Pertemuan ke-11
TIPE-TIPE PROSES PENGELASAN
Ada banyak macam dan tipe proses pengelasan yang dikenal, namun dibawah ini hanya akan dijelaskan beberapa tipe-tipe pengelasan yang masih lazim digunakan.
14.1. PENGELASAN TEMPA
Mula-mula logam induk dipanaskan dan kemudian di tempa (tekan), sehingga terjadi penyambungan logam. Pemanasan berlangsung di dalam dapur kokas atau dapur minyak maupun gas.
Sebelum di sambung, ke-2 (dua) ujung logam induk dibentuk terlebih dahulu sedemikian rupa, sehingga ketika proses penyambungan terjadi, ke dua nya akan bersambung di tengah-tengah terlebih dahulu. Penempaan kemudian dilakukan mulai dari tengah menuju sisi luar, dengan demikian oksida-oksida dan kotoran-kotoran lain nya akan tertekan/ terbawa keluar, proses ini disebut: “scarfing”.
Mengingat cara ini sangat sederhana dan proses nya agak lambat, maka ada dan bahkan besar kemungkinan terbentuk oksida-oksida, untuk itu biasanya digunakan bahan bakar yang berlebih (ekstra) atau menggunakan fluks untuk melarutkan oksida tersebut. Fluks yang sering digunakan adalah: campuran “boraks” dengan “salmiak”.
Pemanasan logam induk harus dilakukan secara berlahan-lahan, setelah logam induk mencapai suhu yang tepat, benda kerja diletakkan di atas meja kerja (paron), baru nkemudian di tempa.
Material-material yang cocok untuk diproses dengan las tempa ini adalah: Baja Karbon rendah dan Besi tempa, sebab suhu operasi pengelasan nya cukup tinggi.
14.2. PENGELASAN DENGAN GAS
Pada proses pengelasan dengan gas, campuran gas digunakan sebagai sumber panas untuk pengelasan nya.
Nyala gas yang umum digunakan adalah: - gas alam
- asetilen
- hidrogen + oksigen (oksihidrogen)
Nyala gas oksihidrogen, dapat mencapai suhu ± 1980 ° C, hidrogen dihasilkan melalui proses elektrolisa air atau dengan mengalirkan uap diatas kokas. Sedangkan nyala asetilen, dapat mencapai suhu ± 3500 ° C ( untuk jelasnya lihat keterangan berikut ini).
· NYALA OKSIASETILEN
Las nyala oksiasetilen (sering juga disebut dengan “las karbid”), menggunakan nyala dari gas campuran antara oksigen dengan asetilen, sampai logam induk mencair dan pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.
Oksigen berasal dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara. Oksigen komersial umumnya berasal dari proses pencairan udara, dimana oksigen dipisahkan dari nitrogen yang kemudian disimpan di dalam tabung silinder baja bertekanan sekitar 14 MPa.
· GAS ASETILEN 
Gas ini dihasilkan dari reaksi kimia antara Kalsium Karbida dengan Air. Gelembung-gelembung gas akan naik ke udara bebas dan endapan nya disebut: “kapur tohar”. Reaksi kimia yang terjadi di dalam tabung asetilen adalah sbb:
dengan: · 
disebut: “Kalsium Karbida”
· 2
disebut: “Air”
· 
disebut: “Kapur Tohor”
· 
disebut: “Gas Asetilen”
secara fisik, adalah keras, berwarna cokelat dan terbentuk sebagai hasil reaksi kimia anatara Kalsium dengan Kokas (batu bara) di dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini dibersihkan dan diseleksi untuk kemudian disimpan didalam drum baja yang tertutup rapat. Gas Asetilen bisa diperoleh dari:
- generator asetilen; yakni mencampur karbid dengan air
- pasar bebas dalam bentuk tabung-tabung yang sudah siap pakai dan sudah tercampur
dengan aseton (tekanan tabung £ 100 kPa).
· SKEMA NYALA LAS ASETILEN
Pengaturan perbandingan persentase campuran gas, adalah sangat penting, sebab dengan demikian sifat nyala api akan dapat diatur.
Secara umum ada 3 (tiga) macam sifat nyala las asetilen, yakni:
· NYALA NETRAL
Dibagian ujung nyala kerucut, terjadi perbandingan Oksigen : Asetilen = 1 : 1
Selubung luar nya berwarna ke biru-biru an dan Oksigen yang dibutuhkan dambil dari udara disekitar nya.
Umum nya nyala ini digunakan pada: - pengerjaan pengelasan
- pemotongan logam
· NYALA REDUKSI (Nyala Karburasi)
Bila terdapat kelebihan Asetilen, maka diantara nyala kerucut dan selubung luar (lihat: nyala netral), akan timbul nyala seperti nyala kerucut, tetapi berwarna ke putih-putih an yang panjang nya tergantung dari jumlah kelebihan asetilen nya.
Nyala ini biasanya digunakan untuk pengelasan:
- logam monel
- nikel
- beberapa baja lunak dan beberapa bahan non-ferrous dengan pengerasan permukaan.
· NYALA OKSIDASI
Bila terdapat Oksigen yang berlebih, maka akan diperoleh nyala yang mirip nyala netral, hanya saja nyala kerucutnya lebih pendek dan selubung luar nya lebih jelas (nyata/tegas) warna nya.
Nyala ini hanya dapat digunakan untuk pengelasan fusion, yakni untuk bahan-bahan seperti: kuningan dan perunggu.
· BEBERAPA KEUTUNGAN (KEUNGGULAN) LAS OKSIASETILEN:
- peralatan nya relatif murah
- maintenance nya sederhana dan murah
- mudah di bawa-bawa untuk digunakan hampir disetiap tempat
- dengan teknik yang tepat, dapat digunakan untuk pemotongan dan pengelasan hampir
semua jenis logam.
14.3. PENGELASAN OKSIHIDROGEN
Campuran Oksigen dengan Hidrogen (Oksihidrogen), mempunyai suhu operasi pengelasan sekitar 2000 ° C (lebih kecil dari suhu operasi oksiasetilen). Karena itu nyala ini digunakan untuk pengelasan lembaran-lembaran tipis dan logam paduan dengan titik cair yang relatif rendah. Proses ini juga sangat cocok untuk pematrian.
Walaupun peralatan nya sama persis dengan peralatan las oksiasetilen, tetapi pada pengelasan oksihidrogen agak lebih rumit. Sebab, walaupun perbandingan gas nya berbeda, tetapi warna nyala nya tetap, tidak ada perubahan warna.
Keunggulan utama dari pengelasan ini adalah: tidak ada terbentuk lapisan oksida, sebagai mana lazim nya pada pengelasan-pengelasan lain nya.
14.4. PENGELASAN NYALA UDARA-ASETILEN
Nyala atau panas yang dibutuhkan pada proses ini di hasilkan dari pembakaran udara + asetilen, sehingga pembakaran nya mirip dengan pembakaran Bunsen.
Jumlah udara yang terhisap ke dalam nyala, sesuai dengan kebutuhan dari nyala itu sendiri. Suhu nyala pengelasan relatif rendah, sehingga pengelasan ini hanya baik digunakan untuk: patri timah atau patri ber suhu rendah.
14.5. PENGELASAN GAS BERTEKANAN
Ujung batang logam induk yang akan di las, dipanaskan hingga mencapai suhu sekitar 1200 ° C dengan menggunakan nyala oksiasetilen. Setelah mencair, pemanas dicabut, kemudian ke-2 (dua) ujung yang lain dari logam induk di ber gaya tekan.
Untuk jelasnya, proses tersebut dapat dilihat pada gambar ilustrasi berikut ini:
“Posisi Pemanasan”
“Posisi Impact”
Sumber nyala berbentuk bulat, di gerak-gerak kan (keatas - kebawah) untuk menghindarkan terjadi panas lokal yang berlebihan. Setelah kedua ujung benda mulai mencair, sumber nyala dilepaskan dan pada kedua ujung lain dari logam induk si aplikasi kan gaya tekan dengan besaran tertentu.
Contoh:
Untuk bahan Baja Karbon Rendah: - tekanan mula-mula = 10 MPa
- tekanan akhir = 28 MPa
Keunggulan proses ini: tidak memerlukan logam tambahan pengisi (filler).
14.6. PEMOTONGAN DENGAN NYALA OKSIASETILEN
Di sekitar ujung selang tabung utama yang dialiri oksigen murni, terdapat beberapa lubang-lubang kecil (orifices) yang dimaksudkan untuk saluran nyala pemanas mula, sebelum pemotongan dimulai.
Prinsip dasar pemotongan dengan nyala adalah: memanfaatkan sifat afinitas (bercampurnya) oksigen dengan besi dan baja. Pada suhu relatif rendah, reaksi afinitas ini berlangsung lambat, tetapi dengan meningkatnya suhu, maka reaksi berlangsung cepat dan terbentuk oksida, sehingga pada temperatur tertentu (baja memijar), terbentuklah: oksida besi.
Sebagai contoh; diperlukan sekitar 0,00225 
oksigen untuk meng-oksidasi 1 
besi. Nyala oksiasetilen ini dapat memotong benda dengan ketebalan = 760 mm.
Jalan nya proses (lihat gambar ilustrasi):
- Model atau pola terbuat, biasanya terbuat dari logam yang keras
- Alat pencacah mengatur pergerakan nyala yang di sesuaikan dengan alur dari pola
- Pada mesin konvensional, digunakan tangan untuk menggerakan alat pencacah
- Untuk mesin-mesin yang lebih canggih, bisa menggunakan “mata elektrik” yang dapat meng-indera garis-garis gambar (pola) yang dimaksud, sehingga dalam hal ini pola dari logam tidak diperlukan lagi.
- Untuk mesin yang lebih maju, dapat menggunakan CNC-machine.
Hampir semua jenis logam dapat dipotong dengan nyala ini, tetapi agak sulit untuk: besi cor, paduan bukan besi dan paduan dengan % Mn yang tinggi.
¨ Catatan:
Untuk aplikasi dibawah permukaan air, maka alat nya harus dilengkapi oleh 3 (tiga) buah selang, yang penggunaan nya sebagai berikut:
- satu selang untuk gas pemanas mula (biasanya hidrogen, asetilen kurang aman)
- satu selang untuk saluran Oksigen
- satu selang untuk udara bertekanan
Udara bertekanan dimaksudkan untuk menghasilkan gelembung-gelembung udara di sekitar ujung nyala pemotong, sehingga nyala tersebut bisa stabil dan air tidak membasahi ujung nyala.
14.7. LAS RESISTENSI LISTRIK
Las resistensi listri atau disebut juga las tahanan listrik, biasanya digunakan untuk lembaran-lembaran yang relatif tipis, namun agak sulit untu bahan-bahan yang terbuat dari: timah putih, seng dan timbal.
Arus yang cukup besar dialirkan melalui logam induk, sehingga menimbulkan panas pada benda kerja yang akan disambung dan dibawah pengaruh tekanan, terbentuklah sambungan las.
Alat transformator pada mesin las ini, berfungsi untuk merubah tegangan arus bolak-balik (AC) dari 110 V/220V menjadi (4 s/d 12) Volt dan arus nya menjadi cukup besar sehingga dapat menghasilkan panas yang diperlukan. Besar nya arus yang diperlukan pada daerah sambungan berkisar antara (50 s/d 60) 
untuk selama 10 detik dan tekanan yang diperlukan antara: (30 s/d 55)MPa.
Pada pengelasan resistensi listrik, ada 3-variabel penting yang perlu diperhatikan:
- Arus listrik pengelasan; 
- Tahanan listrik; 
Jumlah panas = 
- Waktu; t 
Besar nya arus pengelasan, dibatasi oleh kemampuan transformator, dimana arus sekunder nya di atur dengan cara mengendalikan jumlah lilitan kumparan primer nya.
“Diagram Alat Las Listrik”
Keterangan:
- Untuk mendapatkan hasil pengelasan yang baik, maka ke-3 (tiga) variabel diatas, perlu diperhatikan dan ditentukan dengan cermat
- Waktu pengaliran (“waktu tenggang”) arus listrik, harus lah ada, yaitu saat sambungan las mulai terbentuk. Bila sambungan las sudah terbentuk, arus listrik dihentikan, namun tekanan tetap ada, sampai sambungan las menjadi dingin. Hal ini dimaksudkan agar tidak timbul nyala/busur di antara elektroda dan sambungan
- Gaya tekan yang diperlukan, dapat dilakukan secara manual maupun otomatis.
¨ Ada 6 (enam) macam/jenis/tipe pengelasan resistensi listrik, yakni:
- Las Titik
- Las Proyeksi
- Las Kampuh
- Las Tumpul
e. Las Nyala
f. Las Perkusi.
14.7.a. LAS TITIK
Las titik digunakan untuk melas dua atau lebih lembaran logam yang dijepit diantara elektroda logam. Proses pengelasan mulai terjadi pada saat elektroda bersinggungan dengan logam dibawah pengaruh tekanan sebelum arus listrik dialirkan (periode ini disebut: “waktu tekan”). Setela waktu tekan selesai, arus listrik mengalir dengan voltase rendah, sehingga logam induk yang bersinggungan menjadi panas, hingga mencapai suhu pengelasan. Setelah logam-logam induk menyatu, arus listrik dihentikan, namun tekanan tetap ada (periode ini disebut: “waktu tenggang”).
Syarat las listrik yang baik adalah permukaan logam induk harus bebas dari karat dan kotoran (karat dan kotoran dapat meningkatkan nilai tekanan permukaan dan menimbulkan panas lokal yang berlebihan).
Bila terjadi panas lokal yang berlebihan, maka pada daerah tersebut, bukan pengelasan yang terjadi seperti yang diharapkan, tetapi “pengecoran”, karena logam induk nya bisa mencair pada temperatur tertentu (suhu titik didih logam induk).
Las titik merupakan salah satu jenis las resistensi listrik yang paling sederhana, namun demikian bila digunakan untuk pengelasan lembaran baja biasa, akan memberikan hasil yang cukup memuaskan, asalkan permukaan lembaran baja yang akan dilas bersih dan bebas dari kotoran lain nya.
Pada pengelasan titik ini, akan ada timbul panas di 5 (lima) daerah, seperti yang di jelaskan pada halaman berikut ini.
Oleh : Ir. Ganda Samosir, M.Sc.
