Persiapan Pengelasan

Dalam melakukan pengelasan, hal yang penting harus dilak­ukan sebelumnya adalah persiapan-persiapan untuk mendukung kelancaran dan keselamatan dalam pelaksanaan pengelasan tersebut. Mutu dan basil pengelasan disamping tergantung dari pengerjaan lasnya juga sangat tergantung dari persiapan sebelum pelaksanaan pengelasan. Kelancaran dan efektivitas hasil pengelasan juga ditentukan oleh persiapan pelaksanaan pengelasan, karena dari persiapan yang matang, tersedianya peralatan/penlengkapan dan mudahnya menjangkau penlengkapan disekitar tempat kerja las akan mempenlancar produktivitas hasil kerja las yang lebih besar. Karena itu persiapan pengelasan harus terdapat perhatiaan dan pengawasan yang mama dengan pelaksanaan pengejasan las itu sendiri. Persiapan­persiapan tersebut antara lain terdiri dari :

1.  Persiapan Teoritis

2.  Persiapan Praktis

1. Persiapan Teoritis

Untuk menghasilkan sambungan las yang sempurna/baik, maka sebagai pelaksana pengelasan secara teoritis harus sudah mengetahui atau memahami hal-hal sebagai benikut:

a.  Pengertian dasar pengelasan listrik yang baik. Misalnya: Mengetahui berbagai jenis kampuh las dan segala ukurannya, mengetahui cara pengaturan arus pada setiap alur las dan segala akibatnya, dapat memilih elektroda sesusi dengan maksud dan tujuan dari pengelasan.

b. Pengertian tentang segi-segi keselamatan kerja sehubungan dengan pelaksanaan pengelasan. Misalnya: segi-segi yang menyangkut keselamatan manusia dan langkah-langkah pence­gahan kecelakaan dan hal-hal lain yang perlu untuk menjamin cara pengelasan yang memenuhi syarat-syarat kesehatan. Segi-segi keselamatan yang menyangkut manusia disini adalah termasuk resiko pelaksanaan pengelasan yang membahayakan masyarakat umum.

c.   Pengertian secukupnya cara membaca gambar konstruksi, membuat sketsa, mengukur konstruksi dan sebagainya.

d.   Pengertian sedikit tentang ilmu bahan. Misalnya: penyam­bungan yang benar antara dua bahan yang berbeda, mengeta­hui jenis-jenis elektroda sesusi dengan penggunaannya, pergerakan bahan akibat panas (up-setting) dan penghapusan tegangan sisa (residual stress).

2.   Persiapan Praktis

Persiapan praktis yang dimaksud adalah persiapan-persi­apan yang harus dilakukan sebelum pelaksanaan/praktek las dilakukan. Persiapan praktis ini antara lain adalah persiapan peralatan, yang meliputi alat-alat baku (utama), alat-alat keselamatan dan alat-alat bantu (tidak pokok).

a.   Alat-alat baku, misalnya: Mesin las (transformer dan generator), tangkai/pemegang elektroda, penjepit benda kerja,  kabel las dan elektroda las.

b.  Alat-alat keselamatan/perlengkapan kerja personal, misalnya: topeng las dengan kaca hitam nomor 9, sarung tangan las, pelindung dada/apron dari kulit, ketel pak dengan leher yang dapat ditutup, tempat elektroda, martil biasa, martil terak, sikat baja, kapur las, waterpas, sikat baja, tang las.

c.   Alat-alat keselamatan umum, seperti blower (untuk menghisap asap las), alat pemadam kebakaran, tabir air (water screen), lampu sorot, alat pelindung nyala dan lain-lain.

d.   Alat-alat bantu lainnyn, seperti gerinda listrik dan sumber listriknya, botol angin, botol acetylene, dongkrak pipa, tang pengukur arus, pengatur arus dan lain-lainnya.

Semua peralatan yang dipersiapkan tersebut di atas harus diperiksa terlebih dahulu dengan teliti dan hati-hati, sehingga kita sudah merasa yakin bahwa semua peralatan dalam kondisi sebaik-baiknya dan siap untuk digunakan. Seperti pemeriksaan kabel-kabel las listrik dan sambungan-sambungan kabel las. Kabel las tidak boleh bocor, karena kabel yang bocor bila menempel pada logam dapat menimbulkan loncatan busur listrik. Loncatan busur listrik ditempat yang tidak bergeser akan mencairkan metal ditempat loncatan busur listrik tersebut berada dan lama-kelamaan dapat menembus metal tersebut. Begitu ,juga sambungan-sambungan kabel las harus dalam kondisi sebaik-baiknya sehingga tidak menimbulkan kebocoran busur listrik yang membahayakan.

Persiapan selanjutnya berupa pembersihan tempat kerja, pengaturan peralatan-peralatan sedemikian rupa sehingga memudahkan pelaksanaan pengelasan. Tidak kalah pentingnya adalah pemeriksaan daerah tempat bekerja. Apakah daerah tempat bekeria benar-benar sudah aman dari berbagai kemnngkinan terjadinya kecelakaan akibat pelak­sanaan pengelasan seperti bahaya kebakaran misalnya, harus benar-benar diperhatikan juga oleh pihak pengawas maupun pelaksana pengelasan.

Setelah semua persiapan tersebut di atas siap untuk dilaksanakan, maka kampuh las dibersihkan dari berbagai jenis kotoran, seperti karat, cat, air, garam dan lain-lain, sebab kampuh yang kotor menyebabkan pengelasan tidak sempurna, bahan. yang dilas tidak dapat menyatu dengan baik.

Pengelasan dengan Busur Listrik Nyala Terlindung (Shielded Metal Arc Welding-SMAW)

Dikatakan las busur nyala listrik karena metode las ini menggunakan suhu busur nyala listrik yang tinggi sebagai sumber panas. Untuk pengelasan dapat digunakan baik arus searah maupun arus bolak-balik. Kutup sumber yang satu dihubungkan dengan benda kerja, kutup yang lain dengan elektrode. Dalam pembahasan las busur ini dibatasi dengan las busur dengan elektrode terbungkus, karena cara pengelasan ini banyak digunakanan.

Prinsip  pengelasan busur nyala listrik adalah sebagai berikut: “Jika dua metal yang konduktif dialiri arus listrik yang cukup padat (dense) dengan tegangan yang relatif rendah akan menghasilkan loncatan elektron yang menimbulkan panas amat tinggi, yang dapat mencapai di atas 9.000ºF (5.000ºC)  sehingga dengan mudah/cepat dapat mencairkan kedua metal tersebut , maka  kejala alam ini dimanfaatkan untuk keperluan penyambungan dna metal yang lazim disebut las. Arus listrik yang dipakai berkisar antara 10 sampai 500 Ampere. Selanjutnya demi keselamatan pengelas, maka tegangan yang dipakai antara 17 sampai 45 volt. Arus listrik yang digunakan dapat arus listrik searah (Direct Current/DC) atan arus listrik tak searah (Alternating Current/AC) tergantung pada keperluannya.

Pengelasan dengan busur nyala listrik terlindung yang dimaksud ada1ah pengelasan yang menggunakan batang elektroda terbungkus. Pengelasan dengan menggunakan elektroda terbungkus ini merupakan cara pengelasan yang paling banyak digunakan dewasa ini. Dalam pengelasan ini digunakan elektroda logam yang dibungkus/dilapisi o1eh fluks. Dari Gambar tersebut dapat dilihat dengan jelas, bahwa busur listrik timbul diantara logam induk dan ujung elektroda. Karena busur yang ditimbulkan ini mempunyai suhu yang sangat tiuggi, maka logam induk dan ujung elektroda mencair dan kemudian rnembeku bersama.

Pada jenis las ini selain elektroda berfungsi untuk menimbulkan busur nyala listrik, juga berfungsi sebagai bahan pengisi, sehingga jenis las ini termasuk dalam kelompok las elektroda terumpan

Proses pemindahan logam terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik yang besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus sebaliknya bila arusnya kecil maka butirannya menjadi besar.

Pola pemindahan logam cair seperti diterangkan diatas sangat mempengaruhi sifat mampu las dari logam. Secara umum dapat dikatakan bahwa bahan mempunyai sifat mampu las yang tinggi bila pemindahan terjadi dengan butiran yang halus. Sedangkan pemindahan cairan ini dipengaruhi oleh besar kecilnya arus dan komposisi bahan fluks yang digunakan. Selama proses pengelasan lapisan fluks yang membungkus elektroda ini mencair, karena berat jenisnya yang lebih ringan jika dibanding dengan bahan metal yang dicairkan, maka cairan fluks ini mengapung di atas cairan logam membentuk terak dan bekerja sebagai pelindung terhadap pengaruh oksidasi. Setelah cairan logam tersebut membeku maka cairan terak ini juga ikut membeku dan menu­tup di atas sambungan. Setelab dingin cairan terak ini sangat mudah kita bersihkan dengan menggunakan palu terak. Dalam beberapa fluks bahannya tidak dapat terbakar, tetapi berubah menjadi gas yang juga berfungsi sebagai pelindung logam cair terhadap pengaruh oksidasi.

Di dalam pengelasan jenis ini, hal yang penting adalah bahan elektroda, pembungkus elektrods (fluks) dan jenis arus listrik yang digunakan.

Las Berdasarkan Panas dan Kombinasi Busur Nyala Listrik dan Gas Kekal (Inert)

1.GMAW (Gas Metal Arc Welding) = Las logarn gas mulia/penge­lasan dengan busur nyala listrik dan gas sering disebut juga las MIG/MAG (Metal Active Gas). Pada las ini, kawat las pengisi/penambah berfungsi sebagai electroda dan di­umpankan secara terus-menerus. Busur nyala listrik terjadi diantara kawat pengisi dan logam induk. Lihat Gambar 2.8. Untuk menghindari pengaruh oksidasi digunakan gas sebagai pelindung, yaitu gas Argon, Helium atau campuran dari keduanya. Karena harga gas Argon cukup mahal maka diupaya­kan gas lain, misalnya campuran Argon dan 02 antara 2 sampai 5% atau CO₂ antara 5 sampai 20%. Karena mahalnya harga gas pelindung, maka cara pengelasan ini hanya dipa­kai untuk keperluan khusus. Dan pada pengelasan ini, hasil lasan tidak meninggalkan terak sehingga memudahkan kontrol terhadap kawah lasan dan mengurangi waktu maupun tenaga untuk menghilangkan terak.

2.GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) atau lazim disebut Tungsten Inert Gas (TIG) Welding: yaitu pengelasan dengan memakai busur nyala yang dihasilkan oleh elektroda tetap atau tidak terumpan terbuat dari tungsten dengan gas inti sebagai pelindung oksidasi. Lihat Gambar 2.9. Tungsten tidak mencair oleh panasnya busur nyala listrik sehingga tidak terumpan ke dalam lasan. Sedang sebagai bahan penambah digunakan bahan yang sama atau sejenis dengan bahan yang dilas dan terpisah dari pistol/moncong las (welding gun). Gas inti disemburkan ke daerah lasan melalui welding gun sehingga lasan terbebas dan oksidasi. Jenis gas yang sering dipakai adalah gas Argon. Jenis las ini baik untuk penyambungan bahan metal dan bahan campuran yang tipis. Tetapi karena masukan panas (heat input) yang  menentukan daya cair metal relatif kecil, maka jenis pengelasan ini tidak dapat dipakai untuk pelat-pelat yang tebal. Jenis las ini sangat baik untuk pengelasan pertama atau root bead. Hanya jika operasinya salah, di dalam bahan akan kemasukan tungsten (heavy metal).

3.PAW (Plasma Arc Welding) = Las Listrik dengan Plasma adalah sejenis GTAW karena pada dasarnya las ini merupakan penyempurnaan dari las TIG, hanya bahan pelindungnya yang berbeda, yakni campuran antara Argon, Nitrogen (zat lemas) dan Hidrogen (zat air) yang lazim disebut plasma. Plasma adalah gas dengan derajat pengantar arus dan kapasitas termis yang tinggi, sehingga dapat menampung tem­peratur pengelasan jauh di atas 5000⁰C. Plasma pada hake­katnya terdiri dari molekul-molekul, elektron-elektron, dan berbagai ion sebagai hasil pemecahan atom atau molekul. Elektron yang sangat gesit itu dipercepat dengan kenaikan tegangan di dalam berkas nyala plasma, sehingga memberikan sebagian tenaganya sewaktu terjadi tumburan dengan atom-atom gas, sehingga temperatur gas dapat naik hingga mencapai antara 10.000 sampai 20.000⁰C. Jenis las ini biasanya dipakai untuk pengisian kampuh-kampuh yang besar untuk menyambung benda kerja yang tebal. Jika diper­lukan kecepatan dan bukan kwalitas, maka las plasma lebih ekonomis untuk pelat karbon/mild steel dengan ketebalan 2 inci ke bawah. Plasma untuk gas pelindung ternyata juga sangat baik untuk pemotongan pelat stainless steel, karena hasil pemotonganya terhindar dari pengaruh oksidasi se­hingga disamping tampak bagus dan halus juga tidak menga­lami perubahan struktur material yang berarti. (Sriwidharto, 1987:16).

Las Plasma juga menggunakan elektroda tidak terumpan dari tungsten. Hanya saja, busur nyala listrik tidak muncul diantara elektroda dengan benda kerja tetapi muncul dian­tara ujung elektroda dengan gas inti (plasma) yang mengalir di sekitarnya. Las plasma lebih baik dari las tungsten karena busur nyala listrik yang muncul lebih stabil dengan diameter lebih kecil sehingga panasnya lebih terpusat dan proses pengelasan menjadi lebih cepat.

4.EGW (Electro Gas Welding) adalah jenis las MIG yang otoma­tis dan hanya dipakai untuk posisi pengelasan vertikal saja. 

Las Berdasarkan Panas Tenaga Listrik

1. SMAW (Shielded Metal Arc Welding) = las busur nyala 1istrik terlindung adalah pengelasan dengan menpergunakan busur nyala listrik sebagai sumber panas pencair logam. Jenis las ini yang paling banyak dipakai dimana-mana untuk hampir semua pengelasan. Untuk keselamatan kerja, maka tegangan yang dipakai hanya 17 - 45 volt saja, sedang untuk pencairan logam digunakan arus listrik hingga 500 amper. Secara umum berkisar antara 80-200 amper. Untuk mencegah oksidasi (reaksi dengan zat asam C02) bahan pengisi las (elektroda) dilindungi dengari lapisan zat pelindung (fluks atau slag). Selama proses pengelasan bahan fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda mencair dan membentuk terak yang kemudian menutupi logam cair yang terkumpul ditempat sambungan dan bekerja sebagal penghalang oksidai. Oksidasi dicegah karena oksidasi metal merupakan senyawa yang tidak mempunyai kekuatan mekanis.

2. SAW (Submerged Arc Welding) = Las Busur Terbenam adalah pengelasan dengan busur nyala listnik. Untuk mencegah oksidasi cairan metal dan metal tambahan/logam pengisi, dipergunakan fluks/slag dalam bentuk butir-butir kecil seperti pasir, sehingga busur nyala listnik terbenam dalam urugan butir-butir tersebut. Karena panas busur nyala, butir-butir fluks mencair dan mengapung di atas cairan   metal  guna   menghindari   oksidasi.  Jenis las ini  menggunakan   elektroda-elektroda gulungan dan proses pengelasannya dapat dilaksa­nakan secara otomatis atan seini otomatis dan digunakan untuk jalur las yang besar dan panjang. Kelemahan dan las ini adalah bahwa pengelasan hanya dapat dilakukan pada posisi datar/dibawah tangan. Untuk posisi lain fluks akan jatuh berhamburan sebelum berfungsi.

3.  ESW (Elektroslag Welding) = Pengelasan Busur Terhenti. Pengelasan ini sejenis dengan SAW. Perbedaannya adalah begitu busur nyala mencairkan fluks, busur terhenti dan proses pencairan fluks berjalan terus dan menjadi bahan penghantar arus listrik (konduktif), sehingga elektroda terhubungkan dengan benda yang dilas melalui konduktor tersebut.  Panas  yang dihasilkan dari tahanan arus listrik  melalui cairan fluks/slag ini cukup tinggi sehingga dapat mencairkan bahan tambah dan logam dasar yang dilas. Temperatur di dalam kolam/kubangan las mencapal 3.500⁰F atau 1.925ºC. Cairan slag mengapung di atas cairan metal dan pelan-pelan mendingin dan memadat. Pada pengelasan ini volume slag dan cairan las sangat besar, sehingga jenis pengelasan ini hanya dipakai untuk pengelasan datar (flat) saja. Bahan-bahan yang akan dilas diberi jarak/gap antara 1 hingga 1,5 in. Pada awal dan akhir pengelasan dipasang suatu penampung untuk memberikan waktu yang cukup bagi fluks untuk mencair cukup banyak dan menciptakan suatu cairan slag yang konduktif.

4. Stud Welding = Las Baut Pandasi. Pada las ini elektroda berfungsi sebagai bahan yang akan dipasang/disambungkan pada bagian lain. Misalnya dalam bentuk baut yang akan disambungkan/dipasang pada badan kapal. Baut/stud terpa­sang pada benda utama melalui tiga tahap: setting posisi, pencairan ujung stud dan benda utama oleh busur nyala dan penekanan stud pada benda utama sesaat setelah busur nyala dimatikan. Pengelasan dilaksanakan dengan rnempergunakan tang las  khusus.Sebelum dilas sernua bahan harus bersih dari karat, cat, minyak/gemuk dan lain-lain. Sewaktu pengelasan tang las (Welding Gun) harus dijaga pada posisi tetap hingga jalur las mendingin. Ujung stud harus benar-­benar melekat pada dasar stud. Dasar stud harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum fillet weld (las sudut) dilaksana kan.

5.  ERW (Electric Resistance Weld) = Las Tahanan Listrik.

     Dengan tahanan yang besar, panas yang dihasilkan oleh aliran listrik menjadi sedemikian tingginya sehingga dengan cepat dapat mencairkan logam yang akan dilas. Las tahanan ini prosesnya jauh lebih cepat dan hasilnyapun jauh lebih baik karena permukaan sambungan tetap rata jika dibandingkan dengan sambungan keling sehingga las tahanan ini menggeser pemakaian paku keling untuk penyambungan pelat-pelat yang tipis. Pada awalnya las tahanan ini hanya menggunakan elektroda diam yang menghasilkan lasan berbentuk titik. Tetapi dengan perkembangan teknologi yang semakin canggih, maka diciptakanlah las tahanan dengan elektroda menggelinding dan menghasilkan lasan garis (seam).

Untuk memenuhi kebutuhan dikembangkan berbagai bentuk las tahanan listrik yang meliputi antara lajan: las titik, las interval, las seam (garis) dan proyeksi. Empat macam las tersebut dalam prosesnya menerapkan panas (tahanan listrik) dan tekanan. Elektroda berfungsi sebagai penyalur arus dan penekanan benda kerja berbentuk plat. Untuk benda berbentuk batangan dipakai las upset, flash dan las percusion. Las upset merupakan las tahanan yang pertama, benda kerja ditekan satu sama lain sejak sebelum sampai sesudah arus dialirkan. Pada las flash, benda keria didekatkan sesaat sesudah arus dialirkan sehingga timbul busur nyala sesaat (flash) dan diteruskan dengan penekanan samapai selesai. Pada las percusion digunakan condensator listrik. Tekanan diterapkan sesaat sesudah arus listrik dihentikan (Alip, 1989:7).

6. EBW (Electron Beam Welding/Electron Bombardment Welding = Las Pemboman Elektron. EBW adalah suatu pengelasan yang pencairannya disebabkan oleh panas yang dihasilkan dari suatu berkas loncatan elektron yang dikonsentrasikan ataudimampatkan dan diarahkan/ditembakkan ke benda yang dilas. Pengelasan dilaksanakan di dalam ruang hampa, sehingga menghapus kemungkinan oksidasi atau kontaniinasi dengan zat kiinia lainnya. Panas yang terjadi lebih besar dari busur listrik. Proses pengelasan berlangsung lebih cepat sehingga sangat cocok untuk produksi masal. Daerah panas menjadi lebih sempit sehingga sangat cocok untuk bahan yang sensitif terhadap perubahan panas. Kwalitas lasan sangat baik dan akurasi sangat tinggi, hanya saja peralatannya sangat mahal. Oleh karena itu tidak banyak dijumpai di industri biasa