< Previous TEKNOLOGI LAS KAPAL 169 kenaikan dari rapat fluks magnetik pada inti besi dari transformer dan juga kenaikan arus yang sangat tinggi bila magnet telah menjadi jenuh/penuh. Hal ini mendorong temperatur dari isolasi material dalam mesin las melebihi batas toleransi, membakar kumparan/lilitan primer dari transformer. Sebuah mesin 60Hz tidak dapat dioperasikan pada daerah 50Hz. (ii) Bila mesin las busur AC dengan input 50Hz digunakan pada daerah 60Hz, arus outputnya berkurang 20%. Walaupun dengan kondenser dimasukkan pada model faktor daya tinggi, 20% kelebihan arus mengalir kedalam lilitan/kumparan dan menaikkan tegangan dari kondenser pada mesin, jadi lilitan/kumparan akan terbakar. Tetapi mesin las busur DC (model thyristor dan model inverter) dapat dioperasikan pada kedua frekwensi tersebut (50/60 Hz). (d) Siklus kerja terukur Siklus kerja terukur adalah rasio perbandingan dari waktu penyalaan dengan total waktu pengoperasian. Secara umum, hal ini dinyatakan dengan rasio waktu (") selama nilai arus output yang dapat digunakan pada periode 10 menit. BusurBusurBusurBerhentiBerhentiBerhentiWaktu Jadi, nilai siklus kerja 40% artinya pengoperasian selama 4 menit pada besarnya arus output dan berhenti 6 menit. Hal ini memerlukan kenaikan temperatur pada transformer didalam mesin las harus dipertimbangkan. Dijamin bila kenaikan temperatur dari kumparan transformer dan komponen lainnya dalam mesin las masih dalam toleransi (160°C), bila mesin las dioperasikan pada nilai siklus kerja dan nilai arus output. TEKNOLOGI LAS KAPAL 170 (i) Toleransi siklus kerja Secara umum, mesin las dioperasikan dibawah nilai arus output. Dalam sebuah kasus, mesin dapat digunakan dengan siklus kerja yang lebih tinggi dibandingkan dengan nilainya, yang disebut Siklus kerja yang dapat ditoleransi, yang mana diberikan dengan rumus berikut : (%)terukurkerjaSiklusx2dipakaiyangpengelasanArusterukuroutputAruskerjasiklusToleransi»¼º«¬ª Bila mesin las dengan arus output 350A dan siklus kerja 50% digunakan dengan siklus kerja 90% pada aktual operasinya, arus output sesuai dengan titik A pada Gambar II.39 adalah sekitar 75%. Jadi jika mesin digunakan pada 75% dari arus output, siklus kerja-nya tetap 90%. Hal ini dapat diterima. Mesin dengan siklus kerja 80%Mesin dengan siklus kerja 60%Mesin dengan siklus kerja 50%Mesin dengan siklus kerja 40%Mesin dengan siklus kerja 30%Mesin dengan siklus kerja 20%Toleransi siklus kerjaArus output (berlawanan dengan arus terukur) Gambar II.39 Tabel toleransi siklus kerja (ii) Arus las yang dapat digunakan terus menerus Disebut arus yang dapat dipakai dengan siklus kerja 100% dapat diberikan dengan rumus sebagai berikut : )(A100(%)terukurkerjaSiklusxterukuroutputArusmenerusterusyanglasArus TEKNOLOGI LAS KAPAL 171 Dalam kasus ini arus yang dapat dipakai adalah 189A. Walaupun dengan mesin las busur DC seperti mesin las semi otomatis, arus tidak dapat dinaikkan lebih dari arus outputnya meski untuk periode pendek, seperti mesin yang mempunyai kapasitas termal kecil, misalnya thyristor dan diode. (e) Arus output Ini adalah nilai arus output, nilai yang tercantum untuk menunjukkan kapasitas dari mesin las. Arus output 300A ini adalah arus output maksimum yang dapat digunakan pada nilai tegangan input, frekwensi dan tegangan beban yang ada. (f) Tegangan beban terukur Ini menunjukkan tegangan busur antar terminal output dari mesin las ketika nilai arus output dipakai/digunakan. Dengan kata lain tegangan busur 35V bila busur tetap dinyalakan dengan 300A. Dengan tegangan beban dan arus output ini, output sekunder dari mesin las dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : (kW)10001x(A)terukuroutputArusxVterukurbebanTegangansekunderOutput Dalam hal mesin las ini, output sekundernya adalah 10,5 kW. (g) Daya input terukur Ini adalah input primer dari mesin las yang digunakan dengan besarnya arus outputnya. Hal ini dinyatakan dengan dua cara untuk mesin las busur AC. Satu 24kVA disebut daya listrik nyata yang disuplai ke mesin las, sementara yang lainnya adalah 13 kW merupakan daya listrik sebenarnya yang dikonsumsi oleh mesin las. Hal ini disebut daya listrik efektif. Hal ini menurut arus yang mengalir dalam kabel yang dihubungkan ke sisi input mesin las dihitung sesuai dengan ukuran kabel yang dihubungkan ke sisi input (primer) yang ditetapkan. (A)Nx(V)terukurinputTegangan1000xkVAterukurInputprimersisikabelinputArus Dalam hal ini input fase tunggal N = 1, sedangkan pada input tiga fase N = 3. Dengan mesin las ini, bila pengelasan dilakukan dengan arus 300A, arus 95A mengalir dalam kabel input primer. TEKNOLOGI LAS KAPAL 172 Ukuran dari kabel sisi input, logam induk dan stang elektrode dapat dipilih dengan melihat pada Tabel II.4 dan menambahkan beberapa kelonggaran. Tabel II.4 Standar untuk pemilihan arus dan ukuran kabel Arus (A) 50 100 150 200 250 300 400 500 Ketebalan kabel (mm2) 8~14 22 30 38 50 60 80 100 (h) Tegangan tanpa beban maksimum Ini adalah tegangan dari terminal antar output sebelum penyalaan busur, bila tegangan input digunakan ke mesin las. Ini adalah tegangan yang diperlukan untuk penyalaan, menstabilkan dan menjaga busur. Nilai yang lebih besar menjadikan busur lebih stabil, tetapi resiko listrik kejut lebih besar dan input daya lebih besar (kVA), mengharuskan kapasitas transformer lebih besar untuk mesin las. Hal ini tidak perlu. Daya input dapat secara kasar diestimasikan dari nilai ini dan arus output. (kVA)10001x(A)terukuroutputArusx(V)maksimumbebantanpaTeganganterukurinputDaya (i) Kenaikan temperatur Selama operasi, temperatur dari inti besi dan gulungan dalam mesin las naik. Temperatur ini dimana isolasi material yang digunakan pada mesin las diutamakan. Walaupun informasi listrik digaris bawahi lebih dahulu sehubungan dengan plat nama dari mesin las busur AC, beberapa hal yang terkait tercantum disini. (j) Faktor daya Faktor daya diperoleh dari daya input dan mengindikasikan bagaimana daya digunakan secara efektif. (%)100x(kVA)terukurinputDaya(kW)terukurinputDayadayaFaktor Dengan contoh mesin las ini, faktor dayanya adalah 54,2%. Juga dimungkinkan untuk memperoleh effisiensi dari mesin las dari rasio perolehan awal output sekunder (kW) dan daya input (kW) dan [Daya TEKNOLOGI LAS KAPAL 173 input (kW) - output sekunder (kW)] disebut kerugian daya listrik. Kerugian internal ini disebabkan oleh kehilangan panas dalam mesin las. Pada kasus terpisah, efisiensinya 80,8% dan kerugian internal 2,5 kW. (k) Perhitungan daya listrik dari arus Mesin las yang jarang digunakan pada arus output, daya listriknya sebanding dengan arus yang digunakan. Hubungan berikut terjadi. Adalah tidak mungkin untuk menghitung daya input (kW) secara akurat dengan menggunakan daya input (kVA) dan arus yang digunakan, karena variasi dari faktor daya antara 30 - 50% yang dikarenakan oleh perubahan arus output. (kVA)10001x(A)digunakanyangArusx(V)maksimumbebantanpaTeganganInput Dari mesin las busur AC dipertimbangkan sekitar 50%, daya listrik yang dikonsumsi oleh mesin las ini untuk bekerja dengan menggunakan arus 200A adalah : Input = Input (kVA) x Faktor daya = 16 (kVA) x 0,5 = 8,0 (kW) Daya input (kVA) mesin las busur DC juga dapat dihitung secara kasar dengan rumus sebagai berikut : (kVA)terukurinputArusx(A)terukuroutputArus(A)terpakaiArus(kVA)terpakaiinputDaya Daya input (kVA) dan arus output diberikan pada plat nama di mesin las, sementara arus yang digunakan dapat dibaca pada amperemeter, daya input yang digunakan (kVA) juga dapat dihitung dengan mudah. Daya input yang digunakan (KW) juga dapat diperoleh dengan rumus yang sama dengan diatas ke daya input yang digunakan : (kW)terukurinputArusx(A)terukuroutputArus(A)terpakaiArus(kW)terpakaiinputDaya Daya input yang digunakan (kW) juga dapat diperoleh dengan menggunakan rumus berikut : TEKNOLOGI LAS KAPAL 174 10001xlasmesinEfisiensi(V)busurTeganganx(A)terpakaiArus(kW)terpakaiinputDaya Sebagaimana yang dijelaskan pada permulaan, effisiensi mesin las pada umumnya 75 - 85%. Hal ini naik sebagai pendekatan arus las dari arus output. Efisiensi mesin las dapat dihitung dengan menggunakan daya input (kW) yang tercantum pada plat nama sebagai berikut : (%)100x1000x(kW)terukurinputDaya(V)terukurbebanTeganganx(A)terukuroutputArusterukuroutputarusdenganlasmesinEfisiensi Effisiensi mesin las adalah 80,8% (l) Konsumsi daya listrik Konsumsi daya listrik perlu untuk menentukan pengisian listrik diperoleh dengan mengalikan daya input yang digunakan aktual (kW) dan waktu (h) selama pengelasan dilaksanakan : Konsumsi daya listrik (kWh) = Daya input (kW) x Jumlah waktu selama pengelasan dilaksanakan (h) (m) Kapasitas dari peralatan penerima listrik Kapasitas rasional dari peralatan penerima listrik dengan beban pada mesin las busur diberikan dengan rumus berikut : n :Jumlah mesin las D :Siklus kerja mesin las E :Arus terpakai rata – rata / Arus output terukur Pa:Daya input terukur (kVA) mesin las Bila 10 buah mesin las dipasang dan dioperasikan dengan siklus kerja 40% dan arus rata-rata 200A, kapasitas daya listrik yang diterima adalah 68,6 kVA. Kapasitas ini jauh lebih kecil dibandingkan dengan total kapasitas input dari seluruh mesin las yang terpasang. TEKNOLOGI LAS KAPAL 175 5. Penanganan mesin las busur (a) Pemasangan mesin las Ketika memasang mesin las, hindari lokasi bagian yang bocor, air, lembab atau berdebu. Bila pemasangan didalam ruang, yakinkan bahwa ruang yang diijinkan sekitar 30 cm dari jendela dan dinding untuk menghindari gangguan ventilasi karena efek pendinginan. Bila mesin las busur AC digunakan, pastikan bahwa rektifier didinginkan dengan menggunakan kipas pendingin. Bila dua buah mesin dioperasikan berdampingan, ruang diantara mesin - mesin tersebut yang diijinkan adalah 30 cm. (b) Pengkabelan sisi output dan pembumian (i) Pembumian atau arder perlu dilakukan untuk pengoperasian peralatan listrik dengan aman, dan harus dilakukan dengan tepat. Tidak hanya kasus mesin yang harus dibumikan, tetapi material yang dilas dan penumpu las juga harus dibumikan untuk melindungi operator dari sengatan listrik. Pada kasus mesin las yang tidak dibumikan, potensial listrik dari mesin tersebut relative terhadap bumi akan naik dikarenakan induksi atau penyebab lainnya, kemungkinan menyebabkan sengatan listrik, walaupun rangkaian didalam mesin las disiapkan dengan tepat/benar. Peralatan listrik yang dihubungkan dengan mesin las juga harus dibumikan untuk menjamin keselamatan. Gambar II.40 menunjukkan bagaimana melaksanakan pembumian dan pengkabelan yang benar. Kecuali kalau mesin las dan material yang dilas letaknya sangat berdekatan satu dengan yang lainnya, mereka harus dibumikan secara terpisah. Pembumian potongan yang akan dilasPotongan yang akandilas atauPenumpu pengelasanKabel pengelasan (sisi elektroda)ArusSisi outputMesin lasKabel inputOperatorPembumianDasarPembumian kelas tigaCasing/Kotak rangka mesin lasPembumian casing/kotak rangka mesin lasDitto (kabel balik pembumian)Gambar II.40 Pembumian yang benar dan pengkabelan sisi output TEKNOLOGI LAS KAPAL 176 (ii) Sebagaimana arus yang sama mengalir langsung kesisi kabel stang elektroda dan sisi kabel balik, pastikan untuk menggunakan kabel dengan kapasitas yang cukup. Sisi kabel balik harus dihubungkan langsung ke material yang dilas dan tidak dicat atau permukaan yang dapat bergerak. Pada umumnya dihubungkan ke meja kerja atau jig las. Walaupun sisi kabel balik harus disambung dengan rapat kerangka besi yang ditentukan, misalnya ketika membumikan bagian yang dilas pada galangan kapal besar dimana potensi pembumian telah ditentukan. GroundPotongan yang akan dilasArusTerminal outputMesin lasKabel inputTerhubung dengan kabel lasOperatorDok (tahanan sangat kecil) Gambar II.41 Contoh sisi pengkabelan output untuk dok galangan kapal Jika bumi dan kabel sisi balik dihubungkan ke terminal yang sama sebagaimana yang ditulis diatas untuk pabrik konvensional, kebakaran bisa terjadi yang disebabkan oleh arus tidak terduga yang mengalir bercabang dibawah tanah. Pengkabelan dengan kondisi tersebut harus dihindari. Berbagai problem bisa terjadi jika sebuah batang plat yang kelistrikannya tidak dihubungkan dengan baik digunakan untuk pembumian, atau jika kabel yang digunakan mempunyai tahanan listrik yang tinggi karena luasan penampangnya tidak memadai. Problem-problem ini termasuk selang waktu dari busur karena arus atau tegangan las tidak memadai, kehilangan daya listrik atau tidak berfungsi bila peralatan penurun tegangan atau peralatan bantu seperti alat pengendali jarak jauh (remote control) digunakan. Jika sambungan pengkabelan tidak sempurna, maka akan mengandung resiko terbakar dikarenakan oleh variasi arus las atau panas yang berlebihan. (lihat Gambar II.42) TEKNOLOGI LAS KAPAL 177 Perbedaan potensial listrikArusTerminal outputMesin lasPerbedaan potensial listrikKabel baliktidak sempurnaAliran arus bercabangPembunian casing & sambungan terminal outputDasar Gambar II.42 Pembumian dan pengkabelan sisi output yang buruk (iii) Bila kabel panjang digunakan untuk sisi output dari mesin las busur AC dan kabel melilit membentuk gulungan, arus/amper yang ada pada kabel yang tergulung lebih rendah dibandingkan dengan kabel yang lurus. Menunjuk ke Gambar II.43, perbedaan arus diantara kabel-kabel ini disebabkan karena tahanan oleh reaktansi yang menghalangi aliran arus las, kejadian ini harus diperhatikan untuk pertimbangan. KonduktorPembumian holderPada plat bajaPlat bajaIkatan tertutup yang dimasukkanJumlah putaran : Pada plat baja 1mJumlah putaran : 25Penurunan tegangan dalam penghantar (Penghantar 25m)Gambari Penurunan tegangan (V)A3-9B3-4C 21-22D 13-14 kiri Gambar II.43 Kondisi kabel las dan penurunan tegangan TEKNOLOGI LAS KAPAL 178 6. Pemeriksaan dan pemeliharaan mesin las busur Mesin las busur dan peralatan disekelilingnya mempunyai banyak bagian yang bergerak yang cenderung aus. Pemeriksaan dan pemeliharaan harian menolong untuk memperpanjang umur peralatan dan membuat mesin menghasilkan kapasitas maksimum. Secara struktur dibedakan antara mesin las busur AC dan mesin las busur DC, metode inspeksinya bervariasi. Berbagai pekerjaan dijelaskan dibawah. 1. Periksa apakah tombol sumber listrik dan tombol inspeksi berfungsi dengan benar dan apakah terjadi getaran atau suara berisik pada bagian yang bergerak, bagian penggerak dan kipas pendingin. 2. Lumasi daerah yang berputar dari tuas pengatur arus dan permukaan gesek untuk menghindari keausan. 3. Jika terkumpul debu didalam, fungsi pendinginan dan kapasitas isolasi dari kumparan transformer akan menurun. Bersihkan kumparan dengan meniup debu dengan udara kompresi. Ukur tahanan isolasi dan tahanan pembumian dari kumparan secara reguler/tetap dan dinyatakan bahwa pengukurannya memuaskan. 4. Periksa sisi kabel input dan output, apakah bungkusnya mengelupas, penyambungannya kendor dan kondisi isolasinya. Pemeriksaan dan pemeliharaan harian adalah penting untuk keamanan dan pengoperasian yang efisien dari mesin las busur. Mengikuti rincian instruksi dari petunjuk operasional Tabel II.5 memperlihatkan sebuah contoh pemeriksaan mesin las busur MAG. Adalah penting untuk menegaskan sebelum mulai pemeriksaan, apakah sumber dayanya sudah hidup. Catat bahwa test tekanan atau pengukuran tahanan isolasi dari mesin las sehubungan dengan berbagai bagian elektronik, misalnya IC tidak boleh dilaksanakan dengan sembrono, kalau tidak pelindung kondensor bisa rusak. Next >