Pemilihan, Klasifikasi, Penggolongan Sifat Dan Penyimpanan Elektroda

 f. Pemilihan Elektroda
Dilihat dari fungsinya, elektroda mempunyai pengaruh yang besar terhadap hasil pengelasan.Oleh karena itu, pemilihan elektroda harus benar-benar tepat. Untuk pemilihan jenis elektroda yang digunakan, kita harus memperhatikan beberapa hal antara lain:
 Jenis proses las
 Jenis material  Desain sambungan
 perlakuan panas
 Posisi pengelasan
 Biaya operasional  Juru las ( Welder qualification)

g. Klasifikasi Elektroda
Klasifikasi elektroda menggunakan kode untuk mengelompokkan elektroda-elektroda dari perbedaan pabrik pembuatannya terhadap kesamaan jenis dan pemakaiannya.
Klasifikasi elektroda ini dibutuhkan baik pada elektroda maupun pada bungkusnya. Klasifikasi elektroda menurut standar AWS (American Welding Society) maupun ASTM (American Society for Testing Material) dinyatakan dengan tanda E diikuti oleh 4 digit. Penjelasan dapat dilihat pada skema dan table berikut:

Penting : Keterangan tentang penggunaan elektroda pengaturan arus las, hubungannya dengan kutub-kutub las, posisi pengelasan, klasifikasi dan jenis salutan biasanya tercantum pada bungkus elektroda.

h. Penggolongan Sifat Elektroda
 Fast Fill Electrodes
Jenis elektroda untuk pendepositan cepat, pembekuan lasan agak lambat sehingga sesuai untuk pengelasan flat. Ciri-cirinya: - Penetrasi dangkal dengan minimum admixture. - Untuk pengelasan pelat dengan tebal > 3/16
- Untuk flat fillet, horizontal fillet, lap dan grove butt weld. - Untuk pengelasan medium carbon steel yang sensitif terhadap keretakan. 
- Bila tidak menggunakan elektroda low hidrogen maka harus dilakukan pre heat. - Jenis elektroda ini mengandung 50% iron powder. - Arus pengelasan lebih besar dari elektroda jenis lain.
Contoh: E 7024, E 6027, E 7020, E7024

 Fast Freeze Electrodes
Jenis elektroda pembekuan cepat, khususnya digunakan pada posisi pengelasan vertikal dan overhead. Jenis ini walaupun termasuk jenis pengelasan lambat tetapi menuntut ketrampilan juru las lebih tinggi.
Fast-Freeze electrodes menghasilkan penetrasi dangkal dengan maksimum admixture. Slag tipis dan busur mudah dikendalikan dan cocok untuk pengelasan vertikal.
Contoh: E 6010, jenis basic fast-freeze, DCEP vertikal uphill.
E 6011, AC/DCEP vertikal down,
E 7010A-1 untuk high strenght plat x52/x56
E 7010-G

 Fill-Freeze Electrodes
Merupakan perpaduan dari fast-freeze dan fast-fill, medium deposit dan penetrasi, penggunaan untuk semua posisi pengelasan seperti: 
- Down hill fillet
- Lasan pendek-pendek dengan perubahan arah las. 
- Fast-fill joint bila kondisi fit up jelek.
Contoh: E 6012, E 6013 (baik pada listrik AC), E 7014

 Low Hydrogen Electrodes
Elektroda dikemas dalam bungkus hermetic dan bila pembungkusnya dibuka, elektroda harus segera dimasukkan ke dalam dry storage 90- 150C.
 - Elektoda yang lembab akan berpengaruh terhadap hasil las. 
- Moisture dalam jumlah kecil menyebabkan internal porositi, bila pengelasan dilakukan terhadap material dengan hardenability tinggi maka porositi tersebut akan menyebabkan under cracking.
- Moisture dalam jumlah besar akan menyebabkan porositi, under bead, cracking dan weld crack.
Kondisi penyimpanan low hydrogen elecrode:
AWS A 5.1: 230-260C selama 2 jam sebelum digunakan.
AWS A 5.5: 370-430C selama 1 jam sebelum digunakan
Contoh: E7018, E7016, E7028 dll

i. Penyimpanan Elektroda
Agar elektroda bertahan lama sebelum digunakan, maka elektroda perlu disimpan secara baik dan benar. Oleh sebab itu perlu diperhatikan hal- hal berikut dalam menyimpan elektroda :
 Simpan elektroda pada tempat yang kering dengan kemasan yang masih tertutup rapi ( kemasan tidak rusak ). 
 Jangan disimpan langsung pada lantai. Beri alas sehingga ada jarak dari lantai 
 Yakinkan, bahwa udara dapat bersikulasi di bawah tempat penyimpanan ( rak ). 
 Hindarkan dari benda-benda lain yang memungkinkan terjadinya kelembaban.  
 Temperatur ruangan penyimpanan sebaiknya sekitar 5o C diatas temperatur rata-rata udara luar.
 Bila elektroda tidak dapat disimpan pada tempat yang memenuhi syarat, maka sebaiknya beri bahan pengikat kelembaban, seperti silica gel pada tempat penyimpanan tersebut

D. Aktivitas Pembelajaran
Aktivitas 1 : Mengamati Tabel

Sumber : Arc Welding and Inspection, Kobelco, 2015

Aktivitas Pembelajaran
Aktivitas 1 : Mengamati Tabel
Tabel Perbandingan Mesin Las AC dan DC
Sumber : Arc Welding and Inspection, Kobelco, 2015
Setelah mengamati tabel di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut:
1. Dari tabel di atas apa yang dapat Anda simpulkan!
2. Di sekolah Anda mesin las yang tersedia lebih banyak untuk digunakan apakah AC atau DC? Berapa jumlah masing-masing?
3. Menurut pendapat Anda mesin jenis AC ataukah DC atau keduanya yang seharusnya digunakan untuk praktik siswa, tuliskan alasannya!
4. Menurut pengalaman Anda di sekolah, mesin jenis manakah yang lebih mudah dalam perawatannya (AC atau DC). Tuliskan alasannya!
5. Pengalaman Anda mesin manakah (AC atau DC) yang lebih mudah untuk digunakan siswa? Ataukah sama saja! Tuliskan alasannya!

Aktivitas 2 : Mengamati Mesin
Setelah selesai melakukan aktivitas satu, untuk menguatkan bahan bacaan 2 khususnya tentang duty cycle mesin las. Dipersilahkan Anda bersama rekan yang lain untuk mengamati data yang tercantum pada mesin yang ada di tempat pelatihan seperti berikut:

Aktivitas 3 : Identifikasi Elektroda
Pada akitivitas ini Anda diminta untuk mengidentifikasi elektroda, minimal elektroda yang diidentifikasi adalah empat macam. Pertanyaan yang dapat membantu aktivitas ini adalah sbb:
1. Apa kode elektroda tersebut?
2. Berapa kekuatan tarik elektroda tersebut?
3. Apa posisi pengelasan yang diijinkan untuk elektroda?
4. Apa jenis salutan elektroda?
5. Apa pengkutuban elektroda?
6. Golongan sifat elektroda?

E. Tugas

Pada tugas kali ini anda diminta untuk melakukan pemasangan kabel las dengan cara mengikuti dan mengamati kegiatan pemasangan kabel las sesuai dengan gambar yang ada di bawah ini,

F. Rangkuman
1. Pada cara pengklasifikasian berdasarkan cara kerja, pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama, yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.
a. Pengelasan cair (fusion welding) adalah cara pengelasan di mana bahan dasar yang disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau api gas yang terbakar.
b. Pengelasan tekan (pressure welding) adalah cara pengelasan di mana bahan yang disambung dipanaskan sampai pijar kemudian ditekan menjadi satu.
c. Pematrian (brazing) adalah cara pengelasan dimana logam diikat dan disatukan dengan menggunakan bahan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah, dalam pematrian logam yang disambung tidak turut mencair.
2. Jenis elektroda untuk las busur metal manual adalah elektroda terbungkus.
Elektroda las berfungsi sebagai logam pengisi dalam proses pengelasan menggunakan busur listrik .
Elektroda las terdiri dari :
a. Logam inti (core were)
b. Salutan (coating) yang terdiri dari bahan flux.
3. Salutan elektroda dalam proses pengelasan berfungsi sebagai pelindung dari pengaruh atmosfir dan pembentuk terak cair, kemudian membeku dan melindungi logam las yang sedang proses pembekuan.
4. Flux salutan juga berfungsi sebagai pemantap busur dan melancarkan pemindahan butir-butir logam cair.
5. Klasifiaksi elektroda mengacu kepada standar AWS dengan kode E XXXX, E menyatakan elektroda, dan dua angka XX setelah E menyatakan kuat tarik, sedangkan X ketiga dari E menyatakan posisi pengelasan, misalnya angka 1 untuk semua posisi dan angka 2 untuk posisi bawah tangan dan horizontal, angka X keempat menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang dipergunakan. Jenis salutan elektroda ada 9 macam yang diklasifikasikan dengan angka 0 sampai 8 .

Read More

Elektroda (Salutan, Bahan, Karakteristik dan tipe) Las SMAW

Elektroda ini terdiri dari kawat inti (core wire) yang dilapis dengan selaput (coating) yang terdiri dari flux, komposisi kawat dan selaput menentukan perbedaan elektroda.

a. Kawat inti (Core wire)

Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 mm s.d 7 mm dengan panjang 250 s.d 450 mm.Tebal selaput elektroda berkisar antara 10% sampai 50% dari diameter elektroda. Selaput elektroda sangat

berpengaruh terhadap sifat mekanik logam las, dan semua logam las.

b. Salutan (Coating) Elektroda

Dalam proses pengelasan salutan akan terbakar membentuk gas yang berfungsi sebagai pelindung dari pengaruh atmosfir dan pembentuk terak cair, kemudian membeku dan melindungi logam las yang sedang proses pembekuan.

Flux salutan juga berfungsi sebagai pemantap busur dan melancarkan pemindahan butir-butir logam cair.

Terutama sebagai sumber unsur-unsur logam paduan yang akan sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik logam las, yaitu tegangan luluh, tegangan tarik dan kekerasan.

c. Bahan salutan

Bahan-bahan yang digunakan pada pembungkus/salutan dapat digolongkan sebagai bahan : 

 Pemantap busur  Pembentuk terak

 Penghasil gas deoksidator  Penambah unsur paduan, dan

 Pengikat

Bahan-bahan tersebut antara lain :

Oksida logam karbonat, silikat, fluorida logam paduan, serbuk besi dan zat-zat organik.

d. Karakteristik Salutan

 Menambah konduktifitas pada panjang busur 

 Menghasilkan gas (H2, O2, H2O, CO, CO2, N2), asap metalik, asap organic. 

 Menyebabkan terak (slag), sebagai proteksi, isolasi melawan panas, reaksi metalurugi penghasil komposisi yang pasti, berpengaruh pada kristalisasi.

Mengingat pentingnya fungsi salutan, maka diusahakan salutan pada elektroda tidak rusak. Kerusakan pada salutan bisa terjadi karena

 Benturan

 Umur terlalu lama

 Udara yang lembab

e. Tipe Salutan dan penggunaanya

 Rutile

Rutile adalah jenis elektroda untuk penggunaan umum dan dipakai untuk menyambung, pada pekerjaan-pekerjaan struktur dan baja lembaran. Elektroda ini mudah digunakan pada berbagai posisi,

penetrasi sedang dengan percikan yang sedikit dan hasil las yang rapi/ halus

 Cellulose

Elektroda cellulose membentuk terak yang sangat tipis yang cukup mudah dibersihkan. Untuk mengimbangi terak yang tipis, elektroda menghasilkan suatu volume gas pelindung yang besar untuk

melindungi cairan logam selama proses pengelasan.

Elektroda cellulose mempunyai karakteristik busur yang kuat dan agresif serta mencair dan membeku secara cepat. Penetrasinya dalam dengan percikan yang banyak, maka elektroda ini digunakan terutama untuk pengisian akar (root) pada pengelasan plat, pelat dan baja profil. 

 Serbuk Besi

Elektroda serbuk besi menghasilkan penetrasi yang dalam dan akan mencair dengan cepat bila arus pengelasan yang tinggi digunakan.

Secara umum digunakan untuk menghasilkan penetrasi akar yang baik pada sambungan tumpul posisi di bawah tangan dan sambungan sudut posisi mendatar. 

 Low Hydrogen

Elektroda low hydrogen akan mengahasilkan pengisian dengan sifat mekanik yang sangan baik.

Elekroda jenis ini digunakan untuk mengelas baja karbon sedang, baja paduan atau untuk menghasil sambungan-sambungan yang kuat.

Read More

Sumber Arus Las dan Pengkutuban pada SMAW

Sumber listrik atau tenaga menyediakan tegangan dan arus yang di butuhkan untuk menghasilkan busur las antara elektroda dan benda kerja.Arus yang dibutuhkan sangat tinggi untuk mencairkan permukaan benda kerja dan ujung elektroda.

Sangat penting menjaga kesetabilan arus listrik selama elektroda menghasilkan busur listrik. Jika elektroda terlalu jauh, maka arus yang mengalir akan terhenti sehingga berakibat terhenti pula pembentukan busur las. Sebaliknya, jika terlalu dekat atau menyentuh/ menekan benda kerja, maka busur yang terjadi terlalu pendek/ tidak ada jarak sehingga elektroda akan menempel pada benda kerja,

dan jika hal ini agak berlansung lama, maka keseluruhan batang elektroda akan menerima panas yang sama yang berkibat mencairnya keseluruhan batang elektroda tersebut. Pada saat belum terjadinya busur las disebut “sirkuit terbuka “ (open circuit voltage/OCV) mesin las akan menghasilkan tegangan sebesar 45 – 80 volt sedangkan pada saat terjadinya busur las, disebut “sirkuit tertutup” (close circuit

voltage /CCV) tegangan akan turun menjadi 20 – 35 volt.

Memperbesar busur las adalah dengan cara memperbesar/mempertinggi amper yang dapat diatur pada mesin las.

Saat busur las terbentuk, temperatur pada tempat terjadinya busur las tersebut akan naik menjadi sekitar 60000 C, yaitu pada ujung elektroda dan pada titik pengelasan.

Bahan mencair membentuk kawah las yang kecil dan ujung elektroda mencair membentuk butir-butir cairan logam yang kemudian melebur bersama-sama kedalam kawah las pada benda kerja. Dalam waktu yang sama salutan (flux) juga mencair, memberikan gas pelindung di sekeliling busur dan membentuk terak yang melindungi cairan logam. Kecepatan mencair dari elektroda ditentukan oleh jumlah arus listrik yang dipakai. Mesin las terdiri dari mesin las AC dan mesin las DC, di mana kedua mesin las ini dapat menghasilkan dan menyediakan tegangan dan arus listrik yang cukup untuk terjadinya proses pengelasan.

Kedua jenis mesin las tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda, sehingga dalam penggunaannya harus benar-benar diperhatikan agar sesuai dengan bahan yang dilas ataupun teknik-teknik pengelasannya.

a. Mesin Las Arus Bolak balik ( AC )

Mesin las arus bolak-balik sebenarnya adalah transpormator penurun tegangan. Transformator (trafo mesin las) adalah alat yang dapat merubah tegangan yang keluar dari mesin las. Tegangan yang diperlukan oleh mesin las bermacam-macam biasanya 110 V, 220 V, 380 V atau 420 V. Pengaturan

arus pada pengelasan dapat dilakukan dengan cara memutar tuas, menarik, atau menekan, tergantung pada konstruksinya, sehingga kedudukan int medan magnit bergeser naik-turun pada transformator. Pada mesin las arus bolak-balik, kabel masa dan kabel elektroda dipertukarkan tidak mempengaruhi perubahan panas yang timbul pada busur nyala.

b. Mesin Las Arus Searah ( DC )

Mesin las arus searah mendapatkan sumber tenaga listrik dari trafo las ( AC ) yang kemudian diubah menjadi arus searah atau dari generator arus searah yang digerakkan oleh motor bensin atau motor diesel sehingga cocok untuk pekerjaan lapangan atau untuk bengkel-bengkel kecil yang tidak mempunyai jaringan listrik.

Pemasangan kabel-kabel las ( pengkutuban ) pada mesin las arus searah dapat diatur /dibolak-balik sesuai dengan keperluan pengelasan, ialah dengan cara : 

 Pengkutuban langsung (DCSP/DCEN) :

Dengan pengkutuban langsung berarti kutub positif (+) mesin las dihubungkan dengan benda kerja dan kutub negatif (-) dihubungkan dengan kabel elektroda.Dengan hubungan seperti ini panas pengelasan

yang terjadi 1/3 bagian panas memanaskan elektroda sedangkan 2/3 bagian memanaskan benda kerja.

 Pengkutuban terbalik (DCRP/ DCEP)

Pada pengkutuban terbalik, kutub negatif (-) mesin las dihubungkan dengan benda kerja , dan kutub positif (+) dihubungkan dengan elektroda. Pada hubungan semacam ini panas pengelasan yang terjadi

1/3 bagian panas memanaskan benda kerja dan 2/3 bagian memanaskan elektroda.

Gambar 3.4 Pengkutuban/polaritas terbalik (DCRP/DCEP)

c. Duty Cycle

Semua tipe mesin las diklasifikasikan/ diukur berdasarkan besarnya arus yang dihasilkannya (current output) pada suatu besaran tegangan (voltage).Ukuran ini ditetapkan oleh pabrik pembuatnya sesuai dengan standar yang berlaku pada negara pembuat tersebut atau standar internasional, di mana standar tersebut menetapkan kemampuan maksimum mesin las untuk beroperasi secara aman dalam batas waktu tertentu.

Salah satu ukuran dari mesin las adalah persentase dari “duty cycle”.

Duty cycle adalah persentase penggunaan mesin las dalam periode 10 menit, di mana suatu mesin las dapat beroperasi dalam besaran arus tertentu secara efisien dan aman tanpa mengalami beban lebih (overload).

Sebagai contoh, jika suatu mesin las berkemampuan 300 Amper dengan duty cycle 60%, maka artinya mesin las tersebut dapat dioperasikan secara aman pada arus 300 Amper pengelasan selama 60% per 10 menit penggunaan (6/10 ).

Jika penggunaan mesin las tersebut dibawah 60% (duty cycle diturunkan), maka arus maksimum yang diizinkan akan naik. Dengan demikian, jika misalnya ‘duty cycle’ nya hanya 35% dan besar arusnya tetap 300 Amper, maka mesin las akan dapat dioperasikan pada 375 Amper.

Hal tersebut berdasarkanperhitungan : 

 Selisih : 60% - 35 % = 25 %

 Peningkatan : 25/60 x 300 = 125, sehingga 60% x 125 = 75 Amper. 

 Arus maksimum yang diizinkan = 75 + 300 = 375 Amper.

d. Pengaturan Arus ( Amper ) Pengelasan

Besar kecilnya amper las terutama tergantung pada besarnya diameter elektroda dan tipe elektroda. Kadang kala juga terpengaruh oleh jenis bahan yang dilas dan oleh posisi atau arah pengelasan.

Biasanya, tiap pabrik pembuat elektroda mencantumkan tabel variabel penggunaan arus las yang disarankan pada bagian luar kemasan elektroda.

Di lain fihak, seorang operator las yang berpengalaman akan dengan mudah menyesuaikan arus las dengan mendengarkan, melihat busur las atau hasil las. Namun secara umum pengaturan amper las dapat mengacu pada ketentuan berikut :

Read More

Peralatan Las Busur Manual (SMAW)

 

Peralatan las busur manual dibagi menjadi dua kelompok, yaitu peralatan utama dan peralatan bantu.

1. Peralatan Utama

Yang dimaksud dengan peralatan utama adalah suatu perangkat atau kesatuan yang utuh dengan trafo las atau mesin las yang dapat difungsikan untuk menghasilkan busur listrik.

Daftar Peralatan Utama

a. Trafo las atau mesin Las

b. Kabel tenaga

c. Kabel las

d. Penjepit/pemegang elektroda

e. Penjepit massa

a. Mesin Las

Sumber tenaga listrik untuk pesawat las dapat diperoleh secara mekanik melalui generator yang digerakkan oleh motor atau sudah merupakan jaringan dari PLN.

Sesuai dengan arus las yang dikeluarkan oleh pesawat las, maka pesawat las dapat dibedakan : 

 Pesawat las arus searah (DC – Welder) 

 Pesawat las arus bolak-balik (AC – Welder) 

 Pesawat las arus ganda (AC/DC – Welder)

b. Kabel Tenaga

Kabel yang menghubungkan jaringan tenaga (power supply) dengan mesin las. Jumlah kawat dalam kabel tenaga disesuaikan dengan jumlah phasa mesin las ditambah satu kawat sebagai hubungan massa tanah (ground) dari mesin las.

c. Kabel Las

Kabel yang dipergunakan untuk keperluan mengelas terdiri dari dua buah kabel yang masing-masing ujungnya dihubungkan dengan penjepit elektroda dan penjepit masa. Inti kabel las terdiri dari kawat – kawat halus (kabel inti banyak) dihubungkan dengan bahan isolasi yang tahan arus dan tidak mudah sobek atau rusak. Kabel las harus kuat, lemas tidak kaku dan mudah digulung.

Penggunaan kabel las pada mesin las harus disesuaikan dengan kapasitas arus maximum mesin las. Makin panjang dan makin kecil diameter kabel makin besar tahanan / hambatan arus yang terjadi pada

kabel, sedangkan bila makin pendek dan besar diameter kabel makin kecil hambatan yang terjadi.

d. Pemegang Elektroda

Pemegang elektroda (electrode holder) seperti terlihat pada gambar, dibuat dari bahan penghatar arus yang baik ialah tembaga atau paduan – paduan tembaga.

Bagian pegangan penjepit elektroda dibungkus dengan bahan isolasi yang tahan arus listrik dan tahan panas seperti ebornit atau karet campuran.

Mulut penjepit hendaknya dapat menjepit elektroda dengan kokoh dan keadaannya selalu harus bersih agar tidak lekas panas dan hambatan arus yang terjadi sekecil mungkin.

e. Klem Massa

Untuk menghubungkan kabel las ke massa atau benda / meja kerja dipergunakan klem massa. Bahan untuk klem massa terbuat dari bahan penghantar listrik yang baik.

Klem massa harus diikat kuat pada benda kerja atau meja kerja yang bersih, ikatan yang tidak kuat akan menimbulkan percikan api dan penjepit massa akan menjadi panas dan menempel pada benda/meja

kerja.

2. Peralatan bantu pengelasan SMAW

Yang dimaksud peralatan bantu adalah alat-alat yang digunakan untuk membantu dalam proses pengelasan. 

Peralatan Bantu terdiri dari :

a) Peralatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja

 Kedok Las (Hem Las)  Baju Las (jaket/Apron) 

 Sarung tangan las

 Sepatu las

 Kaca mata bening (safety googles)

b) Alat bantu las

 Palu terak (chipping hammer)

Palu terak dipergunakan untuk membuang terak las setiap selesai proses pengelasan. Palu terak mempunyai ujung yang berbentuk pahat dan runcing. Ujung yang runcing ialah untuk membersihkan

terak las yang agak sulit dikeluarkan/ dibersihkan. Pada waktu membersihkan terak harus selalu memakai alat pelindung mata, misalnya kaca mata bening.

 Sikat Baja

Sikat baja digunakan untuk membuang sisa-sisa terak las yang belum dapat terbuang oleh palu terak supaya hasil pengelasan benar - benar bebas dari terak.

 Tang las

Tang las dipergunakan untuk memegang benda kerja yang masih panas.

 Alat Bantu lainnya seperti:

 Alat ukur, misalnya mistar baja, pengukur sudut (bevel protector)

 Alat lukis, misalnya penggores

 Alat potong, misalnya gergaji , mesin potong gas

 Alat pembuat kampuh, misalnya kikir, gerinda tangan dan gerinda mesin

 Alat pelubang, misalnya mesin bor

Semua alat-alat tersebut dipergunakan terutama untuk mempersiapkan benda kerja yang akan dilas.

Rangkuman

Pekerjaan las busur manual adalah salah satu jenis pekerjaan yang cukup berpotensi menyebabkan gangguan terhadap kesehatan atau malah dapat menyebabkan kecelakaan kerja.

Gangguan kesehatan atau kecelakaan dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, yakni operator atau teknisi las itu sendiri, mesin dan alat-alat las, atau lingkungan kerja, namun secara umum ada beberapa resiko kalau bekerja dengan proses las busur manual, yaitu : 

 Kejutan listrik ( electric shock ) 

 Sinar las

 Debu dan asap las

 Luka bakar 

 Kebakaran

Peralatan Utama pada proses pengelasan

 Trafo las atau mesin Las

 Kabel tenaga

 Kabel las

 Penjepit/pemegang elektroda

 Penjepit massa

Peralatan bantu keselamatan dan kesehatan kerja

 Helmet / kedok las

 Jaket / apron

 Sarung tangan kulit /asbes

 Sepatu las

 Pelindung mata

Alat Bantu las

 Palu las

 Sikat baja

 Tang las

Dan alat Bantu persiapan pengelasan

Read More

Kesehatan dan Keselamatan Kerja pada Proses Las Busur Manual (SMAW)

Pekerjaan las busur manual adalah salah satu jenis pekerjaan yang cukup berpotensi menyebabkan gangguan terhadap kesehatan atau malah dapat menyebabkan kecelakaan kerja.
Gangguan kesehatan atau kecelakaan dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, yakni operator atau teknisi las itu sendiri, mesin dan alat-alat las, atau lingkungan kerja, namun secara umum ada beberapa resiko kalau bekerja dengan proses las busur manual, yaitu : 
 Kejutan listrik ( electric shock ) 

 Sinar las
 Debu dan asap las
 Luka bakar 

 Kebakaran

1. Kejutan Listrik
Kecelakaan akibat kejutan listrik dapat terjadi setiap saat, baik itu pada saat pemasangan peralatan, penyetelan atau pada saat pengelasan. Resiko yang akan terjadi dapat berupa luka bakar, terjatuh, pingsan serta dapat meninggal dunia.Oleh sebab itu perlu hati-hati waktu menghubungkan setiap alat yang dialiri listrik, umpamanya meja las, tang elektroda, elektroda dan lain-lain. Hal ini dapat menyebabkan kejutan listrik, terutama bila yang bersangkutan tidak menggunakan sarung tangan.
Besarnya kejutan listrik yang timbul tergantung besarnya arus dan keadaan kondisi badan manusia, dalam hal ini juru las. Tingkat kejutan hubungannya dengan besar arus dapat dilihat pada tabel berikut:

Untuk mempermudah pertolongan kepada penderita, penolong harus dapat membedakan kecelakaan ini satu sama lain. Bagaimanapun keterlambatan pertolongan akan dapat mengakibatkan fatal kepada penderita.Cara-cara untuk menolong bahaya akibat kecelakaan listrik yaitu : 
 Matikan stop kontak (switch off) dengan segera
 Berikan pertolongan pertama sesuai dengan kecelakaan yang dialami oleh penderita

Apabila tidak sempat mematikan stop kontak dengan segera, maka hindarkanlah penderita dari aliran listrik dengan memakai alat-alat kering yang tidak bersifat konduktor (jangan gunakan bahan logam.

Cara-caranya adalah sebagai berikut : 
 Tarik penderita dengan benda kering (karet, plastik, kayu, dan sejenisnya) pada bagian-bagian pakaian yang kering. 

 Penolong berdiri pada bahan yang tidak bersifat konduktor ( papan, sepatu karet) 
 Doronglah penderita dengan alat yang sudah disediakan. 
 Bawalah kerumah sakit dengan segera.

Upaya mencegah bahaya kejutan listrik selama pengelasan dengan busur listrik, diantaranya :
 Pakaian kerja harus kering dan tidak boleh basah oleh keringat atau air, karena bila tangan dan kaki sedang berkeringat besar arus akan naik sampai 12 kali. Jika basah dapat mencapai 25 kali. 
 Sarung tangan harus terbuat dari kulit, kering dan tanpa lubang pada ujung jari

 Harus memakai sepatu karet yang seluruhnya terosolasi

 Bila berkeringat harus berhenti bekerja dan mengeringkan terlebih dahulu sebelum melanjutkan pengelasan. 
 Mesin las busur listrik AC harus memiliki alat penurun tegangan otomatis yang setidaknya mampu menurunkan tegangan kedua dari tegangan kerja yang besarnya kira-kira 85 V menjadi 25 V atau kurang dengan menggunakan suatu kumparan tambahan
 Mesin las busur listrik DC tegangannya harus relatif rendah yaitu sekitar 60 V
 Rumah mesin las busur harus benar-benar “membumi” (arde) 
 Kabel primer harus terjamin dengan baik, mempunyai isolasi yang baik. 
 Kabel primer usahakan sependek mungkin
 Hindarkan kabel elektroda dan kabel masa dari goresan, loncatan bunga api dan kejatuhan benda panas
 Penggantian elektroda harus dilakukan dengan hati-hati 
 Periksalah sambungan-sambungan kabel, apakah sudah ketat, sebab persambungan yang longgar dapat menimbulkan panas yang tinggi. 
 Jangan meletakkan pemegang elektroda pada meja las atau pada benda kerja
 Jika pembungkus kabel-kabel input atau output sobek dan kawatnya terbuka, maka tutuplah dengan pita isolasi atau ganti seluruh kabelnya
 Pemeliharaan dan perbaikan mesin las sebaiknya ditangani oleh orang yang telah ahli dalam teknik listrik
 Jangan mengganggu komponen-komponen dari mesin las. 
 Ketika meninggalkan bengkel pengelasan untuk beristirahat, pastikan bahwa batang elektroda las telah dilepaskan dari pemegang elektroda (holder) 
 Dalam keadaan istirahat atau tidak mengelas mesin las harus dimatikan

2. Sinar las
Temperatur busur las sama tingginya dengan temperatur permukaan matahari, kira-kira 5000o – 6000oC, sedangkan temperatur nyala api gas asetilin mencapai 3100 oC.Hal tersebut menimbulkan radiasi sinar yang membahayakan operator las dan pekerja lain didaerah pengelasan.

Sinar yang membahayakan tersebut adalah :
a. Cahaya Tampak :
Benda kerja dan bahan tambah yang mencair pada las busur manual mengeluarkan cahaya tampak semua cahaya tampak yang masuk ke mata akanditeruskan oleh lensa dan kornea mata ke retina mata. Bila cahaya ini terlalu kuat maka mata akan segera menjadi lelah dan kalau terlalu lama mungkin menjadi sakit. Rasa lelah dan sakit pada mata sifatnya hanya sementara.
b. Sinar Infra Merah :
Sinar infra merah berasal dari busur listrik.Adanya sinar infra merah tidak segera terasa oleh mata, karena itu sinar ini lebih berbahaya, sebab tidak diketahui, tidak terlihat.
Akibat dari sinar infra merah terhadap mata sama dengan pengaruh panas, yaitu akan terjadi pembengkakan pada kelopak mata, terjadinya penyakit kornea dan kerabunan.
Jadi jelas akibat sinar infra merah jauh lebih berbahaya dari pada cahaya tampak.Sinar infra merah selain berbahaya pada mata juga dapat menyebabkan terbakar pada kulit berulang-ulang (mula-mula merah kemudian memar dan selanjutnya terkelupas yang sangat ringan).
Apabila terkena sinar infra merah, maka tidak dapat tidur selama 8 -12 jam setelah terkena dan seolah-olah ada pasir di mata, jika sering terkena sinar ini lama kelamaan akan menjadi rabun. Sangat berbahaya dan menyebabkan katarak pada lensa mata.
c. Sinar Ultra Violet
Sinar ultra violet sebenarnya adalah pancaran yang mudah terserap, tetapi sinar ini mempunyai pengaruh yang besar terhadap reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh. Bila sinar ultra violet yang terserap oleh lensa melebihi jumlah tertentu , maka pada mata terasa seakan-akan ada benda asing didalamnya dalam waktu antara 6 sampai 12 jam, kemudian mata akan menjadi sakit selama 6 sampai 24 jam. Pada umumnya rasa sakit ini akan hilang setelah 48 jam.

Pencegahan Kecelakaan karena Sinar Las : 
 Memakai pelindung mata dan muka ketika mengelas, yaitu kedok atau helm las. Kedok las dan helm las dilengkapi dengan kaca penyaring (filter) untuk menghilangkan dan menyaring sinar infra merah dan ultra violet. Filter dilapisi oleh kaca bening atau kaca plastik yang ditempatkan disebelah luar dan dalam, fungsinya untuk melindungi filter dari percikan- percikan las.

Adapun ukuran ( tingkat kegelapan / shade ) kaca penyaring tersebut berbanding lurus dengan besarnya amper pengelasan.
Berikut ini ketentuan umum perbandingan antara ukuran penyaring dan besar amper pengelasan pada proses las busur manual :

 Memakai peralatan keselamatan dan kesehatan kerja (pakaian pelindung) pakaian kerja , apron/jaket las, sarung tangan , sepatu keselamatan kerja.
 Buatlah batas atau pelindung daerah pengelasan agar orang lain tidak terganggu (menggunakan kamar las yang tertutup, menggunakan tabir penghalang.

3. Debu dan Asap Las
a. Sifat fisik dan akibat debu dan asap terhadap paru-paru. 
Debu dan asap las besarnya berkisar antara 0,2 um sampai dengan 3 um jenis debu ialah eternit dan hidrogen rendah. Butir debu atau asap dengan ukuran 0,5 µm dapat terhisap, tetapi sebagian akan tersaring oleh bulu hidung dan bulu plat pernapasan, sedang yang lebih halus akan terbawa ke dalam dan ke luar kembali.
Debu atau asap yang tertinggal dan melekat pada kantong udara diparu- paru akan menimbulkan penyakit, seperti sesak napas dan lain sebagainya. Karena itu debu dan asap las perlu dapat perhatian khusus.

b. Harga batas kandungan debu dan asap las
Harga bata ( ukuran ) kandungan debu dan asap pada udara tempat pengelasan disebut Thaeshol Limited Value ( TLV ) oleh International Institute of Welding (IIW) ditentukan besarnya 10 mg/m2 untuk jenis elektroda karbon rendah dan 20 mg/m2 untuk jenis lain.

Pencegahan kecelakaan karena debu dan asap las :
1. Peredaran udara atau ventilasi harus benar-benar diatur dan diupayakan, di mana setiap kamar las dilengkapi dengan plat pengisap debu dan asap yang penempatannya jangan melebihi tinggi rata-rata / posisi wajah ( hidung ) operator las yang bersangkutan.
2. Menggunakan kedok/ helm las secara benar, yakni pada saat pengelasan berlangsung harus menutupi sampai di bawah wajah (dagu ), sehingga mengurangi asap/ debu ringan melewati wajah.
3. Menggunakan baju las (Apron) terbuat dart kulit atau asbes.
4. Menggunakan alat pernafasan pelindung debu, jika ruangannya tidak ada sirkulasi udara yang memadai ( sama sekali tidak ada ).

4. Luka Bakar dan Kebakaran
Luka bakar dapat terjadi karena : 
 Logam panas
 Busur cahaya
 Loncatan bunga api
Luka bakar dapat diakibatkan oleh logam panas karena adanya pencairan benda kerja antara 12000C –15000C , sinar ultra violet dan infra merah, hal ini dapat mengakibatkan luka bakar pada kulit.
Luka bakar pada kulit dapat menyebabkan kulit melepuh / terkelupas, dan yang sangat fatal dapat menyebabkan kanker kulit.
Luka bakar pada mata mengakibatkan iritasi ( kepedihan, silau ) yang sangat fatal menyebabkan katarak pada mata. Luka bakar yang diakibatkan oleh loncatan bunga api adalah loncatan butiran logam cair yang ditimbulkan oleh cairan logam. Biarpun bunga api itu kecil, tapi dapat melubangi kulit melalui pakaian kerja, lobang kancing yang lepas atau pakaian kerja yang longgar.

Pencegahan Luka Bakar :
Untuk mencegah luka bakar, operator las harus memakai baju kerja yang lengkap yang meliputi : 
 Baju kerja (overall) dari bahan katun
 Apron / jaket kulit  Sarung tangan kulit  Topi kulit ( terutama untuk pengelasan posisi di atas kepala )
 Sepatu kerja
 Helm / kedok las
 Kaca mata bening, terutama pada saat membuang terak

Sumber :Fabrication and Welding Engineering

Aktivitas Pembelajaran
Jawablah pertanyaan di bawah ini secara individual.
1. Menurut saudara apakah kesehatan dan keselamatan kerja itu penting? Sebutkan 5 alasannya !
2. Apa yang akan terjadi jika pengelasan busur manual tidak memperhatikan kesehatan dan keselamatan?
3. Apakah di sekolah saudara sudah menerapkan kesehatan dan keselamatan kerja?
4. Sepengetahuan anda, selama setahun belakangan adakah kecelakaan yang terjadi di sekolah saudara dan apa penyebabnya?
5. Menurut saudara apa saja faktor yang menjadi kendala penerapan kesehatan dan keselamatan kerja di sekolah saudara? Sebutkan 5 faktor?

Read More

Teknologi Penyambungan Logam dengan Panas

Mengelas secara umum adalah suatu cara menyambung logam dengan menggunakan panas, tenaga panas pada proses pengelasan diperlukan untuk memanaskan bahan lasan sampai mencair/meleleh sehingga bahan las tersambung dengan atau tanpa kawat las sebagai bahan pengisi, karena pada kondisi pengelasan tertentu tidak memerlukan bahan pengisi pada proses pengelasan.

Banyak cara pengelasan dilakukan untuk menyambungkan logam, karena banyaknya jenis proses pengelasan banyak pula cara pengklasifikasian yang digunakan dalam bidang pengelasan, tetapi secara konvensional cara-cara pengklasifikasian tersebut dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu pengklasifikasian cara pengelasan berdasarkan cara kerja dan pengklasifikasian

cara pengelasan berdasarkan sumber panas yang digunakan dalam proses pengelasan.

Sumber :The ABC’s of Arc Welding and Inspection

Pada cara pengklasifikasian berdasarkan cara kerja dapat dibagi dalam tiga kelas utama, yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.

a. Pengelasan cair (fusion welding) adalah cara pengelasan di mana bahan dasar yang disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau api gas yang terbakar.

b. Pengelasan tekan (pressure welding) adalah cara pengelasan di mana bahan yang disambung dipanaskan sampai pijar kemudian ditekan menjadi satu.

c. Pematrian (brazing) adalah cara pengelasan dimana logam diikat dan disatukan dengan menggunakan bahan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah, dalam pematrian logam yang disambung tidak turut mencair.

Pengelompokan cara pengelasan berdasarkan sumber panas, yaitu:

a. Pengelasan gas adalah cara pengelasan menggunakan pencampuran dua gas untuk mendapatkan panas pada pengelasan yang digunakan untuk mancairkan atau bahan dengan atau tanpa bahan tambah, jenis gas yang digunakan : 
 gas oksigen
 gas asetilin
 gas hydrogen
 gas prophan (LPG) 
 gas Methan (LNG)
b. Pengelasan busur listrik adalah cara pengelasan menggunakan busur listrik atau percikan bunga api listrik akibat hubungan singkat antara dua kutub listrik yang terionisasi dengan udara melalui penghantar batang elektroda yang sekaligus dapat digunakan pula sebagai bahan tambah atau bahan pengisi dalam pengelasan.
c. Pengelasan tekan (las tahanan listrik) atau disebut juga las resisten listrik adalah cara pengelasan di mana bahan yang disambung dipanaskan dengan tahanan listrik melalui elektroda tembaga sampai pijar kemudian ditekan menjadi satu, las tekan atau las tahanan listrik baik sekali digunakan untuk penyambungan pelat-pelat yang tipis.
d. Pengelasan tempa adalah cara pengelasan dimana bahan yang disambung dipanaskan sampai pijar pada dapur tempa kemudian dengan menggunakan palu tempa bahan disatukan diatas paron pembentuk.
e. Pengelasan kimia adalah cara pengelasan dengan menggunakan reaksi kima sebagai sumber panas untuk menyambungkan bahan, jenis las kima pada penyambungan logam adalah las thermit dimana panas pada pengelasan ditimbulkan oleh reaksi kimia antara serbuk besi dan oksida alumunium. Pada modul ini hanya akan di bahas tentang pengelasan cair yang menggunakan las busur manual.
Las busur manual atau umumnya disebut dengan las listrik adalah termasuk suatu proses penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Jenis sambungan dengan las listrik ini adalah merupakan sambungan tetap. Ada beberapa macam proses las yang dapat digolongkan kedalam proses las yang menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas listrik antara lain yaitu :
Las busur dengan elektroda karbon, misalnya :
a. Las busur dengan elektroda karbon tunggal.
b. Las busur dengan elektroda karbon ganda.
Las busur dengan elektroda logam, misalnya :
a. Las busur dengan elektroda berselaput /SMAW/MMAW
b. Las TIG (Tungsten Inert Gas)/SMAW
c. Las MIG/GMAW
d. Las submerged.

Pada dasarnya las busur menggunakan elektroda karbon maupun logam menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda dan benda kerja dapat mencapai temperatur tinggi yang dapat melelehkan sebagian bahan.

Aktivitas Pembelajaran
Mengidentifikasi jenis-jenis penyambungan logam dengan panas
Anda diminta mengidentifikasi penyambungan logam dengan panas.Hasil identifikasi dituangkan secara tertulis dengan dipandu dengan pertanyaan berikut:
1. Apa yang dimaksud dengan pengelasan?
2. Uraikan klasifikasi pengelasan menurut sumber panas yang digunakan!
3. Uraikan klasifikasi pengelasan menurut cara kerjanya!
4. Jelaskan yang dimaksud proses pengelasan SMAW!

Read More

Las Busur Rendam, Las Terak Listrik, Las Sinar Energi Tinggi Dan Pengelasan Titik

 H. Las Busur Rendam (Submerged Arc Welding/SAW)
Proses pengelasan di mana busur listrik dan logam cair tertutup oleh lapisan serbuk fluks sedangkan kawat pengisi (filler) diumpankan secara kontinyu. Pengelasan ini diiakukan secara otomatis dengan arus listrik antara 500-2000 Ampere.

Keuntungan
Efisiensi perpindahan panas dari elektroda ke logam yang dilas sangat tinggi (lebih dari 90%) karena panas yang hilang dalam bentuk radiasi sangat kecil.

Kelemahan
Karena fluks diumpankan dengan menggunakan gaya gravitasi maka pengelasan ini hanya digunakan pada posisi dalar dan horizontal.

Gambar 1.6 Schema of submerged arc-welding (SAW) (www.weldingengineer.com)

I. Las Terak Listrik (Electroslag Welding)
Proses pengelasan di mana energi panas untuk melelehkan logam dasar (base metal) dan logam pengisi (filler) berasal dari terak yang berfijngsi sebagai tahanan listrik (I2Rt) ketika terak tersebut dialiri arus listrik.

Pada awal pengelasan, fluks dipanasi oleh busur listrik yang mengenai dasar sambungannya. Kemudian logam las terbentuk pada arah vertikal sebagai hasil dari campuran antara bagian sisi dari logam induk dengan logam pengisi (filler) cair. Proses pencampuran ini berlangsung sepanjang alur sambungan las yang dibatasi oleh plat yang didinginkan dengan air.

J. Las Sinar Energi Tinggi (High Beam Welding)
Yang termasuk kelompok ini adalah :
1. Las sinar elektron (electron beam welding/EBW)
2. Las sinar laser (laser beam welding/LBW)

Sumber panas pada kedua jenis las tersebut berasal dari sinar dengan intensity yang sangat tinggi yang berasal dari energi elektromagnetik. Untuk LBW sumber panas dalam bentuk elektron dengan rapat energi sebesar (1010 - 1013 watt/m2), sedangkan pada LBW digunakan photon dengan rapat energi sebesar 5x106 – 5x108 watt/m2 . Pada LBW, sinar elektron berasal dari ekstraksi thermionik pada filamen yang dipanaskan. Proses iniberlangsung di 'gun' dan menghasilkan elektron kecepatan tinggi. 

Sinar elektron ini kemudiandifokuskan oleh kumparan electromagnetik (electromagnetic coil) yang berfungsi sebagailensa ke sambungan las. Pengelasan berlangsung pada kondisi hampa udara (vacum).
Sumber sinar energi tinggi bisa berasal dan laser padal (solid-state laser) atau laser gas (gas laser). Laser padat didapat dengan jalan memberi doping bahan kristal tunggal atau gelas dengan unsur-unsur transisi seperti Cr. Sebaliknya pada laser gas, sinar laser didapat dari carapuran CO2 dan N2 sedangkan He mengalami tambahan energi dari elektroda.

K. Pengelasan Titik
Dewasa ini, industri perkereta-apian di Indonesia berkembang cukup pesat, seiring dengan perkembangan teknologi. PT INKA, Madiun, sebagai pabrik pembuat gerbong, terus mengembangkan konstruksi gerbong-gerbong produknya. Salah satu pengembangan konstruksi gerbong yang dilakukan adalah akan digunakannya kerangka dari baja karbon rendah dan dinding samping (side wall) dari baja tahan karat (stainless steel) SUS 304 yang disambung dengan teknik pengelasan titik (spot welding atau disingkat SW), yang merupakan salah satu jenis las tahanan listrik (resistance welding atau disingkat RW) (Leman A., 2003).

Dibandingkan metode pengelasan lain, RW lebih menguntungkan dipandang dari sisi kimia, struktur, dan karakteristik fisik (Rossi, 1954). Keuntungan lainnya adalah tidak diperlukan filler, proses penyambungan singkat, kecil kemungkinan terjadi distorsi, dan dimensi akhir lebih presisi. Semua bahan logam dapat disambung dengan metode RW, meskipun untuk beberapa bahan seperti timah putih, seng, dan timah hitam agak sulit dilakukan (Amstead, et.al., 1978; Ostwald dan Muñoz, 1997). Bahkan dimungkinkan untuk menyambung dua logam berbeda (Rossi, 1954; Cary, 1998). Parameter yang berpengaruh pada SW antara lain arus pengelasan (weld current atau disingkat WC) dan waktu pengelasan (weld time atau disingkat WT).

Pada hakekatnya RW adalah proses produksi yang dipakai untuk menyambung logam yang tidak terlalu tebal sehingga dapat saling ditumpang-tindihkan (Amstead, et.al., 1978; Ostwald dan Muñoz, 1997). Sambungan tumpang tindih ini menimbulkan celah yang menjadi stress-raiser pada beban fatik dan menjadi sumber korosi (Rossi, 1954). Tiga parameter yang harus dipertimbangkan pada RW, dinyatakan oleh (Rossi, 1954):

Distribusi suhu pada SW ditunjukkan pada gambar 1.7.

Gambar 1.7. Grafik distribusi tahanan dan suhu sebagai fungsi dari lokasi pada las tahanan titik (Messler, 1999: 237)

Siklus pengelasan dasar SW, terbagi dalam empat periode (Messler, 1999), yaitu: (1)
Waktu penekanan (squeeze time–ST), yaitu selang waktu ketika elektroda menyentuh dan mulai menekan logam. (2) Waktu pengelasan (weld time–WT), yaitu ketika arus listrik dialirkan di antara kedua logam sehingga timbul panas yang cukup untuk menyambung logam. (3) Waktu penahanan (hold time–HT), yaitu ketika elektroda masih menekan tetapi arus listrik telah dihentikan. HT kadang-kadang juga di kenal sebagai cooling time (CT), karena pada selang waktu ini dapat diberikan laju pendinginan tertentu. (4) Waktu jeda (off time–OT), yaitu ketika tekanan elektroda dilepas dan benda kerja diambil sehingga dapat dilakukan pengelasan berikunya. Siklus pengelasan ini ditunjukkan pada gambar 1.7. 

Panas yang terjadi pada proses pengelasan akan mempengaruhi distribusi suhu, tegangan sisa dan distorsi. Panas juga mempengaruhi transformasi fasa yang selanjutnya berpengaruh pada struktur mikro dan sifat-sifat fisis dan mekanis las.

SW membutuhkan 2 hal penting yaitu: energi panas dan energi mekanis berupatekanan. Energi panas yang disalurkan ke logam melalui elektroda akan terdistribusi tidak merata, mencapai maksimum pada pusat dan berkurang pada jarak yang semakin jauh dari pusat. Pada kenyataannya perpindahan panas dari sumber panas ke benda lasan berjalan tidak sempurna, ditandai dengan adanya panas yang hilang ke lingkungan.

Besarnya panas yang hilang menentukan efisiensi perpindahan panas. Perpindahan panas pada pengelasan sebagian besar terjadi secara konduksi dan hanya sebagian kecil saja yang berupa konveksi dan radiasi, sehingga dua bentuk perpindahan panas yang terakhir dapat diabaikan.
Sumber panas sesaat merupakan bentuk penyederhanaan pada pengelasan, yaitu waktu pemanasan dan pendinginan berlangsung pada waktu yang pendek seperti pada las titik. Pada kondisi steady state, model perpindahan panas dinyatakan dengan persamaan berikut (Radaj, 1992):

Apabila sumber panas Q dianggap sebagai titik yang bekerja pada plat tipis infinite dengan ketebalan pada arah z, sehingga panas mengalir dalam 2 dimensi, maka distribusi suhu dinyatakan oleh persamaan berikut (Radaj, 1992):

Distribusi panas pada pengelasan titik terhadap waktu diperlihatkan pada gambar 1.8.

Gambar 1.8. Variasi suhu terhadap waktu pada suatu jarak tertentu ketika suhu puncak 1500 0C (Lancaster, 1999: 150)

L. TUGAS
1. Lakukan pengelasan pada plat baja karbon rendah yang memiliki ketebalan plat 5 mm dengan dimensi P x L adalah 10 cm x 20 mm, dengan menggunakan las listrik SMAW, dengan sambungan bentuk I memanjang!
Langkah-langkah pengelasan :
a. buatlah alur V pada sisi yang akan disambung dengan sudut 30o.
b. Persiapkan alat-alat keselamatan kerja yang diperlukan
c. Pilih mesin las yang tepat.
d. Atur parameter pengelasan yang sesuai dengan tebal plat.
e. Pilih elektroda yang sesuai dengan tebal plat.
f. Pastikan semua siap dipakai.
g. Lakukan pengelasan.
h. Berikan finishing seperlunya.

Read More

Prisip-Prinsip Pengelasan " Parameter Las SMAW"

a. Tegangan Busur Las

Tingginya tegangan busur las (Harsono Wiryosumarto, 1979) tergantung pada panjang busur yang dikehendaki dan jenis dari elektroda yang digunakan. Pada elektroda yang sejenis tingginya tegangan busur yang diperlukan perbandingan lurus dengan panjang busur. Panjang busur yang dianggap baik kira-kira sama dengan garis tengah elektroda.

Tegangan yang diperlukan untuk pengelasan dengan elektroda yang berdiameter 3 mm sampai 6 mm, tegangan yang digunakan kira-kira antara 20 volt sampai 30 volt untuk posisi datar. Sedangkan untuk posisi tegak atau atas kepala biasanya dikurangi 2 volt sampai 5 volt.

b. Besar Arus Pengelasan

Besar arus pengelasan yang diperlukan tergantung dari bahan dan ukuran dari pengelasan, geometri sambungan, posisi pengelasan macam elektroda dan diameter inti elektroda, dalam hal dasar las mempunyai kapasitas panas yang tinggi maka dengan sendirinya diperlukan arus las yang besar.

Tabel 1.1 Nilai besar arus untuk pengelasan SMAW (Wiryosumarto, dkk, 2000)

c. Kecepatan Pengelasan

Kecepatan pengelasan (Messler, 1999) tergantung dari jenis elektroda, diameter inti elektroda, bahan yang dilas, geometri sambungan, ketelitian sambungan dan lain-lain. Dalam hal ini hubungan arus dan tegangan las dapat dikatakan bahwa kecepatan las hampir tidak ada hubungan dengan tegangan las tetapi berbanding lurus dengan arus las. 

Karena pengelasan yang cepat memerlukan arus las yang tinggi. Bila tegangan dan arus dibuat tetap, sedangkan kecepatan las dinaikkan maka jumlah deposit persatuan panjang las jadi turun. Tetapi pada kecepatan tertentu kenaikan kecepatan akan memperbesar penembusan.

d. Kerusakan Las

Dalam pengerjaan pengelasan (W. Keyon, 1985) diharapkan suatu las yang baik yaitu : las yang tidak bercacat. Prosedur pengelasan yang tidak baik akan menimbulkan cacat yang umumnya terjadi adalah pengelasan yang tidak merata dikarenakan arus atau pemakaian elektroda yang tidak sesuai. Dalam hal ini cacat yang ditimbulkan adalah timbulnya terak, sebab terjadinya terak yang timbul antara lain : kurang bersih sewaktu membersihkan terak las sehingga tertimbun pada lapisan berikut, ayunan elektroda terlalu lebar, menggunakan elektroda yang berdiameter besar, kecepatan las tidak kontinyu. 

Untuk menghindari cacat ini sebaiknya tiap lapisan las harus dibersihkan terak lasnya menggunakan kawat baja hingga bersih, ayunan elektroda jangan terlalu lebar karena akan memberi kesempatan pada terak untuk membeku terlebih dahulu, gunakan elektroda yang lebih kecil, kecepatan pengelasan harus kontinyu.

Read More

Prisip-Prinsip Pengelasan "Las Busur Electroda Terbungkus (Shielded Metal Arc Welding/SMAW)"

Las Busur Electroda Terbungkus (Shielded Metal Arc Welding/SMAW)
Proses pengelasan di mana panas dihasilkan dari busur listrik antara ujung elektroda dengan logam yang dilas. Elektroda terdiri dari kawat logam sebagai penghantar arus listrik ke busur dan sekaligus sebagai bahan pengisi (filler). Kawat ini dibungkus dengan bahan fluks. Biasanya dipakai arus listrik yang tinggi (10-500 A) dan potensial yang rendah (10-50 V).

Selama pengelasan, fluks mencair dan membentuk terak (slag) yang berfungsi sebagai lapisan pelindung logam las terhadap udara sekitarnya. Fluks juga rnenghasilkan gas yang bisa melindungi butiran-butiran logam cair yang berasal dari ujung elektroda yang mencair dan jatuh ke tempat sambungan. Contoh komposisi kimia fluks bisa dilihat pada tabel di bawah.

1. Definisi SMAW
Shielded Metal Arc Welding (SMAW) merupakan proses pengelasan dimana panas dihasilkan dari busur listrik antara ujung elektroda dengan logam yang dilas . elektroda terdiri dari kawat logam sebagai pengantar arus listrik ke busur dan sekaligus sebagai bahan pengisi (filler). Kawat ini dibungkus dengan fluks, biasanya dipakai arus listrik yang tinggi (10- 500 A) dan potensial yang rendah (10-50 V). selama pengelasan, fluks mencair dan membentuk terak (slag) yang berfungsi sebagai lapisan logam las terhadap udara sekitarnya.

Fluks juga menghasilkan gas yang bisa melindungi butiran-butiran logam cair yang berasal dari ujung elektroda yang mencair dan jatuh ke tempat sambungan.

2. Keuntungan Las SMAW
Las busur listrik elektroda terbungkus atau SMAW seringkali digunakan dalam proses penyambungan logam. Beberapa keuntungan sebagai berikut :
1. Proses pengelasan lebih mudah dan sederhana dibandingkan dengan las busur yang lain.
2. Peralatan yang diperlukan lebih sederhana, ringkas dan murah dibandingkan las busur yang lain.
3. Lingkup penggunaan yang lebih luas, karena semua jenis logam dapat disambungkan dengan menggunakan proses pengelasan ini.

3. Standarisasi Elektroda
Klasifikasi elektroda terbungkus untuk pengelasan besi cor menurut JIS ditunjukan dalam Tabel 2.5. Pemilihan elektroda harus didasarkan pada jenis dan sifat logam induk serta kegunaan sambungannya. Sifat dari beberapa elektroda untuk besi cor dapat dilihat dalam Tabel 2.1, sedangkan cara pemilihan elektroda yang didasarkan atas logam induk dan proses pengelasannya dapat dilhat dalam Tabel 2.5.

Gambarr 1.3 Peralatan konstruksi las SMAW

4. Fluks
Didalam las elektroda terbungkus, fluks memegang peranan penting karena fluks dapat bertindak sebagai :
1. Pemantap busur dan penyebab kelancaran pemindahan butir-butir cairan logam.
2. Sumber terak atau gas yang dapat melindungi logamcair terhadap udara sekitarnya.
3. Pengatur penggunaan.
4. Sumber unsur- unsur paduan.
5. Pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding)
Pengelasan SMAW (Shielded Metal Arc Welding) adalah las busur listrik terlindung dimana panas dihasilkan dari busur listrik antara ujung elektroda dengan logam yang dilas.

Elektroda terdiri dari kawat logam sebagai penghantar arus listrik kebusur dan sekaligus sebagai bahan pengisi (filler). Kawat ini dibungkus dengan fluks. Biasanya dipakai arus listrik yang tinggi (10-500 A) dan potensial yang rendah antara (10-50 V). Untuk mencegah oksidasi (reaksi dengan zat asam O2), bahan elektroda dilindungi dengan selapis zat pelindung (fluks atau slag) yang sewaktu pengelasan ikut mencair. Tetapi hubungan berat jenisnya lebih ringan dari bahan metal yang dicairkan, maka cairan fluks tersebut mengapung diatas metal tersebut, sekaligus mengisolasi metal untuk mengoksidasi dengan udara luar dan sewaktu membeku, fluks juga ikut membeku dan tetap melindungi metal dari reaksi oksidasi. Pada gambar 1.4 jelas terlihat bahwa busur listrik tersebut diantara logam induk dan ujung elektroda.

Gambar 1.4 Las busur dengan elektroda terbungkus (Sumber:Wiryosumarto & Okumura, 2000)

Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butiran yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi (Harsono Wiryosumarto, 1979). Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus. Gambar 1.5 (a), sebaliknya bila arusnya kecil maka butirannya menjadi besar.
Gambar.1.5 (b).

Gambar 1.5 Perpindahan logam cair

Apabila penggunaan arus terlalu tinggi maka akan mengakibatkan suatu lapisan yang lebar dan datar dengan kerutan yang kasar, penetrasi yang dalam dengan jumlah percikan yang berlebihan, keporian (Gas terperangkap didalam las), dan sebaliknya jika arus las terlalu rendah maka akan mengakibatkan busur api sulit dikontrol, sering terjadi ujung elektroda menyatu dengan plat, lapisan las cenderung bertambah tinggi dan bentuk bola dengan lebar tidak teratur, penetrasi yang dangkal pada pusat lapisan las sedangkan kaki kaki las seringkali hanya menempel ke plat.

6. Prinsip Pengoperasian
Dalam pengelasan SMAW Proses pengoperasian terdiri dari busur elektroda terbungkus dan logam induk. Busur ini ditimbulkan oleh adanya sentuhan singkat elektroda pada logam dan panas yang ditimbulkan oleh busur akan meleleh pada permukaan logam induk untuk membentuk logam lelehan, kemudian akan membeku bersama. Bagian las ini dilapisi oleh slag (terak) yang berasal dari selubung elektroda. Busur dan daerah sekitar dilindungi oleh atmosfer gas pelindung yang dihasilkan oleh terurainya lapisan elektroda, sebagian besar kawat inti pada elektroda dipindahkan melalui busur, walaupun demikian ada percikan api kecil terlepas dari area las sebagai percikan (Suharno, 2003).

Read More

Prisip-Prinsip Pengelasan " Las Oksi Asetilen, Las Busur Tungsten Gas Mulia Dan Las Busur Logam Gas"

 D. Las Oksi Asetilen (Oxyacetilene Welding)
Pada las oxycetilene, panas dihasilkan dari rekasi pembakaran anatara gas acettylene dengan oksigen. Nyala yang dihasilkan terdiri dari dari 2 daerah/zona, yaitu:
Daerah pembakaran primer (primary combution)
Menghasilkan panas sekitar 1/3 dari total panas pembakaran sempurna.
C2H2 + O2(Silinder) = 2CO +H2
Daerah pembakaran sekunder yang terjadi setelah pembakaran primer berlangsung
2CO + O2 (atmosfir) = 2CO
H2 + 1/2 O2(atmosfir) = H2O

Sifat-sifat nyala:
1. Netral
Jika jumlah gas C2H; dan O2 sesuai dengan perbandingan stoichiometry

2. Reduksi
Jika terjadi kelebihan C2H2 sehingga terjadi pembakaran tak sempurna. Nyala api ini biasanya digunakan untuk pengelasan aluminium, magnesium dan untuk mencegah lepasnya karbon (decarburization) pada baja karbon tinggi.
Gambar 1.4 Jenis-jenis nyala api (www.alibaba.com/weldingconsumable.htm)

3. Oksidasi
Jika terlalu banyak oksigen terjadi pembakaran tak sempurna. Nyala ini biasanya digunakan unsur-unsur yang mudah menguap waktu pengelasan seperti zinc atau kuningan (paduan Cu-Zn) melalui pembentukan lapisan oksida.

Kelebihan
Peralatan lebih sederhana, murah dan mudah dipindah (portable) sehingga banyak digunakan untuk tujuan pemeliharaan (maintenance) dan reparasi (repair).

Kelemahan
Karena masukan panas (heat input) dan kecepatan pengelasan rendah sedangkan harga ( q/v ) tinggi maka daerah terpengaruh panas atau heat affected zone (HAZ) menjadi lebar dan terjadi perubahan dimensi (distorsi).

Las oxiacetylin selain berfungsi untuk pengelasan juga sangat banyak dignakan untuk melakukan pemotongan bahan. Kedua proses ini hampir sama tetapi berbeda dalam pengaturan nyala api atau kebutuhan karbidnya. Holder atau pemegang las juga berbeda namun secara prinsip dalaha sama.

Beberapa produk hail pemotongan banyak dipakai untuk tujuan praktis mauapun parsial atau bagian per bagian. Untuk tujuan parsial biasanya produk hasil pemotongan masih dirangkai lagi untuk tujuan tertentu dan biasanya disambung dengan mengunakan las atau menggunakan penyambungan model yang lain misalnya mur dan baut. Untuk tujuan praktis biasanya produk hasil pemotongan biasanya dapat langsuang dipakai dengan melakukan finishing sederhana.

E. Las Busur Tungsten Gas Mulia (Gas Tungsten Arc Welding/GTAW)
Proses pengelasan di mana sumber panas berasal dari loncatan busur listrik antara elektroda terbuat dari wolfram/tungsten dan logam yang dilas. Pada pengelasan ini logam induk (logam asal yang akan disambung dengan metode pengelasan biasanya disebut dengan istilah logam induk) tidak ikut terumpan (non consumable electrode). Untuk melindungi electroda dan daerah las digunakan gas mulia (argon atau helium).

Sumber arus yang digunakan bisa AC (arus bolak-balik) maupun DC (arus searah). Untuk sumber arus searah ada jenis 2 jenis polaritas yaitu :

Gambar 1.1 Schema of gas tungsten arc-welding (www.weldingengineer.com)

1. Polaritas lurus atau direct current straight polarity (DCSP)
Jika logam induk dihubungkan dengan kutub positif (+) dari sumber tenaga (power supply)

2. Polaritas balik atau direct current reverse (DCRP)
Jika benda kerja disambung dengan kutub negatif (-) sumber tenaga.

Polaritas Lurus
Elektron dari elektroda tungsten mengalir ke benda kerja dengan kecepatan tinggi dan menghasilkan panas yang tinggi pada benda kerja. Ini menyebabkan terbentuknya kolam logam cair (weld pool) yang sempit dan dalam.

Polaritas Terbalik
Panas terjadi pada elektroda tungsten sehingga diperlukan elektroda yang besar dengan pendinginan air yang baik, Polaritas balik menghasilkan kolam logam cair yang lebar tetapi dangkal. Metoda ini biasanya digunakan pada pengelasan untuk bahan yang cenderung mudah teroksidasi seperti Al atau Mg.
Arus bolak-balik (AC).
Arus bolak-balik banyak digunakan pada sumber tenaga (power supply) yang modern yang mempunyai kemampuan untuk membentuk square-wave AC (arus bolak-balik gelombang persegi) dan wave balancing.

Keuntungan arus bolak-balik gelombang persegi adalah untuk menghindari terjadinya arus nol pada daerah transisi (+) ke (-) sehingga busur akan lebih stabil. Pergeseran kurva sinusoidal baik pada daerah (+) maupun ( - ) dimaksudkan untuk tujuan khusus, misalnya untuk penetrasi digunakan polaritas lurus sedangkan untuk pembersihan digunakan polaritas terbalik.

F. Las Busur Logam Gas (Gas Metal Arc Welding)
Proses pengelasan di mana sumber panas berasal dari busur listrik antara elektroda yang sekaligus berfungsi sebagai logam yang terumpan (filler) dan logam yang dilas. Las ini disebut juga metal inert gas (MIG) welding karena menggunakan gas mulia seperti argon dan helium sebagai pelindung busur dan logam cair.

Keuntungan:
Perpindahan logam cair dari elektroda terumpan (consumable electrode) dapat diatur melalui kombinasi yang sesuai antara komposisi gas, jenis sumber tenaga, elektroda, arus, tegangan dan kecepatan kawat pengumpan (filler).

Gambarr 1.2 Skema llas GMAW ((www..welldiing..com)

Keterangan gambar 1.2 :
1. Kecepatan pengelasan 5. Kolam las (weld pool)
2. Pengumpan filler/elektroda 6. Logam las (weld metal)
3. Filler/elektroda 7. Logam induk (based metal)
4. Inert gas

Berbeda dengan pengelasan GTAW, pada pengelasan GMAW lebib banyak menggunakan polaritas balik (DCRP) karena akan menghasilkan busur listrik yang stabil, perpindahan logam cair yang kontinyu dan penetrasi yang baik.

Read More