PROSES PENGELASAN MENGGUNAKAN ELECTRIC WELDINGMACHINE

W.T. BHIRAWAProgram Studi Teknik Industri Universitas Suryadarma, Jakarta.

ABSTRAK

Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang digunakan dalambidang las,ini disebabkan karena belum adanya kesepakatan dalamhal tersebut.Secarakonvesional cara-carapengklasifikasiaan tersebut pada waktu ini dapat dibagi dalam duagolongan, yaitu klasifikasi berdasarkan cara kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yangdigunakan.Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las patri danlain-lainnya, sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya kelompok-kelompoksepertilas listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya. Bila diadakan klasifikasi yang lebih terperincilagi, maka kedua klasifikasi tersebut di atas akan terbaur dan akan terbentuk kelompok-kelompok yang banyak sekali.

Mesin las biasanya diklasifikasikan sebagai searah (AC) atau bolak balik (DC); mesin searahtegangan output bervariasi untuk mempertahankan arus stabil sementara mesin tegangankonstan akan berfluktuasi output saat ini untuk mempertahankan tegangan ditetapkan. Sifat darimesin DC diperlukan oleh gas metal arc welding dan fluks-buang karena tidak mampumengendalikan panjang busur manual. Jika tukang las mencoba untuk menggunakan mesin DCuntuk mengelas dengan tameng logam arc welding fluktuasi kecil dalam jarak busur akanmenyebabkan fluktuasi yang luas dalam output mesin.

Keuntungan dari beberapa proses pengelasan Proses SMAW digunakan untuk mengelasberbagai macam logam ferrous dan non ferrous, termasuk baja carbon dan baja paduan rendah,stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron, dan beberapa paduan tembaga. Proses GTAWmenghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada bahan-bahan ferrous dan non ferrous. Prosespengelasan GMAW dapat dikerjakan secara semi-otomatis atau otomatis. Asap dan percikan laspada GMAW hubungan singkat lebih sedikit dibandingkan dengan SMAW, juga tidak ada slagyang harus dibersihkan setelah pengelasan. Kelemahan dari beberapa proses pengelasan ,proses las ESW ataupun EGW hanya terbatas pada penyambungan carbon steel dan low alloysteel dengan posisi vertikal. Kelemahan utama proses las GTAW yaitu laju pengisian lebihrendah dibandingkan dengan proses las lain umpamanya SMAW. SMAW adalah prosespengelasan dengan daya guna tinggi. Peralatan las GMAW lebih mahal, dan lebih rumit dalampemasangan dan perawatan, dibandingkan dengan SMAW. Biaya kawat las dan shielding gasbisa menjadi lebih mahal dibandingkan dengan elektroda terbungkus, tetapi hal ini bisadiimbangi karena produktivitas yang tinggi dan sedikitnya pemborosan.

Keywords : Pengelasan , mesin las, welding

PENDAHULUAN

Secara sederhana dapat diartikan bahwapengelasan merupakan prosespenyambugan dua buah logam sampa ititikrekristalisasi logam baik menggunakanbahan tambah maupun tidak danmenggunakan energi panas sebagai

pencair bahan yang dilas.Sedangkanpengertian pengelasan menurut Widharto(2003) adalah salah satu cara untukmenyambung benda padat denganjalanmencairkannya melalui pemanasan.

Berdasarkan definisi dari DeutcheIndustrie Normen (DIN) las adalah ikatanmetalurgi pada sambungan logam atau

72

logam paduan yang dilaksanakan dalamkeadaan lumer atau cair. Wiryosumarto danOkumura (2004) menyebutkan bahwapengelasan adalah penyambungansetempat dari beberapa batang logamdengan menggunakan energi panas.

Penyambungan dua buah logam menjadisatu dilakukan dengan jalanpemanasanatau pelumeran, dimana kedua ujung logamyang akan disambung dibuat lumer ataudilelehkan dengan busur nyala atau panasyang didapat dari busur nyala listrik (gaspembakar) sehingga kedua ujung ataubidang logam merupakan bidang masa yangkuat dan tidak mudah dipisahkan(Arifin,1997).Saat ini terdapat sekitar 40jenis pengelasan.

Dari seluruh jenis pengelasan tersebuthanya dua jenis yang paling populer diIndonesia yaitupengelasan denganmenggunakan busur nyala listrik (Shieldedmetal arc welding/SMAW) dan las karbit(Oxy acetylene welding/OAW). Pengelasandapat dilakukandengan berbagai carasebagai berikut:a. Pemanasan tanpa tekananb. Pemanasan dengan tekananc. Tekanan tanpa memberikan panas dari

luar (panas diperoleh dari dalammaterialitu sendiri).

d. Tanpa logam pengisi dan dengan logampengisi

METODE

Mesin Las adalah perangkat yangmenyediakan arus listrik untuk melakukanlas . Las biasanya memerlukan arus tinggi(lebih dari 80 ampere) dan dapat perlu atas12.000 ampere dalam pengelasan tempat .Arus yang rendah juga dapat digunakan;pada 5 amp dengan las gas tungsten arcadalah contoh yang baik. Sebuah catu dayapengelasan dapat sebagai sederhana dariaki mobil sampai mesin modern.

Mesin las biasanya diklasifikasikansebagai searah (AC) atau bolak balik (DC);mesin searah tegangan output bervariasiuntuk mempertahankan arus stabilsementara mesin tegangan konstan akanberfluktuasi output saat ini untuk

mempertahankan tegangan ditetapkan.busur las. Las akan menggunakan sebuahsumber searah dan gas metal arc weldingdan fluks-buang las busur biasanyamenggunakan sumber tegangan konstantetapi searah juga mungkin dengan kawattegangan pengumpan penginderaan.

Sifat dari mesin DC diperlukan oleh gasmetal arc welding dan fluks-buang karenatidak mampu mengendalikan panjang busurmanual. Jika tukang las mencoba untukmenggunakan mesin DC untuk mengelasdengan tameng logam arc welding fluktuasikecil dalam jarak busur akan menyebabkanfluktuasi yang luas dalam output mesin.Dengan AC mesin las dapat mengandalkanpada sejumlah tetap amp mencapai materialyang akan dilas tanpa jarak busur tapi jarakterlalu banyak akan menyebabkanpengelasan tidak bagus.

Jenis-jenis las listrikMesin Las Busur Listrik dapat di bagi atas 3Jenis antara lain :1. Mesin Las Arus Bolak-balik (Mesin AC)2. Mesin Las Arus Searah (Mesin DC)3. Mesin Las Ganda (Mesin AC-DC)

73

Mesin Las Arus Bolak-balik (Mesin AC)

Gambar

Karena langsung menggunakan aruslistrik AC dari PLN yang memiliki teganganyang cukup tinggi dibandingkan kebutuhanpengelasan yang hanya membutuhkantegangan berkisar 55 Volt sampai dengan85 Volt maka mesin las ini menggunakantransformator (Trafo) step-down, yaitu trafoyang berfungsi menurunkan tegangaTransformator yang digunakan padaperalatan las mempunyai daya yang cukupbesar. Untuk mencairkan sebagian logam

Gambar

Arus listrik yang digunakan untukmemperoleh nyala busur listrik adalah arussearah. Arus searah ini berasal dari mesinberupa dynamo motor listrik searah. Dinamodapat digerakkan oleh motor listrik, motorbensin, motor diesel, atau alat penggerakyang lain. Mesin arus yang menggunakanmotor listrik sebagai penggerak mulanyamemerlukan peralatan yang berfungsisebagai penyearah arus. Penyearah arus

balik (Mesin AC)

Gambar 1. Mesin Las AC

Karena langsung menggunakan arusyang memiliki tegangan

yang cukup tinggi dibandingkan kebutuhanpengelasan yang hanya membutuhkantegangan berkisar 55 Volt sampai dengan

ini menggunakandown, yaitu trafo

yang berfungsi menurunkan tegangan.Transformator yang digunakan padaperalatan las mempunyai daya yang cukupbesar. Untuk mencairkan sebagian logam

induk dan elektroda dibutuhkan energi yangbesar, karena tegangan pada bagianterminal kumparan sekunder hanya kecil,maka untuk menghasilkan daya yang besarperlu arus besar. Arus yang digunakanuntuk peralatan las sekitar 10 amperesampai 500 ampere. Besarnya arus listrikdapat diatur sesuai dengan keperluan las.Untuk keperluan daya besar diperlukan arusyang lebih besar pula, dan sebaliknya.

Mesin Las Arus Searah (Mesin DC)

Gambar 2. Mesin Las DC

Arus listrik yang digunakan untukmemperoleh nyala busur listrik adalah arussearah. Arus searah ini berasal dari mesinberupa dynamo motor listrik searah. Dinamodapat digerakkan oleh motor listrik, motorbensin, motor diesel, atau alat penggerak

n. Mesin arus yang menggunakanmotor listrik sebagai penggerak mulanyamemerlukan peralatan yang berfungsisebagai penyearah arus. Penyearah arus

atau rectifier berfungsi untuk mengubaharus bolak-balik (AC) menjadi arus searah(DC). Arus bolak-balik diubah menjadi arussearah pada proses pengelasan mempunyaibeberapa 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

induk dan elektroda dibutuhkan energi yangbesar, karena tegangan pada bagian

kumparan sekunder hanya kecil,maka untuk menghasilkan daya yang besarperlu arus besar. Arus yang digunakanuntuk peralatan las sekitar 10 amperesampai 500 ampere. Besarnya arus listrikdapat diatur sesuai dengan keperluan las.

r diperlukan arusyang lebih besar pula, dan sebaliknya.

atau rectifier berfungsi untuk mengubahbalik (AC) menjadi arus searah

h menjadi arussearah pada proses pengelasan mempunyai

yala busur listrik yang dihasilkan lebih

etiap jenis elektroda dapat digunakan

esin las lebih fleksibel, karena dapat

74

diubah ke arus bolak-balik atau arussearah.

Mesin las DC ada 2 macam, yaitu mesin lasstasioner atau mesin las portabel. Mesin lasstasioner biasanya digunakan pada tempatatau bengkel yang mempunyai jaringanlistrik permanen, misal listrik PLN. Adapunmesin las portabel mempunyai bentuk relatifkecil biasanya digunakan untuk prosespengelasan pada tempat-tempat yang tidakterjangkau jaringan listrik. Hal yang perludiperhatikan dalam pengoperasian mesinlas adalah penggunaan yang sesuai denganprosedur yang dikeluarkan oleh prabrikpembuat mesin, perawatan yang sesuaidengan anjuran. Sering kali gangguan-gangguan timbul pada mesin las, antara lainmesin tidak mengeluarkan arus listrik ataunyala busur listrik lemah.Kelebihan mesin Las DC dan ACMesin Las DC1. Busur nyala listrik yang dihasilkan stabil2. Dapat menggunakan semua jenis

elektroda3. Dapat digunakan untuk pengelasan pelat

tipisMesin Las AC1. Perlengkapan dan perawatan lebih

murah2. Kabel massa dan kabel elektroda dapat

ditukar untuk mempengaruhi yangdihasilkan

3. Nyala busur kecil sehingga mengurangitimbulnya keropos pada rigi-rigi las.

Mesin Las Ganda (Mesin AC-DC)

Mesin las ini mampu melayanipengelasan dengan arus searah (DC) danpengelasan dengan arus bolak-balik. Mesinlas ganda mempunyai transformator satufasa dan sebuah alat perata dalam satu unitmesin. Keluaran arus bolak-balik diambildari terminal lilitan sekunder transformatormelalui regulator arus. Adapun arus searahdiambil dari keluaran alat perata arus.Pengaturan keluaran arus bolakbalik atauarus searah dapat dilakukan denganmudah, yaitu hanya dengan memutar alatpengatur 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 untukbengkel-bengkel yang mempunyai jenis-jenis pekerjaan yang bermacam-macam,sehingga tidak perlu mengganti-ganti lasuntuk pengelasan berbeda.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Proses Pengelasan

Las busur adalah suatu prosespengelasan dimana panas dihasilkan olehbusur listrik diantara elektroda denganbenda kerja. Pada pengelasan dengan arusDC, benda kerja dihubungkan dengan kutubnegatif dan elektroda dengan kutub positif,sedangkan pada pengelasan denganpolaritas lurus, benda kerja dihubungkandengan kutub positif dan elektroda dengankutub negatif. Proses-proses pengelasanyang dibicarakan disini adalah:

1.Shielded metal arc welding (SMAW).2.Gas tungsten arc welding (GTAW).3.Gas metal arc welding (GMAW).4.Flux cored arc welding (FCAW).5.Submerged arc welding (SAW).6.Electroslag welding (ESW) dan

electrogas welding (EGW).7. Stud welding (SW).8.Oxyfuel gas welding (OFW), braze

welding dan brazing.9. Cadwelding.

Shielded Metal Arc WeldingSMAW adalah proses las busur manual

dimana panas pengelasan dihasilkan olehbusur listrik antara elektroda terumpanberpelindung flux dengan benda kerja.Bagian ujung elektroda, busur, cairan logamlas dan daerah-daerah yang berdekatandengan benda kerja, dilindungi daripengaruh atmosfir oleh gas pelindung yangterbentuk dari hasil pembakaran lapisanpembungkus elektroda. Perlindungantambahan untuk cairan logam las diberikanoleh cairan flux atau slag yang terbentuk.Filler metal atau logam tambahan disuplaioleh inti kawat elektroda terumpan, ataupada elektroda-elektroda tertentu juga

75

berasal dari serbuk besi yang dicampurdengan lapisan pembungkus elektroda.

Gas Tungsten Arc WeldingPada pengelasan dengan proses GTAW,

panas dihasilkan dari busur yang terbentukdalam perlindungan inert gas (gas mulia)antara elektroda tidak terumpan denganbenda kerja. GTAW mencairkan daerahbenda kerja di bawah busur tanpa elektrodatungsten itu sendiri ikut meleleh. Gambar100-3 memperlihatkan peralatan untukproses GTAW. Proses ini bisa dikerjakansecara manual atau otomatis. GTAWdisebut juga dengan Heliarc yaitu istilahyang berasal dari merek dagang LindeCompany atau Tig (tungsten inert gas).Filler metal ditambahkan ke dalam daerahlas dengan cara mengumpankan sebatangkawat polos. Teknik pengelasan samadengan yang dipakai pada oxyfuel gaswelding atau OAW, tetapi busur dan kawahlas GTAW dilindungi dari pengaruh atmosfiroleh selimut inert gas, biasanya argon,helium atau campuran keduanya. Inert gasdisemburkan dari torch dan daerah-daerahdisekitar elektroda tungsten. Hasilpengelasan dengan proses GTAWmempunyai permukaan halus, tanpa slagdan kandungan hydrogen rendah. Jenis lainproses GTAW adalah pulsed GTAW,dengan menggunakan sumber listrik yangmembuat arus pengelasan pulsasi. Hal inimembuat arus rata-rata menjadi lebih tinggiuntuk mendapatkan penetrasi dan kontrolkawah las yang lebih baik, terutama untukpengelasan root pass. Pulsed GTAWterutama bermanfaat untuk pengelasan pipaposisi-posisi sulit pada stainless steel dannon ferrous material seperti paduan nikel.GTAW sudah diaplikasikan juga untukpengelasan otomatis. Otomatisasi proses inimembutuhkan sumber listrik danpengontrolan terprogram, sistimpengumpanan kawat dan mesin pemandugerak. Proses ini sudah digunakan untukmembuat las sekat pada tube-to-tubesheetbermutu tinggi dan las tumpul pada pipa-pipa heat exchanger. Butt weld pada pipatebal diameter besar pada pembangkittenaga listrik, merupakan keberhasilan lain

dari aplikasi GTAW otomatis. GTAWmenggunakan pengumpanan kawatotomatis disebut juga dengan cold wireTIG. Jenis lain dari pengelasan GTAWotomatis disebut hot wire TIG, yangdikembangkan untuk menyaingi yang laindengan laju deposit lebih tinggi. Pada hotwire TIG, kawat las mendapat tahananpanas yang berasal dari arus AC teganganrendah untuk memperbesar laju pengisian.

Backup Gas Purge.

Backup gas purge digunakan padabahan-bahan yang sensitif terhadapkontaminasi udara pada sambungan-sambungan las tunggal yang tidak dibackgouging. Backup gas perlu pada baja-baja chrome-moly tertentu (≥ 3 %chromium), stainless steel, paduan-paduannikel tinggi, paduan tembaga dan titanium.Gas purge tidak diperlukan padapengelasan carbon steel atau low alloysteels apabila kandungan chromium kurangdari 3 %. Baik argon atau helium bisadigunakan sebagai purge gas. Pilihan lainbisa juga menggunakan nitrogen sebagaigas purge, untuk pengelasan austeniticstainless steel, tembaga dan paduan-paduan tembaga. Nitrogen tidak cocok padabahan-bahan lain karena beraksi sebagaipengotor.

Hasil terbaik pada stainless steel atauhigh nickel steel akan diperoleh apabila bajaini di purging sehingga kandungan oxygenkurang dari 1 %. Purging dengan empathingga sepuluh kali volume yang diperlukan,dilakukan untuk mendapatkan secara relatifgas inert di udara. Apabila keberadaannyatidak tertentu berkaitan dengan kecukupanpurge gas tersebut, bisa digunakan minesafety oxygen analyzer untuk memeriksakandungan oxygen pada purge gas yangdikeluarkan dari daerah pengelasan.

Gas purging pertama kali dilakukandengan kecepatan aliran tinggi, misalnya 30hingga 90 CFH untuk membilas sistim,kemudian diturunkan hingga 5 sampai 8CFH pada proses pengelasan. Harus adaperhatian khusus untuk memastikan bahwatekanan backup gas tidak berlebihan ketika

76

mengelas root pass, bila tidak logam lasakan meleleh atau terbentuk cekunganpada akar las. Pembuangan yang memadaipenting sekali untuk menghindarkanterbentuknya tekanan berlebihan selamaproses pengelasan. Daerah pembuanganpada exhausting backup gas paling tidakharus sama dengan daerah terbuka yangdipakai untuk memuat backup gas kesystem. Setelah selesai melakukanpengelasan pada root pass dan fill layer,backup gas purge bisa dihentikan. Jumlahfill layer yang dibutuhkan sebelummenghentikan gas purge tergantung daritebal lapisan dan penetrasi.

Gas Metal Arc Welding

Proses las GMAW dikerjakan denganmempergunakan elektroda solid atautubular sesuai dengan komposisi diinginkan,yang diumpankan melalui suatu spool ataugulungan. Elektroda ini diumpankan secarakontinyu dari sebuah gun atau torch sambilmempertahankan busur yang terbentukantara ujung elektroda dengan base metal.

Ada tiga jenis proses GMAW yang banyakdipakai yaitu:

1. Short-circuiting (GMAW-S).

2. Spray atau globular transfer GMAW.

3. Pulsed arc (GMAW-P).

Short Circuiting (GMAW-S)

Short-circuiting atau hubungan singkatadalah suatu jenis transfer busur (disebutjuga dengan short arc atau dip transfer).Pada GMAW jenis ini, cairan logam dariujung kawat elektroda menyentuh genangankawah las, sehingga terbentuk hubungansingkat. Pada awal siklus hubungan singkat,ujung elektroda cair berbentuk bola kecil,yang bergerak menuju benda kerja. Ketikacairan logam ini menyentuh benda kerja,terjadi hubungan singkat. Bola cair inikemudian terlepas dari kawat, memutuskan

jembatan cair antara kawat elektrodadengan benda kerja. Busur kemudianmenyala kembali dan siklus berulang lagi.Logam ditransferkan hanya selamahubungan singkat, yang terjadi dalamfrekwensi 20 hingga 200 kali per detik. LihatGambar 100-6 mengenai ilustrasi prosesGMAWS-S. GMAW-S mempergunakankawat-kawat elektroda solid diameter kecil(0,030; 0,035 atau 0,045 inci). Pengelasanbisa dilakukan secara otomatis atau semiotomatis. Selama pengelasan denganGMAW-S, busur dan kawah las dilindungioleh suatu gas atau gas campuran. Padacarbon steel, gas pelindung umumnyaadalah CO2 atau campuran argon dan CO2.Campuran 75 % argon dan 25 % CO2 seringdipakai karena karakteristik pengelasanlebih baik. Campuran gas lain yang banyakdipakai yaitu yang mengandung helium.Komposisi gas pelindung ditentukan untukmendapatkan karakteristik pengelasan yangdiinginkan, seperti bentuk bead, penetrasidan percikan las. Semakin besar jumlahCO2 berarti semakin ekonomis, tetapi akanmenimbulkan penetrasi lebih dalam danpercikan las lebih banyak, sertamemperbesar hilangnya unsur Mn dan Si.Kemampuan pengelasan untuk semuaposisi dan mudah dalam pengendalianmembuat proses GMAW-S cocok untukpengelasan root pass pada pipa, danpengelasan gage strip lining tipis. GMAW-Sdapat digunakan untuk berbagai macambahan yaitu carbon steel, chrome-molysteel, stainless steel dan paduan-paduannikel. Beberapa perusahaan ada yangmembatasi pemakaian GMAW-S padapengelasan pipa, karena terdapat resikotidak adanya penyatuan dan cold lap padafill pass. Dengan demikian fill pass padapengelasan pipa dibatasi hanya pada posisidatar saja.

Spray Transfer atau Globular Transfer

Pada spray transfer GMAW,pemindahan logam melintasi busur, sepertialiran tetesan-tetesan kecil dengan diametersama atau lebih kecil dari diameter kawatelektroda. Spray transfer hanya terjadi pada

77

gas pelindung argon tinggi (80 % argon ataulebih). Transfer yang terjadi di atas arusminimum, disebut arus transisi, tergantungpada komposisi dan diameter filler metal.Misalnya arus transisisi untuk filler metalbaja diameter 0,045 inci adalah 220 amper.Apabila arus di bawah arus transisi, ukurantetesan menjadi lebih besar dari diameterkawat elektroda, dan menjadi globulartransfer. Globular transfer GMAW selaludilakukan dengan memakai gas pelindungCO2.

GMAW Spray transfer menghasilkanpercikan las paling sedikit dari berbagaijenis transfer logam. Panas masukan yangtinggi menghasilkan penetrasi yang bagusdan laju pengisian tinggi, tetapi aplikasiproses spray transfer ini hanya terbataspada pengelasan posisi datar dan horizontalsaja. GMAW globular transfer dengantetesan besar, membuat pengelasan padaposisi-posisi sulit menjadi lebih sukar danpercikan las menjadi lebih banyak.

Pulsed Arc

Proses las pulsed arc atau GMAW-Pdilakukan dengan sumber listrik tegangantetap (constant voltage). Dengan sumberlistrik CV ini, arus listrik diatur secaraotomatis untuk mencairkan elektrodadengan kelajuan tertentu, bergerak menujubenda kerja. Apabila tinggi busur lebihpendek atau lebih panjang, sumber listrikakan merubah arus output untukmemperbesar atau memperkecilpembakaran elektroda sambil menjaga jarakbusur dan tegangan tetap konstan.Pulsed arc welding adalah sebuah proseslas transfer sembur yang menggunakansumber listrik khusus (pulsed atau synergicMIG), yang dapat merubah arus las antaraarus pulsa tinggi dan tingkat arus background rendah, berulang-ulang kali setiapdetik. Selama pulsasi ini, terjadi transferlogam las melalui busur. Arus back groundberfungsi untuk menjaga busur, ketikamasing-masing pulsa arus mempunyaicukup tenaga untuk melepaskan satutetesan dari ujung kawat. Transfer logam

terjadi selama pulsa arus tinggi, ketikatetesan logam (£ 1 diameter kawat)melewati busur dengan arus rata-rata lebihrendah dari yang dibutuhkan pada spraytransfer atau konvesional.

Shielding Gas yang Direkomendasikan

Shielding gas yang direkomendasikanuntuk proses pengelasan GMAW danFCAW-G diberikan pada Appendix A AlloyFabrication Data, untuk baja paduan yangakan dilas.

Flux Cored Arc Welding

Flux cored arc welding atau las busurberinti flux mirip dengan proses las GMAW,yaitu menggunakan elektroda solid dantubular yang diumpankan secara kontinyudari sebuah gulungan. Elektrodadiumpankan melalui gun atau torch sambilmenjaga busur yang terbentuk diantaraujung elektroda dengan base metal. FCAWmenggunakan elektroda dimana terdapatserbuk flux di dalam batangnya. Butiran-butiran dalam inti kawat ini menghasilkansebagian atau semua shielding gas yangdiperlukan. Jadi berlawanan denganGMAW, dimana seluruh gas pelindungberasal dari sumber luar. FCAW bisa jugamenggunakan gas pelindung tambahan,tergantung dari jenis elektroda, logam yangdilas, dan sifat dari pengelasan yangdikerjakan.

Ada dua jenis variasi FCAW yangmemiliki kegunaan berbeda-bedatergantung dari metode gas pelindung.

- Gas Shielded (FCAW-G).- Self-shielded (FCAW-SS).Proses (FCAW-G) atau berpelindung gas

memerlukan shielding gas yang berasal darisumber luar (biasanya CO2 atau campuranargon-CO2.

Proses (FCAW-SS) memiliki pelindungsendiri misalnya Lincoln Innershield, sepertitampak dalam gambar 100-11. FCAW dapatdikerjakan secara otomatis atau semi-otomatis, tetapi yang paling banyak dipakaiadalah proses semi-otomatis.

78

Proses pengelasan dengan las busurlistrik.

Las busur listrik atau pada umumnyadisebut las listrik termasuk suatu prosespenyambungan logam denganmenggunakan tenaga listrik sebagai sumberpanas. Jadi surnber panas pada las listrikditimbulkan oleh busur api arus listrik,antara elektroda las dan benda kerja.Benda kerja merupakan bagian darirangkaian aliran arus listrik las. Elektrodamencair bersama-sama dengan benda kerjaakibat dari busur api arus listriik.Gerakan busur api diatur sedemikian rupa,sehingga benda kerja dan elektroda yangmencair, setelah dingin dapat menjadi satubagian yang sukar dipisahkan.Jenis sambungan dengan las listrik inimerupakan sambungan tetap.Penggolongan macam proses las listrikantara lain, adalah :

1. Las listrik dengan Elektroda Karbon,

misalnya : Las listrik dengan elektroda karbon

tunggal Las listrik dengan elektroda karbon

gandaPad alas listrik dengan elektroda

karbon, maka busur listrik yang terjadidiantara ujung elektroda karbon dan logamatau diantara dua ujung elektroda karbonakan memanaskan dan mencairkan logamyang akan dilas. Sebagai bahan tambahdapat dipakai elektroda dengan fluksi atauelektroda yang berselaput fliksi.2. Las Listrik dengan Elektroda Logam,misalnya :

Las listrik dengan elektrodaberselaput,

Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas), Las listrik submerged.

Las listrik dengan elektroda berselaputLas listrik ini menggunakan elektroda

berelaput sebagai bahan tambahan.

Gambar 3. Las Listrik denganElektroda Berselaput

Busur listrik yang terjadi di antara ujungelektroda dan bahan dasar akanmencairkan ujung elektroda dan sebagaianbahan dasar. Selaput elektroda yang turutterbakar akan mencair dan menghasilkan

gas yang melindungi ujung elekroda kawahlas, busur listrik terhadap pengaruh udaraluar. Cairan selaput elektroda yangmembeku akan memutupi permukaan lasyang juga berfungsi sebagai pelindung

79

terhadap pengaruh luar. Perbedaan suhubusur listrik tergantung pada tempat titikpengukuran, missal pada ujung elektroda

bersuhu 3400° C, tetapi pada benda kerjadapat mencapai suhu 4000° C.

Gambar 4. Las Listrik TIG

Las Listrik TIG

Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas =Tungsten Gas Mulia) menggunakanelektroda wolfram yang bukan merupakanbahan tambah. Busur listrik yang terjadiantara ujung elektroda wolfram dan bahandasar merupakan sumber panas, untukpengelasan. Titik cair elektroda wolframsedemikian tingginya sampai 3410° C,sehingga tidak ikut mencair pada saatterjadi busur listrik.Tangkai listrik dilengkapi dengan nosel

keramik untuk penyembur gas pelindungyang melindungi daerah las dari luar padasaat pengelasan.Sebagian bahan tambah dipakai elektrodaselaput yang digerakkan dan didekatkan kebusur yang terjadi antara elektroda wolfframdengan bahan dasar.Sebagian gas pelindung dipakai angin,helium atau campuran dari kedua gastersebut yang pemakaiannya tergantungdari jenis logam yang akan di las.Tangkai las TIG biasanya didinginkandengan air bersikulasi.

Gambar 5. Jenis Las Listrik TIG

80

Pembakar las TIG terdiri dari :1) Penyedia arus2) Pengembali air pendingi,3) Penyedia air pendingin,4) Penyedia gas argon,5) Lubang gas argon ke luar,6) Pencekam elektroda,7) Moncong keramik atau logam,8) Elektroda tungsten,9) Semburan gas pelindung.

Las Listrik Submerged

Las listrik submerged yang umumnyaotomatis atau semi otomatis menggunakan

fluksi serbuk untuk pelindung dari pengaruhudara luar. Busur listrik di antara ujungelektroda dan bahan dasar di dalamtimnunan fluksi sehingga tidak terjadi sinarlas keluar seperti biasanya pada las listriklainya. Operator las tidak perlumenggunakan kaca pelindung mata (helmlas).Pada waktu pengelasan, fluksi serbuk akanmencir dan membeku dan menutup lapianlas. Sebagian fluksi serbuk yang tidakmencair dapat dipakai lagi setelahdibersihkan dari terak-terak las.Elektora yang merupakan kawat selaputberbentuk gulungan (roll) digerakan majuoleh pasangan roda gigi yang diputar olehmotor listrik ean dapat diatur kecepatannyasesuai dengan kebutuhan pengelasan.

Gambar 6. Jenis Las Listrik MIG

Las Listrik MIG

Seperti halnya pad alas listrik TIG, pad alaslistrik MIG juga panas ditimbulkan olehbusur listrik antara dua electron dan bahandasar.Elektroda merupakan gulungan kawat yangberbentuk rol yang geraknya diatur olehpasangan roda gigi yang digerakkan olehmotor listrik. Gerakan dapat diatur sesuaidengan keperluan. Tangkai las dilengkapidengan nosel logam untuk menghubungkangas pelindung yang dialirkan dari botol gas

melalui slang gas.Gas yang dipakai adalah CO2 untukpengelasan baja lunak dan baja. Argon ataucampuran argon dan helium untukpengelasan aluminium dan baja tahan karat.Proses pengelasan MIG ini dadpat secarasemi otomatik atau otomatik. Semi otomatikdimaksudkan pengelasan secara manual,sedangkan otomatik adalah pengelasanyang seluruhnya dilaksanakan secaraotomatik.Elektroda keluar melalui tangkai bersama-sama dengan gas pelindung.

81

Gambar 7. Elektroda

B. Arus ListrikArus Searah( DC = Direct Current )

Pada arus ini, elektron-elektron bergeraksepanjang penghantar hanya dalam satuarah.

Gambar 8. Arus Searah

Arus Bolak-balik ( AC = Alternating Current )Arah aliran arus bolak-balik merupakangelombang sinusoide yang memotong garisnol pada interval waktu 1/ 100 detik untukmesin dengan frekuensi 50 hertz (Hz). Tiapsiklus gelombang terdiri dari setengah

gelombang positif dan setenngahgelombang negative. Arus bolak-balik dapatdiubah menjadi arus searah denganmenggunakan pengubah arus(rectifier/adaftor).

Gambar 9. Arus Bolak Balik

KESIMPULAN

Dengan beberapa jenis mesin las sertapenggunaannya terdapat keuntungan dankelemahan darimesin las, danpenggunaan dari mesin las tersebut,

keuntungandan kelemahan dapatdijelaskan sebagai berikut:

Keuntungan

Proses SMAW digunakan untuk mengelasberbagai macam logam ferrous dan non

82

ferrous, termasuk baja carbon dan bajapaduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron, dan beberapapaduan tembaga.Proses GTAW menghasilkan pengelasanbermutu tinggi pada bahan-bahan ferrousdan non ferrous.

Proses pengelasan GMAW dapatdikerjakan secara semi-otomatis atauotomatis. Asap dan percikan las padaGMAW hubungan singkat lebih sedikitdibandingkan dengan SMAW, juga tidak adaslag yang harus dibersihkan setelahpengelasan

Kelemahan

Baik proses las ESW ataupun EGWhanya terbatas pada penyambungan carbonsteel dan low alloy steel dengan posisivertikal.

Kelemahan utama proses las GTAWyaitu laju pengisian lebih rendahdibandingkan dengan proses las lainumpamanya SMAW.

SMAW adalah proses pengelasandengan daya guna tinggi, proses inimempunyai beberapa karakteristik dimanalaju pengisiannya lebih rendahdibandingkan proses pengelasan semi-otomatis atau otomatis.

Peralatan las GMAW lebih mahal, danlebih rumit dalam pemasangan danperawatan, dibandingkan dengan SMAW.Biaya kawat las dan shielding gas bisamenjadi lebih mahal dibandingkan denganelektroda terbungkus, tetapi hal ini bisadiimbangi karena produktivitas yang tinggidan sedikitnya pemborosan.

DAFTAR PUSTAKA

AWS D1. 1/D1. 1M – 2002, StructuralWelding Code-Steel, American WeldingSociety, An American NationalStandard.Gourd LM.,(1995) Principlesof Welding Technology, Thid Edition,Edward Arnold,a division of HolderHeadline PLC, 338 Euston Road,London.

Dieter, G. E., 1987, Metalurgi Mekanik:Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta

Foundry technology by Beeley, P.R Castingby ASM Handbook Vol 15 Casting ByJohn Campbell

Gourd L M., (1995) Principles of WeldingTechnology,Third Edition, EdwardArnold,a division of Holder Headline PLC,338 Euston Road, London.

Hastono Reksotenejo., Ir, M.Sc.Eng.Met,Teknologi Cor Gravity Teori Dasar danAplikasi, Jakarta, 1992.

Kenji, C., 1975, Teknik PengecoranLogam, Penerbit Pradya, Jakarta

Sriati Djapire, 1991, Ilmu dan TeknologiBahan, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta

Surdia, Tata dan Saito, Shinroku, 2005Pengetahuan Bahan Teknik, PT.Pradnya Paramita, Jakarta

Tata Surdia., Prof. Ir, M.Sc.Met dan KenjiChijiiwa, Prof. Dr, Teknik pengecoranlogam, Jakarta, 1982.

Widharto, Sri. 2007. Menuju Juru LasTingkat Dunia Jakarta : PradnyaParamita.

83