Definisi pengelasan menurut DIN Deutsche Industrie Normen adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam
keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh
tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom.
Pada tahap-tahap permulaan dari pengembangan teknologi las, biasanya pengelasan hanya digunakan pada sambungan-sambungan dari reparasi yang
kurang penting. Tapi setelah melalui pengalaman dan praktek yang banyak dan waktu yang lama, maka sekarang penggunaan proses-proses pengelasan dan
penggunaan konstruksi-konstruksi las merupakan hal yang umum di semua negara di dunia.
Terwujudnya standar-standar teknik pengelasan akan membantu memperluas ruang lingkup pemakaian sambungan las dan memperbesar ukuran bangunan
konstruksi yang dapat dilas. Dengan kemajuan yang dicapai sampai saat ini, teknologi las memegang peranan penting dalam masyarakat industri modern.
2.2. Klasifikasi Pengelasan Dalam Industri
Ditinjau dari sumber panasnya. Pengelasan dapat dibedakan menjadi: 1.
Mekanik 2.
Listrik 3.
Kimia Sedangkan menurut cara pengelasan, dibedakan menjadi dua bagian besar:
1. Pengelasan tekanan Pressure Welding
2. Pengelasan Cair Fusion welding
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Diagram Temperatur Cair Material. Sumber: Haynes Techbook Welding Manual, Jay Storer And John Haynes.
2.3. Pengelasan Cair Fusion Welding
Pengelasan cair adalah proses penyambungan logam dengan cara mencairkan logam yang tersambung.
Jenis-jenis pengelasan cair adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Oxyacetylene Welding
2. Electric Arc Welding
3. Shield Gas Arc Welding
- TIG - MIG
- MAG - Submerged Welding
4. Resistance Welding
- Spot Welding - Seam Welding
- Upset Welding - Flash Welding
-Electro Slag Welding - Electro Gas Welding
5. Electron Beam Welding
6. Laser Beam Welding
7. Plasma Welding
Universitas Sumatera Utara
2.4. Las Busur Listrik
Las busur listrik atau umumnya disebut dengan las listrik adalah suatu proses penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas.
Jenis sambungan dengan las Iistrik ini adalah merupakan sambungan tetap dengan menggunaan busur listrik untuk pemanasan. Panas oleh busur listrik terjadi karena
adanya loncatan elektron dari elektroda melalui udara ke benda kerja. Elektron tersebut bertumbukan dengan udaragas serta memisahkannya menjadi elektron
dan ion positif. Daerah di mana terjadi loncatan elektron disebut busur Arc. Menurut Bernados 1885 bahwa busur yang terjadi di antara katoda karbon dan
anoda logam dapat meleburkan logam sehingga bisa dipakai untuk penyambungan 2 buah logam.
Gambar 2.2. Prinsip Kerja Perpindahan Logam Pada Proses SMAW. Sumber: Teknik Pengelasan Kapal; Heri Sunaryo.
Las Busur Listrik dapat dibagi menjadi: 1.
Las Elektroda Karbon 2.
Las Elektroda Terbungkus
Universitas Sumatera Utara
3. Las Busur Rendam
4. Las Busur CO2
5. Las TIG
6. Las MIG
7. Las Busur dengan elektroda berisi fluks
Prinsip Kerja Las Listrik. Pada dasarnya las listrik yang menggunakan elektroda karbon maupun logam,
menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda dan benda kerja dapat mancapai temperatur tinggi yang
dapat melelehkan sebagian bahan merupakan perkalian antara tegangan listrik E dangan kuat arus I dan waktu t yang dinyatakan dalam satuan panas joule, atau
kalori seperti rumus dibawah ini : H = E x I x t
dimana : H = Panas Dalam Satuan Joule.
E = Tegangan Listrik Dalam Volt. I = Kuat Arus Dalam Amper.
t = Waktu Dalam Detik.
1. Las Listrik Dengan Elektroda Karbon
Carbon Arc Welding mungkin adalah proses las listrik yang dikembangkan pertama kali menurut catatan, eksperimen las listrik pertama kali dilakukan pada
tahun 1881, ketika Auguste de Meritens Perancis menggunakan busur karbon sebagai sumber pengelasan dengan aki sebagai sumber listriknya. Dalam
eksperimennya, dia menghubungkan benda kerja dengan kutub positif. Walaupun kurang efisien, proses ini berhasil menyatukan timah dengan timah.
Carbon Arc Welding adalah proses untuk menyatukan logam dengan menggunakan panas dari busur listrik, tidak memerlukan tekanan dan batang
pengisi filler metal dipakai jika perlu. Carbon Arc Welding banyak digunakan dalam pembuatan aluminium dan besi. Mula-mula elektroda
Universitas Sumatera Utara
kontakbersinggungan dengan logam yang dilas sehingga terjadi aliran arus listrik, kemudian elektroda diangkat sedikit sehingga timbullah busur. Panas pada busur
bisa mencapai 5.500
o
C. Sumber arusnya bisa DC maupun AC. Dengan menggunakan DCAC, proses
Carbon Arc Welding bisa dipakai secara manual ataupun otomatis. Pendinginannya tergantung besarnya arus, bila penggunaan arus di atas 200
Ampere digunakan air pendingin Water Cooled. Dan sebaliknya bila di bawah 200 Ampere digunakan pendingin dengan udara bebas Air cooled.
Jenis bahan elektroda yang banyak digunakan adalah elektroda jenis logam walaupun ada juga jenis elektroda dari bahan karbon namun sudah jarang
digunakan. Elektroda berfungsi sebagai logam pengisi pada logam yang dilas sehingga jenis bahan elektroda harus disesuaikan dengan jenis logam yang dilas.
Untuk las biasa mutu lasan antara arus searah dengan arus bolak-balik tidak jauh berbeda, namun polaritas sangat berpengaruh terhadap mutu lasan.
Elektroda yang digunakan pada pengelasan jenis ini ada 3 macam yaitu : elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal. Elektroda polos
adalah elektroda tanpa diberi lapisan dan penggunaan elektroda jenis ini terbatas antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Elektroda fluks adalah elektroda yang
mempunyai lapisan tipis fluks, dimana fluks ini berguna melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida pada saat pengelasan. Kawat las berlapis
tebal paling banyak digunakan terutama pada proses pengelasan komersil. Lapisan pada elektroda berlapis tebal mempunyai fungsi :
1. Membentuk lingkungan pelindung.
2. Membentuk terak dengan sifat-sifat tertentu untuk melindungi logam cair.
3. Memungkinkan pengelasan pada posisi diatas kepala dan tegak lurus.
Kecepatan pengelasan dan keserbagunaan mesin las arus bolak-balik dan arus searah hampir sama, namun untuk pengelasan logampelat tebal, las arus bolak-
balok lebih cepat.
Universitas Sumatera Utara
2. Las Elektroda Terbungkus Coated Electrode Welding
Cara Pengelasan dimana elektrodanya dibungkus dengan fluks merupakan pengembangan lebih lanjut dari pengelasan dengan eletroda logam tanpa
pelindung Bare Metal Electrode. Dengan elektroda logam tanpa pelindung, busur sulit dikontrol dan mengalami pendinginan terlalu cepat sehingga O
2
dan N
2
dari atmosfir diubah menjadi oksida dan nitrida, akibatnya sambungan menjadi rapuh dan lemah.
Prinsip Las Elektroda Terbungkus adalah akibat dari busur listrik yang terjadi antara elektroda dan logam induk yang mengakibatkan logam induk dan ujung
elektroda mencair dan kemudian membeku bersama-sama. Lapisan Pembungkus elektroda terbakar bersama dengan meleburnya elektroda.
Fungsi Fluks ini antara lain:
-
Melindungi logam cair dari lingkungan udara.
-
Menghasilkan gas pelindung
-
Menstabilkan busur
-
Sumber unsur paduan V, Zr, Cs, Mn. 3.
Las Busur Rendam Submerged Arc Welding Dalam pengelasam busur rendam otomatis, busur dan material yang
diumpankan untuk pengelasan tidak diperlukan seorang operator yang ahli. Pengelasan otomatis ini pertama kali diusulkan oleh Bernardos dan N. Slavianoff
dan las busur rendam dipraktekkan pertama kali oleh D. Dulchevsky. Las busur rendam adalah pengelasan dimana logam cair tertutup dengan fluks
yang diatur melalui suatu penampung fluks dan logam pengisi yang berupa kawat pejal diumpankan secara terus menerus. Dalam pengelasan ini busur listriknya
terendam dalam fluks. Karena dalam pengelasan ini, busur listriknya tidak kelihatan, maka sangat sukar untuk mengatur jatuhnya ujung busur. Di samping
itu karena mempergunakan kawat elektroda yang besar maka sangat sukar untuk memegang alat pembakar dengan tangan tepat pada tempatnya. Karena kedua hal
Universitas Sumatera Utara
tersebut maka pengelasan selalu dilaksanakan secara otomatis penuh. Mesin las ini dapat menggunakan sumber listrik AC yang lamban dan DC dengan tegangan
tetap. Bila menggunakan listrik AC perlu adanya pengaturan kecepatan
pengumpanan kawat las yang dapat diubah-ubah untuk mendapatkan panjang busur yang diperlukan. Bila menggunakan sumber listrik DC dengan tegangan
tetap, kecepatan pengumpanan dapat dibuat tetap dan biasanya menggunakan polaritas balik DCRP. Mesin las dengan listrik DC kadang-kadang digunakan
untuk mengelas pelat tipis dengan kecepatan tinggi atau untuk pengelasan dengan eletroda lebih dari satu.
4. Tungsten Inert Gas TIG
Pengelasan ini pertama kali ditemukan di Amerika Serikat 1940, berawal dari pengelasan paduan untuk bodi pesawat terbang. Prinsipnya : Panas dari busur
terjadi diantara elektrode tungsten dan logam induk akan meleburkan logam pengisi ke logam induk di mana busurnya dilindungi oleh gas mulia Ar atau He.
Las ini memakai elektroda tungsten yang mempunyai titik lebur yang sangat tinggi 3260 C dan gas pelindungnya ArgonHelium. Sebenarnya masih ada gas
lainnya, seperti xenon. Tetapi karena sulit didapat maka jarang digunakan. Dalam penggunaannya tungsten tidak ikut mencair karena tungsten tahan panas melebihi
dari logam pengisi. Karena elektrodanya tidak ikut mencair maka disebut elektroda tidak terumpan. Keuntungan : Digunakan untuk Alloy Steel, Stainless
Steel maupun paduan Non Ferrous: Ni, Cu, Al Air Craft. Disamping itu mutu las bermutu tinggi, hasil las padat, bebas dari porositas dan dapat untuk mengelas
berbagai posisi dan ketebalan. Dibandinkan dengan Carbon Arc Welding, tungsten memiliki beberapa keunggulan. Pada umumnya Tungsten Arc Welding hampir
sama dengan Carbon Arc Welding. Persamaannya:
-
Sumber arusnya sama Power SupplyWelding Circuit
-
Memakai elektroda kawat
Universitas Sumatera Utara
-
Dikhususkan hanya untuk las. Perbedaannya:
-
Carbon Arc Welding memakai fluks Coating, TIG memakai gas pelindung.
-
Elektroda pada Carbon Arc Welding ikut mencair sebagai logam pengisi, TIG elektrodanya tidak ikut mencair.
-
Carbon Arc Welding tidak perlu filler metal, TIG diperlukan filler metal.
2.5. Parameter Pengelasan