Peralatan Pengelasan
2.1 Unit Tenaga (Power Supply Unit)
Gambar 2 :Pengunaan arus listrik alternating
current high frequency
Karakteristik penggunaan unit tenaga listrik yang
diberikan bisa dilakukan, apabila :
- Open circuit harus antara 50 volts sampai dengan 100
volts.
- Aliran yang
dipergunakan antara 50 amp sampai dengan 250 amp dan bisa diatur sesuai dengan
keperluan dengan memutarkan alat kontrol (Current Control) dan ada juga mesin
yang mengunakan alat kontrol yang menggunakan remote yang dioperasikan dengan
cara injakan kaki.
- Mesin las
Tungsten Inert Gas (TIG) yang modern sudah menggunakan arus AC/DC dan diatur
dengan menggunakan kaki, juga mesin las ini bisa dioperasikan secara multi
fungsi yaitu : bisa digunakan untuk pengelasan las busur manual (MAW) dan
Pengelasan dengan TIG
Karakteristik
pengelasan.
Secara operasional mesin las TIG menggunakan 3 macam
proses yaitu :
- Alternating Curent High Frequency
(ACHF)
- Direct Current Straight Polarity
(DCSP)
- Direct Current Reverse Polarity (DCRP)
2.1.1.Penggunaan dengan Alternating Current
High Frequency (ACHF)
· Penyalaan busur dan operasional pengelasan
- busur akan menyala apabila ada sentuhan
dengan benda kerja
- Dengan sentuhan elektroda pada bagian
benda kerja maka elektroda akan
menunjukan keadaan panas hal inlah akan terjadi awal pengelasan dengan las
busur dalam penyambungan.
- Sebagai 0dasar dalam awal terjadinya
daerah pencairan logam terbentuk, maka bahan tambah dipanaskan sampai mencapai
cairan pada tersebut sehingga akan membentuk jalur las.
· Kestabilan busur
Bentuk busur sangat halus,tidak berisik
atau suara terpatah-patah.(menggunakan gas argon)
· Ketidakstabilan kotoran dari electroda
Hal ini diakibatkan dari terjadinya oksida
antara elektroda dengan udara atau oxksida berhubungan langsung dengan daerah
pencairan bahan tambah yang dilindungi busur (arc) Uatu terputus oleh adanya
kotoran pada mulut pembakar
· Terlalu besarnya diameter elektroda
Kondisi nyala busur tidak stabil dan akan
mengakibatkan terlalu dalamnya penembusan cairan , juga dengan sedikitnya
elektroda yang mengalir
· Kelebihan panjang busur
Hasilnya tidak stabil dan busurnya
penyalaan busur sangat singkat.
· Sudut busur penyambungan terlalu tajam
Penyebab terjadinya sering lompat-lompat
dari sisi ke sisi lainnya.dan melebarnya celah pengelasan atau sering
tertutupnya celah pekerjaan.
· Panjang Busur
Mempertahankan kondisi busur yang pendek (
disesuaikan dengan diameter elektroda dan jaraknya kurang lebih 1/8 in). Jika
busur ukurannya panjang, maka penetrasi cairan tidak akan sempurna, terutama
pada sambumgan fillet, sangat mungkin akan terjadinya pengikisan pada permukaan
(undercutting), tinggi jalur berlebihan dan bentuk dan hasil tidak standar
· Nyala busur terputus
Secara perlahan-lahan nyala busur akan
berkurang dan daerah pencairan akan menyempit .jumlah bahan tambah yang masuk
kedaerah pencairan harus sama dengan yang dikehendaki, pada saat posisi
horizontal nyala api busur akan terputus putus
· Kedalaman Penetrasi
Penetrasi yang sedang , lebih kecil DCSP
dan lebih besar dari DCRP
Gambar 3 :pengunaan arus listrik
alternating current high frequency
2.1.2 Penggunaan dengan Direct Current
Straight Polarity (DCSP)
· Penyalan busur dan operasional pengelasan
Pemanasan dan pencairanya akan lebih cepat
sebelum penyalaan busur dimulai terlebih dahulu benda kerja harus diberi tanda
.Pada akhir pengelasan harus diperhatikan atau yang berhubungan dengan bahan
yang dilas (pelat).harus diperhatikan sekali. Penggunaan frequensi tinggi juga
dapat direkomendasikan.
· Kestabilan busur las
Penggunaan dengan DCSP,maka gas yang
dipakai adalah gas helium
· Ketidakstabilan kotoran dari electroda
Sama dengan menggunakan arus AC
· Terlalu besarnya diameter elektroda
Sama dengan mengunakan arus AC
· Kelebihan panjang busur
Sama dengan mengunakan arus AC
· Sudut busur penyambungan terlalu tajam
· Panjang Busur
Pendek, sekitar 1/16”
· Nyala busur terputus
Sama dengan mengunakan arus AC
· Kedalaman Penetrasi
Sempit dan dalam
Gambar
4 : Penggunaan arus listrik dengan direct current straight polarity (DCSP)
2.2.Penggunaan dengan Direct Current
Reverse Polarity
· Penyalaan Busur dan operasionaln
pengelasan
Sama dengan mengunakan arus AC,tetapi
elektroda disentuhakan pada benda kerja.
· Kestabilan busur las
Gas yang digunakan adalah gas Argon
· Ketidakstabilan kotoran dari electroda
Sama dengan mengunakan arus AC
· Terlalu besarnya diameter elektroda
Sama dengan mengunakan arus AC
· Kelebihan panjang busur
Sama dengan mengunakan arus AC
· Sudut busur penyambungan terlalu tajam
· Panjang Busur
Pendek, sekitar 3/16”sampai dengan ¼ in
· Nyala busur terputus
Sama dengan mengunakan arus AC
· Kedalaman penetrasi
Lebar dan dangkal
Gambar 5 : Penggunaan arus listrik direct current
reverse polarity
2.2 Unit kontrol
Fungsi switch on/of yang ada pada
unit kontrol adalah untuk mengatur :
· Besarnya arus untuk pengelasan
· Aliran gas Pelindung
· Aliran air pendingin
Kontrol unit akan bersama-sama
operasional dengan sistem tenaga yang ada pada mesin las ,juga bisa
dioperasikan dengan remote kontrol yang menggunakan injakan kaki.
2.3 Sistem awal penyalaan busur
Ujung penyalaan busur atau menggunakan unit frekuensi tinggi akan
terjadi penyalaan awal dengan cara menggoreskan elektroda tungsten terhadap
benda kerja. Hal ini akan memberikan kontinuitas penyalaan dan pengelasan yang
baik.
Dalam pengerjaan pengelasan harus
selalu mengunakan peralatan yang sesuai dengan kelengkapan mesin las yang telah
ditentukan.
2.4 Penindis.
Tempat penyimpan kapasitor, sering
dikatakan juga penindis fungsi penindis ini adalah untuk mengatur perubahan
pemakaian arus AC menindis komponen DC ini akan menghasilkan sirkuit
pengelasan.
2.5 Menghilangkan lubang.
Menghilangkan lubang pada kawah
pengelasan adalah secara otomatis dengan mengurangi arus
listrik pengelasan secara berangsur-angsur sampai dengan arus yang sesuai
dengan yang dikehendaki atau sesuai dengan diameter elektroda, hal ini adalah
untuk mencegah terjadinya pelubangan.
Terjadinya pelubangan, ditekan
sekecil mungkin dan diatur dalam mesin las. Dalam kasus yang lain dan sama efeknya
yaitu penggunaan remot kontrol yang digerakan dengan injakan kaki.
2.6 Mulut Pembakar (welding torch)
· Mulut
pembakar dengan pendinginan udara
Pendinginan untuk pengelasan dengan
menggunakan udara hanya digunakan untuk
pengelasan dibawah 50 amp, sedangkan untuk pengelasan diatas 50 amperes
mengunakan sampai dengan 200 amperes atau lebih menggunakan air
Selang saluran yang mengalirkan
udara dengan gas digabungkan dengan melalui tabung PVC ,juga disatukan dengan
kabel arus listrik seperti dalam gambar 2
· Mulut
pembakar dengan pendinginan air (water cooled torches)
Mulut pembakar dengan pendinginan air
dibuat dengan berbagai ukuran, karena akan dioperasikan dalam berbagai besar
arus listrik untuk pengelasan.
Isi selang gabungan terdiri dari :
1. Saluran aliran gas yang masuk
2. Saluran aliran air yang masuk
3. Saluran aliran air keluar
4. Juga terdapat unit fuse atau tombol untuk
menjalankan dan memberhentikan aliran air
Ada
beberapa jenis, kabel remot kontrol disatukan dengan tombol yang ada pada
pemegang mulut pembakar (torch handle)
Gambar 6 :
Mulut pembakar (welding torch) denganpendinginan air
2.7 Nozel
gas pelindung
Ukuran
nozel yang akan digunakan oleh operator harus terlebih dahulu melihat petunjuk
atau data–data atau tabel yang dikeluarkan oleh perusahan yang membuat mesin
las juga berapa ketetapan ukuran
nozel yang sesuai dengan ukuran mulut pembakar. Seorang
operator harus melihat besar kecilnya
ukuran pelindung nozel dengan kesesuaian terhadap keperluan pengelasan
Gambar 7 : Jenis pelindung nosel
Lensa gas harus berfungsi baik terhadap mulut pembakar karena gas akan
melindungi terjadinya oksidasi udara luar terhadap elektroda pengelas
Gambar
8 : Nosel las TIG
2.8 Gas
pelindung
Fungsi gas
pelindung adalah untuk menghindari terjadinya oksidasi udara luar terhadap
cairan dan akan mengakibatkan kurang sempurnanya perpaduan antara bahan tambah
(filler rod) dengan cairan bahan yang disambung.
Jenis gas
pelindung
§ Gas argon (Ar)
§ Gas helium
(He)
§ Gas
campuran helium dengan argon (75 % He, 25 %Ar).
§ Gas
campuran argon/helium/hydrogen.
Gas argon
Gas
argon selalu digunakan pada pengelasan tungsten inert gas (TIG). Gas ini adalah
hasil destilasi dari udara, destilasi udara menghasilkan akan menghasilkan
nitrogen 78 %, oksigen 21 % dan 1 % gas lainnya termasuk gas argon Keistimewaan
gas argon adalah bisa digunakan untuk pengelasan semua logam dan harga gas
dipasaran relatif murah bila dibandingkan gas pelindung lainnya.
Gas
helium
Gas
helium sangat sulit dicari dipasaran ,karena produksi gas hanya ada di beberapa
tempat oleh karena itu harganya sangat mahal dan penggunaanya hanya untuk
pengelasan yang dalam saja lian halnya bila dibandingkan dengan gas argon bisa
digunakan untuk semua logam.
Gas
campuran argon dan helium
Gas campuran argon dan helium dengan
prosentasi 75 % He, 25 %Ar sanagt baik untuk pengelasan logam yang berbeda jenis.
Salah satu gas menjadi dasar. Prosentasi gas helium paling besar, karena untuk miningkatkan
temperatur pemanasan gas ini sangat baik untuk pengelasan aluminium. Kekurangan
gas ini adalah rambatan panasnya terlalu cepat dan cepatnya pencairan logam ,
maka hasil penetrasi pengelasan lebar dan dalam
Gas campuran argon/helium/hydrogen
Gas campiran ini sangat baik untuk pengelasan baja (baja karbon rendah
dan baja paduan), stainless steel, tembaga paduan dan nickel. Gas ini akan
menghasilkan busur panas sangat baik dan kecepatan rambatan panas busur sangat
baik, tetapi kekurangannya gas ini melindung terlalu lama
Tanda Warna silinder
Untuk memudahkan membedakan jenis gas yang digunakan untuk pengelasan
dengan menggunakan gas, karena dalam pengelasan dengan menggunakan dengan gas
banyak jenisnya . Sedangkan untuk pengelasan dengan menggunakan tungsten inert
gas adalah :
-Silinder gas Argon berwarna biru tua (peacock blue)
-Silinder gas helium berwarna coklat muda (middle brown)
-Silinder gas argon/helium
berwarna bagian badan biru tua (peacock blue) dan bagian punggung coklat
muda (middle brown)
-Silinder gas argon/helium/hydrogen berwarna bagian badan biru tua
(peacock blue), bagian punggung coklat muda (middle brown) dan bagian
atas/penutup berwarna merah tua (red band)
· Gas pelindung
disimpan pada botol yang dilengkapi dengan sistem pengamana
Gambar 9 :
Botol gas pelindung.
Regulator
dan flowmeter
· Regulator
Fungsi regulator adalah untuk
mengetahui tekanan botol dan mengatur
tinggi rendahnya tekanan yang akan digunakan. Regulator untuk pengelasan
tungdten inert gas di set maksimum sampai 200 Kpa
Gambar
10 :Regulator dan flowmeter
· Alat pengukur aliran
gas (flowmeter)
Alat
pengukur aliran gas (flowmeter) adalah untuk mengukur aliran gas yang digunakan
untuk melidungi proses pencairan dalam pengelasan. Di dalam alat ini mempunyai bola dalam tabung
gelas yang berfungsi sebagai penunjuk ukuran gas yang dikehendaki dengan satuan
cubic feet per hour (CFH)
Juga ada Flowmeter
yang dilengkapi dengan ekonomiser. Fungsi ekonomiser adalah untuk menghemat
gas, karena gas yang digunakan apabila tidak dipakai akan terus menerus leluar, oleh karena itu maka digunakan
ekenomiser sebagai pengatur gas apabila kait yang sebagai tempat menyimpan
mulut pembakar mendapat beban, maka gas akan tertutup dan apabila mulut pembakar
dipoakai lagi maka gas akan bekerja kembali
Gambar 11
: Flowmeter dan ekonomiser
Sistem
pengaliran gas
Dalam
prakteknya dalam pemakaian gas sering digunakan
dengan dua cara yaitu :
* Sistem
penggunaan secara individual atau digunakan satu unit botol digunakan seorang operator.
* Sistem penggunaan secara manifold atau dngan
menggunakan beberapa botol gas yang ditempatkan pada satu ruangan dan digunakan
oleh beberapa orang, hal ini banyak digunakan di industri-industri
Gambar 12
: Instalasi gas sistem manifold
2.9 Elektroda
Penggunaan
elektroda untuk pengelasan TIG berbeda dengan pengelasan SMAW maupun MIG.
Pengelasan ini mampu membangkitkan temperatur tinggi (30000 0 F atau
16648,90 C) Pemilihan
elektroda
tungsten untuk pengelasan TIG .Titik cair tungsten adalah 61700 F
atau (34100 C) dan titik leburnya 107000 F atau 5926,70
C.
· Pemilihan
elektroda
Elektroda
tungsten merupakan jenis logam paduan (alloy) dan hasil dari manufaktur yang
sangat spesific yaitu jenis ;
Paduan
(alloy)
|
Kode
warna
|
Penggunaan
|
Pure
tungsten
1 %
thoriated tungsten
2 %
thiroated tungsten
Zirconium
alloyed tungsten
Throium
striped tungsten
|
Green
Yellow
Red
Brown
Blue
|
AC
welding, DCRP
DCSP
welding
DCSP
welding
AC
welding
AC
welding
|
· Keuntungan
penggunaan jenis elektroda dalam pengelasan TIG
Setiap
jenis paduan ada keuntungan dibandingkan dengan yang lainnya
.Penggunaan
pengelasan TIG dengan tungsten murni harganya murah dan memberikan busur yang
stabil dengan gas pelindung argon maupun
helium. Juga tungsten murni dapat digunakan pengelasan pada DCRP.
Karakteristik
thoriated tungsten adalah memberi keuntungan pada saat mulainya penyalaan busur
dan menumbuhkan kapasitas arus listrik yang kuat, bila dibandingkan dengan
tungsten murni
Thorium
akan menambah emisi electron pada electroda,masih dapat dijinkan pada ukuran
diameter elektroda yang kecil untuk dipakai setelah mengelas
Paduan
zirconium dengan tungsten memberikan tahanan yang tinggi bila terjadi kontaminasi dalam pengelasan dengan menggunakan AC juga
karakteristik logam ini memberikan awal penyalaan busur yang baik
Thorium-striped
tungsten sangat baik hasilnya dipergunakan pada AC dan karakteristik lainnya adalah awal penyalaan
busur lebih cepat.
· Ukuran Elektroda
Rata-rata
ukuran diameter elektroda adalah antara 0,01 sd ¼ in (0,25 sd 6,4 mm) dan
panjangnya adalah 3 sd 24 in (75 sd 600)
· Penggunaan elektroda
pada pengelasan baja karbon
Tabel
penggunaan electroda tungsten untuk mengelas baja karbon
Electroda
diameter
(in)
|
Tebal
pelat yang di las
(mm)
|
DCSP
(amp)
|
Diameter
bahan tambah (mm)
|
Kecepatan
pengelasan (ipm)
|
Aliran
gas argon
(Cfh)
|
0,25
0,50
1
1,60
2,40
3,2
|
0,25-
0,30
0,31-
0,50
0,50-0,8
0,90 –
1,5
1,6 –
3,20
3,2
|
15
5 - 20
15 - 80
100 –
140
140 –170
150 -
200
|
0,5
0,5
1
1,6
2,4
3,2
|
12 - 18
12 - 18
12 - 18
12 - 18
12 – 18
10 – 12
|
8 – 10
8 – 10
8 – 10
8 – 10
8 – 10
8 – 10
|
· Penggunaan elektroda
pada pengelasan aluminum.
Tabel
penggunaan elektroda tungsten untuk mengelas aluminum posisi bawah tangan
Tebal
pelat (mm)
|
Jenis
sambungan
|
Alternating
Current (amp)
|
Diameter
elektroda (mm)
|
Aliran
gas Argon
(cfh)
|
Diameter
bahan tambah (mm)
|
Jumlah
jalur las
|
1,6
3,2
6,35
9,53
12,52
25,4
|
Sambungan
I
Sambungan
I
Sambungan
V
Sambungan
V
Sambungan
V
Sambungan
V
|
70 – 100
125 –
160
225 –
275
325 –
400
375 –
450
500 -
600
|
1,6
2,4
4
6,35
6,35
8 – 9,5
|
20
20
30
35
35
35 - 45
|
2,4
3.2
4,75
6,35
6,35
6,35 –
9,53
|
1
1
2
2
3
8 - 10
|
· Penggunaan elektroda
pada pengelasan Stainless steel
Tebal
pelat (mm)
|
Jenis
sambungan
|
Current,DCSP
(amp)
|
Diameter
elektroda (mm)
|
Aliran
gas Argon
(cfh)
|
Diameter
bahan tambah (mm)
|
Arc
Speed (ipm)
|
1,6
1,6
2,38
2,38
3,18
3,18
4,76
4,76
|
Sambungan
I
Sambungan
T
Sambungan
I
Sambungan
T
Samb
sudut
Samb
tumpang
Samb
sudut
Samb
tumpang
|
80 – 100
90 – 110
100 –
120
110 –
130
120 –
140
130 –
150
200 –
250
225 -
275
|
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
1,6
2,38
2,38
|
10
10
10
10
10
10
15
15
|
1,6
1,6
1.6
1,6
2,38
2,38
3,18
3,18
|
12
10
12
10
12
10
10
8
|
· Persiapan penggunaan
elektroda
1.
Untuk pengelasan dengan menggunakan arus DC,
maka kabel yang dihubungkan dengan mulut pembakar (torch) merupakan kabel negatip
(-) sedangkan untuk benda kerja pada posisi positip (+). Untuk menajamkan ujung
elektroda dengan menggunakan mesin gerinda dan pada saat menggerinda tidak
boleh langsung dengan mulut pembakar akan tetapi harus dibuka dahulu batang
elektroda tersebut baru diruncingkan.
2.
Pengelasan dengan menggunakan DC,ketajaman
ujung elektroda yang dikehenki
diruncingkan kurang lebih 2 atau 2,5 kali dari diameter elektroda
3.
Pengelasan dengan menggunakan AC , ujung
elektroda harus berbentuk bola dengan ukuran 1,5 lebih besar dari diameter
elektroda , untuk membentuk ujung elektroda menjadi bentuk bola terlebih dahulu
mesin las dihubungkan atau disetel ke DCRP dan busur digoreskan sampai mencair
dan akan membentuk bola ujung elekytroda tersebut.
Gambar 13
: Bentuk ujung elektroda tungsten.
2.10 Bahan
tambah (filler wires)
Bahan
tambah untuk pengelasan TIG harus spesial, karena apabila menggunakan tambah
tidak terstandar kemungkinan kesempurnaan pengelasan tidak akan terbentuk. Oleh
karena itu penggunaan bahan tambah harus berdasarkan standar yang dikeluarkan
oleh perusahaan elektroda atau asosiasi pengelasan.
Bahan
tambah harus dibersihkan sebelum digunakan dan pada saat mengelas tangan harus bersih dan memakai sarung
tangan, sehingga bahan tambah tidak terkontiminasi oleh kotoran yang ada pada
tangan .
Diameter
bahan tambah yang terstandar adalah : 0,8, 1,1, 1,6, 2,4 ,3,2 , 4,0 mm dan
panjang 60 cm.
· Cara menyimpan bahan tambah
1 Jaga
kawat bahan tambah jangan sampai teroksidasi udra luar
2. Tempat penyimpanan harus selalu bersih.
3. Jangan dicampur dengan bahan tambah yang
berlainan jenis dan beri label, agar supaya dalam pemilihan bahan tambah akan
memudahkan.
4. Apabila bahan tambah tidak dipakai harus
tetap dalam kondisi hangat.
5.Apabila akan mengelas dan mengambil bahan
tambah harus menggunakan sarung tangan yang beresih agar supaya tidak
terkominasi oleh kotoran dari tangan.
Video Kawat Las TIG :
