TEKNIK PENGELASAN PLASTIK A. Pengertian Pengertian Las Plastik
Pengoperasian welding terdiri dari tahapan : persiapan plat plastik yang hendak dijoining serta pakan welding rodnya, welding (pengelasan), weld finishing (tahap dressing/perapihan). Persiapan material : pemilihan material antara welding rod dan plastiknya haruslah polymer plastik yang setipe/ sama. Penting untuk memastikan keduanya bersih dan kering. Bilamana tebal plat plastik kurang dari 6 mm, cukup dengan membuat sudut 60° V-chamfer satu sisi, sis i, bila tebal yang dipakai lebih dari 6 mm gunakan 60° double V-chamfer.
Bilamana weldingnya berbentuk ‘T’ tidak perlu di chamfer, meskipun begitu kedua permukaannya perlu diamplas. Setelah persiapan material, kedua permukaan yang akan diwelding didekatkan satu sama lainnya pada posisi seharusnya, selanjutnya di ‘tack’ menggunakan tacking nozzle dengan maksud agar kedua substrat yang hendak disatukan dapat ‘berpegangan’ , sesaat setelah substrat saling memegang, kedua materialpun dapat diwelding dengan menggunakan round nozzle ataupun high speed nozzle. Tack welding membantu mengurangi pemakaian clamps, jigs, atau tambahan bantuan tenaga manusia.
Heat Tacking Plastics
1
2 B. Round nozzle welding (Low speed welding)
Pada welding plastik, material difusikan dengan cara kombinasi yang tepat antara panas dan tekanan. Pada hot gas dengan menggunakan round nozzle welding, welding rod diumpankan pada alur welding dengan tekanan tangan sementara pada saat yang sama dengan tangan satunya lagi memegang welding torch menggerakkan dan mengarahkan nozzle mengikuti alur welding (welding torch bergerak seperti gerakan pendulum) sampai selesai. Mulailah dengan memegang welding torch dan berikan jarak welding tip dari material yang akan diwelding antara 6-20 mm, panaskan area yang diwelding dan welding rod sampai terlihat agak ‘shiny’ (terang/cerah) dan ‘tacky’ (menempel), pegang welding rod pada sudut 90° untuk plastic PVC, (untuk plastik polyethylene, polypropylene, fluorocarbon dll sebaiknya 45°) dari dasar material plastic. Gerakan welding torch secara vertical keatas dan kebawah (kira-kira dua kali gerakan atas bawah per-detiknya) seperti gerakan pendulum dengan maksud supaya panas menyebar merata antara rod dan material plastiknya. Pada saat yang sama tekan rod ke material dengan tekanan ringan (kurang lebih 3lb – 1.5kg). Karena welding rod mempunyai kepadatan yang lebih rendah dari material dasarnya maka dipastikan welding rod akan lebih cepat panas dibanding material dasarnya, untuk itu sebagai kompensasinya konsentrasikan 60% dari waktu gerakan kepada material dasarnya. Kecepatan rata-rata welding antara 150-200 mm per menit.
3 Pada pilihan dengan menggunakan metode ini, penting untuk menjaga agar tekanan dan kecepatan pengumpanan pada welding rod
konstan mengikuti
substratnya (terlalu kuatnya tekanan pada rod berakibat pada meregangnya bead menyebabkan hasil welding yang kurang baik), Terlalu panaspun akan mengakibatkan substrat gosong, meleleh, dan rusak. Untuk itu setelan panas hot gun, kecepatan pengumpanan dan tekanan welding rod harus dikombinasikan dengan tepat, untuk itu usahakan agar posisi kita senyaman mungkin pada saat welding. Round nozzle hot gas welding umumnya dipakai ketika kita sulit mendapatkan akses untuk me-welding, sebagai contoh welding pada posisi di sudut.
C. Speed welding
Las plastik kecepatan tinggi (speed welding) menggabungkan metode-metode dasar yang digunakan dalam pengelasan kecepatan lambat (low speed welding). Perbedaan utamanya terletak pada penggunaan ujung (tip nozzle) kecepatan tinggi yang dirancang khusus yang memungkinkan tukang las untuk menghasilkan lasan yang lebih seragam dan bekerja di tingkat yang lebih cepat. Seperti juga pada low speed welding, panas yang konstan dan tekanan harus dipertahankan. Laju peningkatan las di las kecepatan tinggi dimungkinkan melalui pemanasan baik dari batang las (welding rod) dan bahan dasar (parent material) sebelum mencapai titik fusi. Batang las ini dipanaskan saat melewati tabung di ujung nozzle yang mirip kaki (toe). Parent material dipanaskan oleh aliran gas panas yang melewati lubang di ujung nozzle disebelah belakang toe. Toe nozzle memberikan tekanan pada batang sekaligus menghilangkan kesulitan bagi operator untuk menerapkan tekanan yang konstan sebagaimana menggunakan cara low speed welding. Bentuk ujung nozzle seperti ini memungkinkan operasi pengelasan yang lebih cepat dan seragam, kecepatan pengelasan rata-rata dengan nozzle ini sekitar 1000 mm per menit. Untuk memulai las dengan metode ini, mula-mula pegang welding torch seperti memegang belati, angkat di atas material parent sekitar 75 mm sehingga udara panas tidak mengenai material parent terlebih dulu, selanjutnya masukkan batang las ke tabung pemanasan awal, dan letakkan ujung runcing toe pada parent material pada titik awal las, selanjutnya dorong batang las tegak lurus terhadap parent material sampai berhenti pada titik awal las, angkat sedikit sehingga memungkinkan batang las lewat di bawah toe dan berikan tekanan ringan pada batang las dengan tangan kiri selanjutnya tarik perlahan welding torch. Selanjutnya welding torch dibawa tarik ke
4 sudut 45° dan batang las akan mengumpan secara otomatis tanpa tambahan bantuan tekanan pada batang las. Welding torch diarahkan bergerak sepanjang alur las yang telah disiapkan pada tahap tacking welding sebelumnya.
5 Perhatikan hasil las selama pengelasan berlangsung secara visual. Sebagai contoh hasil las dengan tepi coklat atau hangus (seperti pada pvc) dapat disebabkan laju pengelasan terlalu lambat. Pada polyethylene maupun polypropylene terlalu lambatnya pengelasan ditandai dengan ‘bead’ welding rod yang terlalu mendatar dan garis welding yang transparan. Terputusnya garis las dapat disebabkan batang las terlalu panas; kurangnya tekanan ataupun laju welding terlalu cepat. Sudut antara welder dan parent material akan menentukan tingkat kecepatan pengelasan. Karena lubang preheater di ujung sepatu mendahului kecepatan. Maka sudut antara welder dengan material yang akan dilas menentukan seberapa dekat antara lubang nozzle
dengan material dasar dan berapa besar ‘preheating’ yang
sebelumnya terjadi. Inilah alasan mengapa welding torch pada awal pengelasan dipegang pada sudut 90° dan selanjutnya 45°.
Ketika berlangsung inspeksi visual selama pengelasan yang mengindikasikan laju welding terlalu cepat, maka welding torch seharusnya dibawa pada posisi semula sudut 90° dengan maksud memperlambat laju pengelasan, selanjutnya sudut kembali disesuaikan untuk mendapatkan kecepatan pengelasan yang tepat. Yang penting untuk selalu diperhatikan adalah sekali memulai pengelasan, kecepatan welding harus dijaga konstan. Untuk menghentikan pengelasan sebelum batang las diisi kembali bawa posisi torch kesudut 90° dan potong batang las dengan ujung toe nozzle. Setelah itu batang rod yang tertinggal dalam preheater tube harus segera disingkirkan. Batang rod tersisa yang tidak segera dibuang dalam preheating tube akan menyebabkan gosong atau meleleh didalam dan menyebabkan sumbatan pada pipa nozzle.
6 D. Teknik Pengelasan
Ada beberapa metode teknik las plastik yaitu : hot gas welding, hot gas extrusion welding, butt fusion, laser welding dan high frequency welding. Pada kenyataannya yang paling dikenal luas dalam fabrikasi thermoplastik adalah hot gas welding. Plastics welding berarti menaikkan suhu plastik sampai batas thermoplastik dengan memberi tekanan sehingga molekul akan bergerak ke posisi baru, dan menciptakan daerah homogen baru saat suhu kembali turun/ dingin. Adalah proses manual untuk menyambung material thermoplastik, dengan menggunakan aliran tekanan udara panas yang di arahkan untuk memanaskan dan melelehkan material thermoplastics dengan welding rodnya (batang/ kawat las plastik) secara bersamaan. Penyambungan terjadi karena fusi bersama antara substrat material thermoplastics (parent material) tadi dengan welding rodnya.
1. Hot gas welding gun/ torch Mesin hot gas welding terdiri dari unit heater, nozzle untuk mengarahkan udara panas, dan compressor udara (hot air blower) baik yang terpasang terintegrasi dengan heaternya ataupun yang model terpisah atau dimungkinkan dengan tekanan udara berupa nitrogen atau udara bebas. Apapun asalnya yang terpenting adalah udara yang bersih dan kering, karena kotoran/ debu dan kelembaban dapat mengkontaminasi hasil welding. Suhu hot gun dapat diatur temperaturnya antara 200 sampai 400 C, (disesuaikan dengan jenis plastik yang hendak diwelding), melalui tombol dial pada handle, beberapa jenis hot gun welding telah dilengkapi pembacaan suhu secara digital. Pada ujung welding gun terdapat nozzle welding yang dapat dilepas-pasang tergantung pada kebutuhan nozzle yang menyesuaikan dengan tipe welding. Ukuran dan bentuk nozzle yang dipakai dapat
7 disesuaikan dengan cara penyambungan yang disiapkan dan bentuk welding rod. Welding rod plastik atau filler rod atau pakan las plastic ini biasanya berbentuk penampang bundar ataupun segitiga (triangular). Tiga tipe nozzle yang biasa sering dipakai adalah tacking nozzle, round nozzle, dan high speed nozzle.
Tacking nozzle dipakai untuk men’tack’ material (assembling) sebelum dilakukan welding, tack welding bersifat temporer welding dimana tensile strength yang dihasilkan dari weldingnya hanya cukup untuk memegang
8 material yang akan dijoint, pada pelaksanaannya tack welding tidak memerlukan welding rod. Round nozzle untuk melelehkan welding rod dan substratnya tanpa kontak satu dengan lainnya ini berguna untuk welding pada area yang sulit dijangkau, tekanan diaplikasikan pada welding rod secara manual. High speed nozzle dipakai dengan menyentuhkan ‘toe’ ujung nozzle dan memberi tekanan pada welding rod dan substrat material secara bersamasama selama welding berlangsung sehingga memastikan telah cukup fusi antara welding rod dan substrat material. Beberapa peralatan penunjang lainnya disamping hot gun adalah : router, hand grinder untuk persiapan dan perapian tepi material substrat, scraper untuk membuang dan menghaluskan permukaan hasil welding, wire brush untuk membersihkan nozzle, wire cutter untuk memotong welding rod, jig saw untuk memotong material plastik. Welding Parameter
Parameter variabel welding antara lain : a) Gas (udara bebas ataupun nitrogen b) Kecepatan tekanan udara (flow rate) c) Temperature
Kecepatan dan tekanan alat las, posisi sudut antara filler rod dan bagian yang akan dilas (biasanya sudut sekitar 90° dengan flow rate antara 16-60 litre/minute). Adalah parameter yang menentukan keberhasilan pengelasan plastic. Selama proses welding dilakukan secara manual sangat penting bagi welder untuk meyakinkan bahwa parameter-parameter tersebut sudah dilakukan dengan benar dan terkendali selama melakukan proses welding. Temperature adalah parameter terpenting yang tidak hanya dikontrol dengan setting suhu pada hot gun namun juga kecepatan welding serta posisi hot gun yang dikenakan pada substrat materialnya. Salah satu sebab mengapa penggunaan hot gas welding ini sangat populer, sebab alat ini mudah dibawa (portable), dengan hasil penyambungan/ pengelasan yang baik, namun tentunya kualitas hasil welding juga tergantung dari tingkat kecakapan seorang operator.
9 Aplikasi hot gas welding cukup luas tergantung dari kebutuhan fabrikasi seperti penyambungan las lembaran plastik untuk pembuatan tanki atau bak kimia, penyambungan untuk pipa-pipa plastik pada bidang pertambangan, pabrik, pertanian, bangunan, ducting ventilation, reparasi pada moulding plastik seperti bumper mobil, boat plastic, bahkan juga untuk penyambungan/ pengelasan tarpaulin/ plastic terpal untuk tenda ataupun pond liner dan plastic geothermal.
