan sifat fisis dari bahan dasar.
2) Nyala Oksidasi
Nyala oksidasi adalah nyala pembakaran yang terjadi dengan jumlah pencampuran gas yang tidak seimbang. Nyala ini dihasilkan dengan perbandingan volume zat asam lebih banyak dari volume asetilen. Reaksi yang terjadi dalam hal kelebihan oksigen adalah sebagai berikut.
CH, + 3O2 --------2CO, + 2H1,0 + Panas.
Nyala oksidasi dapat dikenal dengan bentuk inti nyala pendek, tajam dan tidak begitu jelas. Nyala luar juga kelihatannya pendek dikarenakan oleh oksidasi yang kuat. Tanda-tanda lain yang dimilikinya adalah dengan adanya suara khusus yang mendesis. Nyala oksidasi dapat menyebabkan cairan logam mendidih dan memercik. Penambahan oksigen ke dalam nyala dapat menyebabkan logam terbakar dan menghasilkan las getas atau pemisahan bagian logam. Nyala oksidasi dapat digunakan untuk mengelas tembaga dan las kuningan (brazing). Selain itu umumnya nyala ini digunakan untuk proses pemotongan.
3) Nyala Karburasi
Nyala karburasi diperoleh dengan membakar campuran gas yang mengandung asetilen berlebihan. Pada nyala ini kelebihan asetilen yang terkandung dan keluar melalui brander akan dibakar oleh oksigen yang berada pada udara bebas. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
2C,H, + 50---------- 4CO, + 2H 0 + Panas
Asetilen yang berlebihan dari inti nyala akan membentuk sayap asetilen yang panjang sayapnya tergantung jumlah kelebihan asetilen. Kalau panjang sayap dua kali nyala inti berarti perbandingan pembakaran gas adalah 2 asetilen dengan 1 oksigen (gas dimaksud yang dikeluarkan dari dalam tabung). Tanda- tanda yang dapat dikenal pada nyala ini yaitu dengan adanya tiga tingkat nyala di ujung brander. Nyala luar biasanya lebih panjang dari nyala netral dan berwarna lebih terang. Asetilen yang berlebihan sangat banyak mengandung karbon dan inilah yang menyebabkan nyala karburasi kaya akan unsur karbon. Oleh karena itu nyala ini sering digunakan untuk proses pengerasan permukaan logam. Disamping itu dalam las brazing. Oleh karena bahan tambah yang digunakan memiliki titik cair dan kekerasan yang lebih rendah dari logam dasar, maka untuk menambah kekerasan dan kekuatan lasan nyala ini sangat cocok digunakan. Nyala karburasi Nyala asetilen lebih kurang baik digunakan untuk (Nyala karburasi)proses pengelasan cair karena dapat mempengaruhi sifat utama Nyala Netral dan sifat fisis logam. Penyusupan kelebihan asetilen ke dalam cairan logam las, akan menambah kadar Nyala oksigen lebih (Nyala oksidasi) karbon ke dalam logam dan ini dapat membuat hasil lasan keras dan rapuh.
d. Bahan Tambah (Filler)
Bahan tambah yang lazim disebut dengan kawat las atau Aller adalah suatu batang logam yang digunakan sebagai bahan pengisi. Kawat ini diperdagangkan di pasaran dalam bentuk batangan yang biasanya dibuat dengan panjang kira- kira 900 mm. Ukuran penampang kawat bervariasi, di antaranya tersedia dengan diameter 1,6, 2,5, 3,2, 4,0, 5,0,6,0, 8,0, dan 10,0 mm. Penggunaan kawat las pada dasarnya harus disesuaikan dengan logam yang akan di las, kecuali untuk membrazing. Untuk itu kawat las tersedia dari berbagai jenis bahan, seperti baja lunak, besi tuang, stainless steel, tembaga, paduan tembaga, aluminium, dan paduan aluminium. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam memilih kawat las apabila pengelasan akan dilaksanakan, di antaranya jenis bahan yang akan dilas, tebal bahan yang akan dilas, jenis kampuh yang akan dibuat, ukuran lasan, dan kekuatan las yang diperlukan. Hal ini dimaksudkan agar didapati hasil pengelasan yang baik.
e.Flux
Flux merupakan bahan yang harus digunakan selain bahan tambah untuk pengelasan logam yang bukan baja lunak (mild steel). Flux digunakan sebagai bahan yang dapat melindungi cairan logam dari pengaruh oksidasi. Flux selama proses pembakaran akan bereaksi dengan oksida, melepaskan gas-gas yang timbul dan menghilangkan bahan-bahan yang bukan logam. Di samping itu flux akan membentuk lapisan slag, sehingga dapat melindungi cairan logam dari pengaruh luar. Flux tersedia dalam berbagai bentuk seperti serbuk (tepung), pasta, dan cairan. Untuk pemakaian dapat disesuaikan, misalnya yang berupa tepung dengan jalan mencelupkan kawat las (yang terlebih dahulu sudah dipanasi) ke dalamnya. Flux akan melekat dan menyelimuti kawat las. Untuk yang berupa pasta dan cairan, pemakaian dengan jalan dioleskan. Ada beberapa jenis bahan flux yang digunakan dalam pengelasan, seperti: borax (Na B,0.), sodium karbonat (Na, CO ), sodium bikorbonat (NaHCO), sodium silikat, polassium borat, karbonat, khlorida, sulphat , dan borik acid (H,BO). Untuk pemakaian flux ini harus diikuti penjelasan pabrik yang membuat. Misalnya, flux jenis borax, keterangan yang diberikan untuk kuningan, maka bahan flux ini hanya baik digunakan untuk pengelasan dengan bahan tambah kuningan.
f. Regulator
Semua gas umumnya disimpan di dalam botol pada tekanan lebih tinggi di atas tekanan kerja atau nyala. Oleh karena itu, diperlukan perlengkapan untuk mengurangi tekanan atau dengan kata lain untuk mengatur tekanan menurut keperluan. Alat ini disebut dengan regulator. Regulator dapat juga disebut katup pengurang (pereduksi) tekanan, yang dipasang pada katup botol oksigen, asetilen dan botol-botol lain atau pada pipa saluran. Regulator yang dipasang pada beste pada dasarnya memiliki fungsi yaitu menurunkan tekanan isi botol menjadi tekanan kerja dan mengatur agar tekanan kerja pada pembakar selalu tetap, meskipun tekanan isi botol berubah.
Pada regulator juga dilengkapi dengan dua buah alat pengukur yang disebut dengan monometer tekanan tinggi (isi) dan monometer tekanan rendah (kerja). Fungsi monometer pada regulator tersebut adalah sebagai berikut.
1) Monometer tekanan tinggi (the high pressure gauge) berfungsi untuk menunjukkan tekanan gas dalam botol.
2) Monometer tekanan rendah (the low pressure gauge) berfungsi untuk menunjukkan besarnya tekanan kerja yang sedang digunakan.
Oleh karena dalam satu unit pesawat las asetilen digunakan dua buah botol gas, yaitu botol gas oksigen dan botol gas asetilen, maka regulator yang dipasang juga dua buah yaitu regulator oksigen dan regulator asetilen.
Regulator yang digunakan pada botol gas baik untuk mengelas maupun untuk memotong dapat dibedakan atas beberapa kelompok, yaitu sebagai berikut.
1) Jenis yang dipakai pada botol dan jenis yang dipakai pada sistem manifold.
2) Jenis kerja lurus (direct acting) dan kerja balik (reverse acting)
3) Jenis bertuas dan tanpa tuas (lever types and non level atau nozzle and stem)
4) Regulator bertingkat tunggal dan regulator bertingkat ganda.
5) Regulator bertekanan tinggi (sampai 150 Atm) dan tekanan menengah (15-30 Atm).
6) Regulator oksigen, asetilen, udara, hidrogen, propane, dan lain-lain.
g. Selang Gas
Selang gas harus bersifat lemas (elastis), tahan panas dan tahan terhadap tekanan. Untuk selang asetilen harus dapat menahan tekanan sampai 10 kg cm dan untuk selang oksigen harus dapat menahan tekanan dengan 20 kg/crn'. Ukuran selang bermacam-macam yang ditentukan oleh diameter dalamnya. Ada yang dibuat berukuran 5,5,9,5 dan 13 m. Selang tidak dibolehkan untuk dipakai secara bergantian, misalnya mula-mula digunakan untuk menyalurkan satu jenis gas dan kemudian jenis gas lainnya. Apabila oksigen disalurkan melalui selang yang sebelumnya bekas digunakan untuk mengaliri asetilen, maka akan dapat menyebabkan terbentuknya suatu campuran yang mudah terbakar akibat sisa-sisa
bekas asetilen yang masih tertinggal. Untuk menghindari terjadinya hal ini, maka selang oksigen dan asetilen dibuat berbeda satu sama lainnya.
Tugas 6.3
Ketika kita melakukan pengelasan menggunakan oxy acetylene mengapa kita harus berhati-hati? Bagaimana pula cara menyimpannya dengan baik hingga tiba waktunya untuk digunakan. Berikan pendapat serta opini Anda dalam sebuah lembar portofolio!
Rangkuman
- Pengelasan adalah menyambung logam dengan cara memanasi sampai mencair, dimana pada benda kerja yang mencair atau meleleh akan menyatu dengan bantuan bahan tambahan sehingga terbentuklah suatu sambungan, melelehnya benda kerja dan bahan tambahan disebabkan oleh panas yang datang dari busur listrik.
- Pengelasan merupakan ikatan metalurgi antara bahan dasar dengan elektroda las yang digunakan, melalui energi panas. Energi masukan panas ini bersumber dari beberapa alternatif di antaranya energi dari panas pembakaran gas, atau energi listrik.
- Berdasarkan klasifikasi cara kerja pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelasutama yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan, dan pematrian.
- Sambungan las dalam kontruksi baja dibagi menjadi beberapa sambungan antara lain sambungan tompul, sambungan sudut, sambungan tumpang, sambungan T, sambungan sisi, sambungan silang, dan sambungan dengan
- Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam mengelas logam-logam adalah komposisi kimianya, sifat-sifat fisiknya, strukturnya dan proses pemanasannya, dan sebagainya.
Gabung dalam percakapan