DASAR-DASAR PENGELASAN DASAR-DASAR PENGELASAN Bab ini
Bab ini menjelaskamenjelaskan mengenai proses-proses pengelasan yang banyak n mengenai proses-proses pengelasan yang banyak dipakai oleh berbagaidipakai oleh berbagai perusahaa
perusahaan, beserta n, beserta keunggulan, kelemahan, dan keunggulan, kelemahan, dan masing-masimasing-masing ng aplikasinyaplikasinya. Kemudiana. Kemudian dijelaskan juga mengenai disain sambungan dan jenis-jenis sambungan. Komposisi logam dijelaskan juga mengenai disain sambungan dan jenis-jenis sambungan. Komposisi logam las juga diterangkan, termasuk cara penyimpanan dan penanganan kawat las. Bab ini juga las juga diterangkan, termasuk cara penyimpanan dan penanganan kawat las. Bab ini juga menjelaska
menjelaskan mengenai preheat, alasan n mengenai preheat, alasan melakukan preheat dan metode yang melakukan preheat dan metode yang dipergunadipergunakan.kan. Ada penjelasan khusus mengenai tujuan melakukan postweld heat treatment, pemotongan Ada penjelasan khusus mengenai tujuan melakukan postweld heat treatment, pemotongan dengan oxyfuel gas serta pemotongan dengan
dengan oxyfuel gas serta pemotongan dengan mempergunamempergunakan busur logam.kan busur logam. 1.1.0. PROSES-PROSES
1.1.0. PROSES-PROSES PENGELASAPENGELASANN Las
Las busbusur ur adaadalah lah suasuatu tu prproseoses s penpengelgelasasan an dimdimana ana panpanas as dihdihasasilkilkan an oleoleh h busbusur ur lislistritrikk dian
diantara elektrotara elektroda da dengdengan an bendbenda a kerjkerja. a. Pada pengelaPada pengelasan dengan san dengan arus DC, arus DC, bendbenda a kerjkerjaa dihubungkan dengan kutub negatif dan elektroda dengan kutub positif, sedangkan pada dihubungkan dengan kutub negatif dan elektroda dengan kutub positif, sedangkan pada peng
pengelaselasan an dengdengan an polapolaritaritas s lurulurus, s, bendbenda a kerjkerja a dihudihubungkbungkan an dengdengan an kutukutub b posipositif tif dandan elektroda dengan kutub
elektroda dengan kutub negatif. Proses-proses pengelasnegatif. Proses-proses pengelasan yang an yang dibicarakan disini adalah:dibicarakan disini adalah: 1. Shielded metal arc welding (SMAW).
1. Shielded metal arc welding (SMAW). 2. Gas tungsten arc
2. Gas tungsten arc welding (GTAW).welding (GTAW). 3. Gas metal arc welding (GMAW). 3. Gas metal arc welding (GMAW). 4. Flux cored
4. Flux cored arc welding (FCAW).arc welding (FCAW). 5. Submerged arc welding (SAW). 5. Submerged arc welding (SAW).
6. Electroslag welding (ESW) dan electrogas welding (EGW). 6. Electroslag welding (ESW) dan electrogas welding (EGW). 7. Stud welding (SW).
7. Stud welding (SW).
8. Oxyfuel gas welding (OFW), braze welding dan brazing. 8. Oxyfuel gas welding (OFW), braze welding dan brazing. 9. Cadwelding.
9. Cadwelding.
1.1.1. Shielded Metal Arc Welding 1.1.1. Shielded Metal Arc Welding SMAW adala
SMAW adalah h prosproses es las busur las busur manumanual al dimadimana na panapanas s pengpengelaselasan an dihadihasilkasilkan n oleh busuroleh busur list
listrik rik antaantara ra elekelektroda terumpatroda terumpan n berpberpelindelindung ung flux flux dengdengan an bendbenda a kerjkerja. a. GamGambar bar 100-1100-1 memperliha
memperlihatkan bentuk tkan bentuk rangkaian pengelasan SMAW.rangkaian pengelasan SMAW. Gambar 100-1. Bentuk Rangkaian Pengelasan SMAW Gambar 100-1. Bentuk Rangkaian Pengelasan SMAW Bag
Bagian ian ujuujung ng eleelektrktrodaoda, , busbusur, ur, caicairaran n loglogam am lalas s dadan n daedaerarah-dh-daeaerah rah yanyang g berberdekdekataatann dengan benda kerja, dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh gas pelindung yang terbentuk dengan benda kerja, dilindungi dari pengaruh atmosfir oleh gas pelindung yang terbentuk dari hasil pembakaran lapisan pembungkus
dari hasil pembakaran lapisan pembungkus elektrodaelektroda. . PerlindungPerlindungan tambahan an tambahan untuk cairanuntuk cairan loga
logam m las diberilas diberikan oleh kan oleh caircairan an flux atau slag flux atau slag yang terbenyang terbentuk. Filler metal atau tuk. Filler metal atau logalogamm tamb
tambahan ahan disudisuplai plai oleh oleh inti inti kawakawat t elekelektrodtroda a teruterumpanmpan, , atau atau pada pada elekelektrodtroda-ela-elektroektrodada ter
tertententu tu jugjuga a berberasasal al dadari ri seserburbuk k besbesi i yanyang g dicdicamampur pur dendengan gan laplapisaisan n pempembunbungkugkuss elektroda. Gambar 100-2 memperlihatkan prinsip dasar proses SMAW.
Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW Keuntungan
Keuntungan
SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini memp
mempunyaunyai i apliaplikasi luas kasi luas mulamulai i dardari i refirefinery piping nery piping hinghinggapigapipelipelines, nes, dan dan bahkbahkan an untuuntukk pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda. dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda. Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las dengan cara membengkokkan
dengan cara membengkokkan elektrodaelektroda..
Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous, Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous, termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron, dan beberapa paduan
iron, dan beberapa paduan tembaga.tembaga. Kelemahan
Kelemahan
Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna
Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna tinggi, proses ini mempunyaitinggi, proses ini mempunyai beb
beberaerapa pa karkarakakterterististik ik dimdimana ana lalaju ju penpengisgisianiannya nya lelebih bih rerendandah h dibdibandandingingkan kan prproseosess peng
pengelaselasan an semisemi-otom-otomatis atis atau atau otomaotomatis. tis. PanPanjang jang elekelektrodtroda a tetatetap p dan dan pengpengelaselasan an mestmestii dihe
dihentikantikan n setesetelah lah sebasebatang tang elekelektrodtroda a terbterbakaakar r habhabis. is. PuntPuntung ung elekelektrodtroda a yang yang terstersisaisa terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti-ganti elektroda. Slag atau terak yang terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti-ganti elektroda. Slag atau terak yang terb
terbentuentuk k haruharus s dihidihilanglangkan kan dardari i lapilapisan san las las sebesebelum lum lapilapisan san beriberikutnkutnya ya didepdidepositkositkan.an. Langkah-lang
Langkah-langkah ini kah ini mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 %.%.
Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang oleh slag
oleh slag pelipelindunndung g dan asap dan asap yang menutuyang menutupi pi endaendapan pan logalogam. m. DibuDibutuhkatuhkan n juru las juru las yangyang sang
sangat at teraterampil mpil untuuntuk k dapdapat at mengmenghasihasilkan lkan pengpengelaselasan an berkberkualiualitas tas radiradiograography phy apaapabilabila mengelas pipa atau plat hanya dari arah satu sisi.
mengelas pipa atau plat hanya dari arah satu sisi. 1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding
1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding
Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal dita
ditambahmbahkan kan ke ke daladalam m daerdaerah ah las las dengdengan an carcara a mengmengumpanumpankan kan sebasebatang tang kawakawat t polospolos.. Teknik pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi Teknik pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi
bus
busur ur dadan n kakawah wah lalas s GTAGTAW W dildilindindungungi i dardari i penpengagaruh ruh atmatmosfosfir ir ololeh eh selselimuimut t ineinert rt gagas,s, biasanya argon, helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan biasanya argon, helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan da
daeraerah-dh-daeraerah ah disdisekiekitar tar eleelektrktroda oda tuntungstgsten. en. HasHasil il penpengelgelasasan an dendengagan n proproses ses GTAGTAWW mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah.
mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah. Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW
Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW Jen
Jenis is lain proses GTAW lain proses GTAW adaladalah ah pulspulsed ed GTAWGTAW, , dengdengan an mengmenggunagunakan kan sumbsumber er listlistrik rik yanyangg memb
Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW Gambar 100-2. Proses Pengelasan SMAW Keuntungan
Keuntungan
SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana SMAW adalah proses las busur paling sederhana dan paling serba guna. Karena sederhana dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini dan mudah dalam mengangkut peralatan dan perlengkapannya, membuat proses SMAW ini memp
mempunyaunyai i apliaplikasi luas kasi luas mulamulai i dardari i refirefinery piping nery piping hinghinggapigapipelipelines, nes, dan dan bahkbahkan an untuuntukk pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa pengelasan di bawah laut guna memperbaiki struktur anjungan lepas pantai. SMAW bisa dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda. dilakukan pada berbagai posisi atau lokasi yang bisa dijangkau dengan sebatang elektroda. Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las Sambungan-sambungan pada daerah dimana pandangan mata terbatas masih bisa di las dengan cara membengkokkan
dengan cara membengkokkan elektrodaelektroda..
Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous, Proses SMAW digunakan untuk mengelas berbagai macam logam ferrous dan non ferrous, termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast termasuk baja carbon dan baja paduan rendah, stainless steel, paduan-paduan nikel, cast iron, dan beberapa paduan
iron, dan beberapa paduan tembaga.tembaga. Kelemahan
Kelemahan
Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna
Meskipun SMAW adalah proses pengelasan dengan daya guna tinggi, proses ini mempunyaitinggi, proses ini mempunyai beb
beberaerapa pa karkarakakterterististik ik dimdimana ana lalaju ju penpengisgisianiannya nya lelebih bih rerendandah h dibdibandandingingkan kan prproseosess peng
pengelaselasan an semisemi-otom-otomatis atis atau atau otomaotomatis. tis. PanPanjang jang elekelektrodtroda a tetatetap p dan dan pengpengelaselasan an mestmestii dihe
dihentikantikan n setesetelah lah sebasebatang tang elekelektrodtroda a terbterbakaakar r habhabis. is. PuntPuntung ung elekelektrodtroda a yang yang terstersisaisa terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti-ganti elektroda. Slag atau terak yang terbuang, dan waktu juga terbuang untuk mengganti-ganti elektroda. Slag atau terak yang terb
terbentuentuk k haruharus s dihidihilanglangkan kan dardari i lapilapisan san las las sebesebelum lum lapilapisan san beriberikutnkutnya ya didepdidepositkositkan.an. Langkah-lang
Langkah-langkah ini kah ini mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 mengurangi efisiensi pengelasan hingga sekitar 50 %.%.
Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai Asap dan gas yang terbentuk merupakan masalah, sehingga diperlukan ventilasi memadai pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang pada pengelasan di dalam ruang tertutup. Pandangan mata pada kawah las agak terhalang oleh slag
oleh slag pelipelindunndung g dan asap dan asap yang menutuyang menutupi pi endaendapan pan logalogam. m. DibuDibutuhkatuhkan n juru las juru las yangyang sang
sangat at teraterampil mpil untuuntuk k dapdapat at mengmenghasihasilkan lkan pengpengelaselasan an berkberkualiualitas tas radiradiograography phy apaapabilabila mengelas pipa atau plat hanya dari arah satu sisi.
mengelas pipa atau plat hanya dari arah satu sisi. 1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding
1.1.2. Gas Tungsten Arc Welding
Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam Pada pengelasan dengan proses GTAW, panas dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. perlindungan inert gas (gas mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri GTAW mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten itu sendiri ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk proses GTAW. Proses ini bisa dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah dikerjakan secara manual atau otomatis. GTAW disebut juga dengan Heliarc yaitu istilah yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal yang berasal dari merek dagang Linde Company atau Tig (tungsten inert gas). Filler metal dita
ditambahmbahkan kan ke ke daladalam m daerdaerah ah las las dengdengan an carcara a mengmengumpanumpankan kan sebasebatang tang kawakawat t polospolos.. Teknik pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi Teknik pengelasan sama dengan yang dipakai pada oxyfuel gas welding atau OAW, tetapi
bus
busur ur dadan n kakawah wah lalas s GTAGTAW W dildilindindungungi i dardari i penpengagaruh ruh atmatmosfosfir ir ololeh eh selselimuimut t ineinert rt gagas,s, biasanya argon, helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan biasanya argon, helium atau campuran keduanya. Inert gas disemburkan dari torch dan da
daeraerah-dh-daeraerah ah disdisekiekitar tar eleelektrktroda oda tuntungstgsten. en. HasHasil il penpengelgelasasan an dendengagan n proproses ses GTAGTAWW mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah.
mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan hydrogen rendah. Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW
Gambar 100-3. Peralatan Pada Pengelasan GTAW Jen
Jenis is lain proses GTAW lain proses GTAW adaladalah ah pulspulsed ed GTAWGTAW, , dengdengan an mengmenggunagunakan kan sumbsumber er listlistrik rik yanyangg memb
unt
untuk uk menmendapdapatkatkan an penpenetretrasasi i dadan n konkontrotrol l kawkawah ah lalas s yayang ng leblebih ih babaik, ik, terterutautama ma untuntukuk pengelasan root pass. Pulsed GTAW terutama bermanfaat untuk pengelasan pipa pengelasan root pass. Pulsed GTAW terutama bermanfaat untuk pengelasan pipa posisi-posisi sulit pada stainless steel dan non
posisi sulit pada stainless steel dan non ferrous material seperti paduan nikel.ferrous material seperti paduan nikel. GTA
GTAW W susudah dah diadiapliplikakasiksikan an jugjuga a untuntuk uk penpengelgelasasan an otootomamatistis. . OtoOtomamatistisasasi i proproses ses iniini membutuhkan sumber listrik dan
membutuhkan sumber listrik dan pengontrolan terprogram, sistim pengumpanan kawat danpengontrolan terprogram, sistim pengumpanan kawat dan mesin pemandu gerak. Proses ini sudah digunakan untuk membuat las sekat pada mesin pemandu gerak. Proses ini sudah digunakan untuk membuat las sekat pada tube-to-tubesheet bermutu tinggi dan las tumpul pada pipa-pipa heat exchanger. Butt weld pada tubesheet bermutu tinggi dan las tumpul pada pipa-pipa heat exchanger. Butt weld pada pipa tebal diameter besar pada
pipa tebal diameter besar pada pembangkit tenaga listrik, merupakan keberhasilapembangkit tenaga listrik, merupakan keberhasilan lain darin lain dari aplikasi GTAW otomatis. GTAW menggunakan pengumpanan kawat otomatis disebut juga aplikasi GTAW otomatis. GTAW menggunakan pengumpanan kawat otomatis disebut juga dengan cold wire TIG. Jenis lain dari pengelasan GTAW otomatis disebut hot wire TIG, yang dengan cold wire TIG. Jenis lain dari pengelasan GTAW otomatis disebut hot wire TIG, yang dikembangkan untuk menyaingi yang lain dengan laju deposit lebih tinggi. Pada hot wire dikembangkan untuk menyaingi yang lain dengan laju deposit lebih tinggi. Pada hot wire TIG, kawat las mendapat tahanan panas yang berasal dari arus AC tegangan rendah untuk TIG, kawat las mendapat tahanan panas yang berasal dari arus AC tegangan rendah untuk
memperbesar laju pengisian. memperbesar laju pengisian. Keuntungan.
Keuntungan.
Proses GTAW menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada bahan-bahan ferrous dan non Proses GTAW menghasilkan pengelasan bermutu tinggi pada bahan-bahan ferrous dan non ferrous. Dengan teknik pengelasan yang tepat, semua pengotor yang berasal dari atmosfir ferrous. Dengan teknik pengelasan yang tepat, semua pengotor yang berasal dari atmosfir dapat dihilangkan. Keuntungan utama dari proses ini yaitu, bisa digunakan untuk membuat dapat dihilangkan. Keuntungan utama dari proses ini yaitu, bisa digunakan untuk membuat root pass bermutu tinggi dari arah
root pass bermutu tinggi dari arah satu sisi pada satu sisi pada berbberbagai jenis bahanagai jenis bahan. . Oleh karenOleh karena a ituitu GTAW diguna
GTAW digunakan kan secasecara luas ra luas pada pengelapada pengelasan pipa, san pipa, dengdengan an batabatasan san aruarus s mulamulai i dardari i 55 hingga 300 amp, menghasilkan kemampuan lebih besar untuk mengatasi masalah pada hingga 300 amp, menghasilkan kemampuan lebih besar untuk mengatasi masalah pada posisi sambungan yang berubah-ubah seperti celah akar. Sebagai contoh, pada pipa tipis posisi sambungan yang berubah-ubah seperti celah akar. Sebagai contoh, pada pipa tipis (dibawah 0,20 inci) dan logam-logam lembaran, arus bisa diatur cukup rendah sehingga (dibawah 0,20 inci) dan logam-logam lembaran, arus bisa diatur cukup rendah sehingga pengendalian penetrasi dan pencegahan terjadinya terbakar tembus (burnt through) lebih pengendalian penetrasi dan pencegahan terjadinya terbakar tembus (burnt through) lebih mu
mudadah h dadari ri papada da pepengngererjajaan an dedengngan an prprososes es memengnggugunanakakan n elelekektrtrododa a teterbrbunungkgkusus.. Ke
Kecepcepataatan n gergerak ak yanyang g leblebih ih renrendadah h dibdibandandingingkan kan dendengagan n SMASMAW W akaakan n memmemudaudahkahkann pengamatan sehingga lebih mudah dalam mengendalikan logam las selama pengisian dan pengamatan sehingga lebih mudah dalam mengendalikan logam las selama pengisian dan penyatuan.
penyatuan. Kelemahan. Kelemahan.
Kelemahan utama proses las GTAW yaitu laju pengisian lebih rendah dibandingkan dengan Kelemahan utama proses las GTAW yaitu laju pengisian lebih rendah dibandingkan dengan pr
prososes es lalas s lalain in umumpapamamanynya a SMSMAWAW. . DiDisasampmpining g ititu, u, GTGTAW AW bubututuh h kokontntrorol l kekelulururusasann sa
sambumbungangan n yayang ng leblebih ih ketketatat, , untuntuk uk menmenghghasiasilkalkan n penpengelgelasaasan n berbermutmutu u tintinggi ggi padpadaa pengelasan dari arah satu sisi. GTAW juga butuh kebersihan sambungan yang lebih baik pengelasan dari arah satu sisi. GTAW juga butuh kebersihan sambungan yang lebih baik untuk menghilangkan minyak, grease, karat, dan kotoran-kotoran lain agar terhindar dari untuk menghilangkan minyak, grease, karat, dan kotoran-kotoran lain agar terhindar dari porosity dan cacat-cacat las lain.
porosity dan cacat-cacat las lain. GTA
GTAW W haharus rus dildilindindunungi gi secsecarara a berberhathati-hi-hatati i dardari i keckecepaepatan tan ududara ara di di ataatas s 5 5 mph mph untuntukuk mempertahankan perlindungan inert gas di atas kawah las.
mempertahankan perlindungan inert gas di atas kawah las. Aplikasi pada pekerjaan.
Aplikasi pada pekerjaan.
GTAW mempunyai keunggulan pada pengelasan pipa-pipa tipis dan tubing stainless steel GTAW mempunyai keunggulan pada pengelasan pipa-pipa tipis dan tubing stainless steel diameter kecil, paduan nikel, paduan tembaga dan aluminum. Pada pengelasan pipa dinding diameter kecil, paduan nikel, paduan tembaga dan aluminum. Pada pengelasan pipa dinding teb
tebalal, , GTGTAW AW seserinring g kakali li dipdipakaakai i padpada a rooroot t paspass s untuntuk uk penpengelgelasasan an yanyang g memmembutbutuhkuhkanan kualitas tinggi, seperti pada pipa-pipa tekanan tinggi dan temperatur tinggi dan pipa-pipa kualitas tinggi, seperti pada pipa-pipa tekanan tinggi dan temperatur tinggi dan pipa-pipa belokan pada dapur pemanas. GTAW juga digunakan pada root pass apabila membutuhkan belokan pada dapur pemanas. GTAW juga digunakan pada root pass apabila membutuhkan
permukaan dalam yang licin, seperti pada pipa-pipa dalam acid service. Karena ada perlindungan inert gas terhadap pengelasan dan mudah dalam mengontrol proses las, membuat GTAW sering kali digunakan pada logam-logam reaktif seperti titanium dan magnesium.
Pada pipa-pipa tipis, 0,125 inci atau kurang, bisa digunakan sambungan berbentuk persegi dan rapat. Root pass dikerjakan tanpa menambahkan filler metal (disebut dengan autogenous weld). Pada pipa-pipa tebal, bagian ujung sambungan mesti dibevel, diluruskan dan diberi celah (disebut dengan bukaan akar), kemudian ditambahkan filler metal selama pengelasan root pass. Sebagai pengganti filler metal, bisa juga disisipkan consumable insert (ring penahan) ke dalam sambungan, yang nantinya bersatu dengan root (sebagai filler metal tambahan). Pengelasan dengan consumable insert membutuhkan kontrol kelurusan sambungan yang teliti.
Backup Gas Purge.
Backup gas purge digunakan pada bahan-bahan yang sensitif terhadap kontaminasi udara pada sambungan-sambungan las tunggal yang tidak di backgouging. Backup gas perlu pada baja-baja chrome-moly tertentu (? 3 % chromium), stainless steel, paduan-paduan nikel tinggi, paduan tembaga dan titanium. Gas purge tidak diperlukan pada pengelasan carbon steel atau low alloy steels apabila kandungan chromium kurang dari 3 %. Baik argon atau helium bisa digunakan sebagai purge gas. Pilihan lain bisa juga menggunakan nitrogen sebagai gas purge, untuk pengelasan austenitic stainless steel, tembaga dan paduan-paduan tembaga. Nitrogen tidak cocok pada bahan-bahan lain karena beraksi sebagai pengotor.
Hasil terbaik pada stainless steel atau high nickel steel akan diperoleh apabila baja ini di purging sehingga kandungan oxygen kurang dari 1 %. Purging dengan empat hingga sepuluh kali volume yang diperlukan, dilakukan untuk mendapatkan secara relatif gas inert di udara. Apabila keberadaannya tidak tertentu berkaitan dengan kecukupan purge gas tersebut, bisa digunakan mine safety oxygen analyzer untuk memeriksa kandungan oxygen pada purge gas yang dikeluarkan dari daerah pengelasan.
Gas purging pertama kali dilakukan dengan kecepatan aliran tinggi, misalnya 30 hingga 90 CFH untuk membilas sistim, kemudian diturunkan hingga 5 sampai 8 CFH pada proses pengelasan. Harus ada perhatian khusus untuk memastikan bahwa tekanan backup gas tidak berlebihan ketika mengelas root pass, bila tidak logam las akan meleleh atau terbentuk cekungan pada akar las. Pembuangan yang memadai penting sekali untuk menghindarkan terbentuknya tekanan berlebihan selama proses pengelasan. Daerah pembuangan pada exhausting backup gas paling tidak harus sama dengan daerah terbuka yang dipakai untuk memuat backup gas ke system. Setelah selesai melakukan pengelasan pada root pass dan fill layer, backup gas purge bisa dihentikan. Jumlah fill layer yang dibutuhkan sebelum menghentikan gas purge tergantung dari tebal lapisan dan penetrasi. 1.1.3. Gas Metal Arc Welding
Proses las GMAW dikerjakan dengan mempergunakan elektroda solid atau tubular sesuai dengan komposisi diinginkan, yang diumpankan melalui suatu spool atau gulungan. Elektroda ini diumpankan secara kontinyu dari sebuah gun atau torchsambil mempertahankan busur yang terbentuk antara ujung elektroda dengan base metal.
Gambar 100-4 memperlihatkan peralatan las GMAW, dan Gambar 100-5 menjelaskan proses kerjanya. Pengelasan GMAW disebut juga dengan MIG (metal inert gas). Singkatan MIG ini tidak lagi menjelaskan proses las GMAW, karena tidak semua gas pelindung yang dipakai oleh proses ini adalah gas inert. Di dalam pengelasan GMAW, elektroda umumnya berbentuk solid dan semua gas pelindung berasal dari sumber luar.
Ada tiga jenis proses GMAW yang banyak dipakai yaitu: 1. Short-circuiting (GMAW-S).
2. Spray atau globular transfer GMAW. 3. Pulsed arc (GMAW-P).
Gambar 100-4. Peralatan Las GMAW
Gambar 100-5. Proses Kerja Pengelasan GMAW Short Circuiting (GMAW-S)
Short-circuiting atau hubungan singkat adalah suatu jenis transfer busur (disebut juga dengan short arc atau dip transfer). Pada GMAW jenis ini, cairan logam dari ujung kawat elektroda menyentuh genangan kawah las, sehingga terbentuk hubungan singkat. Pada awal siklus hubungan singkat, ujung elektroda cair berbentuk bola kecil, yang bergerak menuju benda kerja. Ketika cairan logam ini menyentuh benda kerja, terjadi hubungan singkat. Bola cair ini kemudian terlepas dari kawat, memutuskan jembatan cair antara kawat elektroda dengan benda kerja. Busur kemudian menyala kembali dan siklus berulang lagi. Logam ditransferkan hanya selama hubungan singkat, yang terjadi dalam frekwensi 20 hingga 200 kali per detik. Lihat Gambar 100-6 mengenai ilustrasi proses GMAWS-S. GMAW-S mempergunakan kawat-kawat elektroda solid diameter kecil (0,030; 0,035 atau 0,045 inci). Pengelasan bisa dilakukan secara otomatis atau semi otomatis.
Gambar 100-6. Short-Circuiting Transfer (GMAW-S)
Selama pengelasan dengan GMAW-S, busur dan kawah las dilindungi oleh suatu gas atau gas campuran. Pada carbon steel, gas pelindung umumnya adalah CO2 atau campuran argon dan CO2. Campuran 75 % argon dan 25 % CO2 sering dipakai karena karakteristik pengelasan lebih baik. Campuran gas lain yang banyak dipakai yaitu yang mengandung helium. Komposisi gas pelindung ditentukan untuk mendapatkan karakteristik pengelasan yang diinginkan, seperti bentuk bead, penetrasi dan percikan las. Semakin besar jumlah CO2 berarti semakin ekonomis, tetapi akan menimbulkan penetrasi lebih dalam dan percikan las lebih banyak, serta memperbesar hilangnya unsur Mn dan Si.
Kemampuan pengelasan untuk semua posisi dan mudah dalam pengendalian membuat proses GMAW-S cocok untuk pengelasan root pass pada pipa, dan pengelasan gage strip lining tipis. GMAW-S dapat digunakan untuk berbagai macam bahan yaitu carbon steel, chrome-moly steel, stainless steel dan paduan-paduan nikel. Beberapa perusahaan ada yang membatasi pemakaian GMAW-S pada pengelasan pipa, karena terdapat resiko tidak adanya penyatuan dan cold lap pada fill pass. Dengan demikian fill pass pada pengelasan pipa dibatasi hanya pada posisi datar saja.
Spray Transfer atau Globular Transfer
Pada spray transfer GMAW, pemindahan logam melintasi busur, seperti aliran tetesan-tetesan kecil dengan diameter sama atau lebih kecil dari diameter kawat elektroda, lihat Gambar 100-7. Spray transfer hanya terjadi pada gas pelindung argon tinggi (80 % argon atau lebih). Transfer yang terjadi di atas arus minimum, disebut arus transisi, tergantung pada komposisi dan diameter filler metal. Misalnya arus transisisi untuk filler metal baja diameter 0,045 inci adalah 220 amper. Apabila arus di bawah arus transisi, ukuran tetesan menjadi lebih besar dari diameter kawat elektroda, dan menjadiglobular transfer. Globular transfer GMAW selalu dilakukan dengan memakai gas pelindung CO2. Gambar 100-8 mengilustrasikan globular transfer GMAW.
Gambar100-7. GMAW-Spray Arc
GMAW Spray transfer menghasilkan percikan las paling sedikit dari berbagai jenis transfer logam. Panas masukan yang tinggi menghasilkan penetrasi yang bagus dan laju pengisian tinggi, tetapi aplikasi proses spray transfer ini hanya terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja. GMAW globular transfer dengan tetesan besar, membuat pengelasan pada posisi-posisi sulit menjadi lebih sukar dan percikan las menjadi lebih banyak.
Gambar 100-8 GMAW-Globular Transfer. Pulsed Arc
Proses las pulsed arc atau GMAW-P dilakukan dengan sumber listrik tegangan tetap (constant voltage). Dengan sumber listrik CV ini, arus listrik diatur secara otomatis untuk mencairkan elektroda dengan kelajuan tertentu, bergerak menuju benda kerja. Apabila tinggi busur lebih pendek atau lebih panjang, sumber listrik akan merubah arus output untuk memperbesar atau memperkecil pembakaran elektroda sambil menjaga jarak busur dan tegangan tetap konstan.
Pulsed arc welding adalah sebuah proses las transfer sembur yang menggunakan sumber listrik khusus (pulsed atau synergic MIG), yang dapat merubah arus las antara arus pulsa tinggi dan tingkat arus back ground rendah, berulang-ulang kali setiap detik. Selama pulsasi ini, terjadi transfer logam las melalui busur. Gambar 100-9 memperlihatkan spray transfer yang terjadi dengan arus rata-rata di bawah arus transisi logam pengisi.
Gambar 100-9. Diagram Pulsed-Arc Welding
Arus back ground berfungsi untuk menjaga busur, ketika masing-masing pulsa arus mempunyai cukup tenaga untuk melepaskan satu tetesan dari ujung kawat. Transfer logam terjadi selama pulsa arus tinggi, ketika tetesan logam ( 1 diameter kawat) melewati busur dengan arus rata-rata lebih rendah dari yang dibutuhkan pada spray transfer atau konvesional.
Shielding Gas yang Direkomendasikan
Shielding gas yang direkomendasikan untuk proses pengelasan GMAW dan FCAW-G diberikan pada Appendix A Alloy Fabrication Data, untuk baja paduan yang akan dilas.
Proses pengelasan GMAW dapat dikerjakan secara semi-otomatis atau otomatis. Asap dan percikan las pada GMAW hubungan singkat lebih sedikit dibandingkan dengan SMAW, juga tidak ada slag yang harus dibersihkan setelah pengelasan selesai. Kecepatan pengelasan dan laju pengisian sama atau bisa lebih besar dari pada SMAW. Larutan logam las umumnya lebih rendah karena penetrasi GMAW lebih dangkal. Dengan panas masukan rendah dan penetrasi yang dangkal, logam-logam tipis lebih mudah disambung dan sambungan yang memiliki celah root lebih lebar akan lebih mudah dilas. Pada fabrikasi pipa-pipa di bengkel, root pass bermutu tinggi dapat dikerjakan lebih cepat pada berbagai posisi dan pada umumnya dengan biaya lebih rendah.
GMAW spray transfer dan globular transfer mempunyai kawah las yang lebih mudah dilihat, sama halnya dengan las busur teknik hubungan singkat (short circuiting arc) tetapi tanpa slag. Karena tidak ada flux dan relatif sedikit jumlah deoxidizer yang diberikan pada kawat, lebih sedikit pekerjaan membersihkan yang diperlukan setelah pengelasan selesai. Keseragaman panjang busur dipertahankan dengan cara membuat sumber listrik memiliki tegangan konstan. Proses las GMAW mempunyai laju pengisian lebih besar pada pengelasan paduan-paduan ferrous dan non-ferrous. Proses ini cocok dipergunakan pada las kampuh dan pengelasan untuk membuat lapisan anti karat pada stainless steel, nickel based alloys dan paduan-paduan tembaga seperti aluminum bronze.
Kelemahan.
Peralatan las GMAW lebih mahal, dan lebih rumit dalam pemasangan dan perawatan, dibandingkan dengan SMAW. Biaya kawat las dan shielding gas bisa menjadi lebih mahal dibandingkan dengan elektroda terbungkus, tetapi hal ini bisa diimbangi karena produktivitas yang tinggi dan sedikitnya pemborosan.
Shielding gas pada pengelasan GMAW dapat terganggu karena pengaruh tiupan angin, sehingga harus diambil tindakan pencegahan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph. Pelindung angin atau tirai khusus dapat dipakai untuk menahan atau mengurangi tiupan angina, sehingga kecepatannya cukup rendah untuk menjaga shielding gas secara memadai. Memperbesar aliran gas untuk mengimbangi pengaruh tiupan angin yang berlebihan, akan menimbulkan masalah lain yang lebih buruk, karena akan timbul turbulensi disekitar busur yang akan menarik udara disekitarnya.
GMAW memerlukan ruang gerak yang lebih besar terhadap benda kerja karena pengaruh ukuran welding gun dan nozzle. Pada umumnya alat pengumpan kawat harus ditempatkan sedekat mungkin dengan benda kerja.
Short-circuiting welding dapat dipakai untuk mengelas root pass dengan cara butt weld atau sambungan bercabang tetapi harus dikontrol ketat saat melakukan fill pass, karena ada resiko non-fusion atau cold lap. Ketika melakukan fill pass pada pengelasan pipa dengan cara butt weld, pengelasan hanya dilakukan dengan cara las naik yaitu antara posisi jam 10 dan jam 2, dimana pipa bisa ditahan tetap oleh kuda-kuda penyangga (posisi 5G) atau diputar (1G). Proses pengelasan ini tidak cocok dikerjakan pada fillet weld apabila tebal logam lebih dari 1/4 inch, dan pada umumnya tidak digunakan untuk fabrikasi pressure vessel, tangki atau palang-palang struktur.
Lack of fusion yang terletak diantara lapisan-lapisan las sukar dideteksi dengan radiography dan karena pengaruh kontrol yang buruk dari proses hubungan singkat ini, masalah LOF
menjadi cukup berat, sehingga membuat beberapa fabrikator meninggalkan proses pengelasan ini. Dibandingkan dengan proses las SMAW, pengelasan short-circuiting butuh kebersihan, dan kelurusan sambungan serta penggerindaan tack weld yang lebih baik guna mendapatkan hasil pengelasan root pass bermutu tinggi.
LOF tidak akan menjadi masalah jika panas masukan dibuat lebih tinggi pada GMAW spray transfer atau globular transfer. Pada GMAW spray transfer, terdapat radiasi busur yang banyak. Hal ini tidak menyenangkan bagi juru las dan membuat proses ini lebih cocok untuk las otomatis pada beberapa aplikasi. Pengelasan GMAW spray transfer terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja karena kawah las lebih besar.
Aplikasi pada Pekerjaan
Proses GMAW short-circuiting dapat menghemat waktu saat pengelasan root pass pada pipa dan pemasangan alloy strip lining pada pressure vessel.
Baik GMAW spray transfer ataupun globular transfer dapat digunakan pada fabrikasi pipa dan pressure vessel untuk selain dari root pass. Kedua proses ini dapat juga digunakan untuk membuat lapisan tahan karat. Spray transfer digunakan dengan cara butt weld pada pengelasan stainless steel, paduan nikel dan paduan tembaga. Pulsed arc welding dapat dipakai untuk aplikasi yang sama, tetapi mempunyai keuntungan dapat mengelas dengan semua posisi. Spray transfer tidak dianjurkan untuk mengelas carbon steel apabila masih dapat dikerjakan dengan proses las SAW, tetapi bisa digunakan untuk mengelas tembaga dan paduan-paduan nickel.
1.1.4. Flux Cored Arc Welding
Flux cored arc welding atau las busur berinti flux mirip dengan proses las GMAW, yaitu menggunakan elektroda solid dan tubular yang diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan. Elektroda diumpankan melalui gun atau torch sambil menjaga busur yang terbentuk diantara ujung elektroda dengan base metal. FCAW menggunakan elektroda dimana terdapat serbuk flux di dalam batangnya. Butiran-butiran dalam inti kawat ini menghasilkan sebagian atau semua shielding gas yang diperlukan. Jadi berlawanan dengan GMAW, dimana seluruh gas pelindung berasal dari sumber luar. FCAW bisa juga menggunakan gas pelindung tambahan, tergantung dari jenis elektroda, logam yang dilas, dan sifat dari pengelasan yang dikerjakan.
Ada dua jenis variasi FCAW yang memiliki kegunaan berbeda-beda tergantung dari metode gas pelindung.
- Gas Shielded (FCAW-G). - Self-shielded (FCAW-SS).
Proses (FCAW-G) atau berpelindung gas memerlukan shielding gas yang berasal dari sumber luar (biasanya CO2 atau campuran argon-CO2 seperti tampak pada Gambar 100-10.
Gambar 100-10. FCAW Pelindung Gas Gambar 100-11 FCAW Berpelindung Diri
Proses (FCAW-SS) memiliki pelindung sendiri misalnya Lincoln Innershield, seperti tampak dalam gambar 100-11. FCAW dapat dikerjakan secara otomatis atau semi-otomatis, tetapi yang paling banyak dipakai adalah proses semi-otomatis.
Gas Shielded Flux Cored Arc Welding
Elektroda FCAW-G dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel dan stainless steel. Berpedoman pada AWS, elektroda-elektroda yang digunakan pada pengelasan FCAW dibicarakan pada pasal 1.3.3. Pada pengelasan carbon steel dan low alloy steel, elektroda berinti flux yang banyak dipakai adalah dari jenis T-1 (acid slag), T-2 (single pass welding) dan T-5 (basic slag).
Elektroda T-1 memiliki sifat-sifat pengelasan bagus, tetapi acid slag tidak membantu menjaga logam las menjadi rendah hydrogen kecuali bila dibuat secara khusus. Hanya sejumlah tertentu elektroda berinti flux yang memenuhi syarat low hydrogen (kurang dari 10 ml/100 g logam las), dan ini adalah yang paling banyak tersedia dari jenis T-1. Elektroda tipe T-1 bisa digunakan baik dengan gas pelindung CO2ataupun campuran argon-CO2. Elektroda T-1 akan memiliki busur lebih halus dan percikan las lebih sedikit bila menggunakan gas pelindung argon-CO2, meskipun logam las mempunyai unsur Mn dan Si sedikit lebih tinggi. Elektroda EX0T-1 didisain hanya untuk mengelas pada posisi datar dan horizontal saja. Elektroda EX1T-1 dibuat untuk pengelasan semua posisi dengan diameter hingga 1/16 inch. Pengelasan posisi vertikal umumnya dikerjakan dengan arah las naik.
Elektroda tipe T-2 dirancang untuk pengelasan single pass pada logam-logam berkarat, dan mempunyai deoxidizer Mn dan Si lebih tinggi. Elektroda T-2 ini jangan sekali-kali digunakan untuk pengelasan multipass karena peningkatan unsur Mn dan Si menyebabkan tensile strength logam las yang tidak terlarut akan bertambah besar (lebih dari 100 ksi), sehingga menimbulkan masalah retak ketika sedang dilas atau pada kondisi pemakaian sour service. Elektroda tipe T-5 mempunyai basic slag dengan kandungan hydrogen logam las lebih rendah dan memperbesar impact properties dan daya tahan terhadap retak yang memuaskan. Meskipun demikian, elektroda ini juga mempunyai sifat-sifat pengelasan lebih buruk dibandingkan dengan elektroda T-1. Saat ini elektroda T-1 terbaru sudah dikembangkan yang menggabungkan dua jenis elektroda yang paling baik, sehingga elektroda T-5 menjadi jarang dipakai lagi.
Self Shielded Flux Cored Arc Welding
Elektroda EX1T-8 adalah elektroda FCAW-SS (Lincoln Innershield) untuk pengelasan carbon steel dan low alloy steel yang mendapat perhatian besar dari beberapa perusahaan. Elektroda ini bisa dipakai untuk pengelasan semua posisi, notch toughness bagus dan pada umumnya mempunyai kandungan hydrogen rendah (kurang dari 10 ml/100 logam las). Elektroda-elektroda ini digunakan dengan berbagai diameter mulai dari 0,068 hingga 3/32 inch. Pengelasan semua posisi dilakukan dengan elektroda diameter 5/64 inch atau lebih kecil, sementara elektroda dengan ukuran lebih besar hanya digunakan untuk pengelasan posisi datar dan horizontal saja. Las turun umumnya tidak dilakukan kecuali bila menggunakan elektroda khusus yang dirancang untuk pengelasan pipe line. Elektroda self-shielded mempunyai denitrifiers guna menghindarkan porosity karena tangkapan nitrogen selama proses pengelasan. Pada umumnya aluminum dipakai sebagai denitrifyng las, karena deposit las dengan kandungan aluminum hingga 1% dianggap tidak berbahaya.
Pengelasan dengan proses FCAW-SS pada pekerjaan-pekerjaan yang kritikal seperti sambungan T-Y-K dan kombinasinya pada anjungan lepas pantai, membutuhkan juru las yang dilatih secara khusus dan mematuhi prosedur las yang sudah dibuat dengan ketat, seperti elektroda, lebar ayunan, tebal lapisan dan pemanasan awal.
Keuntungan
Proses FCAW-G mempunyai keunggulan yaitu penetrasinya lebih dalam dan laju pengisian lebih tinggi dibandingkan dengan proses SMAW. Dengan demikian proses las ini menjadi lebih ekonomis pada pekerjaan di bengkel-bengkel las. Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan pada inti flux untuk membuat jenis komposisi menjadi lebih banyak, termasuk beberapa logam paduan rendah dan stainless steel. Flux memberikan perlindungan bagus pada kawah las dengan membentuk selubung gas pelindung dan lapisan slag. Meskipun demikian, proses ini tidak mentolerir tiupan angin lebih dari 5 mph tanpa porosity berlebihan. FCAW-G cocok untuk pengelasan semua posisi tanpa menimbulkan masalah lack of fusionseperti yang terdapat pada GMAW hubungan singkat.
Filler metal FCAW-SS menghilangkan kebutuhan terhadap gas pelindung dari luar dan mentoleransi kondisi angin yang lebih kuat tanpa menimbulkan porosity. Proses ini dianggap sama dengan proses elektroda terbungkus terhadap toleransi angin. Dengan juru las yang dilatih dengan baik dan pengawasan yang berhati-hati, FCAW-SS bisa digunakan untuk pengelasan dari arah satu sisi, pada sambungan T-Y-K seperti struktur anjungan lepas pantai untuk menggantikan elektroda terbungkus. FCAW-SS juga bisa digunakan untuk fill pass pengelasan semua posisi pada butt weld atau fillet weld. Juru las perlu dilatih dengan prosedur khusus tetapi proses tersebut mudah dipakai. Aplikasi proses FCAW-SS meliputi pengelasan benda-benda tebal, pipelines dan pelapisan.
Kelemahan
FCAW-G dan FCAW-SS kedua-duanya membentuk lapisan slag yang harus dikikis diantara lapisan-lapisan las. Baik FCAW-G ataupun FCAW-SS bukan merupakan proses low hydrogen; filler metal harus dibeli dari pabrik elektroda yang dilengkapi dengan syarat-syarat low hydrogen. Pengelasan yang dilakukan dengan proses ini dapat menimbulkan notch toughness yang buruk. Filler metal yang digunakan harus memenuhi persyaratan uji impak seperti elektroda T-1, T-5 dan T-8. Elektroda-elektroda ini umumnya memiliki kandungan hydrogen lebih rendah dan mempunyai persyaratan kimia khusus untuk menghasilkan sifat yang lebih konsisten. Proses pengelasan FCAW-G tidak boleh dilakukan apabila kecepatan angin lebih dari 5 mph karena ada resiko porosity berlebihan. Menaikkan aliran gas untuk mengatasi hembusan angin yang tinggi bukan menyelesaikan masalah, karena dapat menimbulkan kondisi yang lebih buruk karena menghasilkan turbulensi yang akan menarik udara disekitarnya.
Proses G menghasilkan lebih banyak asap dari pada kawat solid GMAW. Kawat FCAW-SS bahkan menimbulkan lebih banyak asap, sehingga pada pekerjaan di bengkel-bengkel las dibutuhkan ventilasi yang memadai dan kadang-kadang memerlukan alat khusus pembuang asap di daerahwelding gun. Tingkat asap pada FCAW-SS stainless steel atau pada kawat-kawat FCAW-G hampir sama dengan elektroda stick, dan lebih kecil dari pada kawat carbon steel berpelindung diri (self-shielded wires). Pengelasan yang dilakukan dengan kawat FCAW-SS perlu kontrol yang ketat terhadap tebal dan lebar bead dan elektrode stickout guna mendapatkan sifat-sifat ketangguhan yang tinggi.
Aplikasi pada Pekerjaan
Proses FCAW-G dapat dilakukan dengan semua posisi untuk pengelasan struktural, pipa atau pressure vessel secara butt weld atau fillet weld. Proses FCAW-SS terutama mempunyai keunggulan karena dapat digunakan untuk pengelasan struktur, seperti bangunan dan anjungan lepas pantai dimana lokasi lapangan atau rumitnya struktur membuat pemakaian peralatan las SAW menjadi tidak praktis dan penggunaan proses SMAW kurang kompetitif. Elektroda-elektroda berpelindung diri (self-shielded wires) bisa digunakan untuk pengelasan root pass dan fill pass dari arah satu sisi pada sambungan T-Y-K pada anjungan lepas pantai, apabila pihak T-Y-Kontraktor dapat mendemontrasikan bahwa mereka mempunyai pengalaman dengan proses tersebut, welder dan inspektor yang terlatih, serta memiliki prosedur las yang sudah diakui.
1.1.5. Submerged Arc Welding
SAW atau las busur terbenam termasuk salah satu las busur listrik, dimana busur dan kawah las ditutupi oleh lelehan flux dan lapisan butiran-butiran flux seperti tampak pada Gambar 100-12.
Gambar 100-12. Submerged Arc Welding (SAW)
Pada proses ini busur las tidak terlihat. Elektroda diumpankan secara kontinyu dari sebuah gulungan dengan cara yang sama seperti pada proses GMAW. Panas busur melelehkan base metal, elektroda dan flux sehingga menghasilkan kawah las yang ditutupi oleh lapisan slag cair. Lapisan slag melindungi kawah las sampai membeku. Karena busur tidak terlihat, pengelasan dapat dilakukan tanpa menimbulkan radiasi besar dimana hal ini sudah merupakan sifat dari proses busur terbuka, dan juga menghasilkan sangat sedikit asap.
Pengelasan dengan proses SAW pada umumnya dilakukan di bengkel-bengkel, karena benda kerja dapat diletakkan dengan posisi datar untuk memperoleh laju pengisian yang lebih tinggi. Proses pengelasan SAW juga sudah digunakan dilapangan untuk mengelas dinding tangki penyimpanan minyak secara horizontal dengan menggunakan alat khusus pengelasan posisi jam 3, dan juga untuk mengelas plat bola yang dirakit dilapangan dan diatur untuk pengelasan posisi datar.
Karena penetrasi SAW dalam, proses ini tidak cocok untuk mengelas root pass tanpa terlebih dahulu diberi penyangga las. Penyangga (back up) dapat bersifat sementara atau permanen. Pengelasan dari arah satu sisi bisa dilakukan dengan memberi bahan penyangga sementara seperti batangan tembaga,flux back up, atau pita back up khusus dari bahan flux atau keramik. Bahan-bahan penyangga sementara yang lain adalah batangan baja, yang juga dapat digunakan untuk meluruskan sambungan. Penyangga ini dilepaskan sebelum
mengelas dari arah sebaliknya.
Sambungan las untuk SAW pada umumnya dirancang dengan land lebih tebal dan tanpa celah agar dapat menopang logam las selama pengelasan dari sisi pertama. Karena penetrasi lebih dalam, sisi sebaliknya dapat dilas tanpa perlu diback gouging. Contohnya adalah double SAW (disingkat dengan DSW), yang dilakukan oleh pabrik-pabrik pembuat pipa.
SAW bisa digunakan dengan arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), tetapi arus DC lebih banyak dipakai karena penyalaan busur lebih mudah dan penetrasinya lebih dalam. Jenis lain SAW adalahtandem arc welding, yang menggunakan dua batang elektroda
sekaligus, dan bisa dikerjakan dengan arus DC-AC atau AC-AC. Proses las SAW biasanya dikerjakan secara otomatis. Bisa juga dilakukan secara semi-otomatis dengan gun genggam tetapi laju pengisian kurang memuaskan. Flux SAW harus disimpan ditempat yang hangat, kering dan harus direkondisi apabila lembab (sesuai dengan petunjuk pabrik). Kawat untuk pengelasan SAW juga mesti disimpan ditempat yang kering.
Keuntungan
Proses las SAW ini dapat digunakan untuk mengelas carbon steel, low alloy steel, stainless steel dan beberapa paduan nikel tinggi. Proses ini digunakan secara luas untuk membuat lapisan anti karat dengan menggunakan elektroda berbentuk lembaran (tebal 0,5 mm dan lebar 60 mm). Proses las ini dapat dikerjakan dengan arus lebih tinggi serta elektroda berganda, sehingga diperoleh laju pengisian dua hingga sepuluh kali lebih cepat dari pada SMAW. Karakteristik penetrasi yang dalam dari proses SAW ini menyebabkan kampuh las bisa dibuat lebih sempit, sehingga dapat mengurangi jumlah lapisan yang diperlukan dan juga menghemat waktu pengelasan. Lapisan slag yang menyelimuti logam las memberikan perlindungan yang handal terhadap logam las cair, sehingga menghasilkan deposit las bermutu tinggi.
Sebagai sebuah proses las busur terbuka, SAW tidak menimbulkan radiasi tinggi dimana hal ini memberikan kenyamanan kepada juru las. SAW adalah proses las rendah hydrogen, tetapi kandungan hydrogennya tergantung dari tingkat kekeringan dan jenis flux yang dipakai. Kekerasan di daerah HAZ cenderung lebih rendah karena panas masukan yang lebih tinggi menyebabkan laju pendinginan menjadi lebih lambat. Pada umumnya tampilan bead yang halus dari pengelasan SAW membuat inspeksi visual menjadi lebih mudah terhadap cacat-cacat las karena kesalahan operator atau kesalahan fungsi peralatan.
Kelemahan
Di dalam prakteknya, proses las SAW membutuhkan penanganan dan waktu pemasangan lebih banyak untuk meletakkan benda kerja sedemian rupa sehingga pengelasan dapat dilakukan dengan posisi datar. Terbatasnya pandangan mata terhadap busur dan kawah las selama pengelasan membuat proses ini menjadi lebih sulit dalam mempertahankan posisi las di atas sambungan, meskipun pada umumnya hal ini tidak menjadi masalah. Waktu pemasangan untuk pengelasan lebih lama dibandingkan dengan GMAW dan SMAW, sehingga proses ini tidak ekonomis pada pekerjaan-pekerjaan kecil. Apabila menggunakan panas masukan lebih besar, bisa terbentuk butiran-butiran kasar di daerah HAZ. Keadaan ini menyebabkan hilangnya sifat impact, yang pada beberapa aplikasi tidak diperbolehkan. Pada pengelasan dengan lapisan banyak, harus dipilih kombinasi kawat/flux yang sesuai sehingga dapat mencegah pembentukan unsur Mn dan Si pada logam las, karena unsur-unsur ini akan menaikan kekerasan, menurunkan ketangguhan, dan menimbulkan masalah retak pada sour service.
Cacat-cacat las yang umum terjadi pada SAW:
1. Porosity karena kontaminasi pada pengelasan. Hal ini terjadi karena pembersihan karat dan kerak pada sambungan tidak sempurna.
2. Slag inclusion karena muka las terlalu cembung atau undercut. Hal ini terjadi karena slag terkurung disepanjang sisi logam las dan tidak terbuang selama pembersihan.
3. Retak ditengah las-lasan karena bentuk bead tidak tepat. Hal ini terjadi pada pengelasan dimana kedalamannya lebih besar dibandingkan lebar.
Pertimbangan Dalam Memilih Kombinasi Kawat/Flux
Unsur-unsur paduan bisa ditambahkan baik pada kawat elektroda ataupun flux, tetapi kontrol kimia yang lebih baik akan diperoleh apabila suatu paduan tertentu ditambahkan pada kawat dan menggunakan flux netral. Kelarutan logam induk pada SAW lebih besar dibandingkan dengan proses pengelasan yang lain, karena penetrasinya lebih dalam. Kelarutan logam induk ini mempunyai pengaruh signifikan pada sifat kimia logam las dan harus dipertimbangkan ketika memilih kombinasi kawat/flux, terutama pada logam-logam tipis. PWHT akan mengurangi kekerasan logam las tetapi juga menurunkan tensile strength. PWHT penting sekali dilakukan apabila temperatur pengelasan lebih tinggi dan holding time lebih lama. Pengaruh PWHT terhadap tensile strength harus dipertimbangkan dalam memilih kombinasi kawat/flux. Sehingga perhatian yang seksama harus dilakukan di dalam memilih kombinasi kawat/flux yang akan menghasilkan komposisi logam las dengan sifat kimia dan kekuatan yang sempurna.
Aplikasi pada Pekerjaan
Pada umumnya beberapa perusahaan tidak memakai proses las SAW otomatis ini apabila tidak banyak permintaan yang bisa dijadikan alasan untuk menggunakan proses las ini. Walaupun peralatan tersedia untuk pengelasan semi otomatis, proses las SAW kurang memuaskan dari pada GMAW karena GMAW lebih serba guna.
Proses las SAW digunakan secara luas oleh suplier untuk mengelas struktur-struktur besar seperti tangki, pressure vessel, kapal, anjungan lepas pantai termasuk alat pengeboran dibawah laut. Proses las ini digunakan juga untuk membuat lapisan selubung baik dengan elektroda lembaran ataupun berupa kawat.
1.1.6. Electroslag Welding dan Electrogas Welding
ESW adalah suatu proses las otomatis dengan laju deposit tinggi yang digunakan untuk mengelas logam dengan tebal 2 inci atau lebih secara vertikal. Pemakaiannya yaitu pada pengelasan pressure vessel, kapal, dan struktur. Ada dua jenis proses las ESW:
- Metode panduan tidak terumpan (konvensional). - Metode panduan terumpan.
Kedua metode ini menggunakan alat-alat dan bentuk filler metal yang berbeda. Pada kedua jenis proses pengelasan ESW ini, plat berbentuk persegi mula-mula diletakkan secara
vertikal dengan jarak kira-kira satu inch, kemudian dilas naik secara vertikal. Permulaan tab dimulai dari bagian bawah sambungan dan runoff tab pada bagian atas.
Pada ESW konvensional, sepatu tembaga berpendingin air yang bisa dipindah-pindah diletakkan pada sisi bagian depan dan belakang sambungan, untuk menahan logam cair tetap berada pada tempatnya sampai membeku. Proses ini dimulai dengan menyalakan
busur diantara kawat elektroda dengan bottom starting tab pada cekungan yang terbentuk antara pinggiran alat yang mempunyai celah dengan sepatu tembaga. Butiran flux diletakkan pada cekungan. Busur listrik dinyalakan pada permulaan proses, dan berlangsung terus sehingga terbentuk slag konduktif. Segera setelah slag menjadi konduktif, busur padam dan slag tetap cair karena resistansi panas yang berasal dari arus yang lewat diantara elektroda dengan benda kerja. Selama proses pengelasan berlangsung, flux ditambahkan secara teratur untuk menjaga ketepatan slag yang menutupi genangan logam cair. Resistansi panas slag melelehkan filler wire dan pinggiran plat membentuk genangan logam cair, yang ditahan oleh sepatu tembaga. Selama pembekuan, sepatu secara otomatis bergerak naik kepermukaan plat. Satu atau lebih kawat dapat digunakan, tergantung pada tebal plat. Gambar 100-13 menjelaskan sebuah sistim elektro slag plat tebal yang menggunakan tiga batang kawat las dan cocok untuk mengelas pressure vessel.
Gambar 100-13. Electroslag Welding Konvensional dengan Tiga Batang Elektroda
ESW panduan terumpan menggunakan suatu tube panduan terumpan untuk menempatkan kawat elektroda berada pada sambungan, dan sepatu tembaga berpendingin air permanen. Tube pemandu tidak bergerak tetapi terbakar habis selama pengelasan. Hal ini membuat
kawah las muncul di dalam kampuh. Tube panduan terumpan menambahkan filler metal pada logam las dan juga menyediakan flux pada slag konduktif dari bagian luar coating (seperti elektroda terbungkus dengan lobang besar). Lebih dari satu tube panduan terumpan dapat dipakai untuk pengelasan logam-logam tebal.
Electrogas Welding
EGW dilakukan dengan posisi vertikal dengan cara yang sama dengan ESW, tetapi berbeda dalam mempertahankan busur diantara elektroda berinti flux dan kawah las. Kawah las ditutupi oleh cairan slag tipis dan diselimuti oleh gas CO2 atau argon-CO2. EGW terbatas pemakaiannya pada benda-benda tipis, biasanya kurang dari 2 inch. Proses ini bisa dikerjakan dengan satu sepatu dapat dilepas, yang membentuk permukaan logam las pada bagian sisi sebelah depan. Bagian belakang logam las dibentuk oleh batangan penyangga dari tembaga permanen atau oleh root pass yang dikerjakan dengan proses manual atau semi-otomatis. Sambungan las pada EGW bisa berbentuk persegi dengan suatu celah atau pengelasan dengan bevel standar V dikerjakan dengan proses las yang lain.
Keuntungan
Keuntungan utama dari proses las ESW dan EGW adalah kemampuannya untuk melakukan pengelasan vertikal dari berbagai ketebalan dengan waktu lebih cepat dibandingkan dengan proses-proses las yang lain. ESW terutama sekali dipakai untuk mengelas logam-logam tebal dibengkel-bengkel, sementara EGW bisa dikerjakan baik di bengkel atau di lapangan. Persiapan sambungan pada kedua proses ini sederhana dan lebih sedikit terjadinya distorsi pengelasan dibandingkan dengan metode lain.
Kelemahan
Baik proses las ESW ataupun EGW hanya terbatas pada penyambungan carbon steel dan low alloy steel dengan posisi vertikal. Waktu pemasangan pada proses ini sangat lama, tetapi dapat diimbangi oleh laju pengisian yang lebih cepat. Pentingnya waktu pemasangan berkurang dengan bertambah tebalnya logam las. ESW sensitif terhadap kontrol bentuk
bead. Retak garis tengah bisa terjadi apabila faktor bentuk (kedalaman kawah las dibagi dengan lebar kawah las) rendah. Suatu contoh faktor bentuk rendah yaitu peka terhadap retak (adalah satu), karena kawah las mempunyai ukuran sama dengan lebar. ESW dan EGW mempunyai panas masukan sangat tinggi. ESW memiliki panas masukan paling tinggi, menghasilkan pengelasan dengan butiran kasar berjumlah banyak dan daerah HAZ dengan notch toughness rendah. Pengelasan ESW membutuhkan perlakuan panas untuk menghaluskan kembali butiran setelah pengelasan selesai (misalnya normalizing) untuk memulihkan notch toughness. Perlunya normalizing setelah pengelasan biasanya untuk menghindarkan pemakaian ESW untuk pengelasan dilapangan.
Panas masukan EGW tidak sebesar ESW, tetapi ada sedikit penurunan sifat logam di daerah HAZ. Hal ini membatasi aplikasi EGW terhadap bahan-bahan yang mempunyai notch toughness lebih buruk. Keterbatasan ini membuat beberapa kontraktor membatasi pemakaian EGW pada tangki penyimpanan dilapangan yang memiliki suhu pemakaian minimum 30oF atau lebih.
Aplikasi pada Pekerjaan
Aplikasi pengelasan ESW paling umum yaitu pada sambungan-sambungan longitudinal pada shell ringuntuk pressure vessel carbon steel dan low alloy steel berdinding tebal. EGW digunakan untuk sambungan vertikal pada tanki penyimpan minyak.
1.1.7. Stud Welding
SW adalah proses pengelasan yang relatif mudah dikerjakan. Proses las jenis ini digunakan untuk memasang insulation pins dan refractory anchors. Proses las SW menggunakan welding gun khusus dan pengatur waktu otomatis. Panas pengelasan terbentuk karena tarikan busur antara welding studdengan base metal. Segera setelah ujung stud dan permukaan base metal di bawah stud meleleh, stud dipaksa melawan base metal karena tekanan, dan terjadi pembekuan. Dengan demikian dihasilkan penyatuan las berkekuatan penuh dengan hasil pengelasan dan daerah HAZ yang sempit.
Stud welding bisa dilakukan dengan menggunakan mesin las drawn-arc atau capasitor discharge. Drawn arc stud welding mempergunakan mesin las DC konvensional dengan polaritas lurus, pengatur waktu otomatis, dan gun genggam. Capasitor discharge stud welding menggunakan energi listrik lucutan cepat yang tersimpan di dalam kapasitor sebagai sumber panas. Stud bisa dipasangkan dengan SMAW apabila mesin las stud otomatis tidak ada. Persiapan permukaan sebelum pengelasan penting sekali untuk memperoleh mutu stud welding yang konsisten. Kerak dan karat harus dibuang sebelum pengelasan. Hal ini diikuti dengan penggerindaan atau abrasive blasting.
Aplikasi pada Pekerjaan
Pengelasan stud dengan cara drawn-arc atau capasitor discharge digunakan secara luas untuk mengikat insulasi dan refractory anchor pada pipa, pressure vessel dan tangki, dan untuk pemasangan konduktor panas pada furnace tube. Kualitas stud welding harus diperiksa pada setiap awal perubahan, untuk menentukan apakah prosedur (gun pengatur waktu) dan persiapan permukaan sudah memuaskan. Inspeksi visual terhadap stud weld (untuk memeriksa 360 derajat cahaya disekitar base) dan kelengkungan stud dengan sudut kira-kira 15 derajat dari sumbu merupakan suatu cara yang dapat diterima untuk
memastikan apakah stud sudah terpasang dengan baik. Stud yang tidak memperlihatkan cahaya 360 derajat atau terputus selama pembengkokan dapat diperbaiki dengan menggunakan proses SMAW.
1.1.8. Oxyfuel Gas Welding, Braze Welding dan Brazing Oxyfuel Gas Welding
Proses las OFW mempergubakan panas yang berasal dari nyala gas untuk melelehkan base metal dan menghasilkan penyatuan, biasanya diikuti dengan menambahkan filler metal dalam bentuk kawat dengan komposisi yang sesuai. Obor oxyacetelyne adalah metode yang paling biasa dipakai, dengan temperatur nyala api sekitar 5600oF. Propane, gas alam, dan alternatif lain dari bahan bakar gas acetelyne tidak dipakai pada pengelasan gas karena laju pemanasannya terlalu rendah. Akan tetapi gas-gas ini digunakan untuk memotong, preheating dan brazing, apabila kebutuhan terhadap karakteristik nyala api tidak terlalu penting. Gas welding pada umumnya sudah digantikan oleh SMAW dan proses-proses pengelasan yang terbaru. Meskipun demikian, OFW masih dipakai untuk fillet weld dan butt weld pada pipa-pipa tipis diameter 2 inch ke bawah dimana GTAW adalah alternatif lain. Gas welding juga digunakan pada pengecoran logam untuk memperbaiki casting iron. Gambar 100-14 memperlihatkan detail peralatan OFW. Gambar 100-15 memperlihatkan nyala api oxyacetylene yang digunakan dalam OFW.
Gambar 100-14. Peralatan Oxyfuel Gas Welding
Gambar 100-15. Karakteristik Nyala Api Oxyacetylene Keuntungan.
OFW digunakan terutama sekali karena fleksibel, mudah diangkut dan tidak ada persyaratan terhadap sumber tenaga listrik. Peralatan sederhana dan biayanya murah serta bisa digunakan untuk pekerjaan yang berkaitan dengan pemotongan, pembengkokan, preheating dan brazing. Efektifitasnya tergantung pada keterampilan juru las dalam mengendalikan komposisi nyala api, panas masukan dan sudut dari obor (yang mempengaruhi ukuran kawah las). Gas welding dengan nyala carburizingmenghasilkan kekerasan paling tinggi pada deposit pelapisan.
Kelemahan
OFW bersifat lambat dan menghasilkan panas setempat yang menimbulkan masalah perubahan bentuk. Butiran kasar, struktur yang getas biasa dijumpai pada pengelasan carbon steel karena faktor panas masukan yang tinggi serta kecepatan las yang rendah. Baik carburizing ataupun decarburizingdapat terjadi pada logam las dan daerah-daerah yang berdekatan dengan base metal apabila nyala api diatur secara tidak benar. Kondisi ini bisa sangat merusak daya tahan terhadap karat pada baja-baja chromium dan paduan-paduan yang lebih tinggi.
Braze Welding dan Brazing
Proses penyambungan dengan metode ini mempergunakan obor gas seperti halnya pada OFW, tetapi hanya untuk melelehkan filler metal saja, logam dasarnya tidak. Brazing dan braze welding mempergunakan filler metal yang akan meleleh pada suhu di atas 840oF
(450oC). Soldering menggunakan filler metal yang meleleh pada suhu di bawah 840oF (450oC). Silver brazing, dahulu disebut silver soldering, menggunakan paduan perak-tembaga untuk tujuan aplikasi umum.
Pada braze welding, panas diberikan pada sambungan las untuk menaikan suhunya sehingga di atas titik lebur filler rod, tetapi tidak melebihi titik lebur logam dasar. Filler metal kemudian dialirkan kepermukaan yang panas, dimana terdapat flux yang sesuai, sehingga membentuk suatu ikatan. Proses ini digunakan untuk memperbaiki casting iron dengan brass filler metal. Brazing tidak dipakai pada wadah yang digunakan untuk menyimpan cairan yang mudah terbakar karena bisa meleleh dalam api.
Brazing menggunakan prinsip kerja kapilaritas untuk menimbulkan pelelehan paduan brazing yang mengalir diantara sambungan-sambungan yang berdekatan. Sambungan tumpul, tumpang atau soket dengan celah antara bagian sekitar dua hingga enam mils, menghasilkan kekuatan paling tinggi. Sambungan yang lebih lemah akan terbentuk apabila toleransi kelurusan tidak dikontrol untuk menghindarkan celah yang berlebihan. Meskipun demikian, celah yang terlalu sempit atau sama sekali tidak ada jarak akan menghalangi brazing alloy mengalir menuju sambungan dan juga dapat menghasilkan sambungan yang lemah atau bocor.
1.1.9. Cadwelding
Cad welding adalah merek dagang dari proses las thermit yang digunakan untuk memasang sambungan-sambungan listrik tembaga dan ground lead pada pipe lines dan struktur. Satu aplikasi penting pada pipeline adalah pemasangan kawat-kawat sacrificial anode dan test lead untuk cathodic protection.
Penyambungan Cadweld diperlihatkan pada Gambar 100-16. Prinsip kerjanya terdiri dari pelelehan serbuk paduan tembaga secara exothermal di dalam sebuah cetakan grafit yang dapat dipakai lagi.Powder charge (mesiu) ditahan oleh sebuah piringan penahan dari logam tipis. Ketika paduan tembaga meleleh melalui piringan logam, ia akan mengalir melalui tap hole kerongga pengelasan dan membeku pada permukan material yang akan disambung. Jenis-jenis cetakan berbeda-beda pada setiap aplikasi. Cetakan digunakan untuk mengikat timah kawat diameter kecil (typically #4 atau kurang) pada pipelines seperti yang diilustrasikan pada gambar.
Gambar 100-16 Cadweld untuk Penyambungan Timah Kabel dengan Pipa
Serbuk Cadweld (F-33) yang dipergunakan untuk memasang cathodic protection lead dan test wirepada pipeline adalah campuran tembaga oxida dan aluminum dengan sedikit vanadium. Serbuk ini dilengkapi dengan 15 gram (CA15) dan cartdridges yang lebih besar. Meskipun demikian, powder charge dibatasi hanya 15 gram menurut ANSI/ASME B31.4 dan B31.8 piping systems. Sejumlah starting powder dipadatkan pada setiap cartridge sehingga starting powder terbentang di atas campuran tersebut ketika isinya dialirkan ke dalam cetakan. Mesiu mulai dinyalakan dengan menggunakan pemantik flint spark kemudian mesiu bereaksi sehingga menghasilkan paduan tembaga cair yang mengandung aluminum dan vanadium. Paduan ini meleleh melalui piringan logam dan membeku pada timah listrik dan base metal, kemudian mengikatnya satu sama lain. Slag tipis aluminum-oksida terbentuk yang menyisakan gumpalan dan kerak pada cetakan. Slag mudah dihilangkan dengan chipping hammer dan harus dibuang dari cetakan sebelum digunakan lagi.
Penelitian telah memperlihatkan bahwa pengaruh metalurgi Cadwelding terhadap pipeline tidak merusak pipa-pipa API 5L grade (X-65 dan di bawahnya) dengan ketebalan 0,2 inci dan lebih. Aplikasi Cadweld pada ketebalan kurang dari 0,2 inci harus dievaluasi tersendiri. Evaluasi harus meliputi fluida, suhu, tekanan dan flow rate pipeline tersebut. Perhatian utama adalah berkurangnya kekuatan dinding selama pengelasan, bertambah dalamnya daerah HAZ, dan meningkatnya penetrasi tembaga.
Proses Pengelasan Lain
Beberapa proses penyambungan lain tidak dibicarakan disini karena jarang dipakai. Proses-proses ini adalah:
- Plasma arc welding. - Electron beam welding. - Laser welding.
- Resistance welding. . Flash welding.
. Projection welding.
. Resistance seam welding. . Resistance spot welding. - Friction and inertia welding. - Explosion welding.
1.2.0. DISAIN SAMBUNGAN LAS
1.2.1. Pertimbangan dalam Membuat Disain Sambungan
Disain sambungan yang tepat sangat penting sekali, karena akan mempengaruhi cara mempersiapkan sambungan, urutan pengelasan, efisiensi sambungan, dan produktivitas. Setiap pekerjaan harus dievaluasi berkaitan dengan proses pengelasan, posisi, kemudahan menjangkau dan inspeksi, kontrol terhadap distorsi dan syarat-syarat disain untuk menentukan detail sambungan yang tepat. Hasil paling baik hanya akan diperoleh apabila sambungan telah dipersiapkan secara sempurna dan kelurusannya sudah tepat.
Pada umumnya benda-benda yang dilas adalah wadah tempat penyimpanan cairan berbahaya (misalnya pressure vessel, tangki dan pipa) atau pengelasan sambungan-sambungan kritis pada struktur anjungan lepas pantai. Pada aplikasi ini, penting diketahui bahwa logam las memiliki kekuatan dan ketangguhan yang handal, dan juga bebas dari discontinuity dan crevices dimana zat-zat korosif bisa berkumpul.
Diperlukan butt weld penetrasi penuh dengan komposisi kimia dan sifat-sifat mekanis yang persis sama dengan base metal, karena akan menghasilkan kinerja pemakaian yang paling baik dan tahan terhadap kelelahan, karat dan patah getas. Pengelasan dengan penetrasi
sebagian dan fillet weld hanya digunakan apabila beban pemakaian dan stress tidak terlalu berat. Misalnya, fillet weld hanya dilakukan dengan sambungan tumpang (lap joint) pada plat bagian bawah dan atas sebuah tangki, karena lebih ekonomis dari pada butt weld. Sebaliknya sambungan-sambungan pada dinding tangki yang memiliki tegangan lebih tinggi, dilas dengan cara butt weld penetrasi penuh.
Simbol-simbol standar untuk pengelasan, brazing dan inspeksi NDT dijelaskan pada ANSI/AWS A2.4-86. Tabel simbol las AWS diberikan pada gambar 100-37 dan Appendix E. 1.2.2. Detail Sambungan
Sambungan Tumpul Persegi
Pada proses las SMAW, sambungan tumpul persegi seperti tampak pada Gambar 100-17 digunakan untuk menyambung pipa secara single weld dengan ketebalan hingga 1/8 inci, dan menyambung plat dengan cara double weld dengan ketebalan hingga 5/16 inch. Sambungan tumpul persegi adalah sambungan yang paling mudah dibikin karena tidak memerlukan pembevelan. Sambungan ini bisa dibuat dengan menggunakan alat oxyfuel gas cutting, mesin gerinda, atau gunting.
Gambar 100-17. Sambungan Tumpul Persegi
Sambungan single V
Pada proses las SMAW, disain sambungan berbentuk single V (Gambar 100-18) digunakan untuk penyambungan pipa secara single weld dan penyambungan plat secara double weld untuk ketebalan hingga 3/4 inch. Bentuk sambungan seperti ini bisa dibuat dengan menggunakan lampu potong atau mesin gerinda.
Gambar 100-18. Sambungan Single V Sambungan Double V
Sambungan double V (Gambar 100-19) lebih ekonomis untuk pengelasan plat tebal 3/4 hingga 2-1/2 inci dengan proses las SMAW, karena volume logam las yang akan diisikan lebih sedikit dibandingkan dengan memakai sambungan single V.
Gambar 100-19. Sambungan Double V
Pada sambungan jenis ini perlu dilakukan back gouging pada root pass setelah pengelasan dari sisi pertama selesai untuk mendapatkan penetrasi sempurna. Kontrol terhadap perubahan bentuk bisa menjadi lebih baik, karena pengelasan dari sisi kedua akan mengimbangi pengelasan dari sisi pertama. Pada sambungan double V dengan ketebalan tidak sama, pengelasan yang pertama kali dilakukan adalah sisi yang paling dalam (misalnya 0,67T) karena backgouging cenderung akan mengimbangi dalamnya pengelasan. Pada sambungan yang memiliki ketebalan sama, kedua belah sisi bisa dilas pertama kali. Sambungan jenis ini bisa dibikin dengan menggunakan lampu potong atau mesin gerinda. Modifikasi Sambungan pada Pengelasan Pipa.
Apabila melakukan pengelasan pada pipa dengan tebal lebih dari ¾ inci dengan cara SMAW, bisa digunakan sambungan V yang dimodifikasi atau single U (lihat Gambar 100-20) sebagai menggantikan sambungan pipa single V standar. Karena persiapan untuk membuat sambungan yang dimodifikasi ini harus dilakukan dengan mesin, sambungan jenis ini bisa menjadi lebih mahal dari pada sambungan single V biasa. Meskipun demikian, volume logam las yang dibutuhkan menjadi lebih kecil dan pemakaiannya bisa menghemat waktu pengelasan.
Gambar 100-20. Bentuk Sambungan pada Pipa Tebal Fillet Weld
Fillet weld (lihat Gambar 100-21) membutuhkan persiapan sambungan paling sedikit. Pelurusan terhadap lap joint atau T-joint harus teliti (umumnya dalam 1/16 inci) jika tidak maka efektifitas throat fillet weld tidak terbentuk. Celah yang lebih lebar membutuhkan ukuran fillet atau bentuk las-lasan yang lebih besar dari arah satu sisi untuk mengimbangi celah lebar tersebut.
Gambar 100-21. Fillet weld Sambungan Las pada Fitting
Pengelasan pada fitting dapat dilakukan baik secara set-on (paste on) atau set-in (lihat Gambar 100-22). Set-on pada umumnya dipakai pada fitting yang memiliki diameter kecil (2 inci atau kurang) yang dilas dari arah satu sisi. Fitting ini bisa berupa coupling, weldolet, atau small forging yang dilobangi setelah pengelasan selesai.
Set-in digunakan pada fitting yang memiliki diameter lebih besar, dan pada umumnya untuk pengelasan penetrasi penuh yang membutuhkan pengelasan dari arah dua sisi. Penguat (reinforcement) pada bagian-bagian yang hilang sering kali diperlukan dan boleh jadi perlu pad plate atau penguat yang berasal dari fitting itu sendiri.
Gambar 100-22. Detail Pengelasan pada Fitting 1.2.3. Backing Ring dan Consumable Insert Backing Ring Permanen
Backing ring permanen digunakan untuk menahan cairan logam las (lihat Gambar 100-23). Ring ini pada umumnya tidak boleh dipergunakan pada pipa-pipa proses karena merupakan tempat berkumpulnya endapan-endapan korosif, foster crevice corrosion, dan menghalangi alat-alat pembersih internal. Ring ini juga dapat menimbulkan retak akar apabila kondisi pemakaian bergetar (cyclic) dan terdapat kondisi tegangan balik pada akar. Pada pekerjaan dimana faktor-faktor ini tidak merupakan problem, backing ring bisa memperbaiki kualitas root pass dengan juru las yang tidak begitu terampil.
Gambar 100-23. Backing Ring Consummable Insert
Consummable insert, tidak sama halnya dengan backing ring, karena consumable insert ini ikut terbakar atau bersatu ke dalam root pass sambungan selama pengelasan. Ring jenis ini
