< Previous 203 Perekatan bahan Patri terjadi pada bidang patri, yaitu permukaan logam dasar yang akan disambungkan, antara dua bahan dasar. Pada permukaan logam dasar disalurkan banyak energi panas sehingga logam isi mulai meleleh, merambat masuk ke dalam celah pematrian dengan efek kapileritas celah, mengeras di bidang pematrian, dan mengikat erat badan dasar yang disambungkan. Ikatan erat yang terjadi ditimbulkan oleh adanya Adhesi (gaya tarik-menarik antara Patri dengan rongga atau pori-pori permukaan bahan dasar) yang menimbulkan terbentuknya ikatan antara logam isi dan logam dasar. 2. Persyaratan Kerja Patri Agar diperoleh hasil ikatan yang baik pada pematrian, syarat yang harus dipenuhi dalam pekerjaan mematri, adalah : a. Bidang Patri bersih. Pada bidang Patrian yang mengkilap, logam isi akan merambat dengan baik. Apabila bidang Patrian kotor, misalnya ada cat, karat, gemuk, kotoran, keringat tangan, dan lapisan oksid, maka akan berakibat penggelembungan logam isi yang cair dan menghalangi ikatan. b. Menggunakan bahan pelumer (fluks). Bahan pelumer disalurkan sebelum dan selama proses pematrian. Gunanya untuk melarutkan lapisan oksid yang selalu ada pada permukaan bahan dasar dan bahan logam isi secara kimiawi, dan mengubahnya menjadi terak cair, juga mencegah pembentukan oksid baru selama pematrian. c. Suhu pemanasan harus tetap. Suhu pemanasan harus sesuai dengan ketentuan jenis Patrinya. Jika suhu terlalu rendah, Logam pengisi cair akan membentuk butiran bola dan akan merembes. Jika suhu terlalu tinggi logam isi akan menguap. Suhu terendah pada bidang pematrian yang masih memungkinkan perembesan dan pengikatan logam isi cair disebut suhu izerja. Suhu kerja ini berada di bawah titik lebur bahan dasar. d. Jarak celah dua logam induk. Besar celah penyambungan sangat menentukan kekuatan ikatan patri. Celah pematrian hendaknya dibuat sempit, agar didapat efek isap yang baik oleh celah dan pori-pori bahan 204 dasar. Semakin encer Patri, harus semakin sempit pula celah. Patri dari tembaga dan perak yang encer menuntut celah yang lebih sempit dibanding yang dibutuhkan oleh kuningan dan logam pengisi lunak yang kental. 3. Jenis Pematrian Jenis pematrian dibedakan berdasar jenis bahan tambah/logam penyambung. Logam penyambung sendiri digunakan tergantung pada jenis bahan induk yang akan disambung, proses patri keras yang dikehendaki dan tebal bahan logam induknya. Gambar 2.114 Macam bentuk logam pengisi (Gulungan kawat, plat strip, batang, ring) Secara umum pekerjaan pematrian dibedakan menjadi pematrian lunak dan pematrian keras. a. Patri lunak(braze welding). Patri lunak adalah proses pematrian yang menggunakan bahan tambah dari logam lunak, logam cair ini harus mencair pada suhu di bawah 450°C. Pematrian ini diterapkan apabila diperlukan jalur sambungan yang kedap,- tidak terlalu pejal, dantidak untuk menerima suhu yang tinggi.Logam penyambung pada patri lunakyang digunakan dikelompokkan menjadi menjadi tiga yaitu : A : Patri lunak timbel - timah dan timah - timbel 205 B : Patri lunak timah - timbel dengan tambahan tembaga atau perak. C : Patri lunak istimewa. Pada skema penyolderan di atas terlihat cairan timah sebagai bahan tambah bereaksi dengan bahan dasar membentuk suatu ikatan. Pemanasan pada daerah sambungan harus dilakukan secara merata,agar cairan patri dapat rata masuk pada celah – celah sambungan. Pada skema penyolderan di atas terlihat cairan timah sebagai bahan tambah bereaksi dengan bahan dasar membentuk suatu ikatan. Celahatau jarak antara bahan plat yang disambung berkisar antara 0,08 –0,13 mm. penyempitan celah ini bertujuan agar cairan patri dapatditarik oleh gaya kapiler untuk membasahi sisi–sisi pelat yang akandisambung. Penggolongan patri lunak berdasarkan temperatur yang digunakan untuk proses penyolderan. Temperatur yang digunakan patrilunak ini berkisar di bawah 450⁰C.Penggunaan patri lunak biasanya untuk konstruksisambungan yang tidak membutuhkan kekuatan tarik yangtinggi, tetapi dititik beratkan pada kerapatan sambungan.Fluks yang digunakan dari berbagai macam jenis sesuai dengan bahan atau material yang disambung. Pada tabel2.8 berikut ini dapat dilihat berbagai macam jenis fluks dan penggunaannya. Tabel 2.8 Jenis Fluks Dan Penggunaannya 206 Panas yang dibutuhkan untuk penyolderan dengan temperatur rendah ini dapat diperoleh dari beberapa sistem pemanasan diantaranya: a) Sistem pemanasan menggunakan arus listrik sebagai sumber panas penyolderan. Gambar 2.116 Sistem pemanasan listrik b) Sistem pemanas gas LPG Gambar 2.117 Sistem pemanasan gas c) Sistem pemanas arang kayu Gambar 2.118 Sistem pemanas gas LPG Kepala patri yang digunakan pada sistem pemanas LPG dan arang kayu ini adalah sama, seperti terlihat pada gambar di bawah. Tetapi dewasa ini 207 penggunaan kedua sistem pemanas ini kurang digunakan. Penggunaan patri listrik lebih banyak digunakan, sebab peralatan patri listrik yang digunakan lebih praktis. Proses penyolderan dan komposisi patri lunak ini dapat dilihat pada tabel 2.9 berikut : Tabel 2.9 Komposisi PatriLunak Proses penyolderan ini dilakukan dengan beberapa langkah pengerjaan sebagai berikut : 1) Persiapkan peralatan patri serta membersihkan bahan yang akan dipatri. Batang patri selanjutnya dipanaskan pada tungku pemanas atau dengan listrik. 2) Daerah bahan yang akan dipatri dibersihkan dengan mengoleskan fluks. 3) Setelah kepala patri panas, letakkan di atas bahan yang akan dipatri, agar panas merata seluruhnya. 4) Oleskanlah fluks dan bahan tambah pada daerah yang akan disambung dengan menggunakan kepala patri yang panas. Sampai merata pada seluruh daerah bahan yang disambung 5) Hasil penyolderan yang baik dapat dilihat pada gambar di sebelah. Terlihat bahan tambah masuk kecelah –celah sambungan. b. Patri keras(Brazing). Pada patri keras Logam penyambung patri mencair pada suhu di atas 450°C. Patri keras diterapkan apabila diinginkan ikatan yang lebih kokoh dan tahan terhadap suhu tinggi bila dibanding dengan ikatan Patri ringan. 208 Pada patri keras (brazing) dengan kuningan dan atau perak yang perlu diperhatikan adalah adanya pemilihan bahan yang sesuai seperti pemilihan fluks (bahan pelumer). Tabel 2.10 Komposisi Patri Keras Proses pematriankeras menggunakan bahan penyambung dari logam yang lebih keras seperti perak, kuningan, tembaga. Bahan penyambung dari tembaga dan perak adalah yang lebih banyak pemakaiannya, beberapa diantaranya: 1) Patri keras tembaga Patri keras ini menggunakan tembaga yang terbuat dari tembaga tungku lebur (FCu) dan (SF-Cu).Sifatnya sangat mudah dibentuk, menghasilkan jalur sambungan yang kedap, tahan asam, karat, dan suhu.Pemakaiannya: mematri celah sambungan antara baja dan baja. Bahan pelumer (fluks) yang cocok adalah FSH3. 2) Patri keras tembaga - timah (Patri perunggu) Terbuat dari tembaga dan timah dengan sedikit fospor, pemakaiannya untuk pematrian keras pipa baja.Bahan pelumer yang cocok: FSH3. 3) Patri keras tembaga - seng (Patri kuningan) Terbuat dari tembaga dan seng dengan sedikitcampuran silisium, timah, mangan, dan besi. Untuk keperluan khusus, ada juga yang dicampur perak dan nikel. Sifatnya memiliki daya regang tinggi, kekuatan 209 batasmenengah, kekerasan rendah, dan merupakan bahanPatri keras yang paling banyak dipakai.Pemakaian patri ini untuk macam-macam celah dan celah sambungan. Bahan pelumer yang cocok: FSH2, tapi bahan pelumer initidak cocok untuk pematrian logam keras. 4) Patri keras tembaga - nikel – seng Terbuat dari tembaga, nikel, dan seng dengan sedikitsisipan silisium.Sifatnya menghasilkan sambungan berkekuatan panas, kekuatan tarik tinggi hingga 800 N/mm. Pemakaian untuk pematrian celah (0,5-0,3 mm) danpematrian celah sambungan baja, nikel, paduan nikel,besi tuang.Bahan pelumer yang cocok adalah FSH2. 5) Bahan Patri keras perak Patri keras perak distandarisasikan terdiri atastembaga (Cu), perak (Ag), seng (Zn), mangan (Mn), nikel(Ni), dan lain-lain. Beberapa jenis ada yang mengandungkadnium (Cd) untuk menurunkan titik lebur. Makin tinggikandungan Cd, makin rendah suhu kerja Patri. Suhu kerjapaling rendah 610°C dimiliki jenis Patri L-Ag 40 Cd. Sifat dari Patri perak ini adalahsangat encer dan mengalir dengan kecepatan tinggi kedalam celah,jalur hasil penyambungan sangat kuat, liat, tahan karat,dan putih,- dengan memperhatikan sifat jenis Patri ini, Patri perakcocok untuk pematrian keras berbagai logam berat. 4. Bahan Pelumer (fluks) Flux (Fluksi)berfungsi untuk membantu melancarkan aliran bahan tambah masuk ke celah logam induk, membersihkan permukaan yang disambung terutama lapisan oksida , dan mencegah terjadinya oksidasi dengan udara luar selama proses patri keras berlangsung Dalam proses pematrian bahan pelumer (fluks) dapat berbentuk cair, tepung atau pasta, bahan ini sangat diperlukan dan digunakan dengan diberikan/disalurkan sebelum dan selama proses pematrian. Gunanya untuk melarutkan lapisan oksid yang selalu ada pada per mukaan bahan dasar dan bahan Patri secara kimiawi, dan mengubahnya menjadi terak cair, juga mencegah pembentukan oksid baru selama penvolderan. Suhu pemanasan dan 210 besar celah harus tetap, oleh sebab itu perlu dicek ketika proses pematrian berlangsung. Penggunaan fluks yang tepat adalah : a. Fluks harus dapat mengatasi oksid pada awal dan selama proses pematrian. b. Fluks dapat ditambah air murni hingga berbentuk pasta dan dapat dicatkan pada permukaan yang akan disambung. Pematrian dilakukan saat fluks masih lembab. Pemakaian fluks dapat juga dilakukan dengan cara mencelupkan bahan tambah yang masih panas pada fluks. Untuk menghasilkan sambungan yang baik, perlu diperhatikan bahwa fluks-fluks untuk pengelasan satu logam tidak boleh digunakan untuk logam lain. Jadi, dalam memilih fluks, yang perlu diperhatikan jenis logam yang disambung, jenis proses penyambungan Patriing atau brazing) dan suhu penyambungan. Beberapa perusahaan produsen fluks telah memberikan kode singkat sebagai berikut: F = bahan pembersih fluks S = untuk logam berat L = untuk logam ringan W = untuk Patriing Gambar 2. 2.119 Bahan Pelumer (fluks) 211 H = untuk brazing PERHATIKAN Bahan Pelumer (fluks) adalah bahan yang berbahaya Borax – boric acid, digunakan untuk temperatur kerja diatas 750° C, terutama digunakan untuk brazing Tipe Flouborate, digunakan untuk temperatur kerja antara 600° C – 810° C, digunakan untuk silver brazing. Chloride dan alkali flouride, digunakan untuk patri keras aluminium Gambar 2. 120 Fluks berbentuk pasta dan serbuk 212 5. Peralatan Patri Dalam proses pematrian diperlukan beberapa peralatan yang dapat digunakan untuk penyambungan suatu logam. Peralatan yang diperlukan antara lain alat utama seperti pembakar, sebagai sumber panas dapat diperoleh dari bermacam alat pembakar diantaranya ditunjukkan gambar berikut. Pemantik, Kaca mata pengaman, batu tahan api, pembersih tip dan meja kerja. Gambar 2. 121 Pembakar untuk patri lunak Gambar 2. 122 Pembakar coil untuk patri keras Gambar 2. 123 Pembakar dengan alat las OAW untuk patri keras Next >