A. PENGERTIAN PENGELASANWelding atau pengelasan adalah cara meyambung logam dengan cara mencairkan logam di daerah yang akan di sambung, pada umumnya di lakukan dengan menambahkan logam pengisi (filler metal). Energy untuk mencairkan logam di dapat dari flame (nyala api) atau dari busur listrik (electrical arc).

Keuntungan penggunaan las adalah :1. Konstruksi sambungan las mudah dilakukan.2. Waktu pengerjaan sambungan las relatif lebih cepat.3. Bahan lebih hemat.4. Konstruksi lebih ringan.5. Diperoleh bentuk sambungan yang lebih estetis (indah).

B. Klasifikasi Proses LasMengelas secara umum adalah suatu cara menyambung logam dengan menggunakan panas, tenaga panas pada proses pengelasan diperlukan untuk memanaskan bahan lasan sampai cair/leleh sehingga bahan las tersambung dengan atau tanpa kawat las sebagai bahan pengisi, karena pada kondisi pengelasan tertentu tidak memerlukan bahan pengisi pada proses pengelasan.Pada proses las patri bahan las tidak dipanaskan sampai cair/leleh tetapi panas diperlukan hanya untuk mencairkan/melelehkan bahan tambah, pada las tempa bahan las dipanaskan pada dapur tempa sampai pijar kemudian bahan diberikan sampai tersambung, pelapisan permukaan juga termasuk proses pengelasan dimana bahan pelapis dapat berupa kawat atau serbuk las.Banyak cara-cara pengelasan dilakukan untuk menyambungkan logam, karena banyaknya jenis proses pengelasan banyak pula cara-cara pengklasifikasian yang digunakan dalam bidang pengelasan, tetapi secara konvensional cara-cara pengklasifikasian tersebut dapat dibagi dalam dua golongan, yaitu pengklasifikasian cara pengelasan berdasarkan cara kerja dan pengklasifikasian cara pengelasan berdasarkan sumber panas yang digunakan dalam proses pengelasan.Pada cara pengklasifikasian berdasarkan cara kerja dapat dibagi dalam tiga kelas utama, yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan di mana bahan dasar yang disambung dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau api gas yang terbakar.2. Pengelasan tekan adalah cara pengelasan di mana bahan yang disambung dipanaskan sampai pijar kemudian ditekan menjadi satu3. Pematrian adalah cara pengelasan dimana logam diikat dan disatukan dengan menggunakan bahan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah, dalam pematrian logam yang disambung tidak turut mencair.

Dari pengertian pengelasan secara umum diatas, maka cara pengelasan dibedakan menjadi beberapa macam, yakni :1. Las Tekana. Las Resistansi Listrikb. Las Tempac. Las Tekan yang lain

2. Las Caira. Las Gasb. Las Cair Busur Listrik1) Elektrode tak terumpan (Las TIG/Wolfram)2) Elektrode Terumpana) Las Busur pelindung Gas (Las MIG, Las CO2)b) Las Busur pelindung Fluks (elektrode terbungkus, elektrode Inti, elektrode rendam.c) Las Busur tanpa pelindung3) Las Termit4) Las Terak5) Las Cair yang lain.3. Pematriana. Patri Kerasb. Patri Lunak.

Berdasarkan sumber panas, pengelasan dikelompokkan menjadi 5, yaitu pengelasan gas, pengelasan busur listrik, pengelasan tekan, pengelasan tempa, pengelasan kimia.1. Pengelasan gas adalah cara pengelasan menggunakan pencampuran dua gas untuk mendapatkan panas pada pengelasan yang digunakan untuk mancairkan atau bahan dengan atau tanpa bahan tambah, jenis gas yang digunakan :1. Kawat lasgas oksigen 2. gas asetilin3. gas hydrogen 4. gas prophan (LPG) 5. Lapisan lasgas Methan (LNG)

Bahan dasar

Gambar 1. Las gas2. Pengelasan busur listrik adalah cara pengelasan menggunakan busur listrik atau percikan bunga api listrik akibat hubungan singkat antara dua kutub listrik yang terionisasi dengan udara melalui penghantar batang elektroda yang sekaligus dapat digunakan pula sebagai bahan tambah atau bahan pengisi dalam pengelasan.

Gas pelindung

Lapisan terakBusur cahayaJatuhan logam cair

Gambar 2. Las busur listrik [2]3. Pengelasan tekan (las tahanan listrik) atau disebut juga las resisten listrik adalah cara pengelasan di mana bahan yang disambung dipanaskan dengan tahanan listrik melalui elektroda tembaga sampai pijar kemudian ditekan menjadi satu, las tekan atau las tahanan listrik baik sekali digunakan untuk penyambungan pelat-pelat yang tipis.

Gambar 3. Las tekan [2]4. Pengelasan tempa adalah cara pengelasan dimana bahan yang disambung dipanaskan sampai pijar pada dapur tempa kemudian dengan menggunakan palu tempa bahan disatukan diatas paron pembentuk.

Gambar 4. Las tempa [2]5. Pengelasan kimia adalah cara pengelasan dengan menggunakan reaksi kima sebagai sumber panas untuk menyambungkan bahan, jenis las kima pada penyambungan logam adalah las thermit dimana panas pada pengelasan ditimbulkan oleh reaksi kimia antara serbuk besi dan oksida alumunium.

Reaktor thermit

Bahan pengisi masuk

Cetakan pasirPengeluaran uadara

Benda kerja yang dilas

Gambar 5. Las kimia [2]

Salah satu proses yang paling banyak digunakan pada sambungan struktur adalah las cair (fusion welding). Las cair ini dapat diklasifikasikan berdasarkan sumber panas yang digunakan menjadi 3 kelompok yaitu las gas (gas welding), las busur (arc welding) dan las sinar energi tinggi (high energy beam welding). 1. Las gas :Las gas oksi asetilen (oxyacetilene gas welding/OAW)2. Las Busur:Las busur tungsten gas (gas tunsten arc welding/GTAW)Las busur logam gas (gas metal arc welding/GMAW)Las busur elektroda terbungkus (shielded metal arc welding/SMAW)Las busur rendarn (submerged arc welding/SAW) Las terak listrik (electrosiag welding/ESW)Las busur plasma (plasma arc welding/PAW)3. Las sinar:Las sinar elektron (Electron beam welding/EBW)Energi tinggi Las sinar laser (Laser beam welding)

C. Las Busur ListrikLas busur listrik, panas diambil dari arus listrikyang mengalir diantara dua logam. Energi panas disalurkan pada ujung-ujung bagian logam yang akan disambung hingga bagian tersebut melelehPada saat yang sama bahan tambah (yang juga berada dalam kondisi meleleh) ditambahkan ke dalam lelehan kedua bagian logam yang akan disambungBahan tambah beserta kedua bagian logam yang dilelehkan berpadu membentuk ikatan metallurgi sehingga setelah dingin membeku dan dihasilkan ikatan sambungan yang kuatLas busur nyala listrik merupakan metode pengelasan yang memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber panas. Arus listrik yang cukup tinggi dimanfaatkan untuk menciptakan busur nyala listrik (Arc) sehingga dihasilkan suhu pengelasan yang tinggi, mencapai 4000oC.Sumber arus listrik yang digunakan dapat berupa listrik arus searah (directcurrent/ DC) maupun arus bolak-balik (alternating current/ AC).

D. KlasifikasiLasBusurNyalaListrik Terdapat beberapa macam las busur nyala listrik, yangdiklasifikasikan sebagai berikut : 1. Lasbusurlistrikelektroda terbungkus(Shielded Metal ArcWelding/SMAW)2. Las busur listrikdenganpelindunggas( TIG/ Wolfram, MIG, CO2)3. Lasbusurlistrik denganpelindungbukangas

E. Las busur dengan elektroda berselaput (SMAW)Las busur dengan elektroda berselaput (Selded Metal Arc Welding) proses las busur ini menggunakan elektroda berselaput sebagai bahan tambah, busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda dan bahan dasar akan mencairkan ujung elektroda dan sebagian bahan dasar, selaput elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung elektroda, kawah las, busur listrik dan daerah las di sekitar busur listrik terhadap pengaruh udara luar.

Gambar 7. Las busur dengan elektroda berselaputSelaput elektroda atau fluksi mempunyai peranan penting pada pengelasan, dimana fungsi fluksi adalah :1. sebagai penstabil busur listrik.2. membentuk terak pelindung, yang akan melindungi logam las dari pengaruh udara luar.3. membentuk gas pelindung4. membersihkan permukaan logam las dari kotoran berupa oli dan lapisan oksida logam5. mempermudah penyalaan busur listrik6. memperbaiki struktur logam las yang berubah akibat proses pemanasan logam.

F. Prinsip Kerja Las SMAWBusur nyala listrik terjadi di antara benda kerja yang akan disambung dan elektroda (dapat berupa batang atau kabel). Pada umumnya, elektroda selain berfungsi sebagai penghantar arus listrikuntuk menghasilkan busur nyala listrik sekaligus berfungsi sebagai bahan tambah. Bersamaan dengan timbulnya busur nyala listrik, elektroda meleleh dan mengisi celah sambungan bagian logam yang akan disambung

Gambar Skema dasar las busur nyala listrik

Skema dasar las busur nyala listrik dapat dilihat pada gambar diatas. Sebuah mesin las dengan sumber tegangan AC ataupun DC, dihubungkan ke benda kerja menggunakan kabel. Ujung kabel satunya dihubungkan ke elektroda melalui kabel elektroda dan pemegang elektroda Busur nyala listrik terjadi pada saat elektroda menyentuh benda kerja, kemudian secepat mungkin ditarik kembali dan diberikan jarak tertentu dengan benda kerja. Temperatur yang dihasilkan oleh busurnyala listrik mencapai 4000 oC. panas yang dihasilkan akan melelehkan bagian benda kerja dan ujung elektroda, menghasilkan kubangan logam cair yang biasadisebut kawah lasan

G. Pembentukan Busur Nyala Listrik Sumber listrik dihubungkan ke benda kerja sedemikian rupa sehingga kutup sumber yang satu terhubung ke benda kerja (berfungsi sebagai katoda), kutup yang lain dihubungkan dengan elektroda (berfungsi sebagai anoda). Pada saat elektroda didekatkan /ditempelkan ke benda kerja, akanterjadi hubungan singkat antara kutup-kutup sumberlistrikElektron mengalir dengan kecepatan tinggi dari kutup katoda (benda kerja) ke kutup anoda, (yang berupa elektroda) melompati ruang udara diantara katoda dan anoda. Aliran elektronmenimbulkan aliran Ion positifdari kutup anoda ke kutup katoda, yang kita istilahkan sebagai aliran arus listrik. Arus listrik yang melompat melalui ruang udara kita lihat sebagai busur nyala listrik. Semakin besar aliran arus listrik yang terjadi, busurnyala listrik yang tercipta juga semakin besar

Gambar Pembentukan busurnyalalistrik

Gambar Peleburan butiran logam oleh busur nyala listrik

Apabila arus listrik yang mengalir besar, butir-butir logam akan menjadi halus. Tetapi jika arus listriknya terlalu besar, butir-butir logam tersebut akan terbakar sehingga kampuh sambungan menjadi rapuh

Gambar Peleburanbutiran logamelektroda

Besar kecilnya butir-butir cairan logam elektroda juga dipengaruhi oleh komposisi bahan fluks yang dipakai sebagai pembungkus Elektroda. Selama pengelasan fluks akan mencair membentuk terak dan menutup cairan logam lasan. Selama proses pengelasan, fluks yang tidak terbakarakan berubah menjadi gas. Terak dan gas yang terjadi selama proses pengelasan tersebut akan melindungi cairan logam lasan dari pengaruh udara luar (oksidasi) dan memantapkan busur nyala listrik. Dengan adanya fluks, pemindahan logam cair Elektroda las menjadi lancar dan stabil

H. Perlindungan Terhadap Busur Nyala Listrik Bagaimanapun, proses pengelasan busur nyala listrik tidak hanya sekedar menggeser elektroda sepanjang jalur sambungan. Pada suhu tinggi, logam memiliki kecenderungan mudah bereaksi terhadap zat-zat yang terkandung dalam udara, terutama terhadap oksigen dan nitrogen Pada saat pengelasan, apabila terjadi kontak langsung antara kawah lasan dengan udara bebas, oksid dan nitrid akan terbentuk sehingga menurunkan kekuatan dan keuletan sambungan. Perlindungan terhadap busur nyala listrik akan mengurangi hubungan kawah lasan dengan udara bebas sehingga melindungi sambungan lasan dari proses oksidasi yang akan merusak mutu lasan

Gambar Ilustrasi Perlindungan Terhadap Kawah Lasan dan Sambungan Las pada las Busur Nyala Listrik dengan Elektroda TerbungkusGambar di atas menunjukkan ilustrasi perlindungan busur nyala listrik dan kawah lasan pada las busur nyala listrik dengan Elektroda terbungkus. Fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda berfungsi menghasilkan gas dan terak.Gas berfungsi sebagai pelindung kawah lasan, sedangkan terak yang dihasilkan berfungsi untuk melindungi sambungan las dari oksidasi akibat terhubung dengan udara luar.

I. Parameter Pengelasan1. Tegangan dan Arus Pengelasan Energi listrik pada las busur nyala listrik diukur dalam tegangan (volt) dan arus (ampere). Tegangan pengelasan ditentukan oleh panjang busur nyalalistrik. Panjangbusur nyala listrikbergantungpada ukuran dan jenis elektroda yang digunakan. Panjang busur nyala listrik yang baik kurang lebih setengah dari diameter elektroda. Stabilitas busurnyala listrik dapat dirasakan dari suara pengelasan yang stabil Arus listrik merupakan energi listrik yang lebih praktis untuk diukurdalam melaksanakan pengelasan busur nyala listrik. Besar kecilnya arus yang digunakan tergantung dari bahan benda kerja, ukuran (ketebalan) benda kerja, bentuk kampuh sambungan, posisi pengelasan, jenis elektroda, dan diameter elektroda

Tabel 1.1 Nilai besar arus untuk pengelasan SMAWCore- Wire Diameter (mm) Current ( Amperes )

Minimum Maxsimum

2.5 50 90

3.2 65 130

4.0 110 185

5.0 150 250

6.0 200 315

6.3 220 350

2. Kecepatan PengelasanKecepatan pengelasan (Messler, 1999) tergantung dari jenis elektroda, diameter inti elektroda, bahan yang dilas, geometri sambungan, ketelitian sambungan dan lain-lain. Dalam hal ini hubungan arus dan tegangan las dapat dikatakan bahwa kecepatan las hampir tidak ada hubungan dengan tegangan las tetapi berbanding lurus dengan arus las. Karena pengelasan yang cepat memerlukan arus las yang tinggi. Bila tegangan dan arus dibuat tetap, sedangkan kecepatan las dinaikkan maka jumlah deposit persatuan panjang las jadi turun. Tetapi pada kecepatan tertentu kenaikan kecepatan akan memperbesar penembusan.Hasil pengelasan terbaik akandidapatkan dengan cara mengatur panjang busur nyala, mengatur kecepatan pengelasan dan pemakanan elektroda (feeding) secara konstan sesuai dengan kecepatan lebur elektroda

J. Kerusakan Las / DistorsiDalam pengerjaan pengelasan (W. Keyon, 1985) diharapkan suatu las yang baik yaitu : las yang tidak bercacat. Prosedur pengelasan yang tidak baik akan menimbulkan cacat yang umumnya terjadi adalah pengelasan yang tidak merata dikarenakan arus atau pemakaian elektroda yang tidak sesuai. Dalam hal ini cacat yang ditimbulkan adalah timbulnya terak, sebab terjadinya terak yang timbul antara lain : kurang bersih sewaktu membersihkan terak las sehingga tertimbun pada lapisan berikut, ayunan elektroda terlalu lebar, menggunakan elektroda yang berdiameter besar, kecepatan las tidak kontinyu. Untuk menghindari cacat ini sebaiknya tiap lapisan las harus dibersihkan terak lasnya menggunakan kawat baja hingga bersih, ayunan elektroda jangan terlalu lebar karena akan memberi kesempatan pada terak untuk membeku terlebih dahulu, gunakan elektroda yang lebih kecil, kecepatan pengelasan harus kontinyu.

Soal Latihan:1. Jelaskan pengertian pengelasan!2. Sebutkan 3 keuntungan metode pengelasan dibandingkan dengan metode penyambungan logam lain!3. Sebutkan pengelompokkan pengelasan berdasarkan sumber energi panasnya!4. Jelaskan perbedaan antara pengelasan cair, pengelasan tekan, dan pematrian!5. Sebutkan 3 jenis pengelasan cair berdasarkan sumber panas!6. Jelaskan prinsip kerja las busur listrik SMAW!7. Bagaimana teknik penyalaan busur pada las SMAW?8. Sebutkan fungsi fluks pada las SMAW!9. Sebutkan parameter pada pengelasan las SMAW!10. Sebutkan cacat las pada las SMAW dan cara mengatasinya!