LAS BUSUR LISTRIK ELEKTRODE TERBUNGKUS (SHIELDED METAL ARC WELDING = SMAW)

Transkripsi

1 Page : 1 LAS BUSUR LISTRIK ELEKTRODE TERBUNGKUS (SHIELDED METAL ARC WELDING = SMAW) 1. PENDAHULUAN. Las busur listrik elektrode terbungkus ialah salah satu jenis prose las busur listrik elektrode terumpan, yang menggunakan busur listrik sebagai sumber panas. Panas yang timbul pada busur listrik yang terjadi antara elektroda dengan benda kerja, mencairkamujung elektrode (kawat) las dan benda kerja setempat, kemudian membentuk paduan, membeku menjadi lasan (weld metal). Bungkus (coating elektrode yang berfungsi sebagai fluks akan terbakar pada waktu proses berlangsung, dan gas yang terjadi akan melindungi proses terhadap pangaruh udara luar. Cairan pembungkus akan terapung dan membeku pada permukaan las yang disebut slag, yang kemudian dapat dibersihkan dengan mudah. (lihat gambar 1) Gambar 1 Prinsip kerja perpindahan logam pada proses SMAW

2 Page : 2 2. MESIN LAS (WELDING MACHINE). Persyaratan dari proses SMAW adalah persediaan yang kontinyu pada electric current (arus listrik), dengan jumlah ampere dan voltage yang cukup baik kestabilan api las (Arc) akan tetap terjaga. (lihat gambar 2) Gambar 2 Skema Pengelasan Proses SMAW Gambar 2 Skema Proses SMAW Dimana electric power (tenaga listrik) yang diperoleh dari welding machine menurut jenis arus yang dikeluarkannya terdapat 3 (tiga) jenis machine yaitu : a. Machine dengan arus searah (DC). b. Machine dengan arus bolak balik (AC) c. Machine dengan kombinasi arus yaitu searah (DC) dan bolak balik (AC) Pada machine arus searah (DC) dilengkapi dengan komponen yang merubah sifat arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) yaitu generator, karena arus listrik yang dipakai disini bukan berasal dari baterei, melainkan daru generator listrik. (lihat gambar 3) Gambar 3 Machine arus DC

3 Page : 3 Machine arus bolak balik tidak perlu dilengkapi dengan generator, tetapi cukup dengan transformator. Karakteristik electric efficiencynya 80-85% (lihat gambar 4) Gambar 4 Machine Arus AC Untuk machine kombinasi AC dan DC dilengkapi dengan transformator dan rectifier, dimana rectifier ini mempunyai fungsi untuk meratakan arus. (lihat gambar 5) Gambar 5 Machine

4 Page : 4 3. PEMILIHAN PARAMETER PENGELASAN. Panjang busur (Arc Length) yang dianggap baik lebih kurang sama dengan dia. elektrode yang dipakai. Untuk besarnya tegangan yang dipakai setiap posisi pengelasan tidak sama. Misalnya dia. elektrode 3 mm 6 mm, mempunyai tegangan volt pada posisi datar, dan tegangan ini akan dikurangi antara 2 5 volt pada posisi diatas kepala. Kestabilan tegangan ini sangat menentukan mutu pengelasan dan kestabilan juga dapat didengar melalui suara selama pengelasan. Besarnya arus juga mempengaruhi pengelasan, dimana besarnya arus listrik pada pengelasan tergantung dari bahan dan ukuran lasan, geometri sambungan pengelasan, macam elektrode dan dia. inti elektrode. Untuk pengelasan pada daerah las yang mempunyai daya serap kapasitas panas yang tinggi diperlukan arus listrik yang besar dan mungkin juga diperlukan tambahan panas. Sedang untuk pengelasan baja paduan, yang daerah HAZ-nya dapat mengeras dengan mudah akibat pendinginan yang terlalu cepat, maka untuk menahan pendinginan ini diberikan masukan panas yang tinggi yaitu dengan arus pengelasan yang besar. Pengelasan logam paduan, agar untuk menghindari terbakarnya unusur-unsur paduan sebaiknya digunakan arus las yang sekecil mungkin. Juga pada pengelasan yang kemungkinan dapat terjadi retak panas, misalnya pada pengelasan baja tahan karat austenitik maka penggunaan panas diusahakan sekecil mungkin sehingga arus pengelasan harus kecil. Kecepatan pengelasan tergantung dari bahan induk, jenis elektrode, dia. inti elektrode, geometri sambungan, ketelitian sambungan. agar dapat mengelas lebih cepat diperlukan arus yang lebih tinggi. Polaritas listrik mempengaruhi hasil dari busur listrik. Sifat busur listrik pada arus searah (DC) akan lebih stabil daripada arus bolak-balik (AC). Terdapat dua jenis polaritas yaitu polaritas lurus, dimana benda kerja positif dan elektrode negatip (DCEN). Polaritas balik adalah sebaliknya. Karakteristik dari polaritas balik yaitu pemindahan logam terjadi dengan cara penyemburan, maka polaritas ini mepunyai hasil pengelasan yang lebih dalam dibanding dengan polaritas lurus (DCEN). Dari keterangan diatas dapat disimpulkan seperti pada tabel dan gambar dibawah ini.

5 Page : 5 NO. Variabel Operasi Karakteristik Hasil Pengelasan Suara Arc Penetrasi Burn Off Electrode Bentuk Bead A Normal Amps, Normal Percikan kecil Baik, dalam dan galen- Bentuk normal Fusionnya sangat baik Volts, Kec. Normal Suara gemercak kuat gan normal Tidak ada overlap B Amps Rendah, Normal Percikan tidak beratur- Dangkal Tidak besar, beda dgn Tonjolan tinggi Volts, Kec. Normal an, suara gemercak yang diatas. kecil C Amps Tinggi, Normal Suaranya seperti ledak- Dalam dan panjang Coating tertinggal Luas bead tidak lebar Volts, Kec. Normal kan, jarang beraturan dan lebar serta panjang Fusionnya baik D Normal Amps, Normal Percikan kecil dan Kecil Coating membentuk Tonjolan tinggi dan Kecepatan, Volts rendah tenang kawah dan porosity lebih lebar dari No. B E Normal Amps, Normal Suaranya halus Lebar dan dangkal Rata dan membentuk Lebar Kecepatan, Volts Tinggi kawah F Normal Amps, Normal Normal Kawah normal Normal Bead lebar Volts, Kec. rendah G Normal Amps, Normal Normal Kecil dan dangkal Normal Bead kecil dan undercut Volts, Kec. Tinggi Gambar 6 dan Tabel 1 Karekteristik hasil pengelasan

6 Page : 6 4. PELAKSANAAN PENGELASAN. Penyalaan busur listrik pada pengelasan dapat dilakukan dengan melakukan hubungan singkat ujung elektroda dengan logam induk, kemudian memisahkannya lagi sampai jarak tertentu sebagai panjang busur. Dimana panjang busur normal yaitu antara mm. (lihat gambar 7). Gambar 7 Cara penyalaan Pemadaman busur listrik dilakukan dengan menjauhkan elektrode dari bahan induk. untuk menghasilkan penyambungan manik las yang baik dapat dilakukan sebagai berikut : Sebelum elektrode dijauhkan dari logam induk sebaiknya panjang busur listrik dikurangi lebih dahulu, baru kemudian elektrode dijauhkan dalam posisi lebih dimiringkan secukupnya. (lihat ganbar 8) Gambar 8 Cara pemadaman

7 Page : 7 Pergerakan Elektrode Pengelasan. Ada berbagai cara didalam menggerakkan (mengayunkan) elektrode las yaitu : A. Elektrode digerakkan dengan melakukan maju dan mundur, metode ini salah satu bentuk metode weaving. (lihat gambar 9 bagian A) B. Bentuk weaving lainnya yaitu dengan melakukan gerakan seperti setengah bulan. (lihat gambar 9 bagian B) C. Gerakan elektrode yang menyerupai bentuk angka 8. (lihat gambar 9 bagian C) D. Elektrode dengan melakukan gerakan memutar. (lihat gambar 9 bagian D) E. Gerakan elektrode dengan membentuk hesitation. (lihat gambat 9 bagian E) Gambar 9 Bentuk Gerakan Elektrode Semua gerakan mempunyai tujuan untuk mendapatkan deposit logam las dengan permukaan rata, mulus dan terhindar dari terjadinya takik-takik dan termasuk terak-terak, yang terpenting dalam gerakan elektroda ini adalah ketapatan sudut dan kestabilan kecepatan. Ayunan elektrode las agar berbentuk anyaman atau lipatan manik las maka lebar las dibatasi sampai 3 (tiga) kali besarnya diameter elektrode.

8 Page : 8 5. Teknik Pengelasan Untuk Jenis Sambungan Groove Posisi datar (1G) Disarankan menggunakan metode seperti gambar 9 A dan B. Untuk jenis sambungan ini dapat dilakukan penetrasi pada kedua sisi, tetapi dapat juga dilakukan penetrasi pada satu sisi saja. Type posisi datar (1G) didalam pelaksanaannya sangat mudah. Dapat diapplikasikan pada material pipa dengan jalan pipa diputar. Posisi horizontal (2G) Pengelasan pipa 2G adalah pengelasan posisi horizontal, yaitu pipa pada posisi tegak dan pengelasan dilakukan secara horizontal mengelilingi pipa. Kesukaran pengelasan posisi horizontal adalah karena beratnya sendiri maka cairan las akan selalu kebawah. Adapun posisi sudut elektrode pengelasan pipa 2G yaitu 90º dan gerakan elektrode dapat dilihat pada gambar 10 Panjang gerakan elektrode antara 1-2 kali diameter elektrode. Bila terlalu panjang dapat mengakibatkan kurang baiknya mutu las. Panjang busur di usahakan sependek mungkin yaitu ½ kali diameter elektrode las. Untuk pengelasan pengisian dilakukan dengan gerakan melingkar dan diusahakan dapat membakar dengan baik pada kedua sisi kampuh agar tidak terjadi cacat. Gerakan seperti ini diulangi untuk pengisian berikutnya. Gambar 10 Teknik Pengelasan Posisi 2G

9 Page : 9 Posisi vertikal (3G) Pengelasan posisi 3G dilakukan pada material plate. Posisi 3G ini dilaksanakan pada plate dan elektrode vertikal. Kesukaran pengelasan ini hampir sama dengan posisi 2G akibat gaya gravitasi dari cairan elektrode las. Adapun gerakan elektrode dapat dilihat pada gambar 11. Gambar 11 Teknik Pengelasan Posisi 3G Posisi horizontal pipa (5G) Pengelasan pipa pada posisi 5G dapat dibedakan menjadi pengelasan naik dan pengelasan turun. Pengelasan naik Biasanya dilakukan pada pipa yang mempunyai dinding teal karena membutuhkan panas yang tinggi. Pengelasan arah naik kecepatannya lebih rendah dibandingkan pengelasan dengan arah turun, sehingga panas masukan tiap satuan luas lebih tinggi dibanding dengan pengelasan turun. Posisi pengelasan 5G pipa diletakkan pada posisi horizontal tetap dan pengelasan dilakukan mengelilingi pipa tersebut. Supaya hasil pengelasan baik, maka diperlukan las kancing (tack weld) pada posisi jam dan 2. Mulai pengelasan pada jam 5.30 ke jam melalui jam 6 dan kemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam melalui jam 3 (lihat gambar 12)

10 Page : 10 Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuk segitiga teratur dengan jarak busur ½ kali diameter elektrode. Gambar Las kancing dan titik mulai pengelasan Gambar bentuk bead pada pengelasan root pass Gambar bentuk lubang kunci pada pengelasan pipa 5G Gambar 12 Karekteristik Pengelasan Naik Pada Pipa Posisi 5G Pengelasan turun Biasanya dilakukan pada pipa yang tipis dan pipa saluran minyak serta gas bumi. Alasan penggunaan las turun lebih menguntungkan dikarenakan lebih cepat dan lebih ekonomis. Adapun gerakan elektrode las dapat dilihat seperti yang terlihat pada gambar 13.

11 Page : 13 Gambar 12 Karekteristik Pengelasan Turun Pada Pipa Posisi 5G