Proses Pengelasan Elektrode Terumpan

Proses Pengelasan Elektrode Terumpan

Pengelasan elektrode terumpan adalah proses pengelasan dimana pada saat terjadi busur listrik elektrode ikut mencair dan berfungsi sebagai logam pengisi. Terdapat beberapa pengelasan busur yang menggunakan elektrode terumpan, seperti antara lain :

- pengelasan busur elektrode terbungkus (shielded metal arc welding, SMAW),

- pengelasan busur logam gas (gas metal arc welding, GMAW),

- pengelasan busur inti-fluks (flux-cored arc welding, FCAW),

- pengelasan elektrogas (electrogas welding, EGW),

- pengelasan busur rendam (submerged arc welding, SAW).

Pengelasan busur elektrode terbungkus

Pengelasan ini menggunakan batang elektrode yang dibungkus dengan fluks, seperti ditunjukkan dalam 

Panjang batang elektrode biasanya sekitar 9 sampai 18 in (230 sampai 460 mm) dan diameter 3/32 sampai 3/8 in. (2,5 sampai 9,5 mm). Logam pengisi yang digunakan sebagai batang elektrode harus sesuai dengan logam yang akan dilas, komposisinya biasanya sangat dekat dengan komposisi yang dimiliki logam dasar. Lapisan pembungkus terdiri dari serbuk selulose yang dicampur dengan oksida, karbonat, dan unsur-unsur yang lain kemudian disatukan dengan pengikat silikat. Serbuk logam kadang-kadang juga digunakan sebagai bahan campuran untuk menambah logam pengisi dan menambah unsur-unsur paduan (alloy). Selama proses pengelasan bahan fluks yang digunakan untuk membungkus elektrode, akibat panas busur listrik, mencair membentuk terak yang kemudian menutupi logam cair yang menggenang di tempat sambungan dan bekerja sebagai penghalang oksidasi.

Pemindahan logam elektrode terjadi pada saat ujung elektrode mencair membentuk butir-butir yang terbawa oleh arus busur listrik yang terjadi. Arus listrik yang digunakan sekitar 30 sampai 300 A pada tegangan 15 sampai 45 V. Pemilihan daya yang digunakan tergantung pada logam yang akan dilas, jenis dan panjang elektrode, serta dalam penetrasi las-an yang diinginkan. 

Pengelasan busur logam gas

Pengelasan ini merupakan proses pengelasan busur yang menggunakan elektrode terumpan dalam bentuk kawat, seperti 

Selama proses pengelasan berlangsung, gas dihembuskan ke daerah las-an untuk melindungi busur dan logam yang mencair terhadap atmosfir. Diameter kawat yang digunakan berkisar antara 1/32 sampai ¼ in. (0,8 sampai 6,4 mm), tergantung pada ketebalan bagian logam yang akan disambung. Gas pelindung yang digunakan adalah gas mulia seperti argon, helium, dan karbon dioksida. Pemilihan gas yang akan digunakan tergantung pada logam yang akan dilas, dan juga faktor-faktor yang lain. Gas mulya digunakan untuk pengelasan paduan aluminium dan baja anti karat, sedang CO2 biasanya digunakan untuk pengelasan baja karbon rendah atau medium.

Pengelasan busur logam gas banyak digunakan dalam pabrik untuk mengelas berbagai jenis logam ferrous dan nonferrous.

Keuntungan pengelasan busur logam gas dibandingkan pengelasan manual adalah :

- waktu busur lebih besar,

- pengelasan biasanya dilakukan secara automatis,

- sampah sisa logam pengisi jauh lebih sedikit,

- terak yang ditimbulkan lebih sedikit karena tidak memakai fluks,

- laju pengelasan lebih tinggi, dan

- kualitas daerah las-an sangat baik.

Pengelasan busur inti-fluks

Proses pengelasan busur ini dikembangkan untuk mengatasi kekurangan elektrode terbungkus yang memiliki panjang batang terbatas. Pengelasan busur inti-fluks menggunakan elektrode tabung dengan inti fluks dan ditambah unsur-unsur lain. Unsur-unsur lain yang ditambahkan dalam inti fluks tersebut adalah :

- unsur-unsur deoksidiser, dan

- unsur-unsur pemadu (alloying).

Kawat inti-fluks tabular sangat lentur/fleksibel sehingga dapat digulung dan diumpankan secara kontinu melalui pistol las busur 

Terdapat dua jenis pengelasan busur inti-fluks, yaitu : 

- pelindung sendiri (self shielded), dan

- pelindung gas (gas shielded).

Pengelasan busur inti-fluks dengan pelindung sendiri di dalam inti kawat terdapat fluks dan unsur lain yang dapat menghasilkan gas untuk melindungi busur dari pengaruh atmosfir.

Pengelasan busur inti-fluks dengan pelindung gas, di dalam inti kawat tidak ditambahkan unsur penghasil gas. Gas pelindung ditambahkan secara terpisah, sama seperti pada pengelasan busur logam gas. 

Keuntungan pengelasan inti-fluks, adalah : 

- elektrode dapat diumpankan secara kontinu, dan

- kualitas las-an sangat baik, sambungan las-an halus dan seragam.

Pengelasan elektrogas

Pengelasan elektrogas adalah proses pengelasan busur yang menggunakan elektrode terumpan secara kontinu, baik menggunakan kawat inti-fluks atau kawat elektrode telanjang (bare electrode wire) dengan pelindung gas yang ditambahkan dari luar. Proses pengelasan ini terutama digunakan dalam las tumpu vertikal, seperti ditunjukkan dalam gambar 13.5. Kedua bagian logam yang akan disambung dijepit dengan sepatu cetak yang didinginkan dengan air agar dapat menahan panas logam cair. Sepatu cetak, bersama-sama dengan kedua ujung logam yang akan dilas, membentuk rongga cetak. Kawat elektrode dalam proses pengelasan ini biasanya diumpankan secara automatis. Busur terjadi antara elektrode dan logam dasar sehingga logam cair yang dihasilkan akan mengisi rongga cetak secara bertahap. Pada saat logam las-an membeku sepatu cetak secara automatis bergerak ke atas.

Pengelasan busur rendam

Pengelasan busur rendam adalah proses pengelasan busur yang menggunakan elektrode kawat telanjang yang diumpankan secara kontinu, dan busur las ditutup dengan serbuk fluks, 

Kawat elektrode diumpankan secara automatis dari gulungan ke busur. Fluks dituangkan melalui suatu tabung pengumpan di depan elektrode, sehingga busur listrik yang timbul antara elektrode dengan logam dasar terendam oleh serbuk fluks sepanjang alur las-an.

Panas yang ditimbulkan oleh busur mencairkan logam dan serbuk fluks. Fluks cair akan mengapung di atas logam cair, membentuk selubung yang dapat mencegah percikan dan terjadinya oksidasi. Setelah dingin, terak membeku dan mudah dihilangkan, sedang serbuk yang tersisa diisap dengan sistem vakum dan dapat dimanfaatkan kembali.

Keuntungan penggunaan pengelasan busur rendam adalah karena serbuk fluks menutup seluruh operasi pengelasan, sehingga:

- dapat meghindarkan terjadinya percikan dan semburan nyala api, radiasi, dan hal-hal berbahaya lainnya.

- tidak perlu menggunakan kaca pengaman,

- pendinginan berjalan dengan lambat, sehingga kualitas sambungan las-an sangat baik, memiliki ketangguhan dan keuletan yang tinggi.

Sifat-sifat yang merugikan adalah : 

- karena busur tidak tampak, maka penentuan pengelasan yang salah dapat menggagalkan seluruh hasil pengelasan,

- pengelasan terbatas hanya pada posisi horisontal.

Pengelasan busur rendam banyak digunakan dalam fabrik untuk pengelasan ; 

- bentuk-bentuk profil, seperti I-beam, T-beam, dan sebagainya;

kampuh memanjang dan melingkar dengan diameter besar seperti pipa, tangki