LAS LISTRIK BUSUR TERLINDUNG( SHIELDED METAL ARC WELDING )

S.M.A.W

1. UMUM

Las/welding adalah suatu penyambungan antara dua benda padat , yang cocok satu dengan lainnya, melalui pencairan (dilution) sampai temperature pengelasan dengan meberikan bahan tambah atau tidak, dengan memberi tekanan atau tidak.

Karenanya pengelasan memiliki persyaratan , yakni :1) Benda padat yang akan dilas harus dapat mencair.2) Pencairan tersebut harus disertai dengan perpaduan .

Jadi , kayu , asbes , dan sejenisnya tidak dapat dilas karena tidak mecair oleh panas.Demikian pula solder tidak dapat disebut sebagai las , kerena yang mencair adalah timah putih saja , dan tidak terjadi perpaduan antara timah tersebut dengan bahan induk ( yang biasanya adalah seng , tembaga , kuningan , dll ) .

Es balok pada dasarnya dapat di “ las “ karena dapat mencair dan terpadu kembali satu dengan lainnya , demikian pula dengan sebagian besar jenis plastic .

1

1 2

2. S.M.A.W

SMAW adalah salah satu jenis pengelasan yang menggunakan loncatan electron ( busur listrik ) sebagai sumber panas untuk pencairan . Suhu busur dapat mencapai 5000 º C , jauh diatas titik lebur baja , sehingga karenanya dapat mencairkan baja secara serta merta ( instant ) .

2

SMAW dapat menggunakan arus listik bolak balik ( AC = alternating current ) maupun arus searah ( DC = direct current ) .Jika arus bolak balik yang digunakan tidak ada kutup kutup , sebaliknya apabila arus searah yang digunakan maka digunakan kutup kutup + dan - . Kondisi ini disebut polaritas .

Terdapat dua jenis polaritas untuk pengelasan , yakni polaritas lurus , dimana elektroda bermuatan - , dan bahan induk bermuatan + , dan polaritas terbalik , dimana elektroda bermuatan + dan bahan induk bermuatan - .

3

+

+

POLARITAS TERBALIK

POLARITAS LURUS

Eelektroda dibuat dengan karakter khusus , ada yang hanya menggunakan AC , ada yang menggunakan DC Polaritas lurus atau lazim disebut DCSP ( Direct Current Straignt Polarity ) atau juga disebut DCEN ( Direct Current Electrode Negative ) , ada yang menggunakan DC Polaritas terbalik atau DCRP ( Direct Current Reverse Polarity ) atau juga disebut DCEP ( Direct Current Electrode Positive ) .

Adapun secara skematis SMAW dapat digambarkan sebagai berikut

Fungsi dan kegunaan coating atau salut elektrda adalah :1) Mencair dan mengapung diatas kolam las sehingga melindungi

cairan baja dari reaksi dengan zat asam menjadi oksida.2) Cairan coating ( flux ) membeku diatas lajur las membentuk slag

atau terak dan berfungsi untuk melindungi lajur las panas dari reaksi dengan zat asam .

3) Coating sewaktu mencair juga menghasilkan asap yang berfungsi mengusir udara dari lingkungan busur las.

4

ASAP

FUME & GAS

Fe

O2

COATINGSMAW

SLAG

KOLAM LAS

DEPOSIT LAS

BAHAN INDUK

4) Coating juga berfungsi untuk menstabilkan busur karena proses ionisasi yang terjadi .

5) Coating berfungsi pula untuk menambah bahan additive guna meningkatkna kekuatan bahan las .

Mesin las modern masa kini dikendalikan secara digital dan biasanya merupakan kombinasi antara SMAW dan GTAW .Mesin las dapat digerakkan oleh mesin diesel atau oleh transformer ( inverter ) .Pada umumnya cakupan arus mesin las antara 20 hingga 500 Amper CC.DC ( constant current ) , dengan tegangan antara 14 hingga 40 V , CV DC ( constant voltage ) . Pendingin mesin dapat berupa minyak atau udara.Transformer menggunakan arus masuk bolak balik bertegangan 220 , 380 atau 415 Volt untuk kemudian dirubah menjadi arus searah bertegangan 14 hingga 40 V.

Sebelum digunakan mesin las harus diperiksa dengan teliti untuk meyakinkan bahwa semua poolnya dalam keadaan baik . Kemudian sewaktu digunakan harus dikalibrasi untuk mengetahui konsistensi besarnya arus dengan penunjukan yang ada pada pengendali digital dengan menggunakan tang amper pada kabel yang menghubungkan elektroda.

SMAW menggunakan electrode batang ( stick electrode ) yang bersalut . Untuk mengetahui sifat mekanis bahan las maka oleh AWS ( American Welding Society ) dibuat sistim identifikasi yang tertulis pada coating .

Jika ditinjau dari kekuatan tarik bahan elektroda maka jenis jneis stick electrode ini dapat dikelompokkan menjadi

a) kelompok E 60…….. yang berkuat tarik 60.000 psib) kelompok E 70…….. yang berkuat tarik 70.000 psic) kelompok E 80…….. yang berkuat tarik 80.000 psid) kelompok E 90…….. yang berkuat tarik 90.000 psie) kelompok E 100…… yang berkuat tarik 100.000 psif) kelompok E 110…… yang berkuat tarik 110.000 psig) kelompok E 120…… yang berkuat tarik 120.000 psi

5

Masing masing elektroda memiliki karakteristik khusus sesuai dengan maksud dan tujuan dibuatnya .

MISALNYA : E – 7 0 1 6 – A1.Simbul diatas adalah untuk bahan ferrous dan paduannya.

6

Dibawah ini adalah sistim identifikasi AWS tersebut lengkap dengan artinya .

X X X X X X MENUNJUKKAN KOMP-OSISI KIMIAWI BAHAN LAS , MISALNYA :A1 , B1 , B2L , B3L ,B4L , CL , C2 , C2L , D1 , D 2 ,D 3 , G

MENUNJUKKAN JE-NIS ARUS DENGAN POLARITASNYA. : O , 1 , 2 , 3, 4 , 8.

JENIS BAHAN PEMBALUT : O, 1 , 2 , 3 , 4 ,5 , 6 , 7 , 8.

MENUJUKKAN POSISI PENGELASAN : 1 , 2 , 4

MENUNJUKKAN KUAT TARIK BAHAN LAS DALAM RIBUAN psi : 6 0 , 70 , 80 , 90 , 100 , 110 , 120

MENUNJUKKAN SINGKATAN JENIS BAHAN PENGISI :E = ELECTROEAR = ROD / BATANG LASER = ELEKTRODE /RODEC = ELECTORDE COM POSIT.B = BRAZINGRB = ROD BRAZINGRG = ROD-GAS ( OAW )F = FLUX.

Selanjutnya untuk keperluan kualifikasi las , beberapa posisi pengelasan diciptakan untuk digunakan sebagai referensi pengelasan kualifikasi pada kupon uji . Berbagai posisi pengelasan kualifikasi tersebut dapat digambarkan dibawah ini .

1. LAS KAMPUH PELAT

7

E - 7016

POSISI DATAR / FLAT 1 G / PA

POSISI HORISONTAL2 G / PC

POSISI VERTIKAL3G UP / PF3G DOWN / PG

POSISI ATAS KEPALA / OVERHEAD 4G / PE

2 . LAS FILLET PELAT

8

VERTIKAL3F UP / PF3F DOWN / PG

DATAR / FLAT 1F / PA

ATAS KEPALA / OVERHEAD 4F / PD

HORISONTAL 2F / PB

3) LAS KAMPUH PIPA

9

POSISI DATAR PENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix )

5 G

POSISI DATAR / FLAT ( Pipa diputar )

1 G

POSISI 45 º PENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix )

6G / H-LO 45

45 º

POSISI HORISONTAL PENGELASAN MELINGKAR( Pipa fix )

2 G

4) LAS FILLET PIPA

10

45 º

POSISI DATAR / FLAT ( Pipa diputar )

POSISI HORISONTALPENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix )

1 F R2 F R

Ristriction plate

45 º

1/2 “

POSISI 45º PENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix dengan pelat penghalang / restriction plate )

6 GR

45 º

11

PENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix )

5 F R POSISI HORISONTAL ( Pipa diputar )

6 FR

4 F RPOSISI ATAS KEPALA / OVERHEADPENGELASAN MELINGKAR ( Pipa fix )

Pengelasan produksi baru diijinkan dilaksanakan apabila memiliki WPS ( welding procedure specification / spesifikasi prosedur las ) yang telah memiliki PQR ( procedure qualification record ) .

WPS adalah prosedur las tertulis yang terkualifikasi yang disusun sebagai petunjuk bagi para pelaksana las ( welder maupun welding operator ) untuk melaksanakan pengelasan produksi sesuai dengan persyaratan ASME IX/AWS D1.1 .

WPS mengandung variable penting dan tidak penting , dan apabila diperlukan juga variable penting tambahan . WPS harus mengacu pada PQR . Pihak kontraktor ataupun manufaktur dapat memasukkan keterangan apasaja yang dapat memudahkan welder / operator dalam melaksanakan tugasnya.

Perubahan dapat dilaksanakan pada variable tidak penting untuk menyesuaikan dengan persyaratan produksi tanpa requalifikasi WPS , dan jika diperlukan juga variable penting tambahan untuk setiap proses las .

Perubahan pada variable penting akan memerlukan rekalifikasi WPS tsb. PQR baru atau tambahan mungkin diperlukan untuk mendukung perubahan tersebut . PQR adalah rekaman dari seluruh data yang digunakan untuk menguji / uji las . PQR mencatat semua variable yang diberlakukan dalam pengelasan uji termasuk hasil pengujian tersebut .

Variabel penting untuk SMAW adalah : a) Ketebalan Max. untuk kualifikasi , 8”.

b) Tebal yang terkualifikasi c) Tebal maksimun satu lajur tunggal

d) P.No. yang terkualifikasi e) P No. 5, 9, dan 10

f) F No. yang terkualifikasi g) A No. yang terkualifikasi

h) Penurunan suhu pemanasan awal maksimum sebesar 100º C i) Suhu PWHT yang terkualifikasi j) Limit suhu yang terkualifikasi .

12

Apabila variable penting diubah maka WPS dimana variable tersebut berada tidak berlaku lagi dan harus direkualifikasi kembali .

Selanjutnya terdapat beberapa factor penyebab kegagalan pengelasanYang antara lain dapat diuraikan dibawah ini :1) Oksidasi , yakni peristiwa beraksinya baja dengan zat asam dari

udara dalam suhu tinggi

4 Fe + 3 O 2 2 Fe 2 O 3 ( oksida )

suhu tinggi

Oksida bersifat keras dan getas , sehingga tidak memiliki kekuatan mekanis . Hal ini melemahkan sambungan las sehingga harus dihindarkan . Ada beberapa cara untuk mencegah terjadinya oksidasi ini yakni dengan menggunakan fluks sebagai coating elektroda , sebagai granular yang mengurug busur nyala listrik , menggunakan gas lindung seperti Argon , Helium atau CO2 , atau melaksanakan pengelasan didalam ruang hampa udara.

2) Distorsi , yakni berubahnya ukuran dan bentuk rakitan atau desain sambungan akibat panas pengelasan.

Cara mencegah distorsi adalah :a) Penyetelan sebaik mungkin ( dibawah batas ambang toleransi

yang diijinkan )b) Pengikatan menggunakan clamp atau tack weld atau las cantum.c) Pengelasan sesuai dengan WPS yang diacu agar masukan

panas dapat seimbang dan merata .d) Pengelasan dilaksanakan menggunakan urut urutan yang tepat.e) Menggunakan baja dengan tingkat pemuaian yang rendah .

3) Cacat las , yang terjadi dipermukaan capping , diakar las dan didalam bahan las . Cacat las disebabkan oleh beberapa factor seperti misalnya tegangan internal , kelembaban , kesalahan jenis arus , kesalahan jenis polaritas , ketidak sesuaian metal , dll.

4) Faktor factor lain seperti kelelahan , proses pengkaratan , creep , erosi abrasi , dll.

13