BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Pengelasan
2.1.2 Las Oxy-Acetylen
Pengelasan dengan oxy-acetylene adalah proses pengelasan secara manual
dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai
mencair oleh nyala gas acetylene melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan
atau tanpa logam pengisi. Proses penyambungan dapat dilakukan dengan tekanan
sangat tinggi sehingga dapat mencairkan logam.
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas yang
xxxi
(3000oC) yang mampu mencairkan logam induk dan logam pengisinya. Jenis bahan
bakar gas yang digunakan adalah acetylene, propana atau hidrogen, sehingga cara
pengelasan ini dinamakan las oxy-acetylene atau dikenal dengan nama las karbit.
Gambar 2.2 Tabung oksigen dan acetylene.
(Sumber : Sri Widharto, 2007)
Nyala asetilen diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan asetilen yang digunakan untuk memanaskan logam sampai mencapai titik cair logam induk. Pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara. Oksigen komersil umumnya berasal dari proses pencairan udara dimana oksigen dipisahkan dari nitrogen. Oksigen ini disimpan dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa.Gas asetilen (C2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan air.Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah:
2C2H2 + 5O2 4CO2 + H20
Karbida kalsium keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai hasil reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini kemudian digerus, dipilih dan disimpan dalam drum baja yang tertutup rapat. Gas
xxxii
dengan mencampurkan karbid dengan air atau kini dapat dibeli dalam tabung-tabung gas siap pakai.Agar aman tekanan gas asetilen dalam tabung tidak boleh melebihi 100 KPa, dan disimpan tercampur dengan aseton.Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas acetylene bertekanan sampai 1,7 MPa.
Nyala hasil pembakaran dalam las oxy-asetilen dapat berubah bergantung pada perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilennya. Ada tiga macam nyala api dalam las oxy-asetilen seperti ditunjukkan pada gambar di bawah:
1. Nyala asetilen lebih (Nyala karburasi)
Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah kelebihan asetilen. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair. Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan non-ferous. Gambar 2.3 merupakan gambar nyala karburasi.
Gambar 2.3 Nyala karburasi. (Sumber: Sri Widharto, 2007)
2. Nyala oksigen lebih (Nyala oksidasi)
Bila gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan
xxxiii
terjadinya proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan untuk pengelasan lainnya.Gambar 2.4 merupakan gambar nyala oksidasi.
Gambar 2.4 Nyala oksidasi. (Sumber: Sri Widharto, 2007) 3. Nyala netral
Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan acetylene
sekitar satu.Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening.Oksigen yang diperlukan nyala ini berasal dari udara.Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500oC tercapai pada ujung nyala kerucut.Gambar 2.5 merupakan gambar nyala netral.
Gambar 2.5 Nyala netral. (Sumber: Sri Widharto, 2007)
Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala
acetylene berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas
NYALA OKSIDASI
NYALA LUAR WARNA JINGGA KEUNGUAN
NYALA INTI WARNA PUTIH KEMILAU AGAK KEUNGU-UNGUAN BERSUHU SEKITAR 6000o F
DAEREH OKSIDASI
NYALA NETRAL
NYALA LUAR/SELUBUNG LUAR (OUTER ENVELOPE) WARNA BIRU KEJINGGA
NYALA INTI ( INER CUBE WARNA PUTIH KEMILAU AGAK KEHIJAU-HIJAUAN SUHU DIATAS 5300o
xxxiv
baja. Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000o C dan di tengah kerucut luar
kira-kira 2500o C.
Pada posisi pengelasan dengan oxy-asetilen arah gerak pengelasan dan
posisi kemiringan pembakar dapat mempengaruhi kecepatan dan kualitas las. Dalam
teknik pengelasan dikenal beberapa cara yaitu:
1. Pengelasan di bawah tangan
Pengelasan di bawah tangan adalah proses pengelasan yang
dilakukan di bawah tangan dan benda kerja terletak di atas bidang datar.
Sudut ujung pembakar (brander) terletak diantara 60° dan kawat pengisi
(filler rod) dimiringkan dengan sudut antara 30°-40° dengan benda kerja.
Kedudukan ujung pembakar ke sudut sambungan dengan jarak 2–3 mm
agar terjadi panas maksimal pada sambungan. Pada sambungan sudut luar,
nyala diarahkan ke tengah sambungan dan gerakannya adalah lurus.
2. Pengelasan mendatar (horizontal)
Pada posisi ini benda kerja berdiri tegak sedangkan pengelasan
dilakukan dengan arah mendatar sehingga cairan las cenderung mengalir ke
bawah, untuk itu ayunan brander sebaiknya sekecil mungkin. Kedudukan
brander terhadap benda kerja menyudut 70° dan miring kira-kira 10° di
bawah garis mendatar, sedangkan kawat pengisi dimiringkan pada sudut
10° di atas garis mendatar.
xxxv
Pada pengelasan dengan posisi tegak, arah pengelasan berlangsung
ke atas atau ke bawah. Kawat pengisi ditempatkan antara nyala api dan
tempat sambungan yang bersudut 45°-60° dan sudut brander sebesar 80°.
4. Pengelasan di atas kepala (over head)
Pengelasan dengan posisi ini adalah yang paling sulit
dibandingkan dengan posisi lainnya dimana benda kerja berada di atas
kepala dan pengelasan dilakukan dari bawahnya. Pada pengelasan posisi ini
sudut brander dimiringkan 10° dari garis vertikal sedangkan kawat pengisi
berada di belakangnya bersudut 45°-60°.
5. Pengelasan dengan arah ke kiri (maju)
Cara pengelasan ini paling banyak digunakan dimana nyala api
diarahkan ke kiri dengan membentuk sudut 60° dan kawat las 30° terhadap
benda kerja sedangkan sudut melintangnya tegak lurus terhadap arah
pengelasan. Cara ini banyak digunakan karena cara pengelasannya mudah
dan tidak membutuhkan posisi yang sulit saat mengelas.
6. Pengelasan dengan arah ke kanan (mundur)
Cara pengelasan ini adalah arahnya kebalikan daripada arah
pengelasan ke kiri. Pengelasan dengan cara ini diperlukan untuk
pengelasan baja yang tebalnya 4,5 mm ke atas.
Keuntungan dan kegunaan pengelasan oxy-acetylene sangat banyak, antara lain:
1. Peralatan relatif murah dan memerlukan pemeliharaan minimal/sedikit.
2. Cara penggunaannya sangat mudah, tidak memerlukan teknik-teknik
xxxvi
3. Mudah dibawa dan dapat digunakan di lapangan maupun di pabrik atau di
bengkel-bengkel karena peralatannya kecil dan sederhana.
4. Dengan teknik pengelasan yang tepat hampir semua jenis logam dapat dilas
dan alat ini dapat digunakan untuk pemotongan maupun penyambungan.
2.2 Pengelasan Pada Aluminium