bab 3 - proses pengelasan gmaw,gtaw &saw - copy
DESCRIPTION
pengelasanTRANSCRIPT
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
3.1. Sub Kompetensi
Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah memahami isi modul ini
adalah sebagai berikut :
- Mahasiswa mampu memahami macam-macam proses pengelasan
Proses GMAW
Proses TIG
Proses SAW
3.2. Uraian Materi
a. Las Busur Gas
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas akan dihembuskan ke
daerah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Gas
yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar), gas
karbondioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut.
Las busur gas diklasifikasi dibagi dalam dua kelompok besar yaitu
kelompok elektoda tak terumpan dan kelompok elektoda terumpan. Kelompok
elektroda tak treumpan mengguankan batang wolfram sebagai elektrode yang dapat
menghasilkan busur listrik tanpa turut menvair, sedangkan kelompok elektoda
terumpan sebagai elektrodanya digunakan kawat las. Skema dari kedua kelompok ini
dapat ditunjukakan pada gambar di bawah ini.
Gambar : Las Busur Gas
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-1
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
jenis dengan logam pengisi dan tanpa logam pengisi. Kelompok ini biasanya
mengunakan gas mulai sebagai pelindung sehingga secara keseluruhan nam
kelompok ini menjadi las wolfram gas mulia atau dalam bahasa inggris “tungsten
inert gas welding” yang disingkat menjadi TIG welding atau las TIG.
Kelompok elektoda terumpan kadang-kadang dibagi ladi dalam dua
jenis berdarasrkan kawat elektrodanya, yaitu jenis kawat elektroda pejal dan jenis
kawat elektroda inti fluks. Falam kelompok ini digunaka dua macam gas pelindung
yaitu gas mulai dan gas CO2. Kelompok pelindung dengan gas mulai nama
keseluruhannya las bususr logam mulai dalam bahasa inggrisnya adalah : metal inert
gas ars welding yang biasanya disingkat menjadi MIG welding atau las MIG. Pada
waktu ini umumnya gas pelindung digunakan berupa cmapuran dar gas Ar dan gas
CO2.
Skema : las Busur Gas
b. Proses Pengelasan GMAW (Gas Metal Arch Welding)
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-2
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Las listrik gas metal atau gas metal arc welding ( GMAW ) adalah proses las
listrik yang menggunakan busur listrik yang berasal dari elektroda , yang dipasok
terus – menerus secara tetap dari suatu mekanisme kekolam las.untuk mencegah
terjadinya oksidasi , pengelasan ini dilindungi oleh aliran gas lindung yang berupa
gas aktif, misalnya CO2 sehingga disebut metal active gas (MAG) atau gas inert
( misalnya argon) sehingga disebut metal inert gas (MIG), karena adanya GMAW
juga disebut MIG MAG welding.
pengelasan ini dapat dilaksanakan secara otomatis dan dapat digunakan untuk
mengelas baja carbon, baja paduan rendah berkkeuatan tinggi, stainless steel,
almunium, tembaga , titanium dan paduan nikel dalam segala posisi dengan merubah
jenis gas pelindung , elektroda dan variable las lainnya. Tenaga listrik pengelasan ini
menggunakan arus bolak balik (AC) mulai dari 230 / 460 VAC dengan frekuensi
baik 50 maupun 60 Hertz (Hz).
Proses GMAW sering digunakan dalam proses produksi karena memiliki
keuntungan :
Sangat efisien dan proses pengerjaan yang cepat karena kecepatannya bisa lebih tinggi dari SMAW.
Dapat dihunakan dalam semua posisi pengelasan
Tidak menghasilkan slag atau terak layaknya pad alas SMAW
Memiliki angka deposisi ( deposition rates) yang lebih tinggi dibandingkan las SMAWulung dalam satu klos.
Dapat digunakan mengelas terus menerus karena elektroda berupa kawat sangat panjang dan terg
Pengelasan GMAW sangat baik untuk pekerjaan kontruksi
Membutuhkan sedikit pembersihan post weld
Kerugiannya :
Wire feeder yang memerlukan pengontrolan yang kontinyu
Sewaktu waktu da[at terjadi burnback
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-3
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Cacat porosity sering terjadi akibat penggunaan gas pelindung yang kurang baik
Busur yang tidak setabil akibat keterampilan operator yang kurang baik
Pada awalnya set up pengelasan merupakan permulaan yang sulit
Skema Pengelasan GMAW
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-4
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Motor penggerak dan Gun
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-5
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Sifat – sifat las listrik GMAW dapat di bedakan dari caranya mentransfer metal ke
bahan induk. Tiga sifat tersebut adalah sebagai berikut :
Transfer arus pendek ( short circuit )
Transfer berbentuk bola ( globular )
Transfer bentuk semprotan ( spray )
Tiga transfer ditentukan oleh beberapa faktor dibawah ini :
Besaran dan tipe arus pengelasan
Diameter elektroda
Komposisi elektroda
Perpanjangan elektroda (extension)
Gas pelindung
Short circuit metal transfer merupakan jenis perpindahan logam las yang
membutuhkan heat input yang rendah.
Siklus short circuit transfer.
Prinsip pengoperasian las gas metal terletak pada pengendalian tiga hal yaitu
pembakar las, unit pemakanan kawat, dan sumber tenaga.Pembakar las ini akan
memandu elektroda, arus las dan gas lindung bekerja bersama-sama dengan
komposisi kecepatan pemakanan kawat dan tekanan kerja gas lindung yang sesuai
untuk menghasilkan pengelasan yang baik. Unit pemakanan kawat berfungsi untuk
mengatur kecepatan kawat yang sesuai dengan arus dan ketebalan sambungan las.
Sumber tenaga berfungsi mensuplai arus yang sesuai untuk pengelasan.
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-6
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Besarnya arus ini bervariasi tergantung tebal-tipisnya plat yang akan
disambung maupun posisi pengelasannya. Ada 3 mode pemindahan logam yang
terjadi di dalam las gas metal yaitu pemindahan pancar aksial(axial spray transfer),
globular, dan hubung pendek (short circuiting transfer). Pancar aksial dan globular
amat berkaitan erat dengan energy busur yang relatif tinggi. Dengan memberikan
pengecualian mode pemindahan pancar pada diameter elektroda yang amat kecil,
pancar aksial dan globular biasanya terbatas hanya pada posisi pengelasan datar dan
horizontal dengan ketebalan plat tidak lebih dari 3,2 mm. Pemindahan hubung
pendek membutuhkan energi rendah biasanya terbatas pada ketebalan plat tidak lebih
dari 3,2 mm dan dapat digunakan untuk pengelasan pada semua posisi.
Globular transfer merupakan jenis yang memisahkan antara short circuit
transfer dengan Spray Arc Transfer. Bentuk lelehan elektroda yang mengenai logam
las besar-besar dan luas hal ini terjadi sampai elektroda itu berhenti dan lelehan
elektroda itu menerobos ke dalam pada benda lasan. Globular transfer dapat terjadi
ketika parameter dari voltage,ampere, dan kecepatan elektroda lebih besar dari
standard short circuit transfer.
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-7
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Kelemahan globular transfer :
a) Terjadinya spatter
b) Sulit untuk mengelas selain posisi flat dan fillet horizontal.
c) Sulit untuk mengelas logam di atas 3 mm.
Gambar. Globalar transfer
Spray Arc Transfer, pengertian tentang cara pemindahan logam elektroda
dengan spray karena logam elektroda yang dipindahkan ke benda kerja sepertinya
disemburkan. Jadi cairan logam yang dipindahkan kecil-kecil, tidak seperti pada
globular. Jenis ini relative digunakan pada voltage yang tinggi,sedikit panas yang
terjadi pada benda kerja, dan digunakan untuk pengelasan pada plat yang tipis.
Gambar. Spray Arc Transfer
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-8
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Perbedaan yang mendasar pada kelompok pengelasan GMAW yaitu pengelasan
MIG dan MAG dapat dilihat pada table di bawah ini :
c. Proses Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG
( Tungsten Inert Gas )
Adalah merupakan salah satu dari jenis arc welding, dimana busur listrik yang
terjadi karena hubungan pendek antara tungsten sebagai electrode yang mendapat
aliran listrik dari penjepit tungsten dengan base metal .Sebagai pelindung busur
listrik / arc maupun logam las yang masih mencair adalah gas Argon/Helium atau
campuran keduanya tergantung base metal yang dilas. .atau Adalah salah satu
pengelasan Arc welding yang menggunakan inert gas sebagai pelindung dengan
tungsten atau wolfram sebagai electrode
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-9
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Skema pengelasan GTAW / TIG
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-10
1. Stop kontak
2. Mesin Las
3. Kabel
4. Kabel
5. Ground klemp
6. Tabung gas argon
7. Selang gas argon
8. TIG Torch
9. Filler Metal
10. Base Metal
11. Tungsten
12. Penjepit Tungsten
13. Arc
14. Weld Metal Cair
15. Weld Metal Beku
16. Gas Pelindung
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Keuntungan pengelasasn GTAW :
Menghasilkan pengelasan yang bermutu tinggi pada bahan ferrous dan non
ferrous dengan pengelasan yang tepat.
Bisa digunakanuntuk root pass bermutu tinggi dari arah satu sisi
Lebih cocok pada pengelasan pipa,tubing dan pelat tipis t ≤ 10 mm
Kerugian pada pengelasn GTAW :
Laju pengisian lebih rendah di banding pengelasan yang lain.
Butuh control kelurusan sambungan yang lebih ketat untuk hasil yang baik
Butuh kebersihan pada sambungan las , baik digunakan dalam ruangan
tertutup
Dapat terjadi arc blow atau arc deflection
Panjang busur menentukan lebar kolom
Jika ujung elelktroda terkomtaminasi mempengaruhi sifat busur nyala dan
mengakibatkan inklusi tungsten kedalam las , jika hal ini terjadi pengelasan
dilakukan ulang.
electroda pada GTAW termasuk elektroda tidak terumpan dan sumber listrik berasal
dari generator AC atau DC (ada 2 jenis DCEN (Direct Current Electrod Negative )
dan DCEP ( Direct Current Electrode Positive/ plarity balik). Dimana DCEN
menghasilkan penetrasi dalam dan tinggi terutamajika gas pelindung heliun. DCEP
digunakan untuk keadaan khusus , karena electrode menjadi over heating.
Dapat di artikan bahwa sumber listrik yang digunakan untuk mengelas TIG
dapat berupa listrik DC atau listrik AC. Dalam hal listrik DC rangkaian listriknya
dapat dengan polaritas lutus dimana katup positif dihubungkan dengan logam induk
dan kutup negatif dengan batang eleltroda tau rangkaian sebaliknya yang disebut
polaritas balik. Skema dari kedua rangkain ini dapat dilihatpada gambar di bawah ini
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-11
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Diagram rangkaian Listrik mesin DC
Dalam polaritas lurus elektron bergerak dari elektroda dan menumbuk logam
induk dengan kecepatan yang tinggin sehinga dapat terjadi penetrasi yang dalam.
Karena pada elektroda tidaka terjadi tumbukan elektron maka secara relatif suhu
elektroda tidak selalu tinggi, karena itu dengan polaritas ini dapat digunakan arus
yang besar. Sebaliknya dalam polaritas balik elektroda menjadi panas sekali, sehinga
arus listrik yang dapat dialirkan menjadi rendah. Untuk ukuran elektrode yang sama
dengan polaritas balik kira0-kira hanya 1/10 araus pada polaritas lurus yang
dialirkan. Bila arus terlalu besar maka ujung elektrode ekan turut mencair dan
merubah komposisi logam vcair yang dihasilkan. Dengan polaritas balik penetrasi ke
dalam logam induk menjadi dangkal dan lebar. Di samping itu terjadi proses ionisasi
pada gas Argan yang menyelubunginya dan terbentuk ion-ion Ar positif, yang
menumbuk logam dasar dan dapat melepaskan lapisan oksida yang ada di
permukaannya. Karena sifat yang dapat membersihkan maka peristiwa ini
dinamamakan aksi pembersihan. Pengaruh polaritas terhadap proses pengelelasn TIG
dapat dilihat dalam gambar di bawah ini :
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-12
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Pengaruh polaritas pada pengelasan TIG / GTAW
Bila dipergunakan listrik AC maka proses yang terjadi akan sama dengan
menggunakan arus searah dengan polaritas lurus dengan polaritas balik yang digun
akan secara bergantian. Kerana hal ini maka dengan menggunakan arus bolak balik,
hasil pengelasan. Akan terletak antara hasil pengelasan dengan arus searah dengan
polaritas lurus dan polaritas balik. Pada umumnya busur yang dihasilkan dengan
bususr DC kurang begitu matap dan untuk memantapkannya perlu ditambahkan
listrik AC Dengan frekuensi tinggi.
Berdasarkan keterangan diatas maka, biasanya arus searah dengan polaritas
lurus diapakai untuk pengelasan baja, sedangkan untuk alimuniam karena
permukaannya selalu dilapisi dengan oksida yang mempunyai titik cair yang tinggi,
maka sebaliknya mamakai arus bolak balik biasanya yang ditambah dengan arus
balik frekuensi tinggi. Pemakian jenis polaritas beberapa logam ditunjukna dalam
tabel sebagai berikut :
Tabel Mesin TIG untuk beberapa Logam
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-13
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
d. Proses pengelasan SAW (Submerged Arch Welding)
adalah las busur terbenam atau pengelasan dengan busur nyala api listrik.
Untuk mecegah oksidasi cairan metal induk dan material tambahan, dipergunakan
butiran–butiran fluks / slag sehingga bususr nyala terpendam di dalam ukuran–
ukuran fluks tersebut
Keuntungan dan kerugian pengelasan SAW
Dapat dioperasikan dengan arus tinggi hingga 2000 A / Hi current
Mampu melakukan penetrasi yang dalam
Dapat digunakan pada pelat tipis
Karena seluruh cairan tertutup oleh fluks maka kwalitas daerah las sangat baik.
Karena dapat digunakan kawat las yang besar, maka arus pengelasan juga besar
sehingga penetrasi cukup dalam dan efisiensi pengelasan tinggi.
Karena kampuh las dapat dibuat kecil, maka bahan las dapat dihemat.
Karena prosesnya secara otomatik maka tidak diperlukan ketrampilan juru las
yang tinggi dan perubahan-perubahan teknik pengelasan yang dilakukan oleh
juru las tidak banyak pengaruhnya terhadap kwalitas las.
Karena busur yang tidak kelihatan, maka penentuan pengelasan yang salah
dapat menggagalkan seluruh hasil pengelasan.
Posisi pengelasan terbatas hanya pada posisi horizontalKarena
prosesnyaotonaatik, maka penggunaannya lebih terbatas bila dibanding dengan
las dengan tangan atau semi otomatik
Skema pengelasan SAW
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-14
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-15
7. Contactube
8. Ground Klemp
9. Base Metal
10. Flux
11. Flux Cair
12. Slag Beku
1. Stop Kontak
2. Mesin Las
3. Kabel
4. Kabel
5. Wire Rot Roll
6. Wire Feeder
13. Penghisap Flux
14. Wire Rot
15. Weld Metal Cair
16. Weld Metal Beku
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Pengaruh Arus / Amper pada Weld Profile
Pengaruh Voltage pada Weld Profile
Posisi pengelasan SAW Posisi Flat (1G, 1F) & 2F Horizontal
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-16
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
3.3. Rangkuman
Las busur gas adalah cara pengelasan dimana gas akan dihembuskan ke
daerah las untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir.
Gas yang digunakan sebagai pelindung adalah gas helium (He), gas Argon (Ar),
gas karbondioksida (CO2) atau campuran dari gas-gas tersebut.
Las listrik gas metal atau gas metal arc welding ( GMAW ) adalah proses las
listrik yang menggunakan busur listrik yang berasal dari elektroda , yang dipasok
terus – menerus secara tetap dari suatu mekanisme kekolam las.untuk mencegah
terjadinya oksidasi , pengelasan ini dilindungi oleh aliran gas lindung yang berupa
gas aktif, misalnya CO2 sehingga disebut metal active gas (MAG) atau gas inert
( misalnya argon) sehingga disebut metal inert gas (MIG), karena adanya GMAW
juga disebut MIG MAG welding.
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-17
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
Proses Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arch Welding) atau TIG ( Tungsten
Inert Gas )Adalah merupakan salah satu dari jenis arc welding, dimana busur listrik
yang terjadi karena hubungan pendek antara tungsten sebagai electrode yang
mendapat aliran listrik dari penjepit tungsten dengan base metal.
Proses pengelasan SAW (Submerged Arch Welding) adalah las busur
terbenam atau pengelasan dengan busur nyala api listrik. Untuk mecegah oksidasi
cairan metal induk dan material tambahan, dipergunakan butiran–butiran fluks / slag
sehingga bususr nyala terpendam di dalam ukuran–ukuran fluks tersebut
3.4. Referensi
1. Harsono Wiryosumarto, Toshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam,
Cetakan Keenam, PT Pradnya Paramita, Jakarta, 1994.
2. Tata Surdia, Kenji Chijiwa, Teknik Pengecoran Logam, Cetakan Ketujuh, PT
Pradnya Paramita, Jakarta, 1996.
3. Sri widharto. (2007) . Menuju Juru Las Tingkat Dunia.Jakarta. PT
PradnyaParamita
4. Materi Proses Las, Diktat WI PPNS, Surabaya 2008
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-18
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
3.5. Latihan Soal
1. Gambarkan skema pembagian Las busur Gas
2. Sebutkan Sifat – sifat las listrik GMAW dapat di bedakan dari caranya
mentransfer metal ke bahan induk. dan gambarkan.
3. Gambarkan skema pengelasan GTAW/TIG
4. Sebutkan kerugian / keterbatasan pengelasan SAW
3.6. Lembar Kerja
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-19
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-20
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-21
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-22
MODUL 3. PENGELASAN GMAW , TIG & SAW
3.7. Jawaban
MODUL AJAR TEKNOLOGI PENGELASAN3-23