Edukasi Channel

Sunday, August 2, 2020

PENGELASAN MIG/MAG-GMAW

August 02, 2020 Azwinur Edukasi Channel No comments

Pengelasan MIG/MAG (Metal Inert Gas/ Metal Active Gas) adalah penyambungan dua logam atau lebih menjadi satu dengan menggunakan kawat elektroda dengan logam dasarnya (base metal) dan dilindungi oleh gas pelindung untuk mencegah terjadinya oksidasi, seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. Proses las MIG/MAG

Animasi Las GMAW

Pada saat ini proses pengelasan MIG/MAG telah banyak digunakan diberbagai sektor industri, tetapi secara luas lebih banyak digunakan di industri otomotif, seperti ditunjukkan pada gambar 4.2. Proses pengelasan MIG/MAG tergolong lebih aman dan mudah untuk menggunakannya. Selain itu proses pengelasan MIG/MAG ini mampu menyambung part secara cepat dan aman tanpa menyebabkan distorsi.

Proses pengelasan MIG/MAG, panas dari proses pengelasan ini dihasilkan oleh busur las yang terbentuk diantara elektroda kawat (wire electrode) dengan benda kerja, seperti ditunjukkan pada gambar 4.3. Selama proses las MIG/MAG, elektroda akan meleleh kemudian menjadi deposit logam las dan membentuk butiran las (weld beads). Gas pelindung digunakan untuk mencegah terjadinya oksidasi dan melindungi hasil las selama masa pembekuan (solidification).

Gambar 1. Proses GMAW (MIG/MAG)

Proses pengelasan MIG/MAG beroperasi menggunakan arus searah (DC), biasanya menggunakan elektroda kawat positif. Ini dikenal sebagai polaritas “terbalik” (reverse polarity), seperti ditunjukkan pada gambar 4. Proses pengelasan MIG/MAG menggunakan arus sekitar 50A hingga mencapai 600A, biasanya menggunakan tegangan 15 volt hingga 32 volt.

Gambar 2. Polaritas Terbalik

Proses pengelasan MIG/MAG memiliki performa dan hasil yang sangat baik. Proses pengelasan MIG/MAG memiliki beberapa kelebihan, antara lain :

1. Sangat efisien dan proses pengerjaan yang cepat.

2. Dapat digunakan untuk semua posisi pengelasan (welding position).

3. Tidak menghasilkan slag atau terak, yang biasa terjadi pada las SMAW/MMAW.

4. Memiliki angka deposisi (deposition rates) yang lebih tinggi dibandingkan SMAW.

5. Proses pengelasan MIG/MAG sangat cocok untuk pekerjaan konstruksi.

6. Membutuhkan sedikit pembersihan post-weld

Pada proses pengelasan MIG/MAG juga memiliki beberapa kelemahan, antara lain :

Wire-feeder yang memerlukan pengontrolan yang kontinyu
Sewaktu waktu dapat terjadi burnback
Cacat las porositi sering terjadi akibat pengunaan kualitas
Gas pelindung yang tidak baik.
Busur yang tidak stabil, akibat ketrampilan operator yang kurang baik.
Pada awalnya set-up pengelasan merupakan permulaan yang sulit.

Peralatan Las MIG/MAG

Secara umum peralatan proses pengelasan MIG/MAG, adalah (gambar 5) :

Mesin las (Power Source)
Elektroda (Wirefeeder)
Welding gun/torch
Tabung gas pelindung
Regulator

Gambar 3. Skema Peralatan MIG/MAG

Salah satu faktor terpenting dalam proses pengelasan MIG/MAG adalah pemilihan jenis elektroda yang benar. Elektroda akan bercampur dengan gas pelindung sehingga menghasilkan deposit kimia dan menentukan sifat mekanik serta sifat fisik dari pengelasan. Pada dasarnya terdapat lima faktor utama yang mempengaruhi pemilihan jenis elektroda pada proses pengelasan MIG/MAG, yaitu :

Komposisi kimia benda kerja
Sifat mekanik benda kerja
Jenis gas pelindung
Jenis aplikasi yang dibutuhkan
Jenis sambungan las

Sesuai dengan klasifikasi elektroda carbon steel menurut AWS A5.18-93, elektroda carbon steel diberi penomoran seperti ditunjukkan pada gambar 6 berikut :

Gambar 4. Standar Penomoran Elektroda Ferro

Elektroda Besi Karbon

Ø ER70S-1

Memiliki persentase silicon terkecil diantara elektroda baja padat. Biasanya digunakan dengan gas pelindung argon dan terkadang dengan tambahan sedikit oksigen.

Ø ER70S-2 (SPOOLARC 65)

Elektroda ini mengandung elemen deoksidasi yang sangat berat, mengandung kombinasi zirconium, titanium dan aluminium deoksidasi dengan jumlah total 0,2% dan karbon 0,07% berat

Ø ER70S-3 (SPOOLARC 29S dan SPOOLARC 82)

Elektroda dengan klasifikasi ini paling banyak dipakai. Elektroda ini dapat menggunakan gas pelindung campuuran gas-oksigen atau CO2

Ø ER70S-4 (SPOOLARC 85)

Elektroda ini mengandung lebih banyyak mangan (1,50%) dan silicon (0,85%) dibandingkan elektroda sebelumnya. Gas pelindung yang digunakan adalah Ar-O2; Ar-CO2 dan CO2.

Ø ER70S-5

Elektroda ini mengandunng tambahan mangan dan silicon, selain itu juga mengandung aluminium (0,5% dan 0,9%) yang berfungsi sebagaielemen deoksidasi. Gas pelindung yang digunakan adalah CO2. Jenis pengelasan ini terbatas hanya pada posisi datar (flat).

Ø ER70S-6 (SPOOLARC 86)

Elektroda pada kelas ini memiliki kandungan silicon terbesar (1,15%) dan mangan yang besar (1,85%) sebagai elemen doksidasi. Pada umumnya untuk baja karbon rendah menggunakan gas pelindung CO2 dan arus listrik yang tinggi.

Ø ER70S-7 (SPOOLARC 87HP)

Elektroda ini mengandung sekitar 2% atau lebih mangan. Dapat menggunakan berbagai jenis gas pelindung.

Ø ER80S-D2 (SPOOLARC 83)

Elektroda ini mengandung silicon dan mangan sebagai doksidasi dan molybdenum (0,4 hingga 0,6%) untuk meningkatkan kekuatan, menggunakan gas pelindung Ar-CO2 dan CO2.

Elektroda Stainless Steel

Elektroda stainless steel menggunakan penomoran dengan standar AWS A5.9.

Ø ER308L (ARCALOY 308/308L)

Jenis elektroda ini dapat digunakan untuk mengelas stailess steel 304, kandungan krom dan nikel hamper sama.

Ø ER308L Si (ARCALOY 308Si/308LSi)

Digunakan untuk mengelas stailess steel 304. Perbedaannya dengan ER308L adalah kandungan silicon yang lebih tinggi, yang akan meningkatkan karakteristik wetting dan logam las. Biasanya menggunakan gas pelindung Ar-O2 1%.

Ø ER309L (ARCALOY 309/309L)

Digunakan untuk mengelas jenis stainless steel 309

Ø ER316L (ARCALOY 316/316L)

Digunakan untuk mengelas stainless steel 316, kandungan karbon kurang dari 0,04%.

Elektroda Aluminium

Elektroda dasar yang digunakan dalam elektroda aluminium adalah magnesium, mangan, seng, silicon dan tembaga. Alasan utama menambahkan elemen tersebut adalah untuk meningkatkankekuatan dan logam aluminium murni. Selain itu ketahanan korosi dan weldability juga merupakan alasan penambahan elemen tersebut. Elektroda yang paling sering digunakan adalah elektroda yang mengandung magnesium 5356 dan silicon 4043. Elektroda aluminium menggunkan standar penomoran menurut AWS A5.3.

wirefeeder

Pada dasarnya terdapat tiga jenis wirefeeder; yaitu jenis dorong, jenis tarik, jenis dorong-tarik. Perbedaannya adalah dari cara menggerakan elektroda dari spool ke tourch. Kecepatan dari wirefeeder dapat diatur mulai dari 1 hingga 22 m/menit (pada mesin las MIG/MAG performa tinggi, kecepatannya dapat mencapai 30 m/menit). Gambar Wirefeeder MIG/MAG seperti ditunjukkan gambar 7 berikut:

Gambar 5. Wirefeeder MIG/MAG

Menurut jenis rolnya, wirefeeder dapat dibagi atas dua jenis, yaitu :

· Sistem 2 rol

· Sistem 4 rol

Menurut bidang kontaknya, rol dari wirefeeder dapat dibagi atas:

· Jenis trapesium, halus

· Jenis setengah-lingkaran, halus

· Jenis setengah-lingkaran, kasar

Gambar 6. Wirefeeder

Torch

Sesuai dengan bentuknya torch dibagi atas (gambar 9) :

· Torch general

· Torch pistol (gun torch)

Menurut jenis pendinginnya, torch dibagi atas dua jenis (gambar 4.12), yaitu:

· Torch dengan pendingin udara

· Torch dengan pendingin air

Gambar 7. Jenis torch

Pipa Kontak

Pipa pengarah elektroda biasa juga disebut pipa kontak. Pipa kontak terbuat dari tembaga, dan berfungsi untuk membawa arus listrik ke elektroda yang bergerak dan mengarahkan elektroda tersebut ke daerah kerja pengelasan, seperti ditunjukkan gambar 10. Torch dihubungkan dengan sumber listrik pada mesin las dengan menggunakan kabel. Karena elektroda harus dapat bergerak dengan bebas dan melakukan kontak listrik dengan baik, maka besarnya diameter lubang dari pipa kontak sangat berpengaruh.

Gambar 8. Pipa Kontak

Nozzle Gas Pelindung

Nozzle gas pelindung akan mengarahkan jaket gas pelindung kepada daerah las. Nozzle yang besar digunakan untuk proses pengelasan dengan arus listrik yang tinggi. Nozzle yang lebih kecil digunakan untuk pngelasan dengan arus listrik yang lebih kecil.

Gambar 9. Nozzle

DAFTAR PUSTAKA

1. American Welding Society,Eighth Edition, Welding Technology Volume 1 1991

2. ASME Code Sect. IX, Welding Procedure Specification, 2001

3. Andrew D. Althouse, Modern Welding, The Good Heart Wilcox Company, Inc 1992, South Holland

4. Althouse, Turnquist. Bowditch, Bowditch, 1984, Modern Welding, The Goodheart-Willcox Company, Inc., Illinois.

5. George E.Totten, Steel Heat Treatment Handbook : Metallurgy and Technologies, CRC Press, USA, 2006.

6. Klas Weman, Welding process handbook,Woodhead Publishing Ltd, 2012

7. Sri Widarhto, Petunjuk Kerja Las, PT. Pradnya Paramita, Jakarta 2001.

8. Harsono Wiryosumarto, Prof, Dr, Ir, Teknologi Pengelasan Logam, PT.Pradnya Paramita, Jakarta, 2000.

Jobsheet: GMAW 1F

PENGELASAN GTAW/ TIG

August 01, 2020 Azwinur Edukasi Channel No comments

Las gas tungsten (las TIG) adalah proses pengelasan dimana busur nyala listrik ditimbulkan oleh elektroda tungsten (elektroda tak terumpan) dengan benda kerja logam. Daerah pengelasan dilindungi oleh gas lindung (gas tidak aktif) agar tidak berkontaminasi dengan udara luar. Kawat las dapat ditambahkan atau tidak tergantung dari bentuk sambungan dan ketebalan benda kerja yang akan dilas. Animasi Dasar Las TIG. Mesin las AC/DC merupakan mesin las pembangkit arus AC/DC yang Bagaimana di dalam pengelasan las TIG. Pemilihan arus AC atau DC biasanya tergantung pada jenis logam yang akan dilas.

Skematik proses las TIG dapat dilihat pada Gambar 1 berikut :

Gambar 1. Prinsip kerja las TIG

(Sumber : Sriwidarto, 2001)

Selanjutnya peralatan yang diperlukan pada pengelasan TIG terdiri dari beberapa komponen sebagaimana ditunjukkan Gambar 2 berikut :

Gambar 2. Peralatan las Tungsten Inert Gas (TIG)

Las TIG baik untuk penyambungan bahan metal. Tetapi karena masukan panas (heat input) yang menentukan daya cair metal relatif kecil, maka jenis pengelasan ini kurang cocok dipakai untuk pelat-pelat tebal. Biasanya TIG hanya efisien untuk pengelasan pelat ≤ 10 mm. Jenis las ini sangat baik untuk pengelasan pertama (root pass). Jika operasinya salah, di dalam bahan akan kemasukan tungsten.

Pada proses pengelasan ini sering tidak diperlukan adanya penambahan logam pengisi, yaitu pada sambungan yang cukup dengan meleburkan dua logam induk yang disambung. Bila diperlukan logam pengisi (filler metal), pengisi ditambahkan berupa batangan (rod) yang dileburkan pada busur bersama logam induk. Karena elektroda berfungsi sebagai pembangkit busur, akan lebih baik jika elektroda lebih tahan terhadap suhu. Oleh sebab itu disini dipilih wolfram sebagai bahan elektroda, karena temperatur wolfram cukup tinggi.

Peralatan Las Tungsten Inert Gas (TIG)

1. Mesin las AC/DC

Mesin las AC/DC merupakan mesin las pembangkit arus AC/DC yang digunakan di dalam pengelasan las gas tungsten. Pemilihan arus AC atau DC biasanya tergantung pada jenis logam yang akan dilas.

2. Tabung gas lindung

Tabung gas lindung adalah tabung tempat penyimpanan gas lindung yang di gunakan dalam pengelasan seperti argon dan helium yang akan di gunakan di dalam Pengelasan TIG

3. Regulator gas lindung

Regulator gas lindung adalah adalah pengatur tekanan gas yang akan digunakan di dalam pengelasan gas tungsten. Pada regulator ini biasanya ditunjukkan tekanan kerja dan tekanan gas di dalam tabung.

4. Flowmeter untuk gas

Flowmeter dipakai untuk menunjukkan besarnya aliran gas lindung yang dipakai di dalam pengelasan gas tungsten.

5. Stang las (welding torch)

Stang las berfungsi untuk menyatukan sistem las yang berupa penyalaan busur dan perlindungan gas lindung selama dilakukan proses pengelasan, seperti ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Stang las (welding torch)

Gambar 4. Bagian-bagian utama welding torch las TIG

6. Elektroda Tungsten

Bahan elektroda adalah tungsten murni dan paduan tungsten. Bahan ini tidak terkonsumsi dalam pengelasan apabila diperlakukan secara benar dan hati hati. Adapun fungsinya sebagai salah satu terminal busur nyala listrik yang menghasilkan panas untuk pencairan bahan kawat las dan bahan induk. Titik lebur metal tungsten adalah 6170°F (3410°C). Pada saat tungsten mendekati suhu ini , sifatnya menjadi thermionic (sumber pemasok elektron).

Elektroda tungsten diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimiawinya dan sistem identifikasi kode warna sebagaimana tertera pada tabel 1 dibawah ini.

Tabel di atas disusun berdasarkan klasifikasi AWS dimana kode

E : elektroda
W : wolfram atau tungsten
P : tungsten murni (pure tungsten)
G : umum (general ) dimana komposisi tambahan biasa tidak disebut.

Ce-2, La-1, Th-1, Th-2, dan Zr-1 masing-masing adalah komposisi tambahan sebagaimana yang dapat dilihat pada tabel.

Elektroda tungsten murni biasa digunakan untuk pengelasan AC pada pengelasan aluminium maupun magnesium. Elektroda tungsten thorium digunakan untuk pengelasan DC. Elektroda tungsten disediakan dalam berbagai ukuran diameter dan panjang. Untuk diameter dari mulai ukuran 0,254 mm sampai dengan 6,35 mm. Untuk panjang disediakan mulai dari 76,2 mm sampai dengan 609,6 mm.

Penggunaan arus dalam pengelasan TIG sangat tergatung pada jenis dan diameter elektrode tungsten (Tabel 2). Jika arus lebih rendah dari yang seharusnya diperuntukkan bagi elektroda dengan diameter tertentu, sebagaimana yang tertera dalam tabel tersebut, busur dapat menjadi tidak stabil.

Arus searah dengan elektroda positif (DCEP) memerlukan diameter elektroda yang jauh lebih besar untuk mendukung level arus yang telah ditentukan, karena ujung elektroda tidak didinginkan oleh penguapan elektron namun sebaliknya dipanaskan oleh tumbukan elektron elektron tersebut.

Pada umumnya diameter elektroda tertentu pada DCEP diharapkan hanya mampu dilewati 10% dari kuat arus DCEN. Pada arus bolak balik ujung elektroda didinginkan sewaktu cycle elektroda negatif, dan dipanaskan sewaktu cycle elektroda positif. Karenanya arus yang menanggung kapasitas elektroda pada AC berada diantara DCEN dan DCEP. Secara umum dapat dikatakan bahwa listrik AC hanya mampu menaggung 50% kapasitas elektroda DCEN

Bentuk ujung elektroda merupakan variabel proses yang penting dalam TIG . Elektroda tungsten dapat digunakan dengan berbagai bentuk ujung (tip) . Ujung berbentuk bola digunakan pada elektroda tungsten murni dan zirconiated tungsten untuk pengelasan dengan arus AC. Bentuk serong dengan sudut tertentu dan kadang kadang sedikit terpangkas (truncated) merupakan konfigurasi ujung elektroda thoriated, ceriated dan lanthanated untuk digunakan dalam pengelasan dengan arus DC. Skamatik bentuk ujung elektroda ditunjukkan gambar 5.

Gambar 5. Konfigurasi ujung elektroda

Pengasahan elektroda tungsten dilakukan membujur dengan arah putaran gerinda. Pengasahan dengan arah ini akan mempermudah aliran arus yang akan digunakan di dalam pengelasan, sebaliknya jika penggerindaan dilakukan melintang dengan arah putaran batu gerinda akan mengakibatkan terhambatnya jalannya arus yang digunakan untuk mengelas. Adapun ukuran penggerindaan elektroda tungsten dapat dilihat pada gambar 6 berikut :

Gambar 6. Penggerindaan elektroda tungsten

(Sumber : Sriwidarto, 2001)

7. Kawat las (Filler Rod)
Kawat las berfungsi sebagai bahan tambah. Tambahkan kawat las jika bahan dasar yang dipanasi dengan busur tungsten sudah mendekati cair.

8. Gas lindung (inert gas).
Gas lindung (inert gas) adalah gas yang tidak bereaksi dengan logam maupun gas yang lain. Gas ini dipakai sebagai pelindung busur dan logam panas ketika dilakukan proses pengelasan. Gas lindung yang biasa dipakai didalam las TIG dapat berupa gas argon (Ar), helium (He), dan campuran argon-hidrogen. Argon lebih sering dipakai di dalam las TIG dengan pertimbangan :