( Melayani jasa konstruksi, permesinan, perpipaan, kebutuhan industri ... )

Las Busur Cahaya (Pengelasan Arc) : Las Listrik

Langkah persiapan pengelasan dan K3L

  Las Karbit (las acetelyne)

  Jenis Nyala Api Las Acetelyne

  Teknik Pengelasan Las karbid

 

a) Pengertian Umum Las Busur Cahaya


Dikatakan las busur cahaya karena metode las ini menggunakan suhu busur cahaya listrik yang tinggi (4000ºC dan lebih) sebagai sumber panas. Untuk pengelasan dapat digunakan baik arus searah maupun arus bolak-balik. Kutup sumber yang satu dihubungkan dengan benda kerja, kutup yang lain dengan elektrode (lihat gambar dibawah ini). Dalam pembahasan las busur ini dibatasi dengan las busur dengan elektrode terbungkus, karena cara pengelasan ini banyak digunakanan.



a). Benda Kerja
d). Kepompong Lasan
c). Busur Cahaya
d). Elektrode
e). Tang Elektroda
f). Mesin Las
g). Kabel Penghubung
h). Hubungan pada benda kerja

Gambar  Pengelasan Busur Listrik

Pada pembentukan busur cahaya, elektrode keluar dari kutup negatif (katoda) dan mengalir dengan kecepatan tinggi ke kutup positif (anoda). Dari katup positif mengalir partikel positif (ion positif) ke kutup negatif. Melalui proses ini, ruang udara diantara katoda dan anoda (benda kerja dan elektroda ) dibuat penghantar untuk arus listrik (diionisasikan) dan dimungkinkan pembentukan busur cahaya. Sebagai arah arus berlaku arah gerakan ion-ion positif.

Gambar Proses terjadinya busur cahaya


Pemindahan logam elektrode terjadi pada saat ujung elektrode mencair membentuk butir-butir logam diantarkan oleh busur listrik menuju kampuh sambungan yang dikehendaki dan menyatu dengan logam dasar yang mencair. Apabila arus listrik yang mengalir besar, butir-butir logam akan menjadi halus. Tetapi jika arus listriknya terlalu besar butir-butir logam elektrode tersebut akan terbakar sehingga kampuh sambungan menjadi rapuh.

Besar kecilnya butir-butir cairan logam elektroda juga dipengaruhi oleh komposisi bahan fluks yang dipakai pembungkus elektroda. Selama proses pengelasan fluks akan mencair membentuk terak dan menutup cairan logam lasan. Selama proses pengelasan fluks yang tidak terbakar akan berubah menjadi gas. Terak dan gas yang terjadi selama proses pengelasan tersebut akan melindungi cairan logam lasan dari pengaruh udara luar (oksidasi) dan memantapkan busur listrik. Sehingga adanya fluks, pemindahan logam cair elektroda las menjadi lancar dan tenang.

Mesin las busur dengan arus AC banyak digunakan. Dengan arus AC/bolak-balik maka tidak ada kutup positif dan kutup negatif. Mesin las arus AC menggunakan tegangan rendah dan arus tinggi, misalnya 30 V dengan 180 A. Jika mengambil dari jaringan listrik PLN, digunakan transpormator untuk menurunkan teganga. Pada mesin las arus AC, busur listrik yang ditimbulkan tidak tenang, sehingga untuk awal penyulutannya lebih sukar dari pada mesin las arus DC. Oleh karena itu dalam penggunaannya mesin las AC lebih cocok menggunakan elektrode terbungkus (dengan fluks) dan lebih ekonomis apabila digunakan untuk pengelasan plat tipis.

b) Urutan Deposit dan urutan pengelasan


Urutan deposit pada pengelasan Las Busur Listrik elektrode terbungkus dapat dibedakan sebagai berikut :

(1) Urutan Lurus. Pengelasan dilakukan dari ujung satu ke ujung yang lain dari sambungan dan biasanya digunakan pada las lapis tunggal, sambungan pendek dan pengelasan otomatis. Urutan lurus akan memberikan efisiensi pengelasan yang tinggi tetapi jika ikatan lasnya kurang kuat akan menimbulkan deformasi yang tinggi.

(2) Urutan balik. Pengelasan dimulai dari titik tertentu dan bergerak ke arah berlawanan dengan arah maju pengelasan. Urutan balik akan terbentuk tegangan sisa yang merata dan regangan yang rendah tetapi efisiensi pengelasannya rendah.

(3) Urutan Simetri. Pengelasan dilakukan dengan membagi panjang sambungan ke dalam bagian-bagian yang sama dan kemudian pengelasan dilakukan pada bagian tersebut dengan urutan simetris terhadap pusat sambungan. Dengan metode ini akan terbentuk deformasi dan tegangan sisa yang simetri.

(4) Urutan loncat. Pengelasan dilakukan secara berselang sepanjang sambungan las. dengan metode ini akan terjadi deformasi dan tegangan sisa yang merata, tetapi efisiensi kerja rendah dan kemungkinan terjadi cacat las pada tiap-tiap permulaan dan akhir proses pengelasan.

(5) Urutan pengisian. Metode ini dilakukan jika proses las dimungkinkan tidak cukup satu lapisan. Biasanya dilakukan pada celah pengelasan yang cukup lebar.

(6) Urutan kaskade. Metode ini adalah proses pengisian pengelasan dengan urutan balik.

(7) Urutan petak. Urutan ini dilaksanakan dengan mengelas suatu satuan panjang sambungan tertentu sampai pada lapisan tertentu. Pelaksanaan ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya retak pada lapisan las akar.

c) Bahan Tambah (Fluks)


Bahan fluks dibuat dari berbagai bahan mineral, antara lain oksida logam, karbonat, silikat, florida, zat organik, baja panduan, dan sebuk besi. Bahan fluks tersebut berfungsi :

(1) Untuk memudahkan penyulutan dan pemantap busur setelah proses pengelasan berjalan.
(2) Meningkatkan dampak bakar.
(3) Sebagai bahan pengisi pada kampuh sambungan.
(4) Untuk memperlancar pemindahan butir – butir cairan elektroda.
(5) Pembentuk terak dan gas, untuk melindungi cairan logam lasan dari pengaruh udara luar (deoksidator).


Tabel  Macam dan fungsi fluks pada elektrode


Pengaruh Bahan Fluks Pemantap busur Pemben-tuk busur Deoksidator Oksidator Pem-bentuk gas Penam-bahan unsur paduan Penguat pem bungkus Pengikat fluks Selulosa ? ¤ ? Lempung Silikat ? ¤ Talek ? ¤ Titanium Oks ida ¤ ¤ Ilmenit ¤ ¤ Feroksida ? ¤ ¤ Kalsium Karbonat ? ¤ ? ¤ Ferro Mangan ¤ ? Mangan Dioksida ¤ ? ? ? Pasir Silisium ¤ ? ? Kalium Silikat ¤ ¤ ¤ Natrium Silikat ? ¤ ¤ ¤ : Fungsi Utama ? : Fungsi Tambahan

d) Elektrode


Elektrode yang dipergunakan dalam las busur dapat dibedakan menjadi tiga jenis yakni, elektrode polos, elektrode inti dan elektrode terbungkus.

(1). Elektrode polos


Sesuai dengan namanya elektrode polos adalah elektrode yang tidak menggunakan fluks, sehingga hanya berbentuk kawat yang ditarik. Dengan demikian elektrode ini tidak dapat mencegah masuknya udara masuk kedalam cairan logam lasan. Akibatnya hasil sambungan menjadi rapuh. Busur api yang dihasilkan tidak tenang dan terputus-putus, sehingga penyulutannya sukar dilakukan. Pada proses pengelasan banyak menimbulkan percikan, hasil penetrasi (dampak bakar) dangkal, dan tidak menghasilkan terak maupun gas. Keuntungan dari penggunaan elektrode polos adalah : jalur sambungan las dapat diamati dengan jelas, penyusutan relatif kecil. Elektrode polos lebih cocok untuk mesin las arus searah dengan penggunaan beban yang relatif kecil.

Gambar  Elektrode Polos


(2). Elektrode Inti


Berbeda dengan elektrode polos, elektrode inti adalah kawat yang ditengahnya terdapat inti yang berfungsi sebagai fluks.

Percikan yang ditimbulkan elektrode ini relatif sedikit dibanding elektrode polos. Elektrode ini tidak tahan terhadap lembab. Hasil pengelasan mempunyai kekuatan yang cukup tinggi, tetapi pada daerah lasan mempunyai penyusutan yang lebih besar daripada elektroda polos. Jika dibandingkan dengan elektrode terbungkus, elektroda ini mempunyai daya leleh dan kecepatan leleh yang rendah. Sehingga penggunaannya lebih cocok untuk kasus-kasus istimewa. Elektrode ini dapat digunakan pada mesin las arus AC maupun DC.


Gambar Elektrode Inti


(3). Elektrode Terbungkus


Elektrode terbungkus ini adalah kawat polos yang dibungkus dengan bahan fluks. Elektrode dengan lapisan fluks yang tipis biasanya digunakan untuk mesin las arus DC, sedangkan lapisan fluks yang tebal biasanya untuk mesin las arus AC. Elektode Fluks berada di dalam terbungkus memiliki sifat yang lebih baik jika dibandingkan kedua jenis elektroda diatas yakni : busur listrik yang dihasilkan lebih mantap, mudah disulut, melindungi cairan logam lasan dengan baik. Dengan demikian hasil dari pengelasan mempunyai keuletan dan kekuatan yang sangat tinggi. Kekurangan dari elektrode terbungkus adalah penyusutan pada daerah las yang tinggi dan kesulitan mengamati jalur sambungan lasan.

Gambar Elektrode Terbungkus



Pengelompokan elektrode terbungkus yang ditetapkan oleh AWS dan JIS dituangkan dalam simbol, sebagai contoh :

E 60 1 3

3 : satu angka terakhir menunjukkan jenis arus, bahan fluks, polaritas dan penetrasi yang dihasilkan.
1 : angka kedua dari belakang menunjukkan posisi pengelasan dan angka 1 berarti untuk semua posisi.
60 : Angka ke 4 dan ke 5 dari belakang menunjukkan kekuatan/kekuatan tarik yang besarnya 60 x 1.000 psi.
E : Huruf E di depan menyatakan elektrode digunakan untuk busur listrik.

Untuk angka kedua dari belakang ada tiga macam, yakni :
1 : berarti elektrode digunakan untuk semua posisi.
2 : digunakan untuk posisi dibawah tangan dan horisontal.
3 : digunakan untuk posisi dibawah tangan.

Fluks berada diluar (membungkus kawat)

Sedangkan untuk simbol angka pertama dari belakang ada delapan macam, yaitu :

0 : Fluk dari Natrium Selusa Tinggi, Arus DC, Polaritas balik.
1 : Fluks dari Kalium Selusa Tinggi, Arus AC atau DC dengan polaritas rendah.
2 : Fluk dari Natrium Titania tinggi, arus AC atau DC, polaritas ganda.
3 : Fluk dari Kalium Titania tinggi, arus AC atau DC, polaritas ganda.
4 : Fluk dari serbuk besi Titania, arus AC atau DC, polaritas ganda.
5 : Fluk dari natrium Hidrogen Rendah, arus DC, polaritas balik.
6 : Fluk dari Kalium Hidrogen Rendah, arus AC atau DC, polaritas balik.
7 : Fluk dari serbuk besi dan oksida besi, arus DC, polaritas lurus atau ganda.
8 : Fluk dari serbuk besi Hidrogen Rendah, arus AC atau DC, polaritas balik.

Untuk simbol angka pertama dari belakang 0 (nol), pembungkus fluks ada yang berasal dari oksida besi, arus AC atau DC. Polaritas lurus diterapkan pada posisi pengelasan horisontal terutama kampuh sudut, dan untuk polaritas ganda diterapkan pada posisi datar atau dibawah tangan.

Ukuran diameter elektroda berhubungan erat dengan arus yang diijinkan dan tebal pelat yang akan dilas. 

Tabel Hubungan Diameter, Arus dan Tebal Pelat. 

 

e) Peralatan Las Listrik 

f) Tegangan Busur Las

Tinggi rendahnya busur listrik tergantung pada panjang pendeknya busur dan jenis dari elektroda. Panjang busur listrik yang baik kurang lebih setengah dari diameter elektroda. Stabilitas busur listrik dapat dirasakan dari suara pengelasan yang stabil. Besar kecilnya arus yang digunakan tergantung dari bahan benda kerja, ukuran benda kerja, bentuk kampuh sambungan, posisi pengelasan, jenis elektroda, dan diameter elektroda. Untuk daerah las yang memiliki kapasitas panas yang tinggi akan memerlukan arus las yang besar, bahkan memerlukan adanya pemanasan pendahuluan.

Kecepatan pengelasan tergantung dari jenis elektroda, diameter elektroda, bahan benda kerja, bentuk sambungan, dan ketelitihan sambungan. Kecepatan pengelasan berbanding lurus dengan besar arus. Kecepatan tinggi membutuhkan arus yang besar. Semakin cepat langkah pengelasan semakin kecil panas yang ditimbulkan sehingga perubahan bentuk dapat dihindarkan.

Polaritas listrik ditentukan oleh bahan fluks pada elektroda, ketahanan benda kerja terhadap termal/panas, kapasitas panas pada sambungan dan sebagainya. Untuk benda kerja yang mempunyai titik cair tinggi dan kapasitas panas yang besar cocok dengan polaritas lurus begitu pula sebaliknya.

g) Dampak Bakar Las Listrik


Kekuatan sambungan las ditentukan oleh dampak bakar yang terjadi. dangkal dan dalamnya dampak bakar dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan fluks, polaritas listrik, besar kecilnya arus, tegangan busur dan kecepatan pengelasan.

h) Kondisi Standar Las Listrik

Aturan mengenai ketebalan pelat/benda kerja, bentuk kampuh sambungan, pemakaian elektroda dan sebagainya yang sudah distandarisasi perlu diperhatikan, agar pengelasan yang dilakukan mendapat hasil yang sempurna dan langkah yang dilakukan sesuai dengan K3L.

i) Penyulutan Elektrode Las Listrik

Penylutan elektroda dilakukan dengan mengadakan hubungan singkat pada ujung elektroda dengan logam benda kerja yang kemudian secepat mungkin memisahkannya dengan jarak tertentu (biasanya setengah dari diameter elektroda). Busur listrik dapat dimatikan dengan mendekatkan elektroda dengan benda kerja kemudian secepat mungkin di jauhkan. Pada langkah mematikan ini perlu diperhatikan karena akan mempengaruhi mutu manik las pada akhir lasan.

Gambar  Cara penyulutan busur listrik

Gambar Cara pemadaman busur listrik

j) Gerakan Elektrode Las Listrik

Cara menggerakkan elektroda banyak sekali macamnya. Semua cara tersebut tujuannya sama yaitu untuk mendapatkan urutan manik las pada sambungan agar merata, halus, serta menghindari terjadinya takikan dan kubangan terak.

Komentar

Posting Komentar

++