TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Proses Pengecoran
2.5.2 Las Oxy-Acetylene
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 dicampur dengan oksigen (O2) sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu tinggi (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 tabung oksigen dan acetylene dapat dilihat pada gambar 2.3.
Nyala acetylene diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan
acetylene 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 acetylene dapat diperoleh dari generator acetylene yang menghasilkan gas acetylene 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 acetylene diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas acetylene. Tabung jenis ini mampu menampung gas acetylene bertekanan sampai 1,7 MPa.
Nyala hasil pembakaran dalam las oxy-acetylene dapat berubah bergantung pada perbandingan antara gas oksigen dan gas acetylene nya. Ada
tiga macam nyala api dalam las oxy-acetylene seperti ditunjukkan pada gambar di bawah:
1. Nyala acetylene lebih (Nyala karburasi)
Bila terlalu banyak perbandingan gas acetylene 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 acetylene. 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 2.4 merupakan gambar nyala karburasi.
Gambar 2.4 Nyala Karburasi.
2. Nyala oksigen lebih (Nyala oksidasi)
Bila gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan
berubah menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan 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 2.5 merupakan gambar nyala oksidasi.
Gambar 2.5 Nyala Oksidasi.
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 3500o C tercapai pada ujung nyala kerucut. Gambar 2.6 merupakan gambar nyala netral.
Gambar 2.6 Nyala Netral.
Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala
acetylene berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja. Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000o C dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500o C.
Pada posisi pengelasan dengan oxy-acetylene 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.
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.
3. Pengelasan tegak (vertikal)
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
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
pengelasan yang tinggi sehingga mudah untuk dipelajari.
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.