Welding atau pengelasan adalah cara menyambung logam dengan cara mencairkan logam didaerah yang akan disambung, pada umumnya dilakukan dengan menambahkan logam pengisi (filler metal). Energi untuk mencairkan logam didapat dari flame (nyala api) atau dari busur listrik (electrical arc).
A. WELDING METHODS
A.1 Manual Welding (SMAW, MMA)
B. WELDING PROCEDURE SPECIFICATION
Sebelum proses pengerjaan pengelasan dalam suatu proses produksi/ proyek dilakukan, harus terlebih dahulu dibuat Welding Procedure Specification (WPS).
WPS adalah dokumen resmi yang menjelaskan prosedur pengelasan yang harus dilakukan dalam suatu proses produksi/ proyek. AWS (American Welding Society) menyatakan bahwa WPS menyediakan informasi detail tentang variabel pengelasan sehingga dapat dipastikan pekerjaan pengelasan tersebut dapat dilakukan oleh seorang welder.
C.HARDFACING
C.1 Keausan (wear)
Sebuah part logam dapat mengalami keausan sebagai akibat dari kondisi pembebanan yang dialami. Keausan tersebut dapat diakibatkan oleh faktor-faktor :
* Abrasi (gesekan) * Impact (pukulan)
Abrasi: Keausan karena abrasi (abrasive wear) terjadi akibat gesekan antara logam dengan partikel yang lebih keras (misalnya : batu, pasir, batu bara, partikel logam) ditambah dengan adanya tekanan (pressure). Material yang lebih keras ini akan menggores (scratch) permukaan benda kerja dan lama kelamaan akan terjadi keausan. Contoh : penghancur batu/ mineral jenis roller (roller crusher) :
Impact & Compression
Keausan karena impact (impact wear) terjadi akibat benda kerja terkena benturan dengan part lain atau material lain yang lebih keras (contoh : batu, pasir, partikel logam). Kasus keausan yang sejenis dengan keausan impact yaitu terjadi akibat kompresi, dimana benda kerja menahan beban atau tekanan yang tinggi. Contoh beban kompresi adalah pada pemeras kelapa sawit (screw press) dan contoh beban impact adalah pada penghancur batu jenis pukulan (jaw crusher).
Catatan : Keausan selain akibat abrasi dan impact bisa juga dapat terjadi akibat korosi dan panas (heat), atau kedua faktor ini tidak bekerja sendirian tetapi bekerja sama dengan impact atau abrasi dan mempercepat terjadinya keausan.
C.2 Welding Repair (Rekondisi)
Sebuah part logam yang mengalami keausan dapat diperbaiki dengan metoda pengelasan menggunakan electroda yang dikenal dengan hardfacing electrode. Melalui skema berikut dapat dijelaskan dengan baik cara pemilihan elektroda hardfacing :
Rekondisi segmen coal hammer crusher
Before Repair After
D. WELDING EQUIPMENT (how to choose)
D1. Mengerti kelebihan masing-masing metoda, lihat WELDING METHODS
D2. Pemilihan Metoda
| PENGELASAN | PEMOTONGAN | |||||||
| Metoda | MIG | Flux Cored | Stick | TIG | Carbon Arc Cutting | Plasma Cutting | ||
| Logam yang bisa dilas | Steel, stainless, aluminum | Steel, stainless | Steel, stainless | All weldable metals | Steel | All electrically conductive metals | ||
| Ketebalan logam | > 0,5 mm | > 3 mm | > 3 mm | > 0,2 mm | Tak terbatas | s/d 50 mm | ||
| Kecepatan | sangat tinggi | Sangat tinggi | lambat | Sangat lambat | cepat | Sangat cepat | ||
| Keahlian welder | rendah | rendah | moderate | tinggi | rendah | Rendah | ||
| Biaya pengelasan | rendah | rendah | tinggi | tinggi | moderate | rendah | ||
Catatan :
- MIG and flux cored welding umumnya dapat dilakukan dengan satu mesin yang sama
- TIG machines umumnya dapat digunakan untuk Stick welding (dan sebaliknya)
- Stick machines > 400 A dapat digunakan untuk Carbon Arc Gouging
- Multiprocess welding machine dapat digunakan untuk semua metoda
D3. Temukan Metoda yang cocok untuk logam Anda
Tidak semua metoda pengelasan dapat dipakai untuk mengelas semua jenis logam, perhatikan tabel berikut ini :
| Jenis logam | PENGELASAN | PEMOTONGAN | ||||||||
| MIG | Flux Cored | Stick | DC-TIG | AC-TIG | DC-CAC | AC-CAC | Plasma Cutters | |||
| Steel | * | * | * | * | * | * | ||||
| Stainless Steel | * | * | * | * | * | * | ||||
| Aluminum & Magnesium Alloys | * | * | * | * | ||||||
| Cast Iron | * | * | * | |||||||
| Titanium | * | * | ||||||||
| Copper, Brass | * | * | * | * | ||||||
D5. Temukan power mesin yang cocok untuk ketebalan logam Anda
Setelah menentukan proses pengelasan, selanjutnya harus ditentukan kebutuhan output power. Dua faktor yang menetukan output power adalah ketebalan material dan diameter elektroda. Sebuah aturan umum menyatakan bahwa diperlukan 1 A untuk mengelas setiap 0,025 mm mild steel. Contoh, untuk mengelas mild steel t = 3.175mm, diperlukan sekitar 125 A. Stainless steel memerlukan 10% lebih rendah sementara Alumium memerlukan 25% lebih tinggi.
D6. Temukan kapasitas amper elektroda Anda
| Amper untuk Stick Electroda | |||||
| Diameter elektroda dan type | 2.5mm | 3.2mm | 4.0mm | 5.0mm | 6.0mm |
| 6010, 6011 | 40-85 | 75-125 | 110-165 | 140-210 | 210-315 |
| 6013 | 40-90 | 80-130 | 105-180 | 150-230 | 250-350 |
| 7018 | 60-100 | 110-165 | 150-220 | 200-275 | 320-400 |
| Amper dan Voltage untuk Wire Electrodes – (1) | |||||
| Diameter wire dan type | 0.8mm | 0.9mm | 1.0mm | 1.2mm | 1.6mm |
| Tubular (flux or metal cored) | N/A | N/A | 15-36V 105-340A | 15-36V 105-430A | 15-40V 140-480A |
| Self-shielded flux cored | N/A | 14-20V 50-120A | 13-20V 80-220A | N/A | 14-22V 146-322A |
| Solid (MIG) | 17-23V 50-200A | 18-25V 50-225A | 18-34V 85-355A | 21-39V 150-500A | 26-40V 250-610A |
| Amper dan Voltage untuk Wire Electrodes – (2) | |||||
| Diameter wire dan type | 1.6mm | 2.0mm | 2.4mm | 2.8mm | 3.2mm |
| Tubular (flux or metal cored) | 22-36V 200-495A | 23-33V 250-510A | 24-36V 355-615A | N/A | 26-32V 375-640A |
| Self-shielded flux cored | 16-25V 130-350A | 16-35V 200-545A | 16-35V 200-525A | 22-33V 310-625A | 28-38V 400-600A |
| Amper untuk TIG Welding | |||||
| Jenis Tungsten & diameter | 1.6mm | 2.4mm | 3.2mm | 4.8mm | 6.0mm |
| 2% type | 50-140 | 125-200 | 150-325 | 300-340 | - |
| Pure type | 60-90 | 125-160 | 190-240 | 260-320 | 330-450 |
D7. Duty Cycle
Kapasitas mesin las selain diukur dari kapasitas Amper juga diukur dari Duty Cycle. Duty Cycle adalah jumlah waktu dalam persen (dengan dasar hitungan 10 menit) dimana mesin dapat bekerja, sebelum sistemnya secara otomatis mematikan mesin, untuk mencegah over heating. Contoh mesin 300 A, dengan 60% Duty Cycle, berarti mesin tersebut dapat bekerja dengan max amper (350 A) selama 6 menit dan selama 4 menit berikutnya sistem akan mematikan mesin secara otomatis. Jika ingin dipakai untuk pengelasan kontinyu, maka mesin tersebut hanya bisa dipakai pada amper maksimum 60% x 350 A = 210 A.
- Produk-2 Industri ringan memerlukan 20% duty cycle dan rated output of 230 amps atau lebih rendah.
- Produk-2 Industri menengah memerlukan 40-60% duty cycle dan rated output 300 amps atau lebih rendah.
- Produk-2 Industri berat memerlukan 60-100% duty cycle dan rated output min. 300 amps.
A. Wear Resistant (Steel) Plate
(Pelat) baja yang memiliki ketahanan terhadap keausan logam (wear) akibat abrasi dan gesekan. Ketahanan tersebut didapat karena pelat bersangkutan memiliki kekerasan, kekuatan dan ketangguhan yang tinggi. Sifat mekanik seperti ini didapat dengan melakukan pencelupan cepat ke dalam air (water quench), sehingga pelat baja masih mempunyai mampu mesin (machinability), mampu bentuk (formability), dan mampu las (weldability) yang baik.
Aplikasi : Tipper bodies, excavator buckets, crushing mills & similar equipment.
Well known brand name : HARDOX, BISALLOY, CREUSABRO
B. Austenitic Manganese (Steel) Plate
(Pelat) baja dengan kandungan Karbon 1.2% dan Mangan minimum 12%. Mempunyai sifat mekanik yang menggabungkan ketangguhan (toughness) dan keuletan (ductility) dan sifat work-hardening, sehingga menjadikan baja ini juga tahan terhadap keausan. Telah dikembangkan juga baja mangan dengan tambahan unsur paduan chromium, nickel, molybdenum, vanadium dan bismuth.
Aplikasi : Earthmoving, pertambangan, quarrying, oil well drilling, steelmaking, railroading, dredging, lumbering, aplikasi pada manufaktur semen, perlengkapan dalam pemrosesan earthen materials (such as rock crushers, grinding mills, dredge buckets, power shovel buckets and teeth, and pumps for handling gravel and rocks).
C. Machinery Steel
Adalah kelompok baja karbon menengah sampai paduan rendah untuk aplikasi produk-produk elemen mesin. Produk yang paling luas pemakaiannya adalah :
AISI 1045 (ASSAB 760, Krupp 1191), Medium Carbon Steel, untuk aplikasi : punch holders (jigs), die holders (fixtures), guide plates (simple bending dies), backing plates (simple structural components), transmission and motor parts of medium strength, case hardened parts such as camshafts, gears, rocking levers etc, simple hand tools and various types of fasteners and fixtures, machinery parts and components with medium stress.
Unsur paduan : C 0.45 Mn 0.7
AISI 4140 (ASSAB 709, Krupp 7225), Q&T High Tensile Steel, untuk aplikasi : structural parts of high strength, like valves, stems, shafts, axles, connecting rods, crankshafts, pinions, gears and machinery parts.
Unsur paduan : C 0.42 Mn 0.75 Cr 1.05 Mo 0.2
AISI 4340 (ASSAB 705, Krupp 6582), Nickel chrome High Tensile Steel, untuk aplikasi: valves, stems, shafts, axles, connecting rods, crankshafts, pinions, machinery parts and components.
Unsur paduan : C 0.35 Mn 0.7 Cr 1.4 Mo 0.2 Ni 1.4
Cold Welding atau dikenal dengan sebutan pengelasan dingin adalah salah satu proses pengelasan dalam kondisi padat (Solid-State Welding) yang menggunakan tekanan pada suhu ruangan untuk menghasilkan penyatuan logam yang kokoh pada saat pengelasan.
Adapun ciri – ciri dari pengelasan dingin ini adalah pengelasan ini dilakukan tanpa menggunakan panas dan flux. Untuk mendapatkan hasil pengelasan dingin yang memuaskan, minimal salah satu dari logam yang akan digabung harus sangat ulet dan tidak mengalami proses pengerasan.
Jenis – jenis Pengelasan Dingin
Ada beberapa jenis pengelasan dingin, yaitu :
1. Lap Welding, bekerja pada 50 – 90% perluasan permukaan ketika penekuk menekan logam untuk penggabungan (lihat gambar). Penahan penekuk membatasi distorsi dan mengadakan pengelasan.
2. Butt Welding, pada kawat dilakukan penggabungan dengan merusak ujung kawat untuk menyebabkan terjadinya perluasan permukaan (lihat gambar). Pengelasan selanjutnya terjadi ketika putaran dilakukan.
3. Roll bonding or roll welding(ROW) (dapat dilihat pada gambar) sangat efektif karena pengurangan besar (50 – 80% dalam sekali jalan) hasil dalam perluasan yang baik dan memutuskan selaput permukaan. Pengikatan dapat dicegah di tempat dengan menempatkan alat pemisah (stop-off) seperti grafit atau sebuah keramik dalam pola pemutusan.
Pemompaan dilakukan dengan udara atau fluida bertekanan pada bagian – bagian luluh. Contohnya pelat pendingin evaporator.
4. Explosion Welding(EXW), pada EXW penggabungan dilakukan dengan perubahan kuat pada penghubung. Tatakan bahan peledak diletakkan diatas plat lapisan (plat terbang), ditahan pada jarak kritis tertentu dari permukaan dasar material (lihat gambar).
Ketika bahan peledak diledakkan dari salah satu ujung, tekanan menghasilkan percepatan plat terbang pada suatu sudut terhadap permukaan. Dibawah tekanan yang kuat, pancaran cairan terbentuk dengan mengeluarkan kotoran permukaan, aliran turbulen dihasilkan dalam putaran rapat atau pusaran pada penghubung (lihat gambar).
Dalam banyak kejadian tidak terjadi peleburan, namun gabungan dari adhesi dan pengikatan mekanik merupakan ikatan yang kuat. Cara ini digunakan pada plat pelapis besar pada industri kimia dan juga untuk awal pengembangan pipa menjadi plat header pada boiler dan pemadat pipa.
5. Ultrasonic Welding(USW), hubungan gerakan penghubung secara paksa dalam Ultrasonic Welding dengan gerakan tangensial (lihat gambar). Dimana tidak terjadi perubahan atau deformasi yang berat dan prosesnya sesuai untuk lap welding timah dan peralatan rapuh dan komponen – komponen elektronik. Ketika ujung pengelasan diganti dengan penggulung, maka pengelasan seam weld dapat dihasilkan.
Material pada Pengelasan Dingin
Material yang dapat digunakan dengan sistem Pengelasan Dingin ini sebagai berikut :
(i) Aluminium murni.
(ii) Aluminium alloys.
(iii) Cd, Pb, Cu, Ni, Zn dan Ag.
(iv) Cu dan its alloys.
(v) AI ke Cu.
(vi) Ni ke Fe, dan lainnya.
Sumber :
- Introduction to Manufacturing Processes, John A Schey, 3rd Edition, McGraw-Hill, 2000.
0 komentar:
Posting Komentar
Jangan lupa komentarnya.....