Las SMAW

Pengertian Las SMAW

Proses pengelasan SMAW yang umummnya disebut Las Listrik adalah proses pengelasan yang menggunakan panas untuk mencairkan material dasar dan elektroda. Panas tersebut ditimbulkan oleh lompatan ion listrik yang terjadi antara katoda dan anoda (ujung elektroda dan permukaan plat yang akan dilas ). Panas yang timbul dari lompatan ion listrik ini besarnya dapat mencapai 4000o sampai 4500o Celcius. Sumber tegangan yang digunakan ada dua macam yaitu listrik AC ( Arus bolak balik ) dan listrik DC ( Arus searah ). Proses terjadinya pengelasan karena adanya kontak antara ujung elektroda dan material dasar sehingga terjadi hubungan pendek dan saat terjadi hubungan pendek tersebut tukang las (welder) harus menarik elektrode sehingga terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion yang menimbulkan panas. Panas akan mencairkan elektrode dan material dasar sehingga cairan elektrode dan cairan material dasar akan menyatu membentuk logam lasan (weld metal). Untuk menghasilkan busur yang baik dan konstan tukang las harus menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material dasar tetap sama. Adapun jarak yang paling baik adalah sama dengan diameter elektroda yang dipakai. Pengelasan dengan SMAW Shield Metal Arc Welding (Las Busur Manual) disebut juga MMAW (Manual Metal Arc Welding) digunakan arus listrik sampai 600 Ampere dan busur nyala listrik itu menimbulkan panas yang tinggi (6.300 derajat Celsius) yang mampu mencairkan logam yang dilas tersebut dan bersama dengan itu, loncatan busur yang terdiri dari tetesan logam elekroda akan berfungsi/bersatu dengan benda kerja, dan membentuk suatu kampuh,di mana kampuh las itu akan dilindungi oleh kerak yang ditimbulkan oleh coating/pembungkus elektroda yang mencair bersama-sama logam pengisinya. Koating memiliki berat jenis yang lebih rendah dari logam, maka cairan coating tersebut akan mengembang di atas kampuh las sehingga membentuk terak. Manual Metal Arc Welding dapat juga diartikan sebagai suatu proses pengelasan yang panasnya diperoleh dari busur nyala listrik dengan menggunakan elektroda yang berselaput. Elektroda berselaput ini berfungsi sebagai bahan pengisi dan memberi perlindungan terhadap kontaminasi admosfir. Elektroda mencairkan logam dasar dan membentuk terak las pada waktu bersamaan; ujung elekgtroda mencair dan bercampur dengan bahan yang dilas.Prinsip Kerja Las SMAW merupakan suatu proses pengelasan busur listrik yang mana penggabungan atau perpaduan logam yang dihasilkan oleh panas dari busur listrik yang dikeluarkan diantara ujung elektroda terbungkus dan permukaan logam dasar yang dilas dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber tenaga. Jenis arus listrik yang digunakan ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC). Pengelasan dengan arus searah pemasangan kabel pada mesin las ada 2 macam yaitu polaritas lurus (DC-) dan polaritas terbalik (DC+). Pada polaritas terbalik (DC+) panas yang diberikan mesin las untuk memanaskan benda dan untuk memanaskan elektroda. Logam induk dalam pengelasan ini mengalami pencairan akibat pemanasan dari busur listrik yang timbul antara ujung elektroda dan permukaan benda kerja. Busur listrik dibangkitkan dari suatu mesin las. Elektroda yang digunakan berupa kawat yang dibungkus pelindung berupa fluks. Elektroda ini selama pengelasan akan mengalami pencairan bersama dengan logam induk dan membeku bersama menjadi bagian kampuh las. Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa arus busur listrik yang terjadi. Bila digunakan arus listrik besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus dan sebaliknya bila arus kecil maka butirannya menjadi besar. Pengelasan dengan menggunakan las SMAW DC polaritas terbalik besarnya arus bermacam-macam sesuai dengan jenis elektroda. Penyetelan arus pengelasan akan berpengaruh pada panas yang ditimbulkan dalam pencairan logam dan penetrasi logam cairan tersebut. Arus yang tinggi akan mengakibatkan panas yang tinggi, penembusan atau penetrasi yang dalam dan kecepatan pencairan logam yang tinggi. Arus yang kecil menghasilkan panas yang rendah dan tidak cukup.Cara Penggunaan SMAW

Pada pengelasan dengan metode SMAW, pengelasan dimulai saat sebuah busur listrik dipukul dengan membuat kontak antara ujung elektroda dan sistem kerja. Panas intens busur mencairkan ujung elektroda dan permukaan kerja dekat dengan busur. Gelembung-gelembung kecil logam cair dengan cepat terbentuk di ujung elektroda, kemudian ditransfer melalui sungai busur ke dalam kolam las cair. Dengan cara ini, logam pengisi disimpan sebagai elektroda yang dikonsumsi. Busur digerakan sesuai dengan panjang system kerja dan kecepatan perjalanan, titik lebur dan sekering sebagian logam dasar dan terus menambahkan logam pengisi. Saat busur menjadi sumber panas dengan suhu di atas 9000 F (5000 C), pencairan logam dasar terjadi hampir seketika. Jika pengelasan dilakukan baik dalam posisi datar atau horizontal, transfer logam disebabkan oleh gaya gravitasi, ekspansi gas, listrik dan kekuatan elektromagnetik, dan tegangan permukaan. Sedangkan pada posisi las yang lain, gravitasi bekerja terhadap kekuatan lain.Proses pengelasan dengan metode SMAW dibedakan berdasarkan jenis arusnya meliputi arus AC dan DC, dimana arus DC dibedakan atas DCEN (straight polarity- polaritas langsung) dan DCEP (reverse polarity - polaritas terbalik). Perbedaan antara SMAW dengan arus AC dan DC adalah sebagai berikut:Untuk arus AC (Alternating Current), pada voltage drop panjang kabel tidak banyak pengaruhnya, kurang cocok untuk arus yang lemah, tidak semua jenis elektroda dapat dipakai, arc starting lebih sulit terutama untuk diameter elektrode kecil, pole tidak dapat dipertukarkan, arc bow bukan merupakan masalah.Sedangkan pada arus DC (Direct Current), voltage drop sensitif terhadap panjang kabel sependek mungkin, dapat dipakai untuk arus kecil dengan diameter electroda kecil, semua jenis elektrode dapat dipakai, arc starting lebih mudah terutama untuk arus kecil, pole dapat dipertukarkan, arc bow sensitif pada bagian ujung, sudut atau bagian yang banyak lekukanya.

Selanjutnya untuk DCEN (Straight Polarity), material dasar atau material yang akan dilas disambungkan dengan kutup positip (+) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup negatif (-) pada mesin las DC. Dengan cara ini busur listrik bergerak dari elektrode ke material dasar sehingga tumbukan elektron berada di material dasar yang berakibat 2/3 panas berada di material dasar dan 1/3 panas berada di elektroda. Cara ini akan menghasilkan pencairan material dasar lebih banyak dibanding elektrodenya sehingga hasil las mempunyai penetrasi yang dalam, sehingga baik digunakan pada pengelasan yang lambat, wilayah yang sempit dan untuk plat yang tebal.

Pada DCEP (Reversed Polarity), material dasar disambungkan dengan kutup negatip (-) dan elektrodenya disambungkan dengan kutup positif (+) dari mesin las DC, sehingga busur listrik bergerak dari material dasar ke elektrode dan tumbukan elektron berada di elektrode yang berakibat 2/3 panas berada di elektroda dan 1/3 panas berada di material dasar. Cara ini akan menghasilkan pencairan elektrode lebih banyak sehingga hasil las mempunyai penetrasi dangkal, serta baik digunakan pada pengelasan pelat tipis dengan manik las yang lebar.

Hal hal yang mempengaruhi hasil pengelasan adalah, sudut elektroda, panjang busur, kecepatan memindahkan busur, tinggi rendah arus yang digunakan. Hal ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini dimana perbedaan hasil pada pengelasan normal (A), pada arus yang terlalu rendah (B), terlalu tinggi (C), kecepatan memindahkan busur yang terlalu cepat (D), terlalu lambat (E), dan dengan arc yang terlalu panjang (F):

Adapun untuk posisi pengelasan ada 6 macam, meliputi:1. 1G Down hand2. 2G Horizontal3. 3G Vertical4. 4G Over head5. 5G Las pipa pada pipa yang berputar6. 6G Las pipa dimana pengelas yang berputar

Kelebihan dan Kekurangan Kelebihan SMAW1. Dapat dipakai dimana saja, diluar, dibengkel & didalam air.2. Satu set dapat mengelas berbagai macam tipe dari material mild steel ke copper alloy dengan rectifier.3. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur.4. Pengelasan dengan segala posisi.5. Elektroda tersedia dengan mudah dalam banyak ukuran dan diameter.6. Perlatan yang digunakan sederhana, murah dan mudah dibawa kemana-mana.7. Tingkat kebisingan rendah.8. Tidak terlalu sensitif terhadap korosi, oli & gemuk.

Kekurangan SMAW1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektoda dan harus melakukan penyambungan.2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihkan.3. Tidak dapat digunakan untuk pengelasan bahan baja non - ferrous.4. Mudah terjadi Oksidasi akibat pelindung logam cair hanya busur las dari fluks.5. Diameter elektroda tergantung dari tebal pelat dan posisi pengelasan.Las SAW

Pengertian Las SAW

SAW adalah salah satu jenis las listrik dengan proses memadukan material yang dilas dengan cara memanaskan dan mencairkan metal induk dan elektroda oleh busur listrik yang terletak diantara metal induk dan elektroda. Arus dan busur lelehan metal diselimuti (ditimbun) dengan butiran flux di atas daerah yang dilas.SAW tidak membutuhkan tekanan dan bahan pengisi (filler metal) dipasok secara mekanis terus ke dalam busur lsitrik yang terbentuk diantara ujung filler elektroda dan metal induk yang ditimbun oleh fluks.Elektroda pada proses SAW terbuat dari metal padat (solid). Prinsip pada pengelasan ini hampir sama dengan pengelasan pada SMAW. Bedanya dengan SMAW adalah pada SAW flux tidak di bungkus ke elektroda, menggunakan elektroda kontinu, arus lebih tinggi sehingga dapat digunakan untuk mengelas benda yang lebih tebal hanya dengan langkah yang sedikit.

SAW termasuk proses pengelasan busur api listrik elektroda terumpan, dengan pelindung serbuk flux. Proses yang semakin banyak dipakai dalam industri ini selain karena mutu hasil las yang cukup baik, kecepatan produksinya juga cukup tinggi. Meskipun baru dua posisi pengelasan yang dapat dilayani dengan proses ini, yaitu datar (1G) dan horizontal (2G), namun banyak juga dipergunakan dalam konstruksi-konstruksi kapal dan pembuatan tangki penyimpan dilapangan. Dengan menggunakan elektroda yang berbentuk strip (pita logam ),banyak dipergunakan untuk pengelasan pelapisan permukaan (surfacing).Dalam pengoperasiannya, walaupun tidak dibutuhkan juru las yang berketerampilan seperti pada proses SMAW, namum operator las juga harus berkualifikasi, karena banyak parameter yang perlu dipersiapkan dengan ketelitian tertentu.

Prinsip Kerja Las SAW

Pada proses ini busur listrik yang memanaskan logam induk, flux da ujung elektroda tejadi di elektroda dan logam induk, di dibawah rendaman flux. Seperti halnya proses-proses elektroda terumpan lainnya, elektroda selain berfungsi sebagai pembangkit busur listrik juga akan tercairkan menjadi logam pengisi. Flux yang terbakar menjadi terak cair yang mengambang di atas kawah las cair, dan menimbulkan gas. Proses ini dlindungi oleh terak cair, gas dan sisa flux yang tidak mencair. Oleh karenanya proses ini tidak dipengaruhi oleh tiupan angin yang mungkin terjadi dipermukaan. Pada proses ini pengumpanan elektroda terjadi secara terus menerus, dilakukan secara mekanis dengan rol-rol pengumpan yang dapat diatur kecepatannya sesuai dengana keinginan, yang merupakan kecepatan pengumpanan (Feeding Speed) . Kecepatan majunya proses (travel speed) dapat dilakukan dengan prosesnya yang bergerak maju atau logam kerjanya yang bergerak. Variabel-variabel pengoperasian ini diatur pada panel pengatur.Cara Penggunaan Las SAW

Peralatan SAW :1.Power supply2. Electrode delivery system3. Flux distribution system4. Travel arrangement5. Control system6. Flux recovery (pemulung flux) sebagai pilihan7. Positioning equipment (Alat pengarah) sebagai pilihan

Kabel pemasok arus harus menggunakan kabel arus tegangan tinggi 100 % duty cycle. DC Voltage constant (CV) tersedia dalam model transformer rectifier motor generators antara 400A s/d 1500A. SAW semi-automatik umumnya menggunakan seumber tenaga listrik antara 300 s/d 600A untuk penggunaan elektroda siameter 1.6, 2.0, dan 2.4 mmSumber tenaga DC di atas 1000 A sangat jarang digunakan karena akan menimbulkan arc blow yang kuat terutama pada penggunaan elektroda tunggal.DC Voltage konstan (CV) merupakan self controlling, karena dapat dipakai untuk menjalankan pemasok elektroda secara konstan tanpa bantuan pengatur voltage dan amperage untuk mempertahankan kestabilan busur. CV akan menghasilkan kecepatan pasokan elektrode yang konstan.Power source DC dengan konstan voltage sangat ideal untuk SAWDC Current kons1tan (CC) baik digunakan untuk GTAW, SMAW dan carbon arc gouging. CC tidak mempunyai self regulating seperti CV, sehingga penggunaannya akan membutuhkan pengatur Current Sensing Variable Wire Speed Control. Type pengontrol ini akan mengatur kecepatan pasokan elktroda apabila ada perubahan voltage. Voltage perlu dipantau untuk menjaga panjang busur tetap konstan.Sumber tenaga kombinasi CV dan CC yaitu sumber tenaga yang dapat dirubah dari mode DC voltage konstan menjadi mode DC arus konstan. Kapasitas hingga 1500APenggunaan pengelasan SAW dengan sumber tenaga AC voltage konstan ialah untuk pemakaian:1. Arus tinggi2. Elektrode majemuk (Tandem, triple, atau quarter)3. Pengelasan dengan kampuh sempit (Narrow gap)4. Untuk menghindari arc blow kalau terjadi

Kelebihan dan Kekurangan Las SAWKelebihan SAW :Sambungan dapat dipersiapkan dengan alur V yang dangkal, sehingga tidak terlalu banyak memerlukan logam pengisi, bahkan sering tidak diperlukan alur.Karena proses terjadi di bawah timbunan flux, maka tidak ada percikan logam (spatter) dan sinar busur yang keluar.Kecepatan pengelasan tinggi, baik untuk pengelasan pelat datar, silinder maupun pipa, bahkan baik sekali untk pendepositan/pelapisan permukaan (surfacing)Flux yang bekerja sebagai pembersih dan deoksidator untuk menghilangkan kontaminan yang tidak diinginkan berada pada kawah las cair, dan dapat menghasilkan las yang baik . Jika diinginkan flux dapat dipakai sebagai penambah unsur paduan pada las.Pada pengelasan baja karbon rendah dapat dipergunakan elektroda yang tidak mahal, yang biasanya dilapisi dengan tembaga tipis agar tidak berkarat dalam penyimpanan.Pengelasan dapat dilakukan pada tempat terbuka, dengan tiupan angin yang kencang, Dapat dihasilkan las degan rendah hidrogen.

Kekurangan SAW :Proses sedikit rumit, karena selain diperlukan flux dan penahan flux, juga diperlukan fixtures lainnya, dan penahan cairan.Flux dapat mengkontaminasi, yang dapat menyebabkan terjadinya ketaksempurnaan.Untuk dapat menghasilkan lasan yang baik logam induk harus homogen, dan bebas dari scale maupun kontaminan-kontaminan lainnya.Untuk pengelasan berlapis banyak, yang memerlukan pembersihan terak yang baik sering mengalami kesulitan.Bahan induk dengan ketebalan kurang dari 5 mm sulit dilas dengan proses ini, walaupun dengan menggunakan backing.Posisi pengelasan yang dapat dilakukanmasih terbatas pada posisi datar dan horizontal.