TEKNIK PENGELASAN (SMAW)

PENGERTIAN LAS LISTRIK (SMAW)

LAS LISTRIK
Las busur listrik adalah salah satu cara menyambung logam dengan jalan menggunakan nyala busur listrik yang diarahkan ke permukaan logam yang akan disambung. Pada bagian yang terkena busur listrik tersebut akan mencair, demikian juga elektroda yang menghasilkan busur listrik akan mencair pada ujungnya dan merambat terus sampai habis.
Logam cair dari elektroda dan dari sebagian benda yang akan disambung tercampur dan mengisi celah dari kedua logam yang akan disambung, kemudian membeku dan tersambunglah kedua logam tersebut.
Mesin las busur listrik dapat mengalirkan arus listrik cukup besar tetapi dengan tegangan yang aman (kurang dari 45 volt). Busur listrik yang terjadi akan menimbulkan energi panas yang cukup tinggi sehingga akan mudah mencairkan logam yang terkena. Besarnya arus listrik dapat diatur sesuai dengan keperluan dengan memperhatikan ukuran dan type elektrodanya.
Pada las busur, sambungan terjadi oleh panas yang ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi antara benda kerja dan elektroda. Elektroda atau logam pengisi dipanaskan sampai mencair dan diendapkan pada sambungan sehingga terjadi sambungan las. Mula-mula terjadi kontak antara elektroda dan benda kerja sehingga terjadi aliran arus, kemudian dengan memisahkan penghantar timbullah busur. Energi listrik diubah menjadi energi panas dalam busur dan suhu dapat mencapai 5500 °C.
Ada tiga jenis elektroda logam, yaitu elektroda polos, elektroda fluks dan elektroda berlapis tebal. Elektroda polos terbatas penggunaannya, antara lain untuk besi tempa dan baja lunak. Biasanya digunakan polaritas langsung. Mutu pengelasan dapat ditingkatkan dengan memberikan lapisan fluks yang tipis pada kawat las. Fluks membantu melarutkan dan mencegah terbentuknya oksida-oksida yang tidak diinginkan. Tetapi kawat las berlapis merupakan jenis yang paling banyak digunakan dalam berbagai pengelasan komersil

A. Pembentukan busur listrik proses penyulutan
1. Pembentukan Busur Listrik
Pada pembentukan busur listrik elektroda keluar dari kutub negatif (katoda) dan mengalir dengan kecepatan tinggi ke kutub positif (anoda).
Dari kutub positif mengalir partikel positif (ion positif) ke kutub negatif. Melalui proses ini ruang udara diantara anoda dan katoda (benda kerja dan elektroda) dibuat untuk menghantar arus listrik (diionisasikan) dan dimungkinkan pembentukan busur listrik. Sebagai arah arus berlaku arah gerakan ion-ion positif. Jika elektroda misalnya dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus searah, maka arah arusnya dari benda kerja ke elektroda. Setelah arus elektroda didekatkan pada lokasi jalur sambungan disentuhkan dan diangkat kembali pada jarak yang pendek (garis tengah elektroda).
 kawat intiØ
 selubung elektrodaØ
 busur listrikØ
 pemindahan logamØ
 gas pelindungØ
 terakØ
 kampuh lasØ

Dengan penyentuhan singkat elektroda logam pada bagian benda kerja yang akan dilas,berlangsung hubungan singkat didalam rangkaian arus pengelasan, suatu arus listrik yang kekuatannya tinggi mengalir, yang setelah pengangkatan elektroda itu dari benda kerja menembus celah udara, membentuk busur cahaya diantara elektroda dengan benda kerja, dan dengan demikian tetap mengalir.Suhu busur cahaya yang demikian tinggi akan segera melelehkan ujung elektroda dan lokasi pengelasan.
Didalam rentetan yang cepat partikel elektroda menetes, mengisi penuh celah sambungan las dan membentuk kepompong las. Proses pengelasan itu sendiri terdiri atas hubungan singkat yang terjadi sangat cepat akibat pelelehan elektroda yang terus menerus menetes.



2. Proses penyulutan
Setelah arus dijalankan, elekteroda didekatkan pada lokasi jalur sambungan disentuhkan sebentar dan diangkat kembali pada jarak yang pendek (garis tengah elektroda).

3. MenyalaKan busur listrik
Penyalaan busur listrik dapat di lakukan dengan menghubungkan singkat ujung elektroda dengan logam induk (yang akan dilas) dan segera memisahkan lagi pada jarak yang pendek, hal tersebut dapat dilakukan dengan 2 cara seperti pada gambar di bawah ini :

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan :
Ø Jika busur nyala terjadi, tahan sehingga jarak ujung elektroda ke logam induk besarnya sama dengan diameter dari penampang elektroda dan geser posisinya ke sisi logam induk.
 Perbesar jarak tersebut(perpanjang nyala busur) menjadi dua kalinya untuk memanaskan logam induk.Ø
 Kalau logam induk telah sebagian mencair, jarak elektroda dibuat sama dengan garis tengah penampang tadi.Ø
4. Memadamkan busur listrik
Cara pemadaman busur listrik mempunyai pengaruh terhadap mutu penyambungan maniklas. Untuk mendapatkan sambungan maniklas yang baik sebelum elektroda dijauhkan dari logam induk sebaiknya panjang busur dikurangi lebih dahulu dan baru kemudian elektroda dijauhkan dengan arah agak miring.
Pemadaman busur sebaiknya tidak dilakukan ditengah-tengah kawah las tetapi agak berputar sedikit

Gerakan Elektroda.

Macam-macam gerakan elektroda :

1. Gerakan arah turun sepanjang sumbu elektroda. Gerakan ini dilakukan untuk mengatur jarak busur listrik agar tetap.

2. Gerakan ayunan elektroda. Gerakan ini diperlukan untuk mengatur lebar jalur las yang dikehendaki.

Ayunan keatas menghasilkan alur las yang kecil, sedangkan ayunan kebawah menghasilkan jalur las yang lebar. Penembusan las pada ayunan keatas lebih dangkal daripada ayunan kehawah.

Ayunan segitiga dipakai pada jenis elektroda Hydrogen rendah untuk mendapatkan penembusan las yang baik diantara dua celah pelat.

Beberapa bentuk-bentuk ayunan diperlihatkan pada gambar dibawah ini. Titik-titik pada ujung ayunan menyatakan agar gerakan las berhenti sejenak pada tempat tersebut untuk memberi kesempatan pada cairan las untuk mengisi celah sambungan.

Tembusan las yang dihasilkan dengan gerekan ayun tidak sebaik dengan gerakan lurus elektroda. Waktu yang diperlukan untuk gerakan ayun lebih lama, sehingga dapat menimbulkan pemuaian atau perubahan bentuk dari bahan dasar. Dengan alasan ini maka penggunaan gerakan ayun harus memperhatikan tebal bahan dasar.

 SMAW

Mesin Las

Mesin las ada dua macam, yaitu:
1. mesin las DC (Direct Current – mesin las arus searah)
2. mesin las AC (Alternating Current – mesin las arus bolak-balik)

Pemasangan kabel skunder, pada mesin las DC dapat diatur / dibuat menjadi DCSP (Direct Current Straight Polarity) atau DCRP (Direct Current Revers Polarity).

DCSP (Direct Current Straight Polarity)

Apabila kabel elektroda dihubungkan kekutub negatif mesin, dan kabel masa dihubungkan kekutub positif maka disebut hubungan polaritas lurus (DCSP). Pada hubungan DCSP, panas yang timbul, sepertiga memanaskan elektroda dan dua pertiga memanaskan benda kerja. Berarti benda kerja menerima panas lebih banyak dari elektroda.

DCRP (Direct Current Revers Polarity)

Apabila kabel elektroda dihubungkan kekutub positif mesin, dan kabel masa dihubungkan kekutub negative maka disebut hubungan polaritas terbaik (DCRP). Pada hubungan DCRP, panas yang timbul, dua pertiga memanaskan elektroda dan sepertiga memanaskan benda kerja. Berarti elektroda menerima panas yang lebih banyak dari benda kerja.

Kita dapat menggunakan DCRP dengan melihat keadaan yang bergantung pada :

• bahan benda kerja
• posisi pengelasan
• bahan dan salutan elektroda
• penembusan yang diinginkan

Pada mesin las AC, kabel masa dan kabel elektroda dapat dipertukarkan tanpa mempengaruhi perubahan panas yang timbul pada busur nyala.

Kelebihan menggunakan mesin DC :

• busur nyala stabil
• dapat menggunakan elektroda bersalut dan tidak bersalut
• dapat mengelas pelat tipis dalam hubungan DCRP
• dapat dipakai untuk mengelas pada tempat-tempat yang lembab dan sempit

Kelebihan menggunakan mesin AC :

• busur nyala kecil, sehingga memperkecil kemungkinan timbunya keropos pada rigi-rigi las
• perlengkapan dan perawatan lebih murah

Besar arus dalam pengelasan dapat diatur dengan alat penyetel, dengan jalan memutar handle menarik atau menekan, tergantung pada konstruksinya. Besar ampere yang dihasilkan mesin dapat dilihat pada skala ampere.

A. Penyetelan

Perangkaian yang baik diperlukan untuk mempermudah penyetelan kampuh terutama untuk benda-benda yang ukurannya besar. Selain itu kemungkinan perubahan bentuk yang terjadi akibat panas selama pengelasan berlangsung dapat dihindarkan / dikurangi. Untuk itu diperlukan terutama kelem C, pasak, baut, jembatan, rantai, dan lain-lain

Dalam memanjang kampuh, benda kerja harus dibiarkan supaya dapat memuai dengan bebas. Untuk menyetel / mengepas dua ujung plat yang telah dirol, atau plat datar dipergunakan kelem C, rantai, dan pasak. Untuk menyetel sambungan siku dipergunakan kelem siku dan pasak.

Menyetel dengan memakai baut dan kelem datar

Cara menyetel jarak kampuh (kampuh V terbuka/ V tertutup) dengan memakai baut. Cara menyetel/meluruskan sambungan dengan memakai pasak. Untuk mengatasi pelentingan pelat. Untuk menarik benda kerja ke posisi yang diinginkan dengan memakai baut, sebelum maupun selama mengelas. Cara menekan benda ke posisi yang diinginkan dengan memakai pasak, sebelum maupun selama mengelas.

B. Mengatur Tegangan

Pada mesin las modern, tegangan pengelasan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Mesin las umumnya mempunyai tegangan 60 – 80 Volt sebelum terjadi busur nyala. Tegangan ini disebut tegangan terbuka atau tegangan atau tegangan pembakar. Bila busur nyala telah terjadi (sedang mengelas) maka tegangan turun menjadi 20 – 40 Volt. Ini dinamakan tegangan kerja. Tegangan kerja disesuikan dengan diameter elektroda.

Untuk elektroda: 1,5 – 5,5 mm tegangan kerja 20 – 30 Volt.
Untuk elektroda: 4,5 – 6,4 mm tegangan kerja 30 – 40 Volt.

C. Mengatur Ampere

Arus pengelasan ditentukan oleh diameter elektroda, tebal bahan, jenis elektroda dan posisi pengelasan. Pengaturan arus dilakukan dengan memutar handel atau knop. Arus pengelasan yang dipakai dapat dilihat/ dibaca pada skala arus, yang terdapat pada mesin las. Perkiraan arus yang dipakai untuk mengelas, dapat dilihat pada table yang tertera pada setiap bungkus elektroda, misalnya sebagai berikut:
diameter (mm) x panjang daerah polaritas arus elektroda (A)
2,6 x 350 45 – 95 AC atau DC

D. Menebalkan Permukaan

Menebalkan benda kerja yang telah aus (poros, bidang-bidang luncur dsb) dapat dilakukan dengan las. Untuk mencapai ukuran yang diperlukan, rigi-rigi las selanjutnya dikerjakan dengan menyekrap atau membubut. Untuk mencegah perubahan bentuk pada bidang datar, maka pengelasan dilakukan berurut dan bergantian pada kedua permukaannya.

E. Posisi - Posisi Pengelasan

Posisi pengelasan ada empat macam:
1. posisi dibawah tangan (lihat w, h)
2. posisi mendatar / horizontal (lihat q)
3. posisi vertical (lihat s)
4. posisi diatas kepala (lihat u)

Lebih lengkapnya klik posisi pengelasan

F. Membuat Rigi - Rigi

Sambungan terisi dengan rata, maka pada permukaan penyambungan diadakan pengayunan elektroda. Batas pemunduran elektroda dan kecepatan pengisian kawah normal. Batas pemunduran elektroda terlalu jauh, atau kecepatan pengisian terlalu lama, sehingga terjadi sambungan rigi-rigi yang tinggi. Batas pemunduran elektroda terlalu pendek atau waktu pengisian terlalu singkat, sehingga terjadi sambungan rigi-rigi yang rendah.

G. Menyambung Rigi - Rigi

Apabila elektroda habis sebelum sampai pada batas pengelasan, maka untuk menyambung kembali, diperlukan cara tertentu. Kualitas penyambungan tergantung pada:

• kondisi kawah yang akan disambung
• kecepatan penyambungan
• batas mundur elektroda

Sebelum penyambungan rigi-rigi dimulai, bersihkan terak sepanjang kira-kira 15 mm (bila ujung kawah masih pijar, penyambungan dapat dilakukan tanpa pembuangan terak).

Busur nyala dimulai 5 – 10 mm dari kanan kemudian elektroda digerakkan kekiri sampai mendekati rigi-rigi yang akan disambung. Kemudian teruskan pengelasan menurut arah yang diperlukan.

H. Mematikan Busur Nyala

Agar ujung akhir rigi-rigi las tidak keropos dan tidak terlalu rendah, maka untuk memutuskan atau melepaskan busur nyala dari benda kerja dibutuhkan teknik tertentu, seperti :

1. elektroda diangkat, lalu sedikit diturunkan, baru diayun keluar.
2. elektroda diangkat sedikit lalu diturunkan kembali sambil dilepas dengan mengayunkan kekiri atas.
3. diperlihatkan cara pelepasan elektroda yang salah.

I. Hasil Rigi - Rigi

Dengan melihat hasil rigi-rigi las dapat diketahui kesalahan-kesalahan pengelasan.

1. besar arus, kecepatan gerak elektroda dan jarak busur nyala normal.
2. besar arus, kecepatan gerak elektroda normal, tetapi jarak busur terlalu besar, sehingga terjadi sedikit percikan disekitar rigi-rigi. Selain itu penembusan dangkal.
3. jarak busur nyala dan kecepatan elektroda normal, tetapi arus terlalu besar sehingga banyak terjadi percikan disepanjang rigi-rigi. Garis-garis rigi-rigi meruncing.
4. kecepatan gerak elektroda normal, tetapi arus terlalu rendah sehingga rigi-rigi menjadi tinggi dan penembusan dangkal. Penyalaan elektroda sukar.
5. besar arus, busur nyala normal tetapi kecepatan jalan elektroda terlalu lambat. Rigi-rigi tinggi dan lebar.
6. besar arus, jarak busur nyala normal tetapi kecepatan jalan elektroda terlalu tinggi, sehingga bentuk permukaan rigi-rigi jelek. Penembusan juga dangkal.

J. Ayunan Elektroda

Untuk mendapatkan rigi-rigi yang lebih besar dan memperdalam penembusan, perlu mengayun elektroda.
lima macam ayunan.
Pengayunan ini terutama penting dilakukan pada pengelasan kampuh V, X, U dan sebagainya.
Cara 1 : tanpa ayunan, untuk pengelasan benda tipis.
Cara 2, 3 : ayunan setengah lingkaran dan ayunan gergaji, untuk pengelasan benda yang tebalnya sedang.


Cara 4, 5 : ayunan segi empat dan segi tiga, untuk pengelasan benda tebal.

 
 
 K. Tinggi Awal Busur

Bila pengelasan dimulai dipinggir sekali, maka penembusan awal rigi-rigi sering kurang baik.
Untuk mengisi hal ini, maka titik awal pengalaan dimulai kira-kira 10 – 20 mm dari tepi kampuh yang akan dilas.
Elektroda dimundurkan mencapai tepi, lalu dikembalikan kearah lintasan yang diperlukan.
Jarak busur nyala ditinjau dari jenis salutan elektroda digolongkan sebagai berikut:
a. elektroda bersalut sedang, jarak busur = 0,7 d
b. elektroda bersalut tipis, jarak busur = 0,9 d
c. elektroda bersalut tebal (elektroda kontak), jarak busur = 0,8 d
d. elektroda bersalut sedang mengandung ferro, jarak busur = 0,8 d
catatan:
d = diameter kawat elektroda
d‾ = jarak busur nyala

L. Menyalakan Elektroda

Elektroda dapat dinyalakan dengan dua cara, yaitu:
1. cara sentakan
2. cara goresan
Pertama ialah elektroda diturunkan lurus sampai menyentuh benda kerja dan langsung diangkat (cepat) sampai jarak kira-kira 1x diameter elektroda.
Kemudian diturunkan sampai terjadi tinggi busur yang diinginkan (kira-kira 0,8 x diameter elektroda)

Kedua ialah seperti menggoreskan korek api. Setelah busur terjadi tinggi nyala dipertahankan kira-kira 0,8 kali diameter elektroda diatas bidang kerja.

Arah penggoresan dapat kekiri maupun kekanan
Pasanglah tameng, sebelum elektroda menyala.
Perpendekan elektroda, harus diikuti dengan penurunan tangan, agar sudut elektroda dan tinggi busur tetap dapat dipertahankan

M. Menjepit Elektroda

Sebelum bekerja, semua kelengkapan keselamatan kerja harus disiapkan.
Jepitlah ujung elektroda pada bagian yang tidak bersalut.
Elektroda harus dijepit dengan kuat pada tang.