PENGELASAN

Pertemuan ke-10

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

b). Sambunagn temu

Mana yang paling efisien?

c). Sambungan serong

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:

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

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

d). Sambungan tumpul dengan alur “U”:

(untuk cor tebal)

e). Sambungan tekuk (untuk logam tipis):

f). Sambungan tumpul dengan pita tipis:

g). Sambungan tumpang:

h). Sambungan tumpul tekuk:

i). Sambungan tumpul “T”:

j). Sambungan sisi (untuk pelat tipis):

k). Sambungan sudut:

Oleh :Ir. Ganda Samosir, M.Sc.