Rabu, 29 Juli 2009

LOKASI PANAS PADA LAS TITIK

Pertemuan ke-12


¨ 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

blog comments powered by Disqus

Poskan Komentar



 

Mata Kuliah Copyright © 2009 Premium Blogger Dashboard Designed by SAER