LAS BUSUR LISTRIK ELEKTRODE TERBUNGKUS (SHIELDED METAL ARC WELDING = SMAW) 1.PENDAHULUAN.
Las busur listrik elektrode terbungkus ialah salah satu jenis proses 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, mencairkan ujung elektrode (kawat) las dan benda kerja setempat, kemudian membentuk paduan, membeku menjadi lasan(weldmetal). 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. 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
Dimana
electric
kestabilan power
api (tenaga
las listrik)
(Arc) yang
akan diperoleh
tetap dari
terjaga. 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. PROSES SMAW Machine arus bolak balik tidak perlu dilengkapi dengan generator, tetapi cukup dengan transformator. Karakteristik electric efficiencynya 80-85% Untuk machine kombinasi AC dan DC dilengkapi dengan transformator dan rectifier, dimana rectifier ini mempunyai fungsi untuk meratakan arus.
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 20 – 30 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). Karekteristik hasil pengelasan Suara Arc Penetrasi Burn Off Electrode Bentuk BeadA Normal Amps, Normal Percikan kecil Baik, dalam dan galen- Bentuk normal Fusionnya sangat baikVolts, Kec. Normal Suara gemercak kuat gan normal Tidak ada overlap B Amps Rendah, Normal Percikan tidak beraturDangka lTidak besar,bedadgn Tonjolan tinggi Volts, Kec. Normal an, suara gemercak yang diatas. Amps Tinggi, Normal Suaranya seperti ledak- Dalam dan panjang Coating tertinggal Luas bead tidak lebarVolts, Kec. Normal kan, jarang beraturan dan lebar serta panjang Fusionnya baik D Normal Amps, Normal Percikan kecil dan Kecil Coatingmem bentuk 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 lebarVolts,Kec.rendahG Normal Amps, Normal Normal Kecil dan dangkal Normal Bead kecil dan undercut Volts,Kec.TinggiNO.Variabel Operasi Karakteristik Hasil Pengelasan.
PENGELASAN PROSES SMAW
4. PELAKSANAAN PENGELASAN.
Penyalaan
busur
listrik
melakukan
hubungan
pada
singkat
pengelasan ujung
dapat
elektroda
dilakukan
dengan
dengan
logam
induk,
kemudian memisahkannya lagi sampai jarak tertentu sebagai panjang busur. 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. 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 D.
Elektrode
C) dengan
melakukan
gerakan
bagian
memutar.
(lihat
gambar
9 D)
E. Gerakan elektrode dengan membentuk hesitation. (lihat gambat 9 bagian
E)
Gambar Bentuk
9 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. PENGELASAN PROSES (
SMAW LAS
Oleh
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
Moch
) Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND (PASURUAN
–
JAWA
Page 5.
TIMUR)
: Teknik
Pengelasan
Posisi
Untuk
8 Jenis
datar
Sambungan
Groove (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 Posisi
jalan
pipa horizontal
diputar. (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
PENGELASAN PROSES (
SMAW LAS
Oleh
BUSUR
:
Farid
Seri
LISTRIK
)
Moch
:
Zamil Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND –
(PASURUAN
JAWA
Page
TIMUR)
:
Posisi
9
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
gambar
11. 11
Teknik
Pengelasan
Posisi
horizontal
Posisi pipa
3G (5G)
Pengelasan pipa pada posisi 5G dapat dibedakan menjadi pengelasan naik dan Pengelasan
pengelasan
turun. 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 5-8-11 dan 2 . Mulai pengelasan pada jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 6 dan kemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 3 (lihat
gambar
12)
PENGELASAN PROSES
SMAW
(
LAS
Oleh
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
)
Moch
Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND
–
(PASURUAN
JAWA
Page
TIMUR)
:
10
Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuk segitiga
teratur
dengan
jarak
busur
½
kali
diameter
elektrode.
Gambar Karekteristik
12 Pengelasan
Naik
Pengelasan
Pada
Pipa
Posisi
5G 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.
1. Tujuan
Mahasiswa memahami prinsip kerja dari las SMAW (Shileded Metal Arc Welding) dan fungsi bagian-bagian dari perlatan las SMAW serta keselamatan
kerja las SMAW , sehingga mahasiswa dapat melakukan penyambungan plat dengan tebal 5 mm pada berbagai jenis sambungan benar dan aman. 2. Dasar Teori a. Proses Las SMAW
Proses pengelasan SMAW yang umummnya disebut Las Listrik adalah proses pengelasan yang menggunakan panas untuk mencairkan material dasar dan elektroda. Panas tersebut ditimbulkan oleh lompatan ion listrik yang terjadi antara katoda dan anoda (ujung elektroda dan permukaan plat yang akan dilas ). Panas yang timbul dari lompatan ion listrik ini besarnya dapat mencapai 4000
o
o
sampai 4500 Celcius. Sumber tegangan yang digunakan ada dua macam yaitu listrik AC ( Arus bolak balik ) dan listrik DC ( Arus searah ). Proses terjadinya pengelasan karena adanya kontak antara ujung elektroda dan material dasar sehingga terjadi hubungan pendek dan saat terjadi hubungan pendek tersebut tukang las (welder ) harus menarik elektrode sehingga terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion yang menimbulkan panas. Panas akan mencairkan elektrode dan material dasar sehingga cairan elektrode dan cairan material dasar akan menyatu membentuk logam lasan (weld metal). Untuk menghasilkan busur yang baik dan konstan tukang las harus menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material dasar tetap sama. Adapun jarak yang paling baik adalah sama dengan diameter elektroda yang dipakai.
Adapun besarnya panas/temperatur (H) yang dapat melelehkan sebagian bahan merupakan perkalian antara tegangan listrik (E) dangan kuat arus (I) dan waktu (t) yang dinyatakan dalam satuan panas joule seperti rumus dibawah ini : H = E x I x t dimana : H
=
E
=
I
=
panas tegangan kuat
(joule) listrik arus
(volt) (amper)
t = waktu (detik)
b. Peralatan
Perlengkapan yang diperlukan untuk proses pengelasan SMAW adalah peralatan yang paling sederhana dibandingkan dengan proses pengelasan listrik yang lainnya. Adapun perlengkapan las SMAW adalah : transformator DC/AC, elektroda, kabel massa, kabel elektroda, connectors, palu cipping, sikat kawat dan alat perlindungan diri yang sesuai.
Gambar
Skema
peralatan las SMAW
Sumber
Tegangan
( power
source)
Sumber tegangan diklasifikasikan sebagai mesin las AC dan mesin las DC, mesin las AC biasanya berupa trafo las, sedangkam mesin las DC selain trafo juga ada yang dilengkapi dengan rectifier atau diode (perubah arus bolak balik menjadi arus searah) biasanya menggunakan motor penggerak baik mesin diesel, motor bensin dan motor listrik. Gambar 3. adalah mesin las DC, saat ini banyak digunakan mesin las DC karena DC mempunyai beberapa kelebihan dari pada mesin las AC yaitu busur stabil dan polaritas dapat diatur. Gambar 3. adalah mesin las AC yang menggunakan transformator atau trafo las.
Kabel masa dan kabel elektoda ( ground cable and electrode cable )
Kabel masa dan kabel elektroda berfungsi menyalurkan aliran listrik dari mesin las ke material las dan kembali lagi ke mesin las. Ukuran kabel masa dan kabel elektroda ini harus cukup besar untuk mengalirkan arus
listrik, apabila kurang besar akan menimbulkan panas pada kabel dan merusak isolasi kabel yang akhirnya membahayakan pengelasan. Sesuai dengan peraturan, kabel di antara mesin dan tempat kerja sebaiknya
sependek
mungkin.
Menggunakan
satu
kabel
(tanpa
sambungan) jika jaraknya kurang dari 35 kaki. Jika memakai lebih dari satu kabel, sambungannya harus baik dengan menggunakan lock-type cable connectors. Sambungan kabel minimal 10 kaki menjauhi operator.
Pemegang
elektroda dan klem masa ( holder and claim masa )
Pemegang elektrode berguna untuk mengalirkan arus listrik dari kabel elektrode ke elektrode serta sebagai pegangan elektrode sehingga tukang las tidak merasa panas pada saat mengelas. Klem masa berguna untuk menghubungan kabel masa dari mesin las dengan material biasanya klem masa mempunyai per untuk penjepitnya. Klem ini sangat penting karena apabila klem longgar arus yang dihasilkan tidak stabil sehingga pengelasan tidak dapat berjalan dengan baik.
Gambar Pemegang elektroda dan klem masa
Palu las dan sikat kawat ( chipping hammer and wire brush )
Palu Ias digunakan untuk melepaskan dan mengeluarkan terak las pada logam Ias (weld metal) dengan jalan memukulkan atau menggoreskan
pada daerah lasan. Berhati-hatilah membersihkan terak Ias dengan palu Ias karena kemungkinan akan memercik ke mata atau ke bagian badan lainnya. Jangan membersihkan terak las sewaktu terak las masih panas/merah.
•
Sikat
membersihkan
kawat
benda
dipergunakan
k erja
yang
untuk akan
: dilas
• membersihkan terak las yang sudah lepas dari jalur las oleh pukulan palu las
c. Karakteristik Listrik ( Electrical Characteristic )
Sumber arus listrik dinyatakan dalam arus AC atau DC. Jika DC, polaritasnya juga harus ditentukan. Untuk menentukan sumber arus listrik apa dan polaritas yang mana yang dipakai perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut : Arus DC ( direct current)
Aliran
:
Continue
pada
satu
arah,
jadi
busur
nyala
steady.
Voltage drop : Sensitif terhadap panjang kabel, kabel sependek mungkin. Current : Dapat dipakai untuk arus kecil dengan diameter elektrode kecil Elektrode Arc Pole
Starting
:
Semua :
Lebih
jenis mudah,
:
elektrode terutama Dapat
dapat untuk
dipakai. arus
kecil.
dipertukarkan.
Arc bow : Sensitif terhahap bagian-bagian pada ujung-ujung, sudut-sudut atau bagian yang banyak lekuk-lekuknya.
Arus AC ( Alternating Current )
Voltage
drop
Current
:
Elektrode
:
:
Panjang Kurang
Tidak
kabel
tidak
cocok
semua
jenis
banyak
pengaruhnya.
untuk
low
current
elektrode
dapat
dipakai
Arc Starting : Lebih Sulit terutama untuk diameter elektrode kecil. Pole
:
Tidak
dapat
dipertukarkan
Arc bow : Tidak merupakan masalah. Polaritas Lurus
Apabila material dasar atau material yang akan dilas disambung kan dengan kutup positip ( + ) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup negatip ( – ) pada mesin las DC maka cara ini disebut pengelasan polaritas lurus atau DCSP ( Direct Current Straight Polarity), ada juga yang menyebutkan DCEN. Dengan cara ini busur listrik bergerak dari elektrode ke material dasar sehingga tumbukan elektron berada di material dasar yang berakibat 2/3 panas berada di material dasar dan 1/3 panas berada di elektroda. Cara ini akan menghasilkan pencairan material dasar lebih banyak dibanding elektrodenya sehingga hasil las mempunyai penetrasi yang dalam, sehingga baik digunakan pada pengelasan yang lambat serta manik las yang sempit dan untuk pelat yang tebal. Polaritas Balik
Dengan proses pengelasan cara ini material dasar disambungkan dengan kutup negatip ( – ) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup positip ( + ) dari mesin las DC, dan disebut DCRP ( Direct Current Reversed Polarity) ada juga yang menyebutkan DCEP. Busur listrik bergerak dari material dasar ke elektrode dan tumbukan elektron berada di elektrode yang berakibat 2/3 panas
berada di elektroda dan 1/3 panas berada di material dasar. Cara ini akan menghasilkan pencairan elektrode lebih banyak sehingga hasil las mempunyai penetrasi dangkal, serta baik digunakan pada pengelasan pelat tipis dengan manik las yang lebar.
Gambar Polaritas lurus dan balik pada las SMAW d. Elektroda
Sebagian besar elektrode las SMAW dilapisi oleh lapisan flux, yang berfungsi sebagai pembentuk gas yang melindungi cairan logam dari kontaminasi udara sekelilingnya. Selain itu fluk berguna juga untuk membentuk terak las yang juga berfungsi melindungi cairan las dari udara sekelilingnya. Lapisan elektrode ini merupakan campuran kimia yang komposisisnya sesuai dengan kebutuhan pengelasan.
Menurut
AWS
( American
Welding
Society
)
elektrode
diklasifikasikan dengan huruf E dan diikuti empat atau lima digit sebagai berikut E xxxx (x) . Dua digit yang pertama atau tiga digit menunjukan kuat tarik hasil las tiga digit menunjukan kuat tarik lebih dari 100.000 psi sedangkan dua digit menunjukan kuat tarik hasil lasan kurang dari 100.000 psi. Sebagai contoh elektrode E 6013 mempunyai kuat tarik 60.000 psi (42 Kg/mm2 ). Sedangkan angka digit ketiga atau keempat bagi yang kuat tariknya
lebih besar 100.000 psi ( 70 Kg/mm2 ) digit selanjutnya menujukan posisi pengelasan, apabila angkanya 1 berarti untuk segala posisi.pengelasan, angka 2 berarti las datar atau horizonta l dan angka 3 menunjukan untuk pengelasan datar saja. Digit yang terakhir menunjukan jenis dari campuran kimia dari lapisan elektrode. Tabel Macam-macam jenis selaput ( fluks)
LAs Listrik
LAS
BUSUR
(SHIELDED
LISTRIK
METAL
ELEKTRODE
ARC
WELDING
1.
TERBUNGKUS =
SMAW)
PENDAHULUAN.
Las busur listrik elektrode terbungkus ialah salah satu jenis proses 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, mencairkan ujung 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
Gambar Prinsip
1) 1
kerja
PENGELASAN
perpindahan
logam
pada
proses
SMAW
PROSES
SMAW
(
LAS
Oleh
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
)
Moch
Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND –
(PASURUAN Page
JAWA
TIMUR)
:
2.
MESIN
LAS
2 (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 Dimana
Proses electric
power
(tenaga
SMAW
listrik)
yang
diperoleh
dari
welding
machine menurut jenis arus yang dikeluarkannya terdapat 3 (tiga) jenis machine
yaitu
a. b.
Machine Machine
dengan dengan
:
arus arus
searah bolak
balik
(DC). (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 Gambar
daru
generator
listrik.
(lihat
gambar
3) 3
Machine
arus
DC
PENGELASAN PROSES (
SMAW LAS
Oleh
BUSUR
:
Farid
Seri
LISTRIK Moch
) Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND –
(PASURUAN
JAWA
Page
TIMUR)
:
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 PENGELASAN PROSES ( Oleh Seri
SMAW LAS :
BUSUR Farid :
LISTRIK Moch
) Zamil Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND
–
(PASURUAN
JAWA
Page
TIMUR)
:
3.
PEMILIHAN
4
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 20 – 30 volt pada posisi datar, dan tegangan ini akan dikurangi antara 2 – 5 volt pada posisi diatas kepala. Kestabilan tegangan ini
sangat
menentukan
didengar
mutu
melalui
pengelasan
dan
suara
kestabilan
selama
juga
dapat
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.
PENGELASAN PROSES
SMAW
(
LAS
Oleh
BUSUR
:
Farid
Seri
LISTRIK
)
Moch
Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND
–
(PASURUAN
JAWA
Page
:
Gambar
6
dan
Karekteristik Suara
TIMUR)
Arc
5 Tabel
1
hasil Penetrasi
Burn
Off
pengelasan 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 Volts,
Tonjolan Kec.
Normal
an,
suara
tinggi 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, NO.
Kec.
Tinggi
Variabel
Operasi
Karakteristik
Hasil
Pengelasan
PENGELASAN PROSES
SMAW
(
LAS
Oleh
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
)
Moch
Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND –
(PASURUAN
JAWA
Page 4.
TIMUR)
:
6
PELAKSANAAN
PENGELASAN.
Penyalaan
busur
listrik
melakukan
hubungan
pada
singkat
pengelasan ujung
dapat
elektroda
dilakukan
dengan
logam
dengan induk,
kemudian memisahkannya lagi sampai jarak tertentu sebagai panjang
busur. Dimana panjang busur normal yaitu antara 1.6 – 3.2 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
Gambar
8) 8
Cara
pemadaman
PENGELASAN PROSES ( Oleh
SMAW LAS
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
)
Moch
:
Zamil Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TE KNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND –
(PASURUAN Page
JAWA
TIMUR)
:
Pergerakan
7
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 D.
C)
Elektrode
dengan
melakukan
gerakan
memutar.
(lihat
bagian
gambar
9 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. PENGELASAN PROSES (
SMAW LAS
Oleh
BUSUR
:
LISTRIK
Farid
Seri
Moch
) Zamil
:
Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNO LOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND (PASURUAN
–
JAWA
Page 5. Posisi
TIMUR)
: Teknik
Pengelasan
Untuk datar
8 Jenis
Sambungan
Groove (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
Posisi
pipa
diputar.
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
Gambar
berikutnya. 10
Teknik
Pengelasan
Posisi
2G
PENGELASAN PROSES ( Oleh
SMAW LAS
BUSUR
:
Farid
Seri
LISTRIK Moch
:
) Zamil Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND (PASURUAN Page Posisi
–
JAWA : vertikal
TIMUR) 9 (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
Gambar
11. 11
Teknik
Pengelasan
Posisi
horizontal
Posisi
3G
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 5-8-11 dan 2 . Mulai pengelasan pada jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 6 dan kemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 3 (lihat
gambar
12)
PENGELASAN PROSES ( Oleh
SMAW LAS
BUSUR
:
Farid
Seri
LISTRIK Moch
:
) Zamil Pengelasan
SURABAYA, 13 NOVEMBER 1999, Materi ini dipresentasikan pada In House
Training
“TEKNOLOGI
PENGELASAN
PIPA UNTUK PROSES SMAW & GTAW” di PT. CROSSFILED IND (PASURUAN Page
–
JAWA :
TIMUR) 10
Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuk segitiga
teratur
dengan
jarak
busur
½
kali
diameter
elektrode.
Gambar Karekteristik Pengelasan
12 Pengelasan
Naik
Pada
Pipa
Posisi
5G 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
