M. DIDIK SURYADI ANANG ARIF HIDAYAT
(06503241001) (06503241002)
DWIE SULISTYO N.
(06508134060)
NU’MAN FAHMI
(06508134066)
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2009
Daftar Pustaka
1
Sejarah GMAW
……………………………………………………………… 1
2
Model Metal transfer
…………………………………………………………….. ……………………………… …………………………….... 2
3
Komponen GMAW
……………………………………………………………… …………………………………… ………………………… 4
4
Gas Pelindung
………………………………………………………………11 ……………………………………… ………………………11
5
GMAW Torches
………………………………………………………………13 …………………………………… …………………………13
6
Proses Pengelasan
………………………………………………………………17
GMAW a. Carbon and Low Alloy Steel b. Stainlees Steel c. Alumunium Alloy 7
Peralatan
……………………………………………………………….21
Keselamatan Kerja
1
G AS METAL ARC WELDING LAS MIG 1. Sejarah GMAW Sejarah GMAW (gas metal arc welding) mulai dikenalkan di dunia industry pada tahun 1940-an. Di awal tahun 1950 yang diperkarsai oleh Lyubavshkii and Novoshilov, melakukan pengembangan GMAW dengan menggunakan diameter
elektroda yang lebih besar dan gas pelindung yang digunakan adalah karbon dioksida CO 2. Pengembangan ini menghasilkan percikan elektroda yang tinggi, dan panas pada benda kerja yang sedang. Di akhir tahun1950 terjadi perkembangan dibidang teknologi power source, dan perkembangan diameter elektroda yang digunakan semakin kecil 0.035" 0.062" (0.9 - 1.6 mm).
Perkembangannya dari tahun ke tahun mengalami
peningkatan, dengan kemajuan teknologi saat ini GMAW dapat diaplikasikan pada Proses Pengelasan dengan Sistem Otomasi (robot).
2. Jenis perpindahan elektroda ( model of metal transfer ) Perpindahan logam elektroda dipengaruhi oleh beberapa variable diantaranya adalah tipe gas pelindung yang digunakan, tegangan las/voltage, jenis arus yang digunakan, diameter elektroda dan kecepatan kawat elektroda. Sehingga metal transfer dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: a. Short Circuit Transfer
Gambar 01. Ilustrasi short circuit transfer 2
Short circuit metal transfer merupakan jenis perpindahan logam las yang membutuhkan heat input yang rendah.
Gambar 02. Siklus short circuit transfer. Prinsip pengoperasian las gas metal terletak pada pengendalian tiga hal yaitu pembakar las, unit pemakanan kawat, dan sumber tenaga. Pembakar las ini akan memandu elektroda, arus las dan gas lindung bekerja bersama-sama dengan komposisi kecepatan pemakanan kawat dan tekanan kerja gas lindung yang
sesuai untuk menghasilkan pengelasan yang baik. Unit Unit pemakanan pemakanan kawat berfungsi
untuk mengatur kecepatan kawat yang sesuai dengan arus dan ketebalan sambungan las. Sumber tenaga berfungsi mensuplai arus yang sesuai untuk pengelasan. Besarnya arus ini bervariasi tergantung tebal-tipisnya plat yang akan disambung maupun posisi pengelasannya. Ada 3 mode pemindahan logam yang terjadi di dalam las gas metal yaitu pemindahan pancar aksial (axial spray transfer), globular, dan hubung pendek (short circuiting transfer). Pancar aksial dan globular amat berkaitan erat
dengan energi busur yang relatif tinggi. Dengan memberikan pengecualian mode pemindahan pemindahan pancar pada diameter elektroda yang amat kecil, pancar aksial dan globular biasanya terbatas hanya pada posisi pengelasan datar dan horizontal dengan ketebalan
plat
tidak
lebih
dari 3,2
mm. Pemindahan hubung pendek
membutuhkan energi rendah biasanya terbatas pada ketebalan plat tidak lebih dari 3,2 mm dan dapat digunakan untuk pengelasan pada semua posisi. Gambar 03 memberikan ilustrasi
di
pemindahan hubung pendek.
3
dalam
memahami
mode
Gambar 03. Mode Pemindahan Hubung Pendek b. Globular Transfer
Gambar 04. Globular transfer. Globular transfer merupakan jenis yang memisahkan antara short circuit transfer dengan Spray Arc Transfer . Bentuk lelehan elektroda yang mengenai logam las besar-besar dan luas hal ini terjadi sampai elektroda itu berhenti dan lelehan elektroda itu menerobos ke dalam pada benda lasan. Globular transfer dapat terjadi ketika parameter dari voltage, ampere, dan kecepatan elektroda lebih besar dari standard short circuit transfer.
4
Kelemahan globular transfer : 1) Terjadinya spatter 2) Sulit untuk mengelas selain selain posisi flat dan fillet horizontal. 3) Sulit untuk mengelas logam di atas 3 mm. mm.
c. Spray Arc Transfer
Gambar 05. Spray Arc Transfer.
Pengertian tentang cara pemindahan logam elektroda dengan spray karena logam elektroda yang dipindahkan ke benda kerja sepertinya disemburkan. Jadi cairan logam yang dipindahkan kecil-kecil, tidak seperti pada globular. Jenis ini relative digunakan pada voltage yang tinggi, sedikit panas yang terjadi pada benda kerja, dan digunakan untuk pengelasan pada plat yang tipis.
3. Komponen GMAW Komponen standard / basic untuk mengelas GMAW di industri, antara lain ada 4 yaitu : a. Sumber tenaga / listrik berupa mesin las b. Perangkat penggerak elektroda dan perlengkapannya ( rol penggerak, perangkat ke tabung, rel untuk gerak) c. GMAW gun (torch) dan kabel, yang digunakan untuk mengirim gas pelindung dan electrode ke benda kerja. d. Gas Pelindung
5
Gambar 06. Komponen standard mesin las GMAW.
Di dunia industri untuk perlengkapan GMAW sudah banyak perkembangannya, mulai dari yang sederhana yang hanya mampu mensuplay arus 350 amper atau pun yang cukup rumit hingga mencapai 655 amper. Komponen standard itu telah disatukan dalam konstruksinya agar welder dapat mudah menggunakannya.
Gambar 07. Perangkat mesin las GMAW.
6
Mesin GMAW dibagi menjadi 3 tipe cara penyetelan, yaitu : 1) Tipe penyetelan semiautomatic dengan menggunakan Constant Speed Feeder.
Gambar 08. Mesin Las GMAW dengan Constant Speed Feeder. Nama komponen dari gambar di atas antara lain :
1.
Constant Voltage (CV) Welding Power Source
2.
Contactor Control / Power Cord
3.
Weld Cable to feeder
4.
Ground Cable to Workpiece
5.
Workpiece
6.
Welding Gun
7.
Constant Speed Wire Feeder
8.
ElectrodeWire
9.
Gas Hose
7
2) Tipe penyetelan semiautomatic dengan menggunakan Voltage-Sensing Feeder.
Yang membedakan tipe pengaturannya terdapat pada pengaturan wire feed speed, pengaturan arus dan voltage.
Gambar 09. Mesin Las GMAW dengan Voltage-Sensing Feeder. Nama komponen dari gambar di atas antara lain : 1.
Constant Current (CC-DC) Constant Voltage (CV) Welding Power Source
2.
Weld Cable to Feeder
3.
Ground Cable to Workpiece
4.
Workpiece
5.
Voltage-Sensing Clamp
6.
Welding Gun
7.
Gun Trigger Receptacle
8.
Voltage-Sensing Wire Feeder
9.
Gas Hose
10. Shielding Gas Cylinder
8
3) Tipe penyetelan dengan Process Control Setting . Proses penyetelan ini disebut juga penyetelan secara manual, karena dalam prosedurnya ada beberapa tahapan yang harus dilakukan, antara lain : 1. Welder harus terlebih dahulu mengukur ketebalan benda kerja yang akan dilas, kemudian membandingkan ketebalan dengan parameter bahwa 0,001 inchi = 1 ampere, hal ini dilakukan jika menentukan besar Arus yang akan digunakan. 2. Menentukan ukuran elektroda yang akan digunakan, dengan menggunakan acuhan tabel berikut.
3. Menentukan kecepatan elektroda (wire feed speed)
4. Setting Voltage
Gambar 10. Urutan seting manual
9
4. Gas Pelindung Bagan di bawah ini akan menerangkan macam-macam gas pelindung yang digunakan pada pengelasan GMAW.
Gas mulia seperti, Argon dan helium atau campuran keduanya. Campuran ini dapat 50%-50% atau 75%-25%. Dengan menggunakan gas pelindung ini, dapat dilakukan pengelasan pada jenis logam seperti, aluminium dan aluminium paduan, stainless steel, nikel dan tembaga. Gas pelindung campuran 25% CO2 dan 75% Argon, dapat digunakan untuk melindungi pengelasan baja paduan dan baja kekuatan tinggi serta stainless steel akan dipermudah.
10
5. Logam Yang Dapat Dilas Dengan Las Gas Metal Berikut Dengan Jenis Kawat Lasnya Logam-logam yang dapat dilas dengan las gas metal adalah aluminium
dan paduannya, magnesium paduan, tembaga dan paduannya, nikel dan paduannya, titanium dan paduannya, baja tahan karat austenit, serta baja karbon dengan kadar karbon rendah serta baja karbon paduan rendah maupun baja karbon dengan kekuatan yang lebih tinggi. Tabel 1 di bawah memberikan data baik jenis bahan dasar yang akan dilas dengan bahan tambah yang akan diberikan berikut
dengan klasifikasi AWS, ukuran elektroda, berikut dengan arus yang akan digunakan. Klasifikasi Bahan dan Elektroda dalam Las Gas Metal 1:
11
Klasifikasi Bahan dan Elektroda dalam Las Gas Metal 2:
Keterangan : 2 Mode pemindahan pancar, 3 Merk Nikel. 6. GMAW torches Pemilihan Gun atau torch untuk mengelas GMAW harus memperhatikan : 1) Jenis Proses Pengelasan : semiautomatic, hard automation or robotic automation. 2) Besarnya arus yang digunakan untuk mengelas dan kapasitas dari torch. 3) Gas pelindung yang digunakan. 4) Duty cycle dari sebuah torch 5) Pertimbangan untuk udara pendingin atau air pendingin. 12
Gambar 12. Torch dari Mesin Las GMAW Bentuk sambungan yang akan dilas akan mempengaruhi bentuk nozzle
yang kan dipakai di dalam pengelasan. Untuk pengelasan sambungan tumpul
biasa digunakan nozzle yang lurus tetapi untuk pengelasan dengan model sudut, perlu digunakan model yang sesuai untuk itu. Gambar 12 di bawah menunjukkan macam-macam bentuk nozzle yang sesuai untuk pengelasan bentuk khusus.
Gambar 13. Nozzle untuk Pengelasan Ikat dan Spot A dan B Nozzle standar untuk Las Spot dan Ikat, C Nozzle untuk Las Ikat Outside Corner dan Spot, D Nozzle untuk Las Ikat Inside Corner dan Spot
13
Pengesetan mesin las gas metal dilakukan dengan pertama kali
memasang erat perangkat pembakar las dan kabel masa pada posisinya. Perangkat pembakar las dihubungkan dengan kutub positip dan kabel masa dihubungkan
dengan kutub negatip. Seluruh hubungan antara selang gas dan selang air diperiksa
ikatannya
apakah
cukup
erat terpasang pada tempat yang telah
disediakan. Hubungkan seluruh bagian mesin, sistem kendali maupun motor penggerak kawat, gas lindung pada tempat jaringan yang tersedia. Pemasangan kawat gulungan pada motor penggerak dibuat sebagaimana yang ada pada gambar di bawah ini.
Gambar 14 Cara Pemasangan Kawat Las pada Motor Penggerak Kawat .
14
Gambar 15. System Las GMAW Semiautomatic
Torch Hard auotmamation digunakan pada proses produksi yang tinggi. 15
7. Proses Pengelasan GMAW a. Carbon and Low Alloy Steels Menurut AWS A5.18 Elektroda yang digunakan pada pengelasan carbon and low alloy steels adalah elektroda yang solid dengan kode “S”, yang diklasifikasikan
sebagai berikut : 1) Elektroda E 70S-2 Elektroda ini termasuk elektroda solid yang mempunyai sifat deoksidator yang besar, oleh karena itu elektoda ini dapat digunakan untuk pengelasan baja yang permukaannya kotor.
Gas pelindung yang digunakan yaitu
campuran Argon-oksigen-karbondioksida (CO 2). Sistem pemindahan logam yang umum digunakan adalah short circuit . 2) Elektroda E 70S-3 Elekroda ini mengandung bahan deoksidator mangaan dan silicon. Gas pelindung yang digunakan dapat karbon dioksida ( atau campuran Argon-oksigen. Elektroda ini digunakan pada perusahaan konstrksi dengan las dengan pengelasan satu jalur, walaupun pasa prakteknya dengan cara 16
beberapa jalur yang berlapis-lapis, bila digunakan pada pengelasan baja killed dan baja semikilled. 3) Elektroda E 70S-4 Elektroda ini kawatnya banyak mengandung silicon dan bila digunakan dalam pengelasan akan menghasilkan deposit logam las yang mempunyai kekuatan tarik sangat tinggi, daripada ketiga jenis elektroda las yang telah disebutkan diatas. Gas pelindung yang digunakan adalah karbon dioksida ( dan gas yang lain tetapi busur nyalanya panjang. 4) Elektroda E 70S-6 Elektroda tipe ini mengandung sejumlah unsure silicon dan ada tambahan maangan. Hasil pengelasan akan memiliki gaya tumbuk yang besar bila digunakan gas pelindung karbon dioksida. Elektroda E 70S-6 dapat digunakan pada pengelasa baja rim dan bahan plat dengan arus yang tinggi, jalur yang dihasilkan cukup bagus dan halus. Elektroda ini dapat digunakan dengan berbagai macam posisi dengan system pemindahan logam short circuit. 5) Elektroda E 70-G (general) Klasifikasi elektroda ini termasuk klasifikasi elektroda solid, tetapi tidak termasuk elektroda dengan bahan mild steel. Elektroda ini termasuk elektroda dengan bahan paduan. 6) Elektroda E 70S-1B Elektroda ini mempunyai komposisi kimia yang cukup sebagai deoksidator, untuk mengurangi keropos bila menggunakan gas pelindung ( . Elektroda ini mempunyai kualitas yang bagus bila dilakukan pengetesan dengan sinar X. Elektroda ini dapat digunkan untuk pengelasan dengan semua posisi, dengan satu jalur atau beberapa jalur las yang berlapis-lapis seperti elektroda E 70S-6, elektroda ini dapat digunakan pada pengelasan logam yang permukaannya kotor.
17
b. Stainless Steels Pengelasan stainless steel dapat dilakukan dengan las MIG dengan micro wire / elektroda micro 0,035 in. Cara ini akan mempercepat hasil pengelasan dan menghasilkan deposit logan yang berkualitas cukup baik. Cara-cara pengelasan stainless steel ini sama dengan pengelasan logam yang lain, dalam kondisi yang sama. Gas pelindung yang digunakan dalam pengelasan stainless steel adalah argon dengan campuran 1-5% oksigen. Gas ini terutama digunakan pada posisi di bawah tangan. Untuk pengelasan pada semua posisi maka dapat digunakan gas pelindung campuran 75% argon dan 25% CO 2. Penggunaan gas pelindung CO 2 ini digunakan bila ketahanan korosi tidak sangat diperlukan karena pengelasan dengan gas ini hasil las-lasannya tidak begitu tahan terhadap korosi. Utuk menghasilkan pengelasan yang bersih pada pengelasan semua posisi terutama pada sambungan tumpang dan fillet, digunakan canpuran 90% helium, 7,5% argon dan 2,5% CO 2. c. Aluminum Alloys Bila dalam pengelasan GMAW telah mendapatkan ketrampilan yang cukup dalam pengelasan baja dan baja paduan rendah, maka selanjutnya pengelasan dengan logam non ferro, mislnya aluminium, magnesium, dan stainless yang telah distandarkan untuk pengelasan GMAW tidak akan mengaklami kesulitan. Pengelasan secara manual pada aluminium dilakukan pada ketebalan 1/8 inchi atau lebih. Aluminium dengan ketebalan kurang dari 1/8 inchi atau 3/2 inchi akan sulit dilas, karena penetrasi dan distorsinya sulit dikontrol. Pengelasan otomatis biasanya dilakukan bila posisinya memungkinkan, seperti peda pengelasan dibawah tangan dan horizontal. Bila dibandingakan dengan las GTAW, maka las ini akan lebih mudah digunakan pada pengelasan aluminium dari pada dengan las GMAW.
18
Bahan tambah yang digunakan untuk pengelasan aluminium dapat dilihat dalam table. Kesalahan dalam memilih elektroda yang digunakan akan memungkinkan hasil pengelasan akan kuat atau sebaliknya akan retak. Elektroda yang digunakan dalampengelasan ini harus bersih, komposisi kimiadan sifat-sifat mekanis harus sesuai dengan bahan yang akan dilas. Seperti pada pengelasan logam yang lain maka sebelum melakukan pengelasan, bagian yang akan dilas dan sekitarnya harus dibersihkan dahulu. Dengan demikian maka hasil pengelasan bias lebih homogeny dan kemungkina keropos dapat dikurangai. Bahan kimia yang dapat digunakan untuk membersihkan aluminium ialah larutan 5% sodium hydroksida, yang dipanaskan sampai temperature 150ºF. Setelah bagian yang akan dilas itu dicelupkan kurang lebih satu menit, maka selanjutnya bahan itu dibersihkan dengan air dingin. Posisi pengelasan aluminum pada sambunga tumpang untuk plat yang berbeda hamper sama dengan proses pengelasan pada umumnya. Akan tetapi untuk teknik pengelasan sambungan “T” (fillet) ada 2 macam, yaitu Straigh Progression Weld dan A Back Step Technique weld.
19
8. Peralatan Keselamatan Kerja yang digunakan dalam mengelas GMAW 1. Kaca mat alas (topeng las) 2. Apron (pakaian pelindung) 3. Sepatu Safety 4. Sarung tangan las 5. Masker 6. Helm
20
Daftar Pustaka
Hand Book of Guidelines For Gas Metal Arc Welding (GMAW). International Headquarters −USA. 2007 GMAW Welding Guide. LINCOLN INTERNATIONAL HEADQUARTERS. ASIA PACIFIC SingaporePhone: 65 6773 6689
Sugiyono, Dr. 2002. Las TIG dan MIG (Tungsten Inert Gas & Metal Inert Gas). Alfabeta : Bandung
21
