ASESMEN Tugas 1
D. Radiasi Busur
Dalam proses pengelasan dengan elektroda terbungkus menghasilkan gas pelindung (shielding gas) yang berasal dari salutan elektroda, yaitu gas karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), ozon (O3) dan gas nitrogen dioksida (NO2). Disamping itu mungkin ada gas-gas beracun yang terbentuk karena penguraian dari bahan-bahan pembersih dan pelindung terhadap karat. Gas-gas tersebut jika terhirup dalam jangka yang panjang akan merusak kesehatan bahkan dapat meracuni darah. Oleh sebab itu dalam pelaksanaan pengelasan harus terhindar dari gas-gas tersebut dengan jalan menggunakan alat-alat bantu keselamatan dan kesehatan kerja yang sesuai dengan fungsinya. Apabila pengelasan dilakukan di dalam ruangan harus ada lubang ventilasi dan dilengkapi dengan blower supaya gas hasil dari pengelasan terisap keluar.
Rangkuman
1. Busur listrik sebagai sumber panas. Busur listrik terjadi pada saat kontak pertama antara elektroda dan benda kerja, dalam prosesnya mencairkan kawat las (elektroda) dan benda kerja, kemudian membentuk paduan logam, setelah membeku disebut lasan. Kutub positif pada busur listrik arus searah (DC+) menghasilkan panas yang lebih tinggi dari pada kutub negatif (DC-). Pada arus bolak- balik (AC) panas busur listrik bertumpu pada benda kerja.
2. Proses pemindahan logam terjadi saat ujung elektroda mencair dan proses pemindahannya tergantung besar kecilnya arus listrik pada pesawat las. Apabila digunakan arus listrik yang sesuai dengan petunjuk penggunan arus las untuk suatu diameter elektroda, maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus. Apabila sebaliknya pengelasan tidak akan sempurna. Pola pemindahan logam sangat mempengaruhi sifat mampu las dari logam.
3. Radiasi busur dari salutan elektroda yang terbakar menghasilkan gas-gas, seperti gas (CO2), (O3) dan (NO2) serta gas bahan-bahan pembersih dan pelindung terhadap karat yang akan merusak kesehatan.
Untuk menghidari hal tersebut gunakan alat bantu Keselamatan dan Kesehatan Kerja yang sesuai dengan fungsinya.
RANGKUMAN MATERI Distribusi Listrik
Mesin las pada dasarnya digunakan untuk menurunkan tegangan dan menaikan arus listrik (OCV 40 – 80 V dan CCV pada saat arus mengalir 20 – 35 V).
Ditinjau dari arah aliran arus, mesin las dibagi menjadi dua:
Arus listrik yang mengalir dengan arah aliran yang sama disebut arus searah (Direct Current/DC) Arus listrik yang mengalir secara bolak-balik, arus seperti ini disebut arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Sumber Tenaga Las
Sumber tenaga listrik untuk pesawat las dapat diperoleh secara mekanik melalui generator yang digerakkan oleh motor atau sudah merupakan jaringan dari PLN.
Sesuai dengan arus las yang dikeluarkan oleh pesawat las, maka pesawat las dapat dibedakan:
Pesawat las arus searah (DC – Welder).
Pesawat las arus bolak-balik (AC – Welder).
Pesawat las arus ganda (AC/DC – Welder).
Transformator Las
Pesawat las arus bolak–balik pada umumnya berbentuk transformator penurun tegangan. Tegangan masuk dari jaringan listrik biasanya 220V, 380V dan 440V. Di dalam trafo, las tegangan masuk diturunkan menjadi sekitar 60–80V (tegangan terbuka).
Pengaturan arus las pada trafo las dilakukan dengan cara mengatur/menggeser kedudukan inti medan magnet.
Gambar 2.1 Transformator Las Rectifier Las
Arus bolak-balik (AC) tiga phasa dari jaringan listrik melalui transformator akan dirubah menjadi las dengan tegangan rendah dan arus yang kuat, kemudian melalui suatu rectifier/penyearah arus dirubah menjadi arus searah (DC). Rectifier didinginkan oleh sebuah kipas angin.
Keterangan gambar :
1 + 3 Transformer dengan Rectifier 220/380V
2 Rectifier
4 + 5 Kipas dan motor
7 Saklar
8 – 9 Socket
Gambar 2.2 Rectifier Las
Pengkutuban Pada Pesawat Las DC
Pemasangan kabel-kabel las (kabel elektroda dan kabel massa/benda kerja) pada terminal pesawat las dapat dibalik sesuai dengan keperluan pengelasan, secara:
Pengkutuban langsung (Direct Current Straight Polarity/DCSP) Pada pengkutuban ini, kabel elektroda dihubungkan dengan kutub negatif dan kabel massa (benda kerja) dihubungkan pada kutub positif seperti pada gambar 2.3 (a).
Dalam pengkutuban seperti ini distribusi panas yang dihasilkan benda kerja las akan menjadi lebih panas (±2/3) bila dibanding dengan elektroda (±1/3).
Pengkutuban terbalik (Direct Current Reverse Polarity/DCRP)
Pada pengkutuban DCRP, kabel elektroda dihubungkan dengan kutub positif, kabel massa (benda kerja) dihubungkan dengan kutub negatif seperti pada gambar 2.3 (b).
Distribusi panasnya adalah elektroda akan lebih panas (±2/3) bila dibanding dengan benda kerja (±1/3).
(a) Direct Current Straight Polarity (DCSP)
(b) Direct Current Reverse Polarity (DCRP)
Gambar 2.3 Pengkutuban Pesawat Las DC
Peralatan Las Busur Metal Manual
Peralatan las busur metal dibagi menjadi dua kelompok, yaitu peralatan utama dan peralatan bantu.
1. Peralatan Utama
Yang dimaksud dengan peralatan utama adalah suatu perangkat atau kesatuan yang utuh dengan trafo las atau mesin las yang dapat difungsikan untuk menghasilkan busur listrik.
Daftar Peralatan Utama Trafo las atau mesin Las Kabel tenaga
Kabel las
Penjepit/pemegang elektroda Penjepit massa
Gambar 2.4 Peralatan Utama Las Busur Metal Manual
Kabel Tenaga
Kabel yang menghubungkan jaringan tenaga (power supply) dengan mesin las. Jumlah kawat dalam kabel tenaga disesuaikan dengan jumlah phasa mesin las ditambah satu kawat sebagai hubungan massa tanah (ground) dari mesin las (gambar 2.5).
Gambar 2.5 Kabel Tenaga Kabel Las
Kabel yang dipergunakan untuk keperluan mengelas terdiri dari dua buah kabel yang masing-masing ujungnya dihubungkan dengan penjepit elektroda dan penjepit masa. Inti kabel las terdiri dari kawat–
kawat halus (kabel inti banyak) dihubungkan dengan bahan isolasi yang tahan arus dan tidak mudah sobek atau rusak. Kabel las harus kuat, lemas tidak kaku dan mudah digulung.
Penggunaan kabel las pada mesin las harus disesuaikan dengan kapasitas arus maksimum mesin las.
Makin panjang dan makin kecil diameter kabel maka makin besar tahanan/hambatan arus yang terjadi pada kabel. Sedangkan bila makin pendek dan besar diameter kabel makin kecil hambatan yang terjadi.
Gambar 2.6 Kabel Las Penjepit Elektroda
Penjepit elektroda (electrode holder) seperti terlihat pada gambar 2.7, dibuat dari bahan penghatar arus yang baik yaitu tembaga atau paduan–paduan tembaga.
Bagian pegangan penjepit elektroda dibungkus dengan bahan isolasi yang tahan arus listrik dan tahan panas seperti ebornit atau karet campuran.
Mulut penjepit hendaknya dapat menjepit elektroda dengan kokoh dan keadaannya selalu harus bersih agar tidak lekas panas dan hambatan arus yang terjadi sekecil mungkin.
Gambar 2.7 Penjepit elektroda (electrode holder) Penjepit Massa
Untuk menghubungkan kabel las ke massa atau benda/meja kerja dipergunakan penjepit massa. Bahan untuk menjepit massa terbuat dari bahan penghantar listrik yang baik (gambar 2.8).
Penjepit massa harus diikat kuat pada benda kerja atau meja kerja yang bersih, ikatan yang tidak kuat akan menimbulkan percikan api dan penjepit massa akan menjadi panas dan menempel pada benda/meja kerja.
Gambar 2.8 Penjepit massa
2. Peralatan Bantu
Yang dimaksud peralatan bantu adalah alat-alat yang digunakan untuk membantu dalam proses pengelasan. Peralatan bantu terdiri dari:
Peralatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja Peralatan bantu las
Peralatan Keselamatan dan Kesehatan Kerja Helm/Kedok Las
Untuk melindungi mata dan seluruh muka terhadap kebakaran kulit akibat dari sinar (cahaya), panas dan percikan las. Dengan kaca penyaring dalam helm/kedok las tidak hanya intensitas radiasi dapat dikurangi akan tetapi juga dapat melihat benda kerja dengan jelas. Kaca penyaring sebagai pelindung mata harus mampu menurunkan kekuatan pancaran cahaya/sinar yang ditimbulkan dari busur las.
Untuk keperluan ini penggunaan kaca penyaring pada pengelasan harus disesuaikan dengan besar arus yang digunakan. Ukuran kaca penyaring dinyatakan dalam angka. Lebih besar angkanya kaca
penyaringannya maka lebih gelap. Karena semakin besar angkanya semakin besar pula penggunaan arus yang diizinkan. Untuk tabel kaca penyaring dapat dilihat pada kegiatan belajar 4.
Gambar 2.9 Kedok las
Jaket/Apron
Jaket/apron digunakan untuk melindungi badan dari pancaran sinar, panas dan percikan api. Agar dapat memenuhi fungsinya jaket/apron hendaknya dibuat dari kulit atau asbes.
Gambar 2.10 Apron
Sarung Tangan
Sarung tangan digunakan untuk melindungi tangan dari pancaran sinar, panas dan percikan api/terak las. Sarung tangan yang baik harus mampu menahan panas, tidak kaku. Sarung tangan hendaknya dibuat dari bahan kulit atau dapat juga dari asbes.
Gambar 2.11 Sarung tangan las
Sepatu Las
Sepatu las terutama digunakan untuk melindungi kaki dari percikan api/terak/sentuhan benda panas, kejatuhan benda dan tersengat listrik.
Agar dapat memenuhi fungsinya, sepatu las sebaiknya dibuat dari kulit dengan lapisan logam dibagian atas dan tidak bertali.
Gambar 2.12 Sepatu las Alat Bantu Las
Palu Terak
Palu terak dipergunakan untuk membuang terak las setiap selesai proses pengelasan. Palu terak mempunyai ujung yang berbentuk pahat dan
runcing. Ujung yang runcing ialah untuk membersihkan terak las yang agak sulit dikeluarkan/dibersihkan. Pada waktu membersihkan terak harus selalu memakai alat pelindung mata, misalnya kaca mata bening.
Gambar 2.13 Palu Terak
Sikat Baja
Sikat baja digunakan untuk membuang sisa-sisa terak las yang belum dapat terbuang oleh palu terak supaya hasil pengelasan benar-benar bebas dari terak.
Gambar 2.13 Sikat baja
RINGKASAN MATERI Elektroda Berselaput
Seperti telah dijelaskan pada kegiatan belajar 2, bahwa pada las busur logam manual menggunakan elektroda berselaput seperti ditunjukkan pada gambar 3.1. Elektroda ini terdiri dari kawat inti (core wire) yang dilapis dengan selaput (coating) yang terdiri dari flux, komposisi kawat dan selaput menentukan perbedaan elektroda.
Gambar 3.1 Elektroda Berselaput
1. Kawat inti (Core wire)
Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 mm s.d 7 mm dengan panjang 250 s.d 450 mm.
Tebal selaput elektroda berkisar antara 10% sampai 50% dari diameter elektroda. Selaput elektroda sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik logam las, dan semua logam las (all weld metal).
2. Salutan (Coating) Elektroda
Dalam proses pengelasan (gambar 3.1) salutan akan terbakar membentuk gas yang berfungsi sebagai pelindung dari pengaruh atmosfir dan pembentuk terak cair, kemudian membeku dan melindungi logam las yang sedang proses pembekuan.
Flux salutan juga berfungsi sebagai pemantap busur dan melancarkan pemindahan butir- butir logam cair.
Terutama sebagai sumber unsur-unsur logam paduan yang akan sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik logam las, yaitu tegangan luluh, tegangan tarik dan kekerasan.
a. Bahan salutan
Bahan-bahan yang digunakan pada pembungkus/salutan dapat digolongkan sebagai bahan:
● Pemantap busur
● Pembentuk terak
● Penghasil gas deoksidator
● Penambah unsur paduan, dan
● Pengikat
Bahan-bahan tersebut antara lain:
Oksida logam karbonat, silikat, fluorida logam paduan, serbuk besi dan zat-zat organik.
b. Karakteristik Salutan
● Menambah konduktifitas pada panjang busur
● Menghasilkan gas (H2, O2, H2O, CO, CO2, N2), asap metalik dan asap organik.
● Menyebabkan terak (slag), sebagai proteksi, isolasi melawan panas, reaksi metalurugi penghasil komposisi yang pasti, berpengaruh pada kristalisasi.
Mengingat pentingnya fungsi salutan, maka diusahakan salutan pada elektroda tidak rusak.
Kerusakan pada salutan bisa terjadi karena:
● Benturan
● Umur terlalu lama
● Udara yang lembab
Gambar 3.2 Proses Pengelasan