PENGERTIAN LAS LISTRIK

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.

Alur Spiral

Alur Zig-zag

Alur Segitiga

PENGELASAN PROSES SMAW ( LAS BUSUR LISTRIK ) 

LAS BUSUR LISTRIK ELEKTRODE TERBUNGKUS

(SHIELDED METAL ARC WELDING = SMAW

A. Pendahuluan

Las busur listrik elektrode terbungkus ialah salah satu jenis proses lasbusur listrik elektrode terumpan, yang menggunakan busur listrik sebagaisumber panas. Panas yang timbul pada busur listrik yang terjadi antaraelektroda dengan benda kerja, mencairkan ujung elektrode (kawat) las danbenda kerja setempat, kemudian membentuk paduan, membeku menjadi
lasan (weld metal).

Bungkus (coating elektrode yang berfungsi sebagai fluks akan terbakarpada waktu proses berlangsung, dan gas yang terjadi akan melindungiproses terhadap pangaruh udara luar. Cairan pembungkus akan terapungdan membeku pada permukaan las yang disebut slag, yang kemudian dapat dibersihkan dengan mudah.

MESIN LAS (WELDING MACHINE).
Persyaratan dari proses SMAW adalah persediaan yang kontinyu padaelectric current (arus listrik), dengan jumlah ampere dan voltage yangcukup baik kestabilan api las (Arc) akan tetap terjaga.

Dimana electric power (tenaga listrik) yang diperoleh dari weldingmachine menurut jenis arus yang dikeluarkannya terdapat 3 (tiga) jenismachine 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 yangmerubah sifat arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) yaitugenerator, karena arus listrik yang dipakai disini bukan berasal dari baterei,melainkan daru generator listrik.

Machine arus bolak balik tidak perlu dilengkapi dengan generator, tetapicukup dengan transformator. Karakteristik electric efficiencynya 80-85%. Untuk machine kombinasi AC dan DC dilengkapi dengan transformatordan rectifier, dimana rectifier ini mempunyai fungsi untuk meratakan arus.

B. Pemilihan Parameter Pengelasan
Panjang busur (Arc Length) yang dianggap baik lebih kurang sama dengandia. elektrode yang dipakai. Untuk besarnya tegangan yang dipakai setiapposisi pengelasan tidak sama. Misalnya dia. elektrode 3 mm – 6 mm,mempunyai tegangan 20 – 30 volt pada posisi datar, dan tegangan ini akandikurangi antara 2 – 5 volt pada posisi diatas kepala. Kestabilan tegangan ini sangat menentukan mutu pengelasan dan kestabilan juga dapaTdidengar melalui suara selama pengelasan.Besarnya arus juga mempengaruhi pengelasan, dimana besarnya aruslistrik pada pengelasan tergantung dari bahan dan ukuran lasan, geometri sambungan pengelasan, macam elektrode dan dia. inti elektrode. Untukpengelasan pada daerah las yang mempunyai daya serap kapasitas panasyang tinggi diperlukan arus listrik yang besar dan mungkin juga diperlukantambahan panas. Sedang untuk pengelasan baja paduan, yang daerahHAZ-nya dapat mengeras dengan mudah akibat pendinginan yang terlalucepat, maka untuk menahan pendinginan ini diberikan masukan panasyang tinggi yaitu dengan arus pengelasan yang besar. Pengelasan logampaduan,agar untuk menghindari terbakarnya unusur-unsur paduansebaiknya digunakan arus las yang sekecil mungkin. Juga pada pengelasanyang kemungkinan dapat terjadi retak panas, misalnya pada pengelasanbaja tahan karat austenitik maka penggunaan panas diusahakan sekecilmungkin sehingga arus pengelasan harus kecil.Kecepatan pengelasan tergantung dari bahan induk, jenis elektrode, dia.inti elektrode, geometri sambungan, ketelitian sambungan . agar dapatmengelas lebih cepat diperlukan arus yang lebih tinggi.

Polaritas listrik mempengaruhi hasil dari busur listrik. Sifat busur listrikpada arus searah (DC) akan lebih stabil daripada arus bolak-balik (AC).Terdapat dua jenis polaritas yaitu polaritas lurus, dimana benda kerjapositif dan elektrode negatip (DCEN). Polaritas balik adalah sebaliknya.Karakteristik dari polaritas balik yaitu pemindahan logam terjadi dengancara penyemburan, maka polaritas ini mepunyai hasil pengelasan yanglebih dalam dibanding dengan polaritas lurus (DCEN).

C. Palaksanaan Pengelasan
Penyalaan busur listrik pada pengelasan dapat dilakukan dengan melakukan hubungan singkat ujung elektroda dengan logam induk,kemudian memisahkannya lagi sampai jarak tertentu sebagai panjang busur. Dimana panjang busur normal yaitu antara 1.6 – 3.2 mm.

Pemadaman busur listrik dilakukan dengan menjauhkan elektrode daribahan induk . untuk menghasilkan penyambungan manik las yang baikdapat dilakukan sebagai berikut :
Sebelum elektrode dijauhkan dari logam induk sebaiknya panjang busurlistrik dikurangi lebih dahulu, baru kemudian elektrode dijauhkan dalamposisi lebih dimiringkan secukupnya.

Pergerakan Elektrode Pengelasan
Ada berbagai cara didalam menggerakkan (mengayunkan) elektrode lasyaitu :

1. Elektrode digerakkan dengan melakukan maju dan mundur, metodeini salah satu bentuk metode weaving. (lihat gambar 9 bagian A)
2. Bentuk weaving lainnya yaitu dengan melakukan gerakan seperti
   setengah bulan. (lihat gambar 9 bagian B)
3. Gerakan elektrode yang menyerupai bentuk angka 8. (lihat gambar 9
   bagian C)
4. Elektrode dengan melakukan gerakan memutar. (lihat gambar 9
   bagian D)
5. Gerakan elektrode dengan membentuk hesitation. (lihat gambat 9
   bagian E)

Semua gerakan mempunyai tujuan untuk mendapatkan deposit logam lasdengan permukaan rata, mulus dan terhindar dari terjadinya takik-takikdan termasuk terak-terak, yang terpenting dalam gerakan elektroda iniadalah ketapatan sudut dan kestabilan kecepatan. Ayunan elektrode las agar berbentuk anyaman atau lipatan manik las makalebar las dibatasi sampai 3 (tiga) kali besarnya diameter elektrode.

Teknik Pengelasan Untuk Jenis Sambungan Groove
Posisi datar (1G)
Disarankan menggunakan metode seperti gambar 9 A dan B. Untuk jenissambungan ini dapat dilakukan penetrasi pada kedua sisi, tetapi dapat jugadilakukan penetrasi pada satu sisi saja. Type posisi datar (1G) didalampelaksanaannya sangat mudah. Dapat diapplikasikan pada material pipadengan jalan pipa diputar.

Posisi horizontal (2G
Pengelasan pipa 2G adalah pengelasan posisi horizontal, yaitu pipa padaposisi tegak dan pengelasan dilakukan secara horizontal mengelilingi pipa.Kesukaran pengelasan posisi horizontal adalah karena beratnya sendirimaka cairan las akan selalu kebawah. Adapun posisi sudut elektrodepengelasan pipa 2G yaitu 90º. Panjang gerakan elektrode antara 1-2 kali diameter elektrode. Bila terlalupanjang dapat mengakibatkan kurang baiknya mutu las. Panjang busur di
usahakan sependek mungkin yaitu ½ kali diameter elektrode las. Untukpengelasan pengisian dilakukan dengan gerakan melingkar dan diusahakandapat membakar dengan baik pada kedua sisi kampuh agar tidak terjadicacat. Gerakan seperti ini diulangi untuk pengisian berikutnya.

Posisi vertikal (3G)
Pengelasan posisi 3G dilakukan pada material plate. Posisi 3G inidilaksanakan pada plate dan elektrode vertikal. Kesukaran pengelasan ini hampir sama dengan posisi 2G akibat gaya gravitasi dari cairan elektrode las.

Pengelasan pipa pada posisi 5G dapat dibedakan menjadi pengelasan naik
dan pengelasan turun.Pengelasan naikBiasanya dilakukan pada pipa yang mempunyai dinding teal karenamembutuhkan panas yang tinggi. Pengelasan arah naik kecepatannya lebihrendah dibandingkan pengelasan dengan arah turun, sehingga panasmasukan tiap satuan luas lebih tinggi dibanding dengan pengelasan turun.Posisi pengelasan 5G pipa diletakkan pada posisi horizontal tetap danpengelasan 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 dankemudian dilanjutkan dengan posisi jam 5.30 ke jam 12.00 melalui jam 3

Gerakan elektrode untuk posisi root pass (las akar) adalah berbentuksegitiga teratur dengan jarak busur ½ kali diameter elektrode.

Pengelasan turun
Biasanya dilakukan pada pipa yang tipis dan pipa saluran minyak serta gas bumi. Alasan penggunaan las turun lebih menguntungkan dikarenakanlebih cepat dan lebih ekonomis. 

ELEKTRODA (filler atau bahan isi)

Klasifikasi Elektroda

Elektroda baja lunak dan baja paduan rendah untuk las busur listrik manurut klasifikasi AWS (American Welding Society) dinyatakan dengan tanda E XXXX yang artInya sebagai berikut :

E menyatakan elaktroda busur listrik
XX (dua angka) sesudah E menyatakan kekuatan tarik deposit las dalam ribuan Ib/in2 lihat table.
X (angka ketiga) menyatakan posisi pangelasan.
angka 1 untuk pengelasan segala posisi. angka 2 untuk pengelasan posisi datar di bawah tangan
X (angka keempat) menyataken jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan lihat table.

Contoh : E 6013
Artinya:
Kekuatan tarik minimum den deposit las adalah 60.000 Ib/in2 atau 42 kg/mm2
Dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi
Jenis selaput elektroda Rutil-Kalium dan pengelasan dengan arus AC atau DC + atau DC

Elektroda Baja Lunak
Macam-macam jenis elektroda baja lunak perbedaannya hanyalah pada jenis selaputnya. Sedang kan kawat intinya sama.

• 1. E 6010 dan E 6011
  Elektroda ini adalah jenis elektroda selaput selulosa yang dapat dipakai untuk pengelesan dengan penembusan yang dalam. Pengelasan dapat pada segala posisi dan terak yang tipis dapat dengan mudah dibersih­kan. Deposit las biasanya mempunyai sifat sifat mekanik yang baik dan dapat dipakai untuk pekerjaan dengan pengujian Radiografi. Selaput selulosa dengan kebasahan 5% pada waktu pengelasan akan menghasilkan gas pelindung. E 6011 mengandung Kalium untuk mambantu menstabilkan busur listrik bila dipakai arus AC.
• 2. E 6012 dan E 6013
  Kedua elektroda ini termasuk jenis selaput rutil yang dapat manghasilkan penembusan sedang. Keduanya dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi, tetapi kebanyakan jenis E 6013 sangat baik untuk posisi pengelesan tegak arah ke bawah. Jenis E 6012 umumnya dapat dipakai pada ampere yang relatif lebih tinggi dari E 6013. E 6013 yang mengandung lebih benyak Kalium memudahkan pemakaian pada voltage mesin yang rendah. Elektroda dengan diameter kecil kebanyakan dipakai untuk pangelasan pelat tipis.

• 3. E 6020
  Elektroda jenis ini dapat menghasilkan penembusan las sedang dan teraknya mudah dilepas dari lapisan las. Selaput elektroda terutama mengandung oksida besi dan mangan. Cairan terak yang terlalu cair dan mudah mengalir menyulitkan pada pengelasan dengan posisi lain dari pada bawah tangan atau datar pada las sudut.

Elektroda Berselaput
Elektroda berselaput yang dipakai pada Ias busur listrik mempunyai perbedaan komposisi selaput maupun kawat Inti. Pelapisan fluksi pada kawat inti dapat dengah cara destrusi, semprot atau celup. Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 mm sampai 7 mm dengan pan­jang antara 350 sampai 450 mm. Jenis-jenis selaput fluksi pada elektroda misalnya selulosa, kalsium karbonat (Ca C03), titanium dioksida (rutil), kaolin, kalium oksida mangan, oksida besi, serbuk besi, besi silikon, besi mangan dan sebagainya dengan persentase yang berbeda-beda, untuk tiap jenis elektroda.

Tebal selaput elektroda berkisar antara 70% sampai 50% dari diameter elektroda tergantung dari jenis selaput. Pada waktu pengelasan, selaput elektroda ini akan turut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik dan sebagian benda kerja terhadap udara luar. Udara luar yang mengandung O2 dan N akan dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam Ias. Cairan selaput yang disebut terak akan terapung dan membeku melapisi permukaan las yang masih panas.

• 
  Elektroda dengan Selaput Serbuk Besi
  Selaput elektroda jenis E 6027, E 7014. E 7018. E 7024 dan E 7028 mengandung serbuk besi untuk meningkatkan efisiensi pengelasan. Umumnya selaput elektroda akan lebih tebal dengan bertambahnya persentase serbuk besi. Dengan adanya serbuk besi dan bertambah tebalnya selaput akan memerlukan ampere yang lebih tinggi.

• Elektroda Hydrogen Rendah                                                                                                     Selaput elektroda jenis ini mengandung hydrogen yang rendah (kurang dari 0,5 %), sehingga deposit las juga dapat bebas dari porositas. Elektroda ini dipakai untuk pengelasan yang memerlukan mutu tinggi, bebas porositas, misalnye untuk pengelasan bejana dan pipa yang akan mengalami tekanan
  Jenis-jenis elektroda hydrogen rendah misalnya E 7015, E 7016 dan E 7018.                                    

Kondisi Pengelasan

Berikut ini diberikan daftar kondisi pengelasan untuk elektroda Philips baja lunak dan baja paduan rendah.

Elektroda Untuk Besi Tuang
Elektroda yang dipekai untuk mengelas besi tuang adalah sebagei berikut :

Elektroda baja
Elektroda jenis ini bila dipakai untuk mengelas besi tuang akan menghasilkan deposit las yang kuat sehingga tidak dapat dikerjakan dengan mesin. Dengan demikian elektroda ini dipakai bila hasil las tidak di­kerjakan lagi. Untuk mengelas besi tuang dengan elektroda baja dapat dipakai pesawat las AC atau DC kutub terbalik.

Elektroda nikel
Elektroda jenis ini dipakai untuk mengelas besi tuang, bila hasil las masih dikerjakan lagi dengan mesin. Elektroda nikel dapat dipakai dalam sagala posisi pengelasan. Rigi-rigi las yang dihasilkan elektroda ini pada besi tuang adalah rata dan halus bila dipakai pada pesawat las DC kutub terbalik. Karakteristik elektroda nikel dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Elektroda perunggu
Hasil las dengan memakai elektroda ini tahan terhadap retak, sehingga panjang las dapat ditambah. Kawat inti dari elektroda dibuat dari perunggu fosfor dan diberi selaput yang menghasilkan busur stabil.

 Elektroda Untuk Aluminium.
Aluminium dapat dilas listrik dengan elektroda yang dibuat dari logam yang sama. Pemilihan elektroda aluminium yang sesuai dengan pekerjaan didasarkan pada tabel keterangan dari pabrik yang membuatnya. Elektroda aluminium AWS-ASTM AI-43 untuk las busur listrik adalah dengan pasawat las DC kutub terbalik dimana pemakaian arus dinyatakan dalam tabel berikut

Elektroda untuk palapis Keras
Tujuan pelapis keras dari segi kondisi pemakaian yaitu agar alat atau bahan tahan terhadap kikisan, pukulan dan tahan aus. Untuk tujuan itu maka Elektroda untuk pelapis keras dapat diklasifikasikan dalam tiga macam Yaitu :

Elektroda tahan kikisan.
Elektroda jenis ini dibuat dari tabung chrom karbida yang diisi dengan serbuk-serbuk karbida. Elektroda dengan diameter 3,25 mm - 6,5 mm dipakai peda pesawat las AC atau DC kutub terbalik.
Elektroda ini dapat dipakai untuk pelapis keras permukaan pada sisi potong yang tipis, peluas lubang dan beberapa type pisau.

Elektroda tahan pukulan.
Elektroda ini dapat dipakai pada pesawat las AC atau DC kutub terbalik. Dipakai untuk pelapis keras bagian pemecah dan palu.

Elektroda tahan keausan.
Elektroda ini dibuat dari paduan-paduan non ferro yang mengandung Cobalt, Wolfram dan Chrom. Biasanya dipakai untuk pelapis keras permukaan katup buang dan dudukan katup dimana temperatur dan keausan sangat tinggi

Alat - alat Bantu Las

1. Kabel Las
Kabel las biasanya dibuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dangan karet isolasi Yang disebut kabel las ada tiga macam yaitu :

• kabel elektroda
• kabel massa
• kabel tenaga

Kabel elektroda adalah kabel yang menghubungkan pesawat las dengan elektroda. Kabel massa menghubungkan pesawat las dengan benda kerja. Kabel tenaga adalah kabel yang menghubungkan sumber tenaga atau jaringan listrik dengan pesawat las. Kabel ini biasanya terdapat pada pe­sawat las AC atau AC - DC.