I. Pengertian Pengelasan

Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua bagian atau lebih dengan

menggunakan energi panas. Sementara itu definisi pengelasan menurut DIN

(Deutsche Industrie Normen) adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau

logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dalam proses

penyambungan ini adakalanya disertai dengan tekanan dan material tambahan (filler

material).

Teknik pengelasan secara sederhana telah diketemukan dalam rentang waktu

antara 4000 sampai 3000 SM. Setelah energi listrik dipergunakan dengan mudah,

teknologi pengelasan maju dengan pesatnya sehingga menjadi sesuatu teknik

penyambungan yang mutakhir. Hingga saat ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis

pengelasan.

Pada tahap-tahap permulaan dari pengembangan teknologi las, biasanya

pengelasan hanya digunakan pada sambungan-sambungan dari reparasi yang kurang

penting. Tapi setelah melalui pengalaman dan praktek yang banyak dan waktu yang

lama, maka sekarang penggunaan proses-proses pengelasan dan penggunaan

konstruksi-konsturksi las merupakan hal yang umum di semua negara di dunia.

Terwujudnya standar-standar teknik pengelasan akan membantu memperluas

ruang lingkup pemakaian sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan

konstruksi yang dapat dilas. Dengan kemajuan yang dicapai sampai saat ini, teknologi

las memegang peranan penting dalam masyarakat industri modern.

1

II. Macam-macam Pengelasan

Ditinjau dari sumber panasnya. Pengelasan dapat dibedakan tiga:

Mekanik

Listrik

Kimia

Sedangkan menurut cara pengelasan, dibedakan menjadi dua bagian besar:

Pengelasan tekanan (Pressure Welding)

Pengelasan Cair

A. Fusion Welding

Fusion welding adalah proses penyambungan logam dengan cara mencairkan logam

yang tersambung.

Jenis-jenis Fusion Welding:

1. Oxyacetylene Welding

2. Electric Arc Welding

3. Shield Gas Arc Welding

- TIG

- MIG

- MAG

- Submerged Welding

4. Resistance Welding

- Spot Welding

- Seam Welding

2

- Upset Welding

- Flash Welding

- Electro Slag Welding

- Electro Gas Welding

5. Electron Beam Welding

6. Laser Beam Welding

7. Plasma Welding

Carbon Arc Welding adalah proses untuk menyatukan logam dengan

menggunakan panas dari busur listrik, tidak memerlukan tekanan dan batang pengisi

(filler metal) dipakai jika perlu. Carbon Arc Welding banyak digunakan dalam

pembuatan aluminium dan besi.

Sumber arusnya bisa DC maupun AC dengan menggunakan DC/AC. Proses

Carbon Arc Welding bisa dipakai secara manual ataupun otomatis. Pendinginannya

tergantung besarnya arus. Bila penggunaan arus di atas 200 Ampere digunakan Water

Cooled. Dan sebaliknya bila di bawah 200 Ampere digunakan Air Cooled.

3

B. Coated Electrode Welding

Cara pengelasan dimana elektrodanya dibungkus dengan fluks merupakan

pengembangan lebih lanjut dari pengelasan dengan elektroda logam tanpa pelindung

(Bare Metal Electrode). Dengan elektroda logam tanpa pelindung, busur sulit

dikontrol dan mengalami pendinginan terlalu cepat sehingga 02 dan N2 dari atmosfer

diubah menjadi Oksida dan Nitrida, akibatnya sambungan menjadi rapuh dan lemah.

Prinsip Las Elektroda Terbungkus adalah busur listrik yang terjadi antara

elektroda dan logam induk mengakibatkan logam induk dan ujung elektroda mencair

dan kemudian membeku bersama-sama. Lapisan (Pembungkus) Elektroda terbakar

bersama dengan meleburnya elektroda menghasilkan gas pelindung sekeliling busur.

dengan oksigen (O2). hasil pembakaran ini akan menghasilkan suhu yang tinggi dan

umumnya digunakan untuk cutting, brazing, metalling, and hard surfacing.

Acetylene dihasilkan dari percampuran CAC2 (Kalsium Karbida) dengan air.

CAC2 dihasilkan dari proses peleburan antara batu karang (Carbon) dengan kapur

(CAO) dalam dapur api yang memancarkan bunga api listrik.

Fungsi Fluks:

1. Melindungi logam cair dari lingkungan udara

2. Menghasilkan gas pelindung

3. Menstabilkan busur

4. Sumber unsur paduan (V, Zr, Cs, Mn).

4

C. Submerged Arc Welding

Dalam pengelasan busur rendam otomatis, busur dan material yang

diumpankan untuk pengelasan tidak diperlukan seorang operator yang ahli.

Pengelasan otomatis ini pertama kali diusulkan oleh Bernardos dan N. Slavianoff.

Dan Las Busur Rendam dipraktekkan pertama kali oleh D. Dulchesky.

Las busur rendam adalah pengelasan dimana logam cair tertutup dengan fluks

yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam pengisi yang berupa kawat

pejal diumpankan secara terus menerus. Dalam pengelasan ini busur listriknya

terendam dalam fluks.

Karena dalam pengelasan ini, busur listriknya tidak kelihatan, maka sangat

sukar untuk mengatur jatuhnya ujung busur. Di samping itu karena mempergunakan

kawat elektroda yang besar maka sangat sukar untuk memegang alat pembakar

dengan tangan tepat pada tempatnya. Karena kedua hal tersebut maka pengelasan

selalu dilaksanakan secara otomatis penuh. Mesin Las ini dapat menggunakan sumber

listrik AC yang lamban dan DC dengan tegangan tetap bila menggunakan listrik AC

Perlu adanya pengaturan kecepatan pengumpanan kawat las yang dapat

diubah-ubah untuk mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila menggunakan

sumber listrik DC dengan tegangan tetap, kecepatan pengumpanan dapat dibuat tetap

dan biasanya menggunakan polaritas balik (DCRP). Mesin las dengan listrik DC

kadang-kadang digunakan untuk mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi atau

untuk pengelasan dengan elektroda lebih dari satu.

Keuntungan Las Busur Rendam:

5

1. Kualitas las baik

2. Penetrasi cukup

3. Bahan las hemat

4. Tidak perlu operator tampil

5. Dapat memakai arus yang tinggi

Kerugian Las Busur Rendam:

1. Sulit menentukan hasil seluruh pengelasan

2. Posisi pengelasan hanya horisontal

3. Penggunaan sangat terbatas

6

D. Tungsten Inert Gas

Pengelasan ini pertama kali ditemukan di USA (1940), berawal dari

pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang. Prinsip: panas dari busur terjadi

diantara elektrode Tungsten dan logam induk akan meleburkan logam pengisi ke

logam induk di mana busurnya dilindungi oleh gas mulia (Ar atau He).

Las ini memakai elekroda Tungsten yang mempunyai titik lebur yang sangat

tinggi (3260 C) dan gas pelindungnya Argon/Helium. Sebenarnya masih ada gas

lainnya, seperti Xenon. Tetapi karena sulit didapat maka jarang digunakan. Dalam

penggunaannya Tungsten tidak ikut mencair karena Tungsten tahan panas melebihi

dari logam pengisi. Karena elektrodanya tidak ikut mencair maka disebut juga

elektroda tidak terumpan. Dibandingkan dengan Carbon Arc Welding, tungsten

memiliki beberapa keunggulan. Pada umumnya Tungsten Arc Welding hampir sama

dengan Carbon Arc Welding.

Persamaannya:

Sumber arusnya sama (Power Supply/Welding Circuit)

Memakai Elektroda kawat

Dikhususkan Hanya untuk las

Perbedaannya:

Carbon Arc Welding memakai fluks (Coating), TIG memakai gas pelindung.

Elektroda pada Carbon Arc Welding ikut mencair sebagai logam pengisi, TIG

elektrodanya tidak ikut mencair.

Carbon Arc Welding tidak perlu filler metal, TIG diperlukan filler metal.

7

E.Oxyacetylene Welding

Suatu pengelasan dengan menggunakan nyala api yang diperoleh dari

pembakaran gas acetylene (C2H2) dengan oksigen (O2). Hasil pembakaran ini akan

menghasilkan suhu yang tinggi, dan umumnya digunakan untuk cutting, brazing,

metalling, dan hard surfacing.

Acetylene dihasilkan dari percampuran CaC2 (Kalsium Karbida) dengan air.

CaC2 dihasilkan dari proses peleburan antara batu karang (Carbon) dengan kapur

(CaO) dalam dapur api yang memancarkan bunga api listrik.

CaO + 3C CaC2 + CO

CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2

Setelah CaC2 dileburkan, Karbida didinginkan, dihancurkan dan dimasukkan

dalam keadaan kering ke dalam wadah yang hampa udara. Dimana wadah yang

hampa udara ini merupakan salah satu bagian dari generator Acetylene.

Dalam generator tersebut, Karbida yang telah dihancurkan diletakkan dalam

wadah yang hampa udara yang terletak di atas tangki besar yang berisi air. Kemudian

sedikit demi sedikit Karbida ini dijatuhkan ke dalam air. Carbon yang terkandung

dalam CaC2 melepaskan diri dan kemudian bergabung dengan Hidrogen membentuk

C2H2 yang berupa gelembung-gelembung gas, pada akhirnya akan menguap menjadi

gas dan meninggalkan endapan Ca(H)2.

Acetylene tidak berwarna, tidak berbau dan lebih ringan daripada udara. Tapi

yang ada di pasaran sudah dicampur degnan belerang dan Phofor sehingga berbau.

Gas Acetylene tidak stabil di atas tekanan 30 psig (1435 F). Di atas batas-batas

8

tersebut bisa menimbulkan ledakan. Karena ketidakstabilan dari Acetylene ini, maka

tidak boleh digunakan di atas tekanan 15 psig atau dikenai kejutan listrik, panas yang

berlebihan dan perlakuan yang keras.

Untuk mengatasi hal ini, kalau gas ini akan disimpan dalam botol baja dengan

tekanan di atas 2 atm maka harus dilarutkan lebih dahulu dalam Aceton cair. Aceton

ini digunakan untuk menyerap gas Acetylene dan membuatnya menjadi stabil.

Caranya dengan melapisi dinding botol penyimpanan dengan Asbes yang porous dan

diakhiri dengan penambahan Aceton cair. Aceton ini digunakan untuk menyerap gas

Acetylene dan membuatnya menjadi stabil. Caranya dengan melapisi dinding botol

penyimpanan dengan Asbes yang porous dan diakhiri dengan penambahan Aceton

cair. Pemakaian gas dari silinder tidak boleh lebih dari 1/7kapasitas total silinder.

Jenis nyala api dapat dibagi tiga jenis:

Netral (C2H2 : O2 = 1:1)

Karburasi (C2h2 > O2)

Oksidasi (C2H2 < O2)

Temperatur nyala api bisa mencapai 3000 C.

9

F. Electric Arc Welding

Prinsip : Penggunaan busur listrik untuk pemanasan. Panas oleh busur listril

terjadi karena adanya loncatan elektron dari elektrode melalui udara ke benda kerja.

Elektron tersebut bertumbukan dengan udara/gas serta memisahkannya menjadi

elektron dan ion positif. Daerah di mana terjadi loncatan elektron disebut busur (Arc)

Menurut Bernados (1885) bahwa busur yang terjadi di antara katoda Karbon dan

anoda logam dapat meleburkan logam sehingga bisa dipakai untuk penyambungan 2

buah logam.

Las Busur Listrik dapat dibagi menjadi:

Las Elektroda Karbon

Las Elektroda Terbungkus

Las Busur Rendam

Las Busur CO2

Las TIG

Las MIG

Las Busur dengan elektroda berisi fluks

Panas dari busur disebabkan oleh elektron yang bergerak dari katoda menumbuk

anoda. Konversi energinya:

W = E * I * T

Di mana:

W = Energi Panas

10

E = Tegangan, Volt

I = Arus, Ampere

T = Waktu, Detik

Pada saat pengelasan, benda kerja menjadi panas sehingga mudah terjadi

reaksi dengan Oksigen (Udara). Untuk mencegahnya digunakan pelindung berbentuk

fluks atau gas pelindung. Posisi pengelasan terdiri dari : Flat (F), Vertikal (V),

Horisontal (H) dan Overhead.

11

G. Carbon Arc Welding

Carbon Arc Welding mungkin adalah proses las listrik yang dikembangkan

pertama kali menurut catatan, eksperimen las listrik pertama kali dilakukan pada

tahun 1881, ketika Auguste de Meritens (Perancis) menggunakan busur karbon

sebagai sumber pengelasan dengan aki sebagai sumber listriknya. Dalam

eksperimennya, dia menghubungkan benda kerja dengan kutb positif. Walaupun

kurang efisien, proses ini berhasil menyatukan timah dengan timah.

Carbon Arc Welding adalah proses untuk menyatukan logam dengan

menggunakan panas dari busur listrik, tidak memerlukan tekanan dan batang pengisi

(filler metal) dipakau jika perlu. Carbon Arc Welding banyak digunakan dalam

pembuatan aluminium dan besi. Sumber arusnya bisa DC maupun Ac. Dengan

menggunakan DC/AC, proses Carbon Arc Welding bisa dipakai secara manual

ataupun otomatis. Pendinginannya tergantung besarnya arus, bila penggunaan arus di

atas 200 Ampere digunakan Water Cooled. Dan sebaliknya bila di bawah 200 Ampere

digunakan Air cooled.

12