Showing posts with label Teknik Pengelasan. Show all posts
Showing posts with label Teknik Pengelasan. Show all posts

Saturday, 12 May 2012

Sekelumit Artikel Tentang Teknologi Pengelasan

Dalam membangun rumah, terkadang ada beberapa komponen rumah dari logam yang harus dibuat dengan cara pengelasan, misalnya teralis, railing, atau kanopi. Bahkan lebih jauh lagi dalam pembuatan rangka atap bangunan yang berukuran besar seperti gudang atau gedung dengan bentang lebih dari 10 meter pada umumnya harus menggunakan struktur rangka baja (profil siku, kanal atau pipa) maupun struktur gable (profil WF, kanal) yang dibentuk dengan menggunakan teknik pengelasan sebelum akhirnya dirakit (erection) di lokasi dengan menggunakan sambungan baut ataupun sambungan las.

Nah, tak ada salahnya anda menyimak artikel populer dari internet tentang teknologi pengelasan, sekedar untuk menambah wawasan pengetahuan tentang bangunan. Selamat membaca !





I. Ruang Lingkup dan Definisi Pengelasan

a. Definisi pengelasan menurut American Welding Society, 1989
Pengelasan adalah proses penyambungan logam atau non logamyang dilakukan dengan memanaskan material yang akan disambung hingga temperatur las yang dilakukan secara : dengan atau tanpa menggunakan tekanan (pressure),hanya dengan tekanan (pressure), atau dengan atau tanpa menggunakan logam pengisi (filler)

b. Definisi pengelasan menurut British Standards Institution, 1983
Pengelasan adalah proses penyambungan antara dua atau lebih material dalam keadaan plastis atau cair dengan menggunakan panas (heat) atau dengan tekanan (pressure) atau keduanya. Logam pengisi (filler metal) dengan temperatur lebur yang sama dengan titik lebur dari logam induk dapat atau tanpa digunakan dalam proses penyambungan tersebut.



II. Sejarah pengelasan

Para ahli sejarah memperkirakan bahwa orang Mesir kuno mulai menggunakanpengelasan dengan tekanan pada tahun 5500 SM (untuk membuatpipa tembaga denganmemalu lembaran yang tepinya saling menutup). Winterton menyebutkan bahwa bendaseni orang Mesir yang dibuat pada tahun 3000 SM terdiri dari bahan dasar tembaga dan emas hasil peleburan dan pemukulan. Jenis pengelasan ini, yang disebut pengelasan tempa {forge welding), merupakan usaha manusia yang pertama dalam menyambung dua potong logam. Contoh pengelasan tempa kuno yang terkenal adalah pedang Damascus yang dibuat dengan menempa lapisan-lapisan besi yang berbeda sifatnya.

Pengelasan tempa telah berkembang dan penting bagi orang Romawi kuno sehingga mereka menyebut salah satu dewanya sebagai Vulcan (dewa api dan pengerjaan logam) untuk menyatakan seni tersebut. Sekarang kata Vulkanisir dipakai untuk proses perlakuan karet dengan sulfur, tetapi dahulu kata ini berarti “mengeraskan”. Dewasa ini pengelasan tempa secara praktis telah ditinggalkan dan terakhir dilakukan oleh pandai besi.

Tahun 1901-1903 Fouche dan Picard mengembangkan tangkai las yang dapat digunakandengan asetilen (gas karbit), sehingga sejak itu dimulailah zaman pengelasan danpemotongan oksiasetilen (gas karbit oksigen).Periode antara 1903 dan 1918 merupakan periode pemakaian las yang terutamasebagai cara perbaikan, dan perkembangan yang paling pesat terjadi selama Perang Dunia I (1914-1918). teknik pengelasan terbukti dapat diterapkan terutama untuk memperbaiki kapal yang rusak. Winterton melaporkan bahwa pada tahun 1917 terdapat 103 kapal musuh di Amerika yang rusak dan jumlah buruh dalam operasi pengelasan meningkat dari 8000 sampai 33000 selama periode 1914-1918. Setelah tahun 1919, pemakaian las sebagai teknik konstruksi dan pabrikasi mulai berkembang dengan pertama mwnggunakan elektroda paduan (alloy) tembaga-wolfram untuk pengelasan titik pada tahun 1920. Pada periode 1930-1950 terjadi banyak peningkatan dalam perkembangan mesin las. Proses pengelasan busur nyala terbenam (submerged) yang busur nyalanya tertutup di bawah bubuk fluks pertama dipakai secara komersial pada tahun 1934 dan dipatenkan pada tahun 1935. Sekarang terdapat lebih dari 50 macam proses pengelasan yang dapat digunakan untuk menyambung pelbagai logam dan paduan.

Pengelasan yang kita lihat sekarang ini jauh lebih kompleks dan sudah sangat berkembang. Kemajuan dalam teknologi pengelasan tidak begitu pesat sampai tahun 1877. Sebelum tahun 1877, proses pengelasan tempa dan peyolderan telah dipakai selama 3000 tahun. Asal mula pengelasan tahanan listrik {resistance welding) dimulai sekitar tahun 1877 ketika Prof. Elihu Thompson memulai percobaan pembalikan polaritas pada gulungan transformator, dia mendapat hak paten pertamanya pada tahun 1885 dan mesin las tumpul tahanan listrik {resistance butt welding) pertama diperagakan di American Institute Fair pada tahun 1887.

Pada tahun 1889, Coffin diberi hak paten untuk pengelasan tumpul nyala partikel (flash-butt welding) yang menjadi satu proses las tumpul yang penting. Zerner pada tahun 1885 memperkenalkan proses las busur nayala karbon {carbon arc welding) dengan menggunakan dua elektroda karbon, dan N.G. Slavinoff pada tahun 1888 di Rusia merupakan orang pertama yang menggunakan proses busur nyala logam dengan memakai elektroda telanjang (tanpa lapisan). Coffin yang bekerja secara terpisah juga menyelidiki proses busur nyala logam dan mendapat hak paten Amerika dalam tahun 1892. Pada tahun 1889, A.P. Strohmeyer memperkenalkan konsep elektroda logam yang dilapis untuk menghilangkan banyak masalah yang timbul pada pemakaian elektroda telanjang.
Thomas Fletcher pada tahun 1887 memakai pipa tiup hidrogen dan oksigen yang terbakar, serta menunjukkan bahwa ia dapat memotong atau mencairkan logam.

Pada saat sekarang ini teknik las telah dipergunakan secara luas yang dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Luasnya penggunaan teknologi las disebabkan karena bangunan dan mesin yang dibuat dengan mempergunakan teknik pengelasan ini menjadi lebih murah.



III. Penggunaan & pengembangan teknologi las
Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam konstruksi sangat luas meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran, kendaraan rel dan sebagainya.
Disamping itu untuk pembuatan las, proses las dapat juga dipergunakan untuk reparasi misalnya untuk mengisi lubang-lubang coran, membuat lapisan keras pada perkakas, mempertebal bagian-bagian yang sudah aus dan macam-macam reparasi lainnya.

Pengelasan bukan tujuan utama dari konstruksi tetapi hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan kesesuaian antara sifat-sifat las dengan kegunaan konstruksi serta keadaan sekitarnya.



Pengembangan Teknologi Las

1. Las Busur Listrik
Selama berabad-abad las tempa dipakai sebagai proses utama untuk menyambung logam tanpa banyak mengalami perkembangan. Pada awal abad 19, ditemukan cara baru yaitu las busur nyala listrik (Elekctric Arc Welding) dengan electrode carbon batangan tanpa pembungkus dengan menggunakan battery sebagai sumber tenaga listrik. Kelemahan utama proses las listrik carbon adalah oksidasi yang relative tinggi pada lasan (lasan mudah karat) sehingga las ini banyak dipakai.

Pada waktu yang bersamaan, tahun 1877, ditemukan las tahanan (Resistance Welding). Seorang ahli fisika dari Inggris, James Joule, diakui sebagai penemunya. Pada tahun 1856 dia memenaskan dua batang kawat dengan aliran listrik. Selama proses pemanasan, kedua kawat tersebut ditekan satu sama lain. Ternyata kedua kawat tersebut saling terikat setelah selesai dipanaskan.

Pada perkembangan selanjutnya, resistane welding menghasilkan beberapa jenis proses pengelasan, missal las flash (Flas Welding) pada tahun 1920.las tahanan listrik mencapai kejayaannya setelah diciptakan berbagai jenis robot. Untuk memenuhi kebutuhan dikembangkan berbagai bentuk las tahanan listrik yang meliputi las titik, interval, seam (garis) dan proyeksi. Las ini dalam prosenya menerapkan panas dan tekan. Electrode berfungsi sebagai penyalur arus dan penekanan benda kerja berbentuk plat.

Pada decade berikutnya, diperkenalkan last hermit (Thermit Welding) berdasarkan prose kimiawi sehingga menambah kesanah teknologi pengelasan. Las thermiddiperoleh dengan menuangkan logam cair diantara dua ujung logam yang akan disambungkan sehingga ikut mencair. Setelah membeku kedua logam menyatu dan cairan logam yang dituangkan berfungsi sebagai bahan tambah.

Pada akhir abad 19 ditemukan las oxy acetylene, las ini berhasil menggeser pemakaian las tempa dan mendominasi proses pengelasan untuk beberapa decade sampai dikembangkan las listrik..
Pada tahun 1925 las oxy acetylene digeser oleh adanya perbaikan las busur listrik yang mana las busur tersebut memakai electrode terbungkus. Setelah terbakar, pembungkus electrode menghasilkan gas dan terak. Gas melindungi kawah lasan dari oksidasi pada saat proses pengelasan sedang berlangsung. Terak melindungi lasan selama proses pembekuan hingga dingin (sampai terak dibersihkan). Keterbatasan las busur electrode batangan adalah panjang ektode yang terbatas sehingga setiap periode tertentu pengelasan harus berhenti mengganti electrode. Efesiensi bahan tanbah jauh dari 100% karena mesti ada puntungnya.

Bertitik tolak dari kelemahan tersebut maka pada akhir tahun 1930an diciptakan las busur electrode gulungan. Secara prinsip, pengelasan tidak perlu berhenti sebelum sampai ujung jalur las. Dan pengelasan dapat dilakukan dengan cara semi otomatis atau otomatis. Sebagai pelindung dipakai flux. Flux dituangkan sesaat dimuka electrode sehingga busur nyala listrik terpendam oleh flux. Keuntungannya, operator tidak silau oleh busur nyala listrik, kelemahannya, las terbatas pada posisi dibawah tangan saja pada posisi lain flux akan jatuh berhamburan sebelum berfungsi.

Pada tahun 1941 di Amerika ditemukan electrode Tungsten. Tungsten tidak mencair oleh panasnya busur nyala listrik sehingga tidak terumpan dalam lasan. Sebagai pelindung dipakai gas inti (Inert) yang untuk beberapa saat dapat bertahan pada kondisinya. Gas inti disemburkan kedaerah lasan sehingga lasan terhindar dari oksidasi. Karena menggunakan las inti sebagai bahan pelindung las ini sering disebut las TIG ( Tungsten Inert Gas).

Keberhasilan pemakaian gas inti pad alas tungsten dicoba pula pad alas elektroda gulungan pada awal tahun 1950an. Proses ini selanjutnya disebut Gas Metal Arc Welding (GMAW) atau las MIG (Metal Inert Gas). Kaena gas argo sangat mahal maka dipakai gas campuran argon dan oksigen atau gas CO yang cukup aktif. Las ini biasa disebut dengan Metal Aktif Gas (MAG). Dapat pula dipakai pelindung campuran argon dengan CO selama tidak lebih dari 20% hasilnya cukup baik karena tidak meninggalkan terak. Perlu diketahui bahwa gas gas pelindung lebih mahal, maka cara tersebut hanya dipakai untuk keperluan khusus.

Berikutnya ditemukan las busur electrode gulungan dengan pelindung lasan berupa serbuk. Supaya dapat dipakai pada segala posisi, elektroda dibuat berlubang seperti pipa untuk menempatkan flux. Proses ini relative lebih murah dari pada las busur gas, dapat untuk segala posisi dan teknis pengelasan dapat dikembangkan secara semi otomatis atau otomatis penuh las ini disebut las busur elektroda berinti flux (Flux Core Arc Welding) Selanjutnya ada elektroda sebagai komponen yang akan dipasang pada bagian lain. Las ini disebut las stud. Stud terpasang pada benda utama melalui tiga tahap yaitu seting posisi, pencarian ujung stud dan benda utama dan penekanan stud pada benda utama sesaat setelah busur nyala dimatikan.

Setelah itu dikembangkan las listrik frekuensi inggi yaitu 10000 sampai 500000 Hz. Las listrik frekuensi tinggi sering disebut las induksi. Ditinjau dari proses penyatuan benda kerja, las ini termasuk las padat yang dibantu dengan panas untuk memecah lapisan oksidasi atau kotoran pada permukaan benda kerja. Panas yang dihasilakan sangat tipis dipermukaan benda kerja sehingga las ini sangat cocok untuk plat tipis.

Pada tahun 1950an , diubahnya energi listrik menjadi seberkas electron yang ditembakkan benda kerja. Panas yang dihasilkan lebih besar dan dimensi bekas electron jauh lebih kecil dari busur nyala listrik, pengelasannya sangat cepat maka sangat cocok untuk produksi masal. Daerah panas menjadi lebih sempit sehingga sangat cocok untuk bahan yang sensitive terhadap perubahan panas. Kualitas lasan sangat baik dan akurasi , hanya saja peralatannya sangat mahal. Cara ini biasa disebut las electron ( Electron Beam Welding).

2. Las Gesek
Pada tahun 1950, AL Chudikov, seorang ahli mesin dari Uni Sovyet, mengemukakan hasil pengamatannya tentang teori tenaga mekanik dapat diubah menjadi energi panas. Gesekan yang terjadi pada bagian-bagian mesin yang bergerak menimbulkan banyak kerugian karena sebagian tenaga mekanik yang dihasilkan berubah menjadi panas. Chudikov berpendapat, proses demikian mestinya bias dipakai pada proses pengelasan. Setelah melalui percobaan dan penelitian dia berhasil mengelas dengan memanfaatkan panas yang terjadi akibat gesekan. Untuk memperbesar panas yang terjadi, benda kerja tidak hanya diputar tetapi ditekan satu terhadap yang lain. Tekanan juga berfungsi mempercepat fusi. Cara ini disebut las gesek (Friktion Welding)

3.Las Plasma
Las plasma busur nyala listrik (Plasma Arc Welding). Proses plasma sebenarnya merupakan penyempurnaan las tungsren, hanya saja busur nyala listrik tidak muncul diantara elektroda dengan benda kerja tetapi muncul antara ujung elektroda dengan gas inti yang mengalir di sekitarnya. Las plasma ternyata lebih baik dari las tungsten karena busur nyala listrik yang muncul lebih stabil dengan diameter lebih kecil sehingga panasnya lebih terpusat. Proses pengelasan bias lebih cepat, disamping itu tungsten tidak pernah menyentuh benda kerja.

4.Las Suara
Awal tahun 1960 ditandai dengan penemuan las yang menggunakan suara frekuensi tinggi (Ultrasonic Welding). Las ini juga menggunakan listrik dalam proses kerjanya, tidak ada aliran listrik pada benda kerja, panas yang ditimbulkan semata-mata hasil proses dan sifatnya hanya membantu dalam proses penyatuan benda kerja.

Suara yang digunakan berkisar antara 10000 sampai 175000 Hz, getaran suara disalurkan melalui sosotrode yang dipasang pada benda kerja. Kemudian tekanan yang diterapkan pada benda kerja selama proses. Kelebihan proses ini adalah sesuai untuk benda tipis dan tidak terpengaruh jenis bahan yang disambungkan. Tidak dipakainya energi panas sebagai energi utama merupakan kelebihan sendiri pada bahan tertentu dan tipis, hanya saja kurang berhasil untuk ketebalan benda kerja diatas 2,5mm x 2.

Berbagai bentuk las ultrasonic:
Wedge reed spot.
Leteral drive spot.
Overthung copuler spot.
Line.
Ring.
Continuous seam.

5. Las eksplosive (Exsplosive Welding atau EXW)
Las eksplosive (Exsplosive Welding atau EXW) dikembangkan dari pengamatan seseorang dimasa PD I, ada pecahan-pecahan bom yang melekat kuat pada logam lain yang tertumbuk. Carl dalam penelitiannya menyimpulakan bahwa pecahan bom tersebut menempel karena efek jet pada saat terjadi tumbukan. Efek jet mampu membersihkan kotoran yang melekat pada permukaan kedua benda sehingga terjadi kontak antar atom kedua benda dan menghasilkan ikata yang cukup kuat.

6. Las Laser.
Pada tahun 1955 para ahli fisika berhasil menemukan sinar laser, secara sederhana dapat dikatakan sinar yang diproduksi pada panjang gelombang tertentu dan parallel, kemudian diperbesar, sinar tersebut selanjutnya difokuskan. Panas yang dihasilkan pada titik focus sangat tinggi. Menjelang tahun 1970, laser mulai diterapkan pad alas, laser sebagai sinar dapat diatur secara akurat sehingga las laser sangatsesuai untuk peralatan-peralatan khusus.

Las laser dapat dipakai untuk mengelas benda-benda dengan ketebalan 0,13mm sampai 29mm pada kecepatan geser berkisar dari 21 mm/dt sampai 1,2 mm/dt. Persoalan yang timbul pad alas laser sama halnya dengan las electron, kerenggangan benda kerja sangat kecil antara 0,03 sampai 0,15.sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang digunakan dalam bidang las, ini disebabkan karena perlu adanya kesepakatan dalam hal-hal tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasi tersebut pada waktu ini dapat dibagi dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.


Saturday, 7 April 2012

LOKASI PANAS PADA LAS TITIK


image002

Tahanan terbesar terdapat pada batas kontak permukaan antara kedua lembaran benda kerja, yang tergantung kepada: - luas nya permukaan benda kerja

- besar nya gaya tekan elektroda

- ukuran elektroda.

Dari pengalaman dan teori Keseimbangan Energi; “ bila ke-2 logam induk mempunyai tebal dan material yang sama, maka gumpalan las, akan tepat berada di tengah-tengah. Namun bila bahan atau ketebalan benda berbeda, maka perlu elektroda yang berbeda pula agar gumpalan las bisa tepat berada di tengah-tengah.

¨ Jenis Mesin Las Titik ada 3 (tiga) macam, yakni:

  1. Mesin Las Titik Tunggal Stasioner : - lengan ayun (sederhana): elektroda atas bisa

diangkat-turun kan untuk mengatur tekanan.

- tekanan langsung


2. Mesin Las Titik Tunggal Portable: dihubungkan ke transformator dengan kabel

yang panjang, agar mesin bisa bergerak bebas.

3. Mesin Las Titik Majemuk: sekali operasi, mampu menghasilkan 2 atau lebih titik-

titik pengelasan (gumpalan las).


14.7.b. LAS PROYEKSI

Las proyeksi ini agak mirip dengan las titik (lihat gambar ilustrasi).


image003

Keterangan:

  1. Las proyeksi dibuat pada titk-titik tertentu dibawah pengaruh tekanan
  2. Pada titik-titik dimana akan dilas, terlebih dahulu dipres, sehingga timbul sembulan-sembulan logam induk (proyeksi)
  3. Diameter sembulan = tebal dari logam induk

Logam tersebut menyembul sebesar kira-kira 60% dari ketebalan logam induk

4. Hal yang sangat menentukan adalah: distribusi arus listrik dan gaya tekan yg tepat

Sembulan-sembulan pengelasan, dapat juga dibuat zig-zag sesuai kebutuhan, sehingga dengan cara ini dapat dihasilkan beberapa sambungan las sekaligus.

Hasil pengelasan umumnya mempunyai penampilan yang lebih baik dibandingkan dengan las titik pada umum nya, sehingga tidak diperlukan pengerjaan lanjut, seperti: grinda, amplas, dll..

Umur elektrodanya akan lebih awet, sebab disini hanya digunakan permukaan yang rata serta pemeliharaan elektrodanya pun lebih mudah.


14.7.c. LAS KAMPUH

image004

Hasil las-las an nya adalah kontinue disepanjang logam induk yang berimpit.

Sambungan terjadi oleh panas yang di timbulkan karena adanya tahanan listrik. Arus mengalir melalui logam induk (lembaran logam) yang di tekan di antara dua buah elektroda bulat (lihat gambar ilustrasi) dan mengalirnya secara diskret yang diatur oleh adanya timer.

¨ Ada 3 jenis las kampuh, yakni: - las kampuh tindih

- las kampuh mulus

- las kampuh tumpang (banyak digunakan di industri).

Panas yang dihasilkan pada permukaan kontak adalah minimal, karena disini digunakan elektroda tembaga dan penyerapan panas hanya berlangsung singkat dan elektroda serta daerah las dialiri air pendingin. Hal lain yang mempengaruhi jumlah panas yang dihasilkan adalah waktu pengelasan yang diatur oleh kecepatan putar elektroda. Jumlah panas yang dihasilkan akan berkurang dengan meningkatnya putaran elektroda.

Ada beberapa keuntungan pengelasan ini, antara lain:

- design nya yang rapih

- penghematan bahan

- sambungan nya cukup rapat dan biaya relatif murah.

Las kampuh banyak digunakan untuk pembuatan:

- wadah logam

- knalpot kendaraan bermotor

- spatboard

- lemari es dan tangki bahan bakar.


14.7.d. LAS TUMPUL

image005

Benda kerja berdimensi sama saling menekan dan panas yang timbul pada permukaan kontak, terjadi karena adanya resistensi listrik. Sementara terjadi pemanasan, tekanan tetap ada, namun panas tersebut tidak sampai mencairkan logam induk. Hasil las-lasan biasanya menonjol, sehingga perlu pengerjaan lanjut, misal: menggerinda, dll. Laju aliran panas, tergantung kepada: - besarnya gaya tekan

- jenis material logam induk

- keadaan permukaan logam induk.

Karena alasan bahwa: tahanan kontak berbanding terbalik dengan tekanan, maka tekanan awal biasanya rendah (kecil), baru kemudian di tingkatkan secara bertahap, sampai sambungan las dapat terbentuk.

Catatan:

  1. Bila logam induk berlainan jenis, atau juga, bila penampangnya tidak sama, maka tahanan logam las-lasan harus sebanding dengan tahanan jenis masing-masing logam induk.
  2. Tekanan berkisar antara (15 s/d 55) MPa
  3. Las tumpul ini sering digunakan untuk pengelasan:

- batang/poros

- pipa logam

- struktur-struktur yang kecil

- dll.

4. Luas penampang maximum yang mampu di las adalah = 450 image006 karena alasan

pembatasan besarnya arus listrik


14.7.e. LAS NYALA

Las ini mirip dengan las tumpul, perbedaan nya hanya terletak pada cara

pemanasan logam induk yang akan dilas.

Tegangan tinggi yang di aplikasikan, akan menimbulkan loncatan-loncatan bunga api diantara kedua permukaan logam induk, dan hal ini berlangsung terus menerus, sementara logam induk maju ber lahan-lahan, hingga mencapai suhu tempa nya. Tekanan yang dipergunakan antara (35 s/d 170)MPa, arus listrik nya lebih kecil jika dibandingkan dengan las tumpul.

Biasanya untuk pengelasan benda dengan penampan yang kecil, digunaka las tumpul, sedang kan untuk yang berpenampan relatif besar, digunakan pengelasan kombinasi antara las tumpul nyala.

Kelebihan:

  1. hasil las-lasan akan terlindung dari kontaminasi udara, karena terbalut las-las an.
  2. proses lebih cepat
  3. pengejaan lebih mudah

Kekurangan:

Tidak baik digunakan untuk bahan-bahan atau paduan-paduan, seperti:

- non-ferrous

- yang mengandung unsur timah hitam dan putih

- seng

- tembaga.


14.7.f. LAS PERKUSI

Panas yang dibutuhkan, diperoleh dari busur listrik dan benda yang akan dilas harus dijepit terlebih dahulu, yakni satu ujungnya tetap (fixed), dan yang lain nya dapat bergerak (ada mekanisme pegas). Bila penjepit bebas dilepas, maka ada tekanan yang kuat, sehingga benda kerja akan ikut bergerak. Pada saat jarak benda mencapai 1,6 mm, timbul busur listrik, akibat nya permukaan benda menjadi panas (lihat gambar ilustrasi pada las tumpul). Busur listrik akan hilang saat kedua benda bertabrakan (impact force) dengan gaya yang cukup besar, sehingga terjadi sambungan las. Energi pembentuk busur listrik berasal dari energi elektrostatik berupa energi terakumulasi di dalam kondensator atau dari induksi di dalam kumparan.

Sambungan las terbentuk segera setelah terjadi busur listrik antara kedua ujung logam induk disusul kemudian oleh impact force tadi. Proses ini terjadi/berlangsung sangat cepat, sekitar 0,1 detik dan panas hanya terjadi persis didaerah las-lasan saja, logam induk nya sendiri, praktis tidak mengalami kenaikan suhu. Keunggulan proses ini adalah: bentuk las-lasan nya mulus, tetapi terbatas hanya untuk logam-logam induk yang berpenampang relatif kecil, yakni maksimum 650 image006 saja.

Pengelasan Perkusi biasanya digunakan untuk:

- suku cadang-suku cadang yang sudah mendapatkan proses heat treatment

- benda-benda dengan daya hantar panas atau massa jenis nya berbeda

- paduan tembaga dengan aluminium

- baja tahan karat (stainless steel)

- paduan perak dengan tembaga

- paduan besi cor dengan baja

- paduan seng dengan baja.


14.8. LAS INDUKSI

Panas yang timbul adalah disebabkan oleh arus induksi didalam logam yang akan dilas, dimana kumparan unduksi nya sendiri tidak menyentuh benda kerja.

Pada pengelasan ini, kadang-kadang dibutuhkan tekanan untuk membentuk sambungan. Arus induksi yang tinggi, timbul di ke-2 (dua) ujung benda kerja, dimana frekwensi yang digunakan antara (200.000 s/d 500.000) Hz untuk tujuan khusus, dan sekitar (400 s/d 450) Hz untuk keperluan standard. Oksida-oksida yang merugikan, pada las induksi praktis tidak timbul, sebab arus induksi berfrekwensi tinggi tersebut, timbul secara tiba-tiba dalam waktu yang sangat singkat.

Keuntungan las induksi antara lain:

  1. dapat menyambung dua buah logam yang berlainan jenis
  2. dapat melas hampir seluruh jenis logam dengan bentuk: - pipa logam

- wadah logam

- lembaran logam

3. tidak terbentuk lapisan oksida yang merugikan.


14.9.. LAS BUSUR

Sambungan terjadi oleh adanya panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dengan elektroda nya. Elektroda (logam pengisi) dipanaskan sampai mencair dan di endapkan pada sambungan, sehingga terbentuk sambungan las. Pada awal terjadi kontak antara elektroda dengan benda kerja, arus listrik mengalir, kemudian dengan memisahkan penghantar, timbul lah busur, dimana suhunya dapat mencapai sekitar 5500 ° C. Arus yang digunakan adalah searah (AC) maupun DC, untuk tujuan khusus misalnya, banyak menggunakan arus listrik searah (DC). Alat las DC, terdiri dari generator arus DC jenis energi tetap dengan karakteristik tertentu, sehingga dapat menghasilkan busur yang stabil. Mesin ini dapat menghasilkan arus listrik DC sebesar 1000 Amp dengan tegangan terbuka (40 s/d 95) Volts, tetapi pada saat pengelasan terjadi, tegangan kembali menjadi (18 s/d 40) Volts.

Untuk menghasilkan polaritas langsung, maka elektroda nya dihubungkan pada terminal yang negatif, sebalik nya untuk menghasilkan polaritas terbalik, maka elektroda nya di hubungkan pada terminal positif.


14.10. LAS ELEKTRODA KARBON

Busur karbon nya merupakan sumber panas yang dapat di gerak-gerak kan seperti hal nya pada pengelasan gas bertekanan, dan bila diperlukan dapat juga menggunakan logam pengisi. Mengingat jenis las ini merupakan jenis las busur yang pertama dikembangkan dimana metode penggunaan nya relatif rumit. Karena terdesak oleh penemuan-penemuan mesin las lain yang lebih seserhana namun memberikan hasil yang lebih efisien, maka akhir-akhir ini, mesin las elektroda karbon sudah mulai jarang dipakai.


14.11. LAS ELEKTRODA LOGAM

Belajar dari mesin las elektoda karbon, maka ditemukan bahwa bila menggunakan elektroda logam dengan karakteristik tertentu dan arus listrik yang tepat, maka elektroda logam tersebut dapat mencair, sehingga dapat berfungsi sebagai logam pengisi (filler), untuk penemuan ini Charles Coffin, pada tahun 1889, memperoleh hak paten.

Prinsip las elektroda logam adalah: bila sebuah elektroda mengenai benda kerja, kemudian di tarik dengan cepat, maka akan terbentuk busur. Karena panas, ujung elektroda akan mencair (sebagian kecil dari cairan nya menguap) dan tersebar sebagai percikan-percikan halus disekitar las-lasan. Dengan menggerakkan elektroda secara teratur, maka akan terbentuk busur yang merata, elektroda cair akan menyatu dengan logam induk dan terbentukla sambungan las.

Untuk penerjaan biasa (standard), baik arus AC maupun DC menghasilkan las-las an yang hampir tidak berbeda satu sama lain nya, namun polaritas sangat berpengaruh terhadap hasil las-las an.

Mesin yang lebih sering digunakan adalah: mesin AC yang terdiri dari transformator statik (disebut statik, karena memang hampir tidak ada bagiannya yang bergerak). Mesin ini efisiensi nya tinggi, energi losses (ketika tanpa beban) hampir tidak ada , harga dan biaya pemeliharaan relatif rendah. Mesin las jenis ini mempunyai 6 (enam) jenis ukuran kapasitas teruji, yakni: 150, 200, 300, 500, 750 dan 1000 Amp, hal ini mengikuti standard NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

Untuk keperluan pengelasan kecil (menggunakan tangan), digunakan arus listrik sebesar 100 A atau lebih dari mesin arus bolak-balik (AC)

Umumnya logam non-besi dan berbagai paduan lain nya, tidak dapat di las dengan peralatan mesin AC, karena memang keterbatasan kapasitas elektroda nya (elektroda memang tidak dikembangkan untuk itu). Tetapi untuk benda kerja yang berbentuk pelat tebal, akan lebih baik bila dilas dengan menggunakan mesin AC, dimana elektrodanya berdiameter besar, tetapi perlu ekstra hati-hati karena voltase nya yang sangat tinggi.

Mesin dengan arus DC, dapat menggunakan elektroda, baik dari jenis logam, maupun dari jenis karbon, sebab polaritas nya dapat diganti-ganti sesuai dengan elektroda yang digunakan. Bila arusnya AC, polaritasnya dapat berubah-ubah untuk setiap siklus, oleh karena itu, elektroda yang akan digunakan pun harus dipilih dengan cermat, yakni elektroda yang dapat berperasi pada dua polaritas tersebut

· ELEKTRODA.

Dibawah ini dapat dilihat skema kerjanya sebuah elektroda pada proses pengelasan.

image007

Ada 3 jenis elektroda logam, yakni:

  1. elektoda polos image008 digunakan terbatas untuk besi tempa dan baja lunak, biasanya digunakan polaritas langsung.
  2. elektroda fluks image008 mutu las-lasan nya dapat ditingkatkan agar lebih baik, yakni dengancara menambahkan fluks yang tipis pada ujung kawat las, untuk dapat melarutkan dan mencegah terbentuk nya oksida-oksida merugikan tersebut.
  3. elektoda berlapis tebal image008 paling banyak (hampir 95 %) digunakan untuk keperluan pengelasan komersial.

¨ Lapisan luar elektroda membentuk selubung gas disekeliling busur untuk mencegah terjadinya lapisan oksida atau nitrida logam. Selain itu, lapisan terak akan memberi perlindungan pada benda kerja dari oksidasi selama proses pengelasan, akibatnya sambungan las memiliki sifat-sifat yang unggul.

¨ Untuk pengelasan logam dan paduan (unsur paduan biasanya tidak stabil, sehingga mudah teroksidasi) bukan besi, biasanya menggunakan elektroda yang di lapisi bahan dari campuran terak dan fluks.

Penggunaan elektroda berlapis tebal, akan memungkinkan penggunaan arus listrik yang lebih tinggi dan kecepatan pengelasan pun akan menjadi lebih tinggi pula.

¨ Fungsi Lapisan Pelindung Elektroda, antara lain adalah:

  1. membentuk lingkungan pelindung
  2. membentuk terak dengan sifat-sifat tertentu untuk melindungi logam cair
  3. memungkinkan pengelasan posisi sulit, termasuk yang tegak lurus.
  4. menstabilkan nyala busur
  5. menambah unsur paduan pada logam induk
  6. memurnikan logam secara metalurgi
  7. mengurangi loncatan-loncatan logam pengisi
  8. meningkatkan efisiensi pengendapan
  9. menghilangkan oksida dan ketidak murnian
  10. mempengaruhi kedalaman penetrasi dari nyala busur
  11. memperlambat laju pendinginan sambungan las
  12. menambah logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan pelindung.

Perlu di ingat, fungsi-fungsi diatas tidaklah berlaku umum, sebab panggunaan lapisan elektroda sangat ditentukan oleh jenis pengelasan nya, sedangka komposisi lapisan akan juga menentukan polaritas elektroda nya.

¨ Komposisi lapisan dapat dibagi atas:

  1. bahan organik
  2. bahan anorganik: - campuran fluk dan campuran pembentuk terak

3. campuran organik dan anorganik

¨ Unsur-unsur utama pembentuk lapisan adalah:

1. image009, image010, image011dan image012image008 untuk pembentuk terak

2. image013, image014, image015 dan image016 image008 untuk meningkatkan sifat nyala busur

3. Grafit, Aluminium dan serbuk kayu image008 untuk pembentuk unsur di-oksida

4. Natrium Silikat, Kalium Silikat dan Asbes image008 untuk unsur pengikat

5. Vanadium, Sirkonium, Sesium, Kobalt Molibdenum, dllimage008 utk memperkuat las-lasan.

Oleh : Ir. Ganda Samosir, M.Sc 


Sumber http://teorikuliah.blogspot.com


PENGELASAN

Menurut sejarah nya, praktek penyambungan sudah dikenal manusia sekitar 3000 tahun yang silam, seperti: pengelasan, pematrian, penempaan dan brasing. Tetapi baru pada tahun 1903, Thomas Alfa Edison mementakan hak paten untuk deposisi nikel secara elektrolitik diantara pelat yang dipanaskan di dalam lingkungan hidrogen.
Secara umum ada banyak pengertian tentang pengelasan, namun kita hanya “tertarik” kepada 2 (dua) pengertian saja.

Pertama ; Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam, dimana logam menjadi satu akibat panas, dengan atau tanpa tekanan.

Kedua ; Pengelasan adalah merupakan ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik-menarik (gaya kohesi) antara atom-atom logam nya.

Agar pengelasan dapat dilakukan dengan baik, maka ke-2 permukaan logam tersebut perlu bebas dari gas yang terserap atau oksida-oksida.

11.1. JENIS-JENIS SAMBUNGAN LAS

Secara umum, jenis-jenis sambungan las dapat dikelompok kan menjadi 2 (dua),

a). Pengelasan Dingin

Bila dua permukaan yang rata dan bersih di tekan, maka kristal-kristal nya akan tertekan juga dan bersinggungan, dan bila tekanan di perbesar, maka daerah singgungan nya pun bertambah besar (luas), Dalam hal ini, lapisan oksida nya pecah dan logam mengalami deformasi, sehingga kristal-kristal di kedua permukaan akan menyatu dan akhirnya kedua logam pun menyatu.

b). Pengelasan Panas

Bila kedua permukaan yang rata dan bersih, disamping ditekan juga dipanaskan, maka kedua permukaan tersebut akan melebur, sehingga terjadilah sambungan pengelasan panas. Semakin tinggi suhu pengelasan nya, ke uletan logam nya akan bertambah dan proses difusi atom akan bertambah cepat.

Sekalipun sambungan panas dengan tekanan lebih efisien, namun kekuatan sambungan nya ditentukan oleh ikatan antar atom-atom nya.

11.2. MACAM-MACAM PROSES PENGELASAN

Ada banyak sekali macam dan jenis pengelasan yang dikenal dan dikembangkan, tergantung kepada cara pemanasan dan peralatan nya. Namun dibawah ini akan diterangkan jenis-jenis pengelasan yang lebih umum dan sering digunakan di dunia industri dan komersial.

Pengelasan-pengelasan tersebut adalah:

1. Pengelasan Patri, terdiri dari:

a). nyala

b). dapur

c). induksi

d). tahanan

e). celup

f). infra merah

2. Pengelasan Tempa, terdiri dari:

a). dikerjakan dengan tangan

b). dikerjakan dengan mesin: . rol

. pukul dan die

3. Pengelasan Gas, terdiri dari:

a). udara + asetilen

b). oksiasetilen

c). oksihidrogen

d). tekanan

4. Pengelasan Tahanan, terdiri dari:

a). titik

b). kampuh

c). proyeksi

d). tumpul

e). nyala

f). perkusi

5. Pengelasan Induksi, terdiri dari:

- frekwensi tinggi

6. Pengelasan Busur, terdiri dari:

a). Elektroda Karbon: . terlindung dan tanpa terlindung

b). Eletroda Logam: · Terlindung: . busur telindung

. titik busur

. hidrogen atom

. gas inert

. busur terendam

. lantak

. terak elektro

· Tanta Terlindung: .logam polos dan lantak

7. Berkas Elektron

8. Pengelasan Lasser

9. Pengelasan Gesekan

10. Pengelasan Termit, terdiri dari:

a). tekanan

b). tanpa tekanan

11. Pengelasan Alir

12. Pengelasan Dingin, terdiri dari:

a). tekanan

b). ultra sonik

13. Pengelasan Letup

Untuk menyatukan atau menyambung logam pada proses pengelasan, adakalanya memerlukan pengerolan atau penekanan dan pemukulan, pada proses lain, perlu melelehkan logam dan tidak memerlukan tekanan. Pada proses pengelasan dengan tekanan, umum nya permukaan logam harus dipanas kan terlebih dahulu, sehingga terjadi gaya kohesi. Suhu pemanasan harus masih berada dibawah titik cair logam induk, kalaupun sampai mencair, maka logam cair harus di lokalisir, disini diperlukan tambahan logam cair yang lain (filler).

Adakalanya, pada logam yang mencair dan kemudian membeku, akan ada terperangkap oksida, hal ini merupakan kerugian yang besar. Untuk itu sering digunakan fluks yang dapat melarutkan oksida didalam terak yang kemudian mengambang diatas permukaan logam cair. Oksida yang berada diatas permukaan ini, dapat berfungsi untuk melindungi logam induk dari kontaminasi udara luar.

Karena peristiwa terjadinya oksidasi bisa berlangsung begitu sangat cepat pada suhu yang tinggi, maka faktor kecepatan proses pengelasan, sangat perlu mendapat perhatian.

Pada proses pengelasan, selalu dianjurkan agar permukaan logam induk yang akan dilas harus dalam keadaan bersih, karena permukaan yang bersih, akan menghasilkan sambungan las yang jauh lebih kuat.

12. PENYOLDERAN DAN PEMATRIAN

Secara prinsip, ke-2 (dua) proses penyambungan logam ini adalah sama, yakni memanfaat kan logam penyambung lain nya yang dalam keadaan cair dan kemudian membeku.

Solder dan Patri ini penggunaan nya dalam dunia industri dan komersial adalah sangat luas.

Ke-2 (dua) proses penyambungan ini biasanya digunakan untuk :

a). menyambung bagian-bagian yang kecil

b). komponen-komponen listrik

12.1. PENYOLDERAN

Proses penyolderan ini digunakan untuk menyambung 2 (dua) kepingan logam yang berbeda jenis nya, dimana logam tambahan yang cair ber temperatur sekitar 430 ° C di tuangkan. Logam tambahan yang umum digunakan adalah: paduan timbal dan timah, dimana titik lebur nya antara (180 s/d 370) ° C.

Kekuatan penyolderan ditentukan oleh “gaya adhesi” dari paduan nya. Sedangkan komposisi paduan yang sering digunakan adalah: 50% timbal + 50% timah yang akan mencair pada temperatur sekitar 220 ° C.

Biasanya pada timah ditambahkan unsur: kadmium, perak, tembaga atau seng dengan tujuan untuk memperoleh sifat fisis yang lebih baik.

12.2. PEMATRIAN

Proses pematrian menggunakan logam tambahan (pengisi) dari jenis “non-besi” dimana titik cairnya mencapai lebih dari 430 ° C, tetapi masih dibawah titik cair logam induk yang akan di sambung, logam tambahan tersebut kemudian akan mengisi ruang diantara logam-logam yang akan disambung.

Gaya yang menarik logam cair untuk mengisi segenap ruangan penyambungan, disebut dengan “gaya kapiler. Pada pematrian biasa, distribusi logam pengisi tidak dikendalikan oleh gaya kapiler, tetapi logam pengisi dicairkan dan dituangkan pada daerah yang akan disambung.

Diperlukan fluks khusus untuk menghilangkan oksida logam dan logam pengisi harus mempunyai sifat fluiditas, agar dapat membasahi permukaan logam yang akan disambung.

Tidak semua logam lunak baik digunakan untuk penyambungan dengan patri, namun logam dan paduan patri yang lazim digunakan adalah:

a). Tembaga; titik cirnya ± 1083 ° C

b). Paduan tembaga (kuningan + perunggu); dengan titik cair antara (870 s/d 1100) ° C

c). Paduan perak; titik cair nya (630 s/d 934) ° C

d). Paduan aluminium; titik cairnya antara (570 s/d 640) ° C.

Biasanya proses pematrian dapat dikelompok kan berdasarkan cara pemanasan logam induk (biasanya memakai nyala oksiasatilen), sedangkan proses mana yang akan digunakan, tergantung kepada bahan pengisi, peralatan yang tersedia, biaya dan bentuk benda yang akan disambung

Dibawah ini dapat dilihat, gambar beberapa bentuk-bentuk sambungan patri yang lazim dipakai pada berbegai keperluan komersial:

a). Sambungan tindih

image001

b). Sambunagn temu



image002

Mana yang paling efisien?

c). Sambungan serong

image003

Catatan:

a). Diperlukan adanya celah di antara logam I dan logam II, sehingga logam pengisi dapat mengisi nya berdasarkan gaya tarik-menarik kapiler

b). Ke-2 (dua) logam yang akan disambung, harus bersih dari kotoran-kotoran, minyak-minyak atau oksida-oksida.

c). Ke-2 (dua) logam yang akan disambung patri, harus mempunyai dimensi yang sama.

Hal yang paling utama harus dipehatikan pada proses pematrian adalah: permukaan yang akan di patri, harus bebas dari kotoran-kotoran, minyak atau oksida-oksida. Adakalanya diperlukan pembersihan menggunakan cairan kimia (secara kimiawi) ataupun secara mekanik, disamping juga fluks (boraks dan campuran nya dengan garam-garam lain).

12.3. CARA MEMANASKAN L OGAM PADA PROSES PEMATRIAN

Secara umum, ada 4 (empat) cara yang dapat dilakukan untuk memanaskan logam induk pada proses pematrian, yaitu:

a). Pencelupan benda yang akan disambung kedalam logam pengisi atau fluks cair. Suhu fluks cair harus lebih rendah dari titik cair logam induk yang akan di sambungkan.

Biasanya ke-2 logam induk tersebut di jepit dengan menggunakan “jig”.

b). Mematri dengan menggunakan dapur.

Benda dijepit dgn jig dan dimasukkan ke dalam dapur pada suhu pencairan logam patri (filler).

c). Mematri dengan nyala, analogi dengan pengelasan gas oksiasetilen. Panas berasal dari nyala oksiasetilen atau oksihidrogen dan kawat logam pengisi dicairkan tepat pada celah-cekah sambungan. Fluks (berupa “boraks”) ditambahkan dengan cara mencelupkan kawat ke dalam air.

d). Pada patri listrik, panas berasal dari tahanan, induksi atau busur (arc).

Catatan:

  1. Agar mudah pengendalian suhu dan kecepatan nya, biasanya digunakan cara a) dan b).
  2. Untuk mempercepat proses pematrian, bahan pengisi dapat dibentuk terlebih dahulu menyerupai bentuk sambungan (misalnya: cincin, batang, dll)

Keuntungan Patri:

  1. memungkinkan penyambungan logam yang sulit di las
  2. dapat menyambung logam dari jenis yang berlainan asalkan dimensi nya sama
  3. dapat menyambung bahan yang tipis
  4. proses nya relatif cepat, rapih dan tidak memerlukan “finishing” lebih lanjut.

Bahan-Bahan Yang Umum di Patri:

- pipa

- pemasangan ujung karbida pada mata pahat

- sambungan pada engine radiator

- sambungan pada heat exchanger

- alat-alat listrik (electrics circuit)

- perbaikan hasil cor-cor an, dll

13. SAMBUNGAN LAS

Agar sambungan las cukup kuat, maka pengelasan nya harus dirancang dan di sesuaikan dengan dimana dan untuk apa benda kerja tersebut kelak akan digunakan.

Dibawah ini ada beberapa bentuk sambungan las-las an yang lazim digunakan:

a). Sambungan tumpul:

image004

b). Sambungan tumpul dengan alur satu “V”:

image005

c). Sambungan tumpul dengan alur dua “V”:

image006

d). Sambungan tumpul dengan alur “U”:

(untuk cor tebal)

image007

e). Sambungan tekuk (untuk logam tipis):

image008

f). Sambungan tumpul dengan pita tipis:

image009

g). Sambungan tumpang:

image010

h). Sambungan tumpul tekuk:

image011

i). Sambungan tumpul “T”:

image012

j). Sambungan sisi (untuk pelat tipis):

image013

k). Sambungan sudut:

image014

Oleh :Ir. Ganda Samosir, M.Sc. 




Sumber  http://teorikuliah.blogspot.com


LAS LISTRIK BERKAS ELEKTRON


Pada pengelasan listrik berkas elektron, sambungan terjadi karena benda kerja di hujani oleh berkas elektron berkecepatan sangat tinggi, akibat nya pinggiran benda yang akan dilas mencair atau dapat dikatakan oleh adanya penetrasi dari elektron
Biasanya tidak digunakan filler dan proses ini baik digunakan tidak saja untuk logam biasa, tetapi juga digunakan untuk logam keras yang tahan api, termasuk logam-logam yang sulit dilas menggunakan pengelasan biasa.

Untuk supaya lebih jelas, perhatikan gambar berikut ini.

image001

Senapan elektron berada dalam ruang hampa yang di atur sedemikian rupa, sehingga dapat ditarik ke atas maupun ke bawah ataupun bergerak dalam bidang datar. Ruang hampa biasanya mencapai tekanan image002dimana serangkaian berkas dipasangkan dan di arah kan secara terpusat dan fixed (stasioner), baru kemudian benda kerja nya yang bergerak. Sangkin panas nya berkas elektron ini, sehingga mampu membuat wolfram menjadi uap, bahkan bahan-bahan dengan titik didih yang tinggin sekali pun mampu dijadikan uap.

Proses pengelasan listrik berkas elektron ini dapat dikendalikan secara numerik khusus nya untuk komponen elektronika dan tercatat mempunyai kecepatan pengelasan sedemikian tinggi (misal: untuk Al-alloy 2024 T-4 setebal 12 mm, kecepatan pengelasan nya = 800 mm/menit), sehingga komposisi metalurgi ke-2 logam induk tidak sempat terpengaruh.

Berkas elektron terbentuk di dalam ruang hampa, lalu mengalir melintasi lubang khusus dan menembus gas Argon atau Helium, lalu mengenai benda kerja (logam induk). Kecepatan nya masih dapat di tingkatkan, namun menjadi tidak bebas dari kontaminasi.

14.21. LAS LASER

Pada mulanya, sinar laser tidak dimaksudkan untuk mengelas, biasanya dugunakan untuk keperluan metrologi (pengukuran), termasuk untuk mengukur/menguji nkelurusan, kerataan, kesikuan dan kedataran suatu benda. Sinar laser dapat memancarkan berkas dengan diameter sekitar 10 mm berwarna merah dan sinarnya visibel, artinya dapat dilihat oleh mata telanjang.Karena intensitas panas yang begitu tinggi, maka sinar laser dapat digunakan untuk pekerjaan pengelasan dan karena energi yang dipindahkan dalam bentuk berkas cahaya, maka laser dapat digunakan dalam media yang transparan tanpa mengenai benda kerja nya.

Pada proses pengelasan, energi diteruskan dalam bentuk pulsa dan bukan sebagai berkas sinar yang kontinu. Berkasa cahaya dengan intensitas panas tinggi itu dibuat terpusat pada benda kerja yang akan di las, sehingga mampu menghasilkan peleburan (fusion) pada permukaan benda kerja yang akan dilas.Untuk persiapan pengelasan, termasuk penyetelan peralatan utama dan penunjang, memerlukan banyak waktu, maka tipe pengelasan jenis ini tergolong lambat. Penggunaan nya relatif terbatas, yakni untuk komponen kecil, khususnya industri elektronika.

14.22. LAS GESEK

Pada pengelasan gesek, penyambungan terjadi oleh adanya panas yang ditimbulkan oleh gesekan akibat perputaran satu dengan yang lain antara logam-logam induk dibawah pengaruh gaya aksial. Ke-2 permukaan yang bergesekan tadi menjadi panas, bahkan mendekati titik didih logam nya, sehingga permukaan logam didaerah tersebut menjadi plastis. Dalam kondisi panas tersebut, pergerakan/pergesekan relatif antar ke-2 logam dihentikan, kemudian di aplikasikan gaya tekan arah aksial, sehingga terjadi sambungan las lantak.Besarnya gaya tekan ini, bisa sama atau lebih besar dari gaya tekan sewaktu pemanasan, dimana nilainya tergantung dari jenis bahan yang akan di las.Kilatan atau percikan bungan api yang timbul selama proses pengelasan, ternyata bermanfaat untuk membersihkan sambungan dari kotoran (minyak dan karat), terutama oksida. Gambar ilustrasi las gesek dapat dilihat dibawah ini.

image003

Mesin yang digunakan harus mampu memegang salah satu dari logam induk, sedang logam lain nya diputar dan dihentikan, setelah sushu pengelasan tercapai. Kecepatan perputaran dan tekanan kontak sangat tergantung kepada ukuran dan jenis bahan benda kerja nya. Sebagai contoh: sebuah poros baja karbon berdiameter 25 mm, memerlukan kecepatan putar 1500 rpm dan tekanan aksial sebesar10 MPa, sedangkan untuk poros stainless steel dengan ukuran yang sama, diperlukan kecepatan putar sekitar 3000 rpm dan tekanan aksial sebesar 85 MPa.

Keunggulan:

  1. peralatan sederhana
  2. kecepatan pengelasan tinggi
  3. mutu las-las an nya baik
  4. periapan untuk pengelasan cukup singkat
  5. energi yang dibutuhkan cukup rendah

Kekurangan: - hanya terletak pada benda kerja nya yang harus selalu simetris.

14.23. LAS TERMIT

Pengelasan jenis inilah satu-satu nya yang menggunakan reaksi kimia eksotermis sebagai sumber panas nya.

Termit terdiri dari campuran serbuk aluminium (mempunyai afinitas yang besar terhadap oksigen) dan oksida besi (diambil dari kerak mesin giling), dimana perbandingan berat nya adalah = 1 : 3. Campuran ini tidak seperti mesiu yang eksplosif, campuran baru akan menyala pada temperatur sekitar 1500 ° C, oleh karena itu diperlukan serbuk khusus untuk penyalaan reaksi tersebut (memerlukan penyala mula). Reaksi kimia hanya berlangsung singkat, yakni sekitar 30 detik, tetapi dapat mencapai suhu sekitar 2500 ° C. Secara kimiawi, reaksi tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

image004

Terlihat bahwa hasil reaksi kimianya adalah: besi murni dan oksida aluminium yang mengambang di atas terak. Namun demikian reaksi-reaksi yang lain bisa juga terjadi, karena logam termit biasanya terdiri dari paduan mangan, nikel, dll.

Mengingat suhu yang terjadi akibat reaksi kimia tersebut sekitar 2 (dua) kali titik cair baja, maka ujung-ujung benda kerja (logam induk) akan segera mencair dan terbentuk lah sambungan las.

Hasil penyambungan las semacam ini sangat bagus, sebab logam induk mulai membeku secara bertahap, dimulai dari bagian tengah menuju sisi luarnya, terutama juga udara luar yang dapat merugikan (oksidasi) tidak bisa memasuki daerah pengelasan, karena seluruh proses pengelasan berlangsung didalam suatu cetakan khusus (bagian dari mesin las tersebut).

14.24. PENGELASAN TUANG

Per definisi, pengelasan tuang adalah: suatu proses dimana sambungan terjadi oleh karena adanya panas berasal dari logam pengisi cair yang dituangkan ke permukaan logam induk yang akan disambung.Pengelasan jenis ini biasanya digunakan untuk menyambung benda-benda kerja logam bukan besi yang tebal, dimana logam pengisinya juga mempunyai komposisi yang sama dengan logam induknya.

Mula-mula ujung benda kerja yang akan di las dibersihkan dan di panaskan, kemudian logam pengisi yang sudah dicairkan, dituang sampai ke-2 ujung tadi ikut juga mencair. Setelah ke-2 ujung logam induk mencair, penuangan logam pengisi di hentikan dan sambungan di ndinginkan ber lahan-lahan (di dingin kan di udara terbuka). Agar hasil sambungan dari pengelasan ini baik, maka sebaik nya, logam induk ter rendam di dalam logam pengisi cair tersebut.

14.25. PENGELASAN DINGIN

Dikatakan pengelasan dingin, karena memang proses pengelasan ini berlangsung tanpa menggunakan panas, hanya suhu kamar, namun dibawah pengaruh tekanan.Ke-2 permukaan logam induk ditekan kan satu sama yang lain, maka akan terjadi aliran (flow) yang pada akhirnya menghasilkan sambungan las.

Proses nya relatif sederhana, yaitu sebuah kawat dan batang (poros) dijepit menggunakan jepitan khusus, kemudian ditekan dengan tekanan yang cukup besar, sehingga timbul aliran plastis pada ujung sambungan. Permukaan yang akan disambung harus disikat terlebih dahulu dengan kecepatan penyikatan mencapai 900 m/menit sehingga bebas dari lapisan-lapisan oksida Gaya tekan yang di aplikasikan bisa secara ber lahan-lahan, bisa juga secara tiba-tiba, sehingga beban atau gaya tekan nya berupa impact (pukulan/tumbukan). Sebagai contoh, material Aluminium, memerlukan gaya tekan sebesar 240 MPa. Pengelasan dingin ini, umumnya digunakan untuk bahan-bahan aluminium dan tembaga, namun dapat juga digunakan untuk timah hitam, nikel, seng dan monel.

14.26. LAS ULTRASONIK

Las ultrasonik adalah proses penyambungan padat untuk logam-logam yang sejenis, maupun logam-logam berlainan jenis, dimana secara umum bentuk sambungan nya adalah sambungan tindih. Energi getaran berfrekwensi tinggi mengenai daerah las-las an dengan arah paralel dengan permukaan sambungan. Tegangan geser osilasi pada permukaan las-las an yang terjadi akibat pengaplikasian gaya, akan merusak dan merobek lapisan oksida yang ada di ke-2 permukaan logam induk yang akan dilaa.

image005

Gambar ilustrasi ini, menunjukkan sistem pengelasan satu titik

Sebelum pengelasan, perlu diatur besarnya gaya jepit, waktu dan daya yang diperlukan, sementara itu logam induk diletakkan diatas meja kerja. Pada menjelang periode pengelasan, sebuah elemen penggetar (sonotrode) ditekankan pada benda kerja untuk waktu tertentu dan gaya penjepit nya ditingkatkan secara bertahap, kemudian energi ultrasonik dihentikan secara otomatis dan benda kerja dilepaskan.

Gaya jepit, waktu atau laju pengelasan dan energi di atur sesuai dengan jenis dan ketebalan logam induk.Sebagai contoh lembaran tipis atau kawat-kawat halus, hanya memerlukan energi sebesar beberapa Watt saja, sedangkan benda yang besar dan keras, memerluka energi ratusan Watt dan gaya jepit ribuan Newton. Waktu yang dibutuhkan untuk pengelasan biasanya kurang dari 1 detik, bila berlangsung lebih dari 1 detik, hal ini berarti enegi ultrasonik nya kurang., sedangkan ketebalan maksimum benda kerja adalah 3 mm.

Pengelasan ultrasonik jenis cincin atau las kampuh ultrasonik, banyak digunakan dalam industri pengemasan, pemotongan lembaran tipis (foil), penerbangan dan ruang angkasa serta pembuatan reaktor nuklir.

Keuntungan:

- waktu pengelasan relatif singkat

- hasil lasan lebih kuat dibandingkan pengelasan manapun

Kekurangan:

- tebal benda kerja maksimum 3 mm

- pengoperasian nya relatif sulit, terutama untuk mengetahui energi ultrasonil yang tepat

14.27. LAS LEDAKAN

Las ledakan atau sering disebut las pembalutan (clading welding), merupakan proses las dimana dua permukaan dijadikan satu dibawah pengaruh tumbukan (impact force) disertai tekanan tinggi yang berasal dari ledakan (detonator) yang ditempatkan dekat dengan logam induk (lihat gambar berikut).

image006

Kadang-kadang bahan pelindung, seperti karet, digunakan untuk melindungi/menyelubungi panel dibagian atas untuk mencegah kerusakan akibat ledakan.

Baik benda kerja maupun detonator, keseluruhan nya diletakkan diatas sebuah landasan (meja/anvil) yang terbuat dari pelat bufer, yaitu sebuah landasan yang dapat menyerap energi yang timbul ketika ledakan terjadi pada proses pengelasan.

Lapisan-lapisan oksida yang lazim timbul pada peristiwa pengelasan, maka pada pengelasan ledakan ini, praktis tidak ada, sebab lapisan oksida yang terdapat pada permukaan logam induk pecah akibat tekanan tinggi tersebut atau bahkan larut kedalam terak cair.

Gambar berikut ini menunjukkan terjadi nya aliran jet berkecepatan tinggi yang berasal dari titik tabrakan tersebut, hal ini merupakan suatu gejala yang lazim terjadi pada pengelasan ledakan.

image007

Aliran jet ini terjadi karena perubahan plastis di ke-2 pelat yang bergerak mendahului titik tabrakan. Beberapa jenis logam mempunyai lapisan ikatan yang merata, karena daerah permukaan cair yang kontinu membeku dengan ekstra cepat.

Gambar dibawah ini menunjukkan ilustrasi dari bentuk ikatan atom-atom logam induk yang kuat, sebagai akibat dari deformasi plastis yang ekstrim

image008

Profil bergigi terbentuk sebagai akibat dari efek jet permukaan yang merupakan perpaduan dari ikatan langsung antara atom-atom logam induk dan daerah yang mencair secara periodik.

Salah satu kegunaan utama dari pembalutan ledakan adalah untuk menyatukan lembaran dengan permukaan yang luas (luas logam induk biasanya antara image009sampai dengan 2 image010). Disamping untuk pengelasan permukaan, pangelasan ledakan ini dapat juga dimanfaatkan untuk las kampuh, las titik, las tumpuk dan las sudut, demikian juga metode ini dapat digunakan untuk membalut (melapisi/coating) bagian dalam dari pipa atau bejana tekan.

Keunggulan:

a. peralatan nya cukup sederhana

b. laju pengelasan berlangsung cepat

c. ketelitian pengelasan tinggi

d. logam yang berbeda jenis, mampu untuk dilas

e. praktis tidak ada terdapat lapisan oksida

f. mampu mengelas permukaan yang relatif luas

Kekurangan:


a. logam bertitik cair rendah, sulit untuk dilas

b. logam dengan ketahanan impak yang rendah, sulit untuk dilas.

15. REVIEW

Kegiatan disini sepenuh nya dimaksudkan untuk mereview secara singkat seluruh materi kuliah mulai dari pertemuan ke-8 sampai dengan pertemuan ke-14, sebagai persiapan untuk menghadapi Ujian Akhir Semester (UAS).

oleh : Ir. Ganda Samosir, M.Sc



Sumber http://teorikuliah.blogspot.com


Twitter Delicious Facebook Digg Stumbleupon Favorites More

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | Bluehost Coupons