< Previous Teknik dasar Pengerjaan Logam 2 196 Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 2. Akibat apa saja yang dapat terjadi karena kesalahan prosedur pemasangan perangkat las listrik ? 3. Dimanakah letak yang paling aman dari klem benda kerja ? 4. Jika kita mengelas di dalam ruang sempit, umpamanya didalam ketel dengan las arus bolak - balik, maka berapa tegangan kosong maksimum mesin las yang diijinkan ! 5. Sebutkan apa saja fungsi sarung tangan pada pengelasan ! f. Lembar Jawaban tes Formatif 1......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 2.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .............................................................................................................. 3........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 4.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .............................................................................................................. 5........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 197 Teknik Dasar Penegerjaan Logam 2 g. Lembar Kerja Peserta Didik. No. Peralatan las SMAW Uraian Teknik dasar Pengerjaan Logam 2 198 Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 2) Kegiatan Belajar 2 : Pemilihan elektroda SMAW a. Tujuan Pembelajaran Siswa dapat menjelaskan macam-macam bahan tambah las (elektroda) untuk Las Busur Listrik Manual (SMAW). b. Uraian Materi Gambar 1. Kejadian dan nama-nama bagian pada saat proses pengelasan SMAW Pada las busur listrik manual (SMAW), elektroda yang digunakan adalah elektroda terbungkus, dimana terdiri dari batang kawat (inti) dan salutannya (flux). Kawat elektroda dan salutannya akan mencair di dalam busur selama proses pengelasan dan membentuk rigi-rigi las (kampuh las). Dimana salutan (fluks) dari elektroda tersebut berfungsi sebagai pelindung, yang mana dapat Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 199 Teknik Dasar Penegerjaan Logam 2 melindungi cairan las dari pengaruh udara luar. Adapun salutan (fluks) ini terdiri dari campuran bahan mineral dan zat kimia inilah yang menentukan karakter pengoperasian dan komposisi pada akhir pengelasan. Jenis arus las yang dipakai adalah arus AC, DC + atau DC - , dan akan berubah sesuai dengan jenis elektroda yang digunakan serta diharapkan dapat memilih jenis elektroda secara berhati-hati sebelum digunakan untuk mengelas. Karena bila arus las yang digunakan sesuai dengan ukuran dan jenis dari elektrodanya, maka akan dapat menghasilkan lasan yang baik dan ideal. Bila arus lasnya tidak sesuai, maka akan menyebabkan hasil lasan menjadi tidak memuaskan atau dapat dikatakan performasi dari elektroda menjadi jelek. Elektroda perlu dan harus disimpan di tempat yang kering dengan temperatur ruangan kira-kira 40º C, agar tidak lembab karena adanya pengaruh kelembaban udara. Dan secepat mungkin ditutup kembali (dirapatkan) bila bungkus elektroda tersebut terbuka, serta seharusnya disimpan kembali di dalam kabinet yang mempunyai sirkulasi udara yang temperaturnya dapat dikontrol antara 40º C sampai dengan 100º C, tergantung dari jenis elektrodanya. Contoh, elektroda low hydrogen dengan temperatur 100ºC dan elektroda rutile dengan temperatur 40º C. Jadi dapat dikatakan bahwa penyimpanan, penanganan, dan perawatan elektroda tersebut sangat penting artinya karena dapat menjaga agar salutan dari elektroda tetap dalam kondisi yang baik. Karena elektroda dapat menyerap embun (kelembaban udara) bila penyimpanannya tidak benar, dan dengan kelembaban ini akan berdampak hilangnya karakter elektroda serta kualitas endapan logam lasan. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya porosity pada hasil lasan dan menambah lemahnya struktur lasan yang mengakibatkan retak pada saat pemakaian. Masalah-masalah yang muncul akibat salutan elektroda yang terlalu lembab: • Sulit dalam membuang terak. • Salutan menjadi merah terbakar terutama jenis cellulosa. • Terjadi porosity pada logam hasil lasan. • Nyala busur menjadi tidak stabil. • Percikan busur las berlebihan. • Retak pada logam las atau pada daerah pengaruh panas (HAZ). Teknik dasar Pengerjaan Logam 2 200 Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 Elektroda yang lembab dapat direkondisi dan dikeringkan kembali untuk mengurangi kelembaban yang berlebihan. Tetapi bagaimanapun juga semua jenis elektroda memerlukan sedikit kelembaban dan bila terlalu kering juga dapat merusak elektroda tersebut dan berdampak pada performasinya. Contoh: Elektroda Rutile Untuk memperoleh hasil pengelasan yang baik elektroda rutile perlu sedikit lembab, yang mana sudah direncanakan selama proses pembuatan, bahwa elektroda ini tidak boleh terlalu kering. Bila elektroda rutile ini menjadi lembab maka keringkan kembali pada temperatur 170º C selama 30 menit. Elektroda Cellulosa Elektroda cellulosa ini perlu sedikit lebih tinggi prosentase kelembabannya untuk memperoleh performasi yang lebih baik. Bila terlalu kering, tegangan busur listrik menjadi berkurang dan akan berakibat pada karakter pengoperasiannya. Elektroda Low Hydrogen Apabila elektroda low hydrogen ini lembab, maka elektroda ini harus dikeringkan kembali pada temperatur antara 250º C sampai dengan 350º C selama 2 jam. Jangan melewati batas temperatur dan waktu maksimum yang diijinkan karena dapat menyebabkan perubahan kimia dalam salutannya yang akan berakibat perubahan secara tetap pada performasi elektroda tersebut. Elektroda bersalut serbuk besi (Iron Powder) Elektroda dengan bahan tambah salutan serbuk besi, bila mengalami kelembaban maka harus dikeringkan kembali pada temperatur 250º C selama 2 (dua) jam. Catatan: 1. Temperatur di atas hanya merupakan petunjuk prosedur pengkondisian secara umum, sedangkan temperatur pengeringan elektroda yang lebih rinci dapat diperoleh dari petunjuk dan spesifikasi melalui supplier elektroda. Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 201 Teknik Dasar Penegerjaan Logam 2 2. Ikutilah petunjuk temperatur yang disarankan oleh pabrik pembuat elektroda tersebut, jika kurang kering maka lembab tidak akan hilang, dan jika terlalu kering dapat mengubah sifat dan karakteistik pemakaian elektroda itu sendiri. 3. Buanglah semua elektroda yang tercemar udara lembab yang tinggi, dan jangan sekali-kali digunakan untuk mengelas material yang sensitif terhadap bahaya retak. Pengetahuan dalam pemilihan elektroda merupakan suatu persyaratan mutlak yang harus dimiliki oleh setiap ahli las dan merupakan hal yang sangat dianjurkan bagi juru las yang baik dan berkualifikasi. Elektroda dibagi menjadi elektroda baja karbon, elektroda baja paduan, dan elektroda bukan besi (non ferrous). Namun elektroda berdasarkan fungsinya dalam kaitan dengan hubungan pengelasan, sebagai elektroda listrik yang habis terpakai (consumable), dikarenakan adanya loncatan busur nyala listrik yang diakibatkan adanya jarak yang sengaja dan dijaga ketetapan ukurannya antara elektroda tersebut dengan benda kerja. Elektroda ini ada yang langsung terpakai dan ada juga yang secara tidak langsung, misalnya pada las TIG atau Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). Elektroda langsung habis terpakai digunakan pada las busur listrik manual (Shielded Metal Arc Welding – SMAW), sedang pelindungnya dapat berupa gas yang berasal dari terbakarnya lapisan pelindung kimia (coating) elektroda tersebut atau berupa butir-butir (serbuk) zat pelindung oksidasi seperti yang digunakan pada las busur rendam (Submerged Arc Welding – SAW). Elektroda yang tidak langsung habis terpakai biasanya terbuat dari logam tungsten, yang tahan terhadap panas yang sangat tinggi. Elektroda jenis ini dipakai hanya untuk menghasilkan busur nyala listrik, yang nantinya dapat meleburkan logam induk dan logam tambah lainnya yang lazim disebut batang las (welding rod). Dan sebagai alat pelindung oksidasi dipakai berbagai jenis gas pelindung, seperti: argon, helium, gas plasma, dan lain–lain. Bahan tambah yang berupa elektroda atau batang las haruslah terbuat dari logam yang sama dengan bahan induk atau yang cocok dan sesuai dengan logam dasar yang akan disambung. Di atas dicantumkan sketsa penampang suatu proses pengelasan SMAW. Disini tampak fungsi dari lapisan dan butir Teknik dasar Pengerjaan Logam 2 202 Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 (serbuk) pelindung oksidasi yang berfungsi untuk melindungi cairan logam las maupun logam yang sedang panas membara dari proses oksidasi. Lapisan pelindung oksidasi sewaktu terbakar menjadi cair dan sekaligus menghasilkan gas yang cukup banyak, sehingga dapat melindungi cairan las selama proses pengelasan berlangsung. Selanjutnya cairan zat lapisan pelindung tersebut ikut mencair dan mengalir ke dalam cairan las, yang dikarenakan adanya perbedaan berat jenis yang lebih kecil dari pada cairan logam, maka cairan lapisan pelindung tersebut mengapung di atas permukaan cairan las dan selanjutnya menutupi atau melindungi alur las (weld head) yang terjadi setelah cairan logam las membeku. Cairan lapisan pelindung tersebut ikut membeku dan berubah menjadi lapisan kerak yang keras dan rapuh, lazim disebut slag atau terak. Slag atau terak tersebut bersifat mudah pecah apabila mendingin, sehingga mempermudah pembuangannya setelah fungsi perlindungannya tidak diperlukan lagi. Butir (serbuk) pelindung oksidasi sebenarnya juga terbuat dari bahan kimia yang sama dengan lapisan pelindung (coating), sehingga mencair dan mengapung di atas cairan logam dan bersama-sama membeku serta sekaligus menutupi alur las yang terjadi di bawah tumpukan butir-butir pelindung oksidasi yang tidak ikut mencair. Jadi seandainya karena suatu dan lain hal butir-butir tersebut terhembus pergi sewaktu alur las belum mendingin, maka dijamin tidak akan terjadi proses oksidasi pada logam las karena adanya perlindungan lapisan terak atau slag tersebut. Klasifikasi Elektroda Adapun lapisan pelindung tersebut di atas terdiri dari beberapa jenis yang disesuaikan dengan maksud dan cara perlindungannya yang tepat untuk berbagai jenis pengelasan. Jenis – jenis lapisan pelindung yang dimaksud adalah sebagai berikut: High cellulose sodium. High cellulose potassium. Low hydrogren sodium. Low hydrogren potassium. Iron powder, low hydrogren. High iron oxide. Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 203 Teknik Dasar Penegerjaan Logam 2 High titania potasium. Iron powder, titania. High titania sodium. Low hidrogren potassium. Zat kimia lapisan pelindung dimaksudkan untuk menghasilkan gas sebanyak-banyaknya sewaktu mencair karena panas busur nyala listrik, dan setelah mendingin cairan kimia tersebut membeku atau mengeras menjadi sejenis terak yang disebut slag. Gas yang dihasilkan maupun terak (slag) yang terjadi tersebut dimaksudkan untuk melindungi bahan las dari pengaruh udara luar sewaktu dalam keadaan cair dan panas membara, karena hal tersebut akan dapat bereaksi dengan zat asam menjadi oksida yang praktis tidak mempunyai kekuatan mekanis sama sekali, sehingga keberadaannya di dalam sambungan las akan memperlemah sambungan tersebut. Dimana dalam berbagai penggunaan lapisan pelindung (fluks) tersebut dapat dilihat pada tabel klasifikasi elektroda. Simbol Elektroda dan Fungsinya Berhubung sangat banyak jenis-jenis elektroda yang digunakan untuk berbagai jenis proses pengelasan, maka untuk memudahkan pemilihannya atau pengidentifikasiannya agar sesuai dengan bahan yang akan dilas dan cara pengelasannya, dibuatlah sistem simbol atau kode yang akan dapat mengidentifikasi jenis-jenis bahan lapisan pelindungnya, kekuatan mekanisnya, posisi atau cara pengelasannya, dan jenis arus serta polaritas listrik yang dikehendaki. Masing-masing negara industri maju menyusun simbol-simbol standar mereka masing-masing, dalam hal ini untuk keuntungan mereka sendiri, sehingga jumlah dan jenis simbol tersebut menjadi sangat banyak. Namun demikian, dengan persetujuan diantara mereka, terdapat kesamaan-kesamaan ataupun kemiripan dalam sifat mekanis maupun susunan kimianya, sehingga dapat disusun suatu daftar konversi guna alternatif pemakaian seandainya suatu pihak atau pemilik menghendaki jenis elektroda buatan suatu negara tertentu. Dari masing-masing standar tersebut dijabarkan pula simbol-simbol pembuatan, yang selanjutnya pihak pabrik membuat tipe untuk keperluan penjualan mereka sendiri, sehingga jumlahnya makin bertambah saja, misalnya Lincoln tipe fleetweld 5P/E6010, Philips tipe C23H, dan lain-lain. Teknik dasar Pengerjaan Logam 2 204 Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 Bahan ajar ini disusun berdasarkan cara-cara dan metode yang berorientasi kepada AWS (American Welding Society), sehingga simbol-simbol yang dipakai di sini berdasarkan standar AWS tersebut. Berikut adalah daftar simbol/kode identifikasi elektroda dan batang las berdasarkan AWS. Adapun cara pembacaan sistem identifikasi tersebut adalah sebagai berikut: E berarti Elektroda. R berarti Rod atau batang las. B berarti Brazing atau solder. Cu berarti Cuprum atau tembaga. Si berarti Silicon atau silisium. Bahan las jenis hidrogen rendah (low hydrogen), seperti E 7015, E 7016, E 7018, E 7028 dan E 7048, mengandung sejumlah gas hidrogen beberapa saat setelah dilaskan. Gas hidrogen ini secara perlahan-lahan akan menghilang sebagian besar setelah 2 hingga 4 minggu pada suhu kamar, atau setelah 24 hingga 48 akan mempengaruhi kuat batas mulur (yield strenght), kuat tarik (tensile strenght) dan kuat tumbuk (impact strenght), kecuali duktilitasnya bertambah. Toleransi Ukuran dari Elektroda Toleransi garis tengah kawat inti (coredari pelindung harus konsentrasi terhadap kawat inti dengan toleransi ukuran kawat inti maks +1 dan ukuran antara kawat inti min +1 tidak melebihi 7% ukuran rata-rata untuk garis tengah 1/16”; 5/64”; dan 3/32” (1,6 mm; 2,0 mm; dan 2,4 mm), 5% ukuran rata-rata untuk garis tengah 1/8” dan 5/32” (3,2 mm dan 4 mm), 4% ukuran rata-rata untuk garis tengah 3/16” (4,8 mm) ke atas. Kandungan Air Kandungan air maksimum untuk lapisan pelindung elektroda baja karbon jenis low hydrogen (E 7016, E 7018, E 7028, dan E 7048) sebagai aslinya dari pabrik pembuat atau setelah kondisi fisiknya diperbaiki kembali tidak boleh melebihi 0,6% dari berat semula. Teknik Dasar Pengerjaan Logam 2 205 Teknik Dasar Penegerjaan Logam 2 Bagian Elektroda yang Tidak Berlapis Pelindung Bagian elektroda yang tidak berlapis/bersalut yang dimaksudkan untuk nantinya dijepit oleh holder atau pemegang elektroda las adalah sebagai berikut: Tabel 1. Ukuran bagian-bagian elektroda Ukuran Elektroda Bagian tidak bersalut Jarak holder ke lapisan/salutan 5/32” (4,0 mm) 3/16” (4,8 mm) ½” (13 mm) ¾” (19 mm) 1 ¼” (30 mm) 1 ½ “ (40 mm) Untuk pengumpan (feeder) yang otomatis, bagian elektroda yang tidak bersalut untuk holder atau pemegang tidak boleh kurang dari 1” (25,4 mm), dan ujung elektroda harus terbuka. Sisi salutan atau lapisan pelindung pada ujung elektroda tersebut harus diserongkan untuk dapat memudahkan penggoresan atau perolehan busur nyala pendahuluan. Salutan tersebut harus menyelubungi kawat inti paling sedikit ½ lingkaran kawat tersebut dari nyala busur listrik dengan jarak yaitu sebagai berikut: Untuk elektroda low hydrogen ½ garis tengah kawat atau 1/16” (1,6 mm) pilih yang terkecil Untuk jenis elektroda lainnya 2/3 garis tengah kawat atau 3/32” (2,4 mm) pilih yang terkecil. Perbaikan Kondisi Fisik Semua jenis elektroda diuji dalam keadaan sebagaimana diterima dari pemasok, kecuali jenis low hydrogen. Untuk jenis low hydrogen ini bila diterima dalam keadaan kurang menyakinkan atau tidak cukup terlindung dari kelembaban sewaktu penyimpanan, harus selalu dipanaskan terlebih dahulu di dalam oven elektroda, sebelum dipakai untuk pengujian, yakni dipanaskan pada suhu 500o F hingga 800o F atau 260o C hingga 427o C selama kurang lebih 2 jam. Pengujian Elektroda Next >