Deep Drawing dan Drawing

Definisi Drawing

Deep Drawing atau biasa disebut drawing adalah salah satu jenis proses pembentukan logam, dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu, sedangkan definisi menurut P.CO Sharma seorang professor production technology drawing adalah Proses drawing adalah proses pembentukan logam dari lembaran logam ke dalam bentuk tabung (hallow shape)

(P.C. Sharma 2001 : 88)

Deep Drawing dan Drawing

Deep drawing dan drawing pada intinya merupakan satu jenis proses produksi namun terdapat beberapa ahli yang membedakan dengan indek ketinggian, proses deep drawing mempunyai indek ketinggian yang lebih besar dibandingkan dengan drawing.Selain itu terdapat proses praduksi yang berbeda dengan proses drawing tetapi juga diberi istilah drawing, proses tersebut berupa penarikan, seperti pada pembuatan beberapa jenis bentuk kawat, untuk membedakan kedua proses tersebut (penarikan dan pembuatan bentuk silinder) beberapa ahli memberikan istilah yang lebih khusus.Yaitu rod drawing atau wire drawing untuk proses pembentukan kawat. Artikel ini akan mengenalkan lebih lanjut tentang proses drawing, proses drawing yang dimaksudkan dalam artikel ini adalah proses drawing yang mempunyai kesamaan arti dengan deep drawing bahan dasar dari proses drawing adalah lembaran logam (sheet metal) yang disebut dengan blank, sedangkan produk dari hasil proses drawing disebut dengan draw piece, (gambar 1)

Proses Drawing

Proses drawing dilakukan dengan menekan material benda kerja yang berupa lembaran logam yang disebut dengan blank sehingga terjadi peregangan mengikuti bentuk dies, bentuk akhir ditentukan oleh punch sebagai penekan dan die sebagai penahan benda kerja saat di tekan oleh punch. pengertian dari sheet metal adalah lembaran logam dengan ketebalan maksimal 6 mm, lembaran logam (sheet metal) di pasaran dijual dalam bentuk lembaran dan gulungan. Terdapat berbagai tipe dari lembaran logam yang digunakan, pemilihan dari jenis lembaran tersebut tergantung dari :

·         Strain rate yang diperlukan

·         Benda yang akan dibuat

·         Material yang diingginkan

·         Ketebalan benda yang akan dibuat

·         Kedalaman benda

Pada umumnya berbebagai jenis material logam dalam bentuk lembaran dapat digunakan untuk proses drawing seperti stainless stell, alumunium, tembaga, perak, emas, baja maupun titanium. Gambaran lengkap proses drawing dapat dilihat pada gambar 2

Kontak Awal

Pada gambar 2.A, punch bergerak dari atas ke bawah, blank dipegang oleh nest agar tidak bergeser ke samping, kontak awal terjadi ketika bagian-bagian dari die set saling menyentuh lembaran logam (blank) saat kontak awal terjadi belum terjadi gayagayadan gesekan dalam proses drawing.

Bending

Selanjutnya lembaran logam mengalami proses bending seperti pada gambar 2. B, punch terus menekan kebawah sehingga posisi punch lebih dalam melebihi jari-jari (R) dari die, sedangkan posisi die tetap tidak bergerak ataupun berpindah tempat, kombinasi gaya tekan dari punch dan gaya penahan dari die menyebabkan material mengalami peregangan sepanjang jari-jari die, sedangkan daerah terluar dari blank mengalami kompresi arah radial. Bending merupakan proses pertama yang terjadi pada rangkaian pembentukan proses drawing, keberhasilan proses bending ditentukan oleh aliran material saat proses terjadi.

Straightening

Saat punch sudah melewati radius die, gerakan punch ke bawah akan menghasilkan pelurusan sepanjang dinding die ( gambar 2. C ), lembaran logam akanmengalami peregangan sepanjang dinding die. Dari proses pelurusan sepanjang dindingdie diharapkan mampu menghasilkan bentuk silinder sesuai dengan bentuk die danpunch.

Compression

Proses compression terjadi ketika punch bergerak kebawah, akibatnya blank tertarik untuk mengikuti gerakan dari punch, daerah blank yang masih berada pada blankholder akan mengalami compression arah radial mengikuti bentuk dari die.

Tension

Tegangan tarik terbesar terjadi pada bagian bawah cup produk hasil drawing, bagian ini adalah bagian yang paling mudah mengalami cacat sobek (tore), pembentukan bagian bawah cup merupakan proses terakhir pada proses drawing.

Komponen Utama Die Set

Proses drawing mempunyai karateristik khusus dibandingkan dengan proses pembentukan logam lain, yaitu pada umumnya produk yang dihasilkan memiliki bentuk tabung yang mempunyai ketinggian tertentu, sehingga die yang digunakan dalam juga mempunyai bentuk khusus, proses pembentukan berarti adalah proses non cutting logam. Produk yang dihasilkan dari drawing bervariasi tergantung dari desain die dan punch, gambar 2.4 menunjukkan beberapa jenis produk (draw piece) hasil drawing.

Dalam satu unit die set terdapat komponen utama yaitu :

1. punch

2. blankholder

3. die

sedangkan komponen lainya merupakan komponen tambahan tergantung dari jenis die yang dipakai.

Bentuk dan posisi dari komponen utama tersebut dapat dilihat pada gambar 4

Blankholder

Berfungsi memegang blank atau benda kerja berupa lembaran logam, pada gambar diatas blankholder berada diatas benda kerja, walaupun berfungsi untuk memegang benda kerja, benda kerja harus tetap dapat bergerak saat proses drawing dilakukan sebab saat proses drawing berlangsung benda kerja yang dijepit oleh blankholder akan bergerak ke arah pusat sesuai dengan bentuk dari die drawing. Sebagian jenis blankholder diganti dengan nest yang mempunyai fungsi hamper sama, bentuk nest berupa lingkaran yang terdapat lubang didalamnya, lubang tersebut sebagai tempat peletakan dari benda kerja agar tidak bergeser ke samping.

Punch

Punch merupakan bagian yang bergerak ke bawah untuk meneruskan gaya dari sumber tenaga sehingga blank tertekan ke bawah, bentuk punch disesuaikan dengan bentuk akhir yang diiginkan dari proses drawing, letak punch pada gambar 2. berada di atas blank, posisi dari punch sebenarnya tidak selalu diatas tergantung dari jenis die drawing yang digunakan.

Die

Merupakan komponen utama yang berperan dalam menentukan bentuk akhir dari benda kerja drawing (draw piece), bentuk dan ukuran die bervariasi sesuai dengan bentuk akhir yang diinginkan, kontruksi die harus mampu menahan gerakan, gaya geser serta gaya punch. Pada die terdapat radius tertentu yang berfungsi mempermudah reduksi benda saat proses berlangsung, lebih jauh lagi dengan adanya jari-jari diharapakan tidak terjadi sobek pada material yang akan di drawing.

Variabel Proses Drawing

Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan proses drawing, variabel yang mempengaruhi proses drawing antara lain :

1.      Gesekan

Saat proses drawing berlangsung gesekan terjadi antara permukaan punch, dies drawing dengan blank, gesekan akan mempengaruhi hasil dari produk yang dihasilkan sekaligus mempengaruhi besarnya gaya yang dibutuhkan untuk proses pembentukan drawing, semakin besar gaya gesek maka gaya untuk proses drawing juga meningkat, beberapa faktor yang mempengaruhi gesekan antara lain :

• Pelumasan

proses pelumasan adalah salah satu cara mengontrol kondisi lapisan tribologi pada proses drawing, dengan pelumasan diharapkan mampu menurunkan koefisien gesek permukaan material yang bersinggungan.

• Gaya Blank Holder

Gaya blank holder yang tinggi akan meningkatkan gesekan yang terjadi, bila gaya blank holder terlalu tinggi dapat mengakibatkan aliran material tidak sempurna sehingga produk dapat mengalami cacat.

• Kekasaran Permukaan Blank

Kekasaran permukaan blank mempengaruhi besarnya gesekan yang terjadi, semakin kasar permukaan blank maka gesekan yang terjadi juga semakin besar. Hal ini disebabkan kofisien gesek yang terjadi semakin besar seiring dengan peningkatan kekasaran permukaan.

• Kekasaran Permukaan punch, die dan blank holder

Seperti halnya permukaan blank semakin kasar permukaan punch, die dan blank holder koefisien gesek yang dihasilkan semakin besar sehingga gesekan yang terjadi juga semakin besar.

2.      Bending dan straightening

Pada proses drawing setelah blank holder dan punch menempel pada permukaan blank saat kondisi blank masih lurus selanjutnya terjadi proses pembengkokan material (bending) dan pelurusan sheet sepanjang sisi samping dalam dies (straightening). Variabel yang mempengaruhi proses ini adalah :

• Radius Punch

Radius punch disesuaikan dengan besarnya radius die, radius punch yang tajam akan memperbesar gaya bending yang dibutuhkan untuk proses drawing.

• Radius Die

Radius die disesuaikan dengan produk yang pada nantinya akan dihasilkan, radius die berpengaruh terhadap gaya pembentukan, bila besarnya radius die mendekati besarnya tebal lembaran logam maka gaya bending yang terjadi semakin kecil sebaliknya apabila besarnya radius die semakin meningkat maka gaya bending yang terjadi semakin besar.

3. Penekanan

Proses penekanan terjadi setelah proses straghtening, proses ini merupakan proses terakhir yang menetukan bentuk dari bagian bawah produk drawing, besarnya gaya tekan yang dilakukan dipengaruhi oleh :

• Drawability

Drawability adalah kemampuan bahan untuk dilakukan proses drawing, sedangkan nilainya ditentukan oleh Limiting drawing ratio ( maks β ), batas maksimum maks β adalah batas dimana bila material mengalami proses penarikan dan melebihi nilai limit akan terjadi cacat sobek (craking).

• Keuletan logam

Semakin ulet lembaran logam blank semakin besar kemampuan blank untuk dibentuk ke dalam bentuk yang beranekaragam dan tidak mudah terjadi sobek pada saat proses penekanan, keuletan logam yang kecil mengakibatkan blank mudah sobek.

• Tegangan Maksimum material

Material blank yang mempunyai tegangan maksimum besar mempunyai kekuatan menahan tegangan yang lebih besar sehingga produk tidak mudah mengalami cacat, material dengan tegangan maksimum kecil mudah cacat seperti sobek dan berkerut.

• Ketebalan Blank

Ketebalan blank mempengaruhi besar dari gaya penekanan yang dibutuhkan, semakin tebal blank akan dibutuhkan gaya penekanan yang besar sebaliknya bila blank semakin tipis maka dibutuhkan gaya yang kecil untuk menekan blank.

• Temperatur

Dengan naiknya temperatur akan dibutuhkan gaya penekanan yang kecil hal ini disebabkan kondisi material yang ikatan butirannya semakin meregang sehingga material mudah untuk dilakukan deformasi.

4.      Diameter blank

Diemeter blank tergantung dari bentuk produk yang akan dibuat, apabila material kurang dari kebutuhan dapat menyebabkan bentuk produk tidak sesuai dengan yang diinginkan, namun bila material blank terlalu berlebih dari kebutuhan dapat menyebabkanterjadinya cacat pada produk seperti kerutan pada pinggiran serta sobek pada daerah yangmengalami bending.

5.      Kelonggaran

Kelonggoran atau cleaerence adalah celah antara punch dan die untuk memudahkan gerakan lembaran logam saat proses drawing berlangsung. Untuk memudahkan gerakan lembaran logam pada waktu proses drawing, maka besarclearence tersebut 7 % - 20 % lebih besar dari tebal lembaran logam, bila celah die terlalukecil atau kurang dari tebal lembaran logam, lembaran logam dapat mengalami penipisan(ironing) dan bila besar clearence melebihi toleransi 20 % dapat mengakibatkanterjadinya kerutan. (Donaldson,1986:73)

6.      Strain Ratio

Strain ratio adalah ketahanan lembaran logam untuk mengalami peregangan, bila lembaran memiliki perbandingan regangan yang tinggi maka kemungkinan terjadinya sobekan akan lebih kecil.

7.      Kecepatan Drawing

Die drawing jenis punch berada diatas dengan nest dapat diberi kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan jenis die yang menggunakan blank holder, kecepatan yang tidak sesuai dapat menyebabkan retak bahkan sobek pada material, masing – masing jenis material mempunyai karateristik berbeda sehingga kecepatan maksimal masing – masing material juga berbeda. Tabel berikut adalah kecepatan maksimal beberapa jenis material yang biasa digunakan untuk sheet metal drawing.

Tabel 2.1 : Jenis material dan kecepatan maksimal draw dies

 

Daftar Pustaka

Eugene, D, Ostergaard ;1967; Advanced Die Making; Prentice Hall; New Jersey.

harma, P.C.; 2002; A Textbook of Production Engineering; S. Chand & Company

Ltd, New Delhi.

http://www.teledometalspinning.com : September 2005

http://www.thefabricator.com : September 2005

http://gnatchung.tripod.com; September 2005

Proses Stretch Forming

Proses stretch forming yang prinsip kerjanya seperti terlihat pada gambar dibawah, dikembangkan oleh pabrik-pabrik pesawat terbang agar dapat membuat komponen dari lembaran logam ( sheet metal ) terutama yang berukuran relative besar dengan proses pembentukan yang ekonomis walaupun dalam jumlah yang relatip kecil. Lembaran logam di jepit oleh rahang penjepit (grippen jaw) dua atau lebih lalu diregangkan(stretching). Kemudian blok pembentuk (forming block) didorongkan pada lembaran logam yang telah teregang tersebut sehingga lembaran logam ‘membungkus’ blok (tool) pembentuk tersebut. Berbagai kombinasi dari peregangan (stretching), pembungkusan (wrapping) serta gerakan forming block dan atau penjepit ( grippen jaw ) digunakan tergantung bentuk part yang akan dibuat.

Gambar: Skema gerakan dan langkah-langkah yang terjadi pada stretch forming.
Dengan pengaturan stretching yang benar maka semua atau hampir semua tegangan tekan yang selalu menyertai proses bending atau forming dapat dihilangkan. Sebagai akibatnya efek spring back sangat kecil dan produk berbentuk sangat mirip dengan bentuk forming block-nya. Karena praktis beban yang bekerja pada forming block adalah beban kompresi, maka forming block tersebut terbuat dari material baja karbon.

Peralatan pembentukan dengan stretch forming pada dasarnya terdiri atas cakram pengendali hidraulik ( biasanya vertical ) yang menggerakkan penumbuk atau blok penumbuk dan 2 buah penjepit untuk mencengkram ujung lembaran. Pada pembentukan stretch forming tidak ada cetakan negative ( female ) yang digunakan. Pencengkeram dapat digerakkan sedemikian hingga gaya-gaya tarik selalu segaris dengan pinggiran lembaran yang tidak ditumpu, atau lembaran tetap, sehingga diperlukan jari-jari yang besar, untuk mencegah terjadinya sobekan pada lembaran yang dijepit. Dalam menggunakan mesin pembentuk bahan logam mula-mula dilengkungkan atau ditaruh pada blok pembentuk dengan tegangan tarik yang relative kecil, kemudian dijepit dan beban tarik ditingkatkan dan terjadi deformasi plastic hingga diperoleh bentuk akhir. Perbedaan dengan pembentukan selubung adalah pada kelambatan proses penebukan yang mula-mula dicengkeram, kemudian masih dalam keadaan lurus dibebani hingga batas elastic sebelum selubungkan mengelilingi blok pembentuk.

Gambar: Mesin stretch forming

1. Gesekan dan Pelumasan

Pertimbangan yang penting dalam proses pembentukan adalah gesekan yang timbul antara benda kerja dengan perkakas pembentuk (missal dies). Kadang-kadang lebih dari 50% energi pembentukan dipakai untuk mengatasi gesekan tersebut. Aspek kualitas produk seperti surface finish dan ketelitian dimensi berkaitan langsung dengan gesekan. Perubahan pelumasan dapat merubah modulus aliran logam selama proses pembentukan dengan demikian juga mengubah sifat-sifat produk akhir. Tingkat produksi, perancangan perkakas (tooling), keausan perkakas. Serta optimisasi proses semuanya tergantung pada seberapa jauh kita mampu untuk menentukan dan mengendalikan gesekan. Pada hampir semua proses, usaha diarahkan untuk mengurangi pengaruh gesekan, sementra itu ada proses yang hanya dapat bekerja kalau ada gesekan yang mencukupi yaitu rolling misalnya. Pada semua kasus, efek gesekan susah untuk diukur, lebih jauh lagi karena gesekan tergantung pada banyak variabel seperti luas permukaan kontak, kecepatan dan temperatur sehingga efek gesekan sangat sulit untuk dibuat skalanya. Perlu kiranya diketahui bahwa gesekan pada proses pengerjaan logam cukup berbeda dengan gesekan yang dijumpai pada hampir semua peralatan mekanik. Kondisi gesekan pada roda gigi, bantalan-bantalan luncur serta komponen-komponen lain yang mirip dengan hal tersebut, pada umumnya melibatkan :

• Dua permukaan dengan material dan kekuatan yang hampir sama.
• Bebab elastic sehingga tidak ada permukaan yang mengalami deformasi plastic.
• Adanya siklus wear-in sehingga akhirnya diperoleh pasangan permukaan yang kompatibel.
• Biasanya berlangsung pada temperatur rendah.

Sebaiknya pada proses pembentukan logam kondisi gesekan melibatkan perkakas yang keras dan susah terdeformasi yang berinteraksi dengan material benda kerja yang relatip lunak pada kondisi tegangan yang cukup untuk menimbulkan deformasi plastis. Interaksi antara benda kerja dengan perkakas hanya berlangsung dengan sekali jalan (single pass), disamping itu benda kerja pada umumnya bersuhu relatip tinggi.

Gambar: Diatas memperlihatkan perubahan tahanan gesek sebagai fungsi dari tekanan.
kontak untuk tekanan kontak kecil gesekan berbanding lurus dengan tekanan kontak normal terhadap interface. Konstanta kesebandingan ( dilambangkan dengan ) dikenal sebagai koefisien gesek. Pada tekanan kontak yang tinggi gesekan menjadi tidak tergantung pada tekanan kontak lagi akan tetapi lebih tergantung pada kekuatan material yang lebih rendah.

Pemahaman akan hal-hal tersebut diatas dapat diperoleh dari teori gesekan modern yang mempunyai anggapan dasar “permukaan rata itu sesungguhnya tidak rata” tetapi mempunyai satu tingkat kekerasan tertentu.

Apabila dua permukaan yang tidak beraturan berinteraksi maka akan timbul kontak guna menahan beban yang diterimanya. Pada beban yang kecil, hanya perlu tiga buah titik kontak yang diperlukan untuk mendukung bidang kontak. Begitu beban dinaikan luas permukaan kontak bertambah. Pada awalnya pertambahan luas permukaan kontak adalah linear. Pada saat beban yang cukup tinggi semua bagian permukaan telah saling kontak sehingga penambahan beban selanjutnya tidak akan menambah luas permukaan kontak.

Jika permukaan yang berinteraksi tersebut diberikan gerakan sliding maka akan timbul gesekan yang dapat dirasakan sebagai suatu hambatan yang menghalangi gerakan tersebut.

Ditinjau dari mekanika, hambatan tersebut dapat dibagi menjadi dua bentuk yaitu: 

• Gaya yang diperlukan untuk menggerakan puncak material yang lebih keras terhadap material yang lebih lunak.
• Gaya yang diperlukan untuk melepaskan perlekatan ( weldment ).
Karena sobekan umumnya terjadi pada material yang lebih lunak maka kedua komponen gaya tersebut besarnya sebanding dengan kekuatan material yang lebih lunak dan luas permukaan kontak.
Pelumasan merupakan hal yang penting dalam proses pembentukan. Pelumas dipilih guna-guna mengurangi gesekan dan menekan keausan perkakas. Pertimbangan lain pada pemilihan pelumas pada proses pembentukan logam adalah:
• Seberapa jauh kemampuan pelumas untuk berlaku sebagai penghalang termal yang menjaga panas benda kerja dan menjaga benda kerja tetap mempunyai jarak dengan perkakas ( die ).
• Kemampuannya berlaku sebagai pendingin dan membuang panas dari perkakas.
• Kemampuannya melindungi produk terhadap korosi apabila pelumas menempel pada benda kerja.
• Mudah penerapan maupun menghilangkannya.
• Kereaktifannya dengan permukaan material.
• Mampu bekerja pada berbagai kondisi tekanan,temperature dan kecepatan pembentukan.
• Kemampuannya untuk membasahi permukaan ( baik permukaan benda kerja maupun perkakas ).
• Harganya.
• Ketersediaannya.
• Kemampuannya untuk mengalir.

Teknologi Pengelasan Logam (Metal Welding) Bag. 2

Sebelumnya....

C. Pengkutuban Elektroda
1. Pengkutuban Langsung
Pada pengkutuban langsung ini, kabel elektroda dipasang pada terminal negative (-) dan kabel massa pada terminal positif (+). Pengkutuban langsung sering disebutserkuit las listrik dengan elektroda negative (DC ¯ ).



2. Pengkutuban Terbalik
Untuk pengkutuban terbalik, kabel elektroda dipasang pada terminal positif dan kabel massa dipasang pada terminal negative. Pengkutuban terbalik sering disebut sirkuit las listrik elektroda positif (DC+).

3. Pengaruh Pengkutuban Pada Hasil Las
Pemilihan jenis arus maupun pengkutuban pada pengelasan tergantung kepada :
a. Jenis bahan dasar yang akan dilas
b. Jenis elektroda yang dipergunakan




Pengaruh pengkutuban pada hasil las adalah pada penembusan lasnya. Pengkutuban langsung akan menghasilkan penembusan yang dangkal, pengkutuban terbalik akan menghasilkan penembusan yang dalam. Pada arus bolak-balik (AC), penembusan yang menghasilkan dapat dangkal dan dapat dalam, atau antara keduanya.

PERALATAN LAS LISTRIK
Peralatan las listrik ini terdiri dari :
a. Pesawat las,
b. Alat-alat bantu las,
c. Perlengkapan keselamatan kerja,
d. Elektroda.

A. Pesawat Las
Jika ditinjau dari arus yang ke luar, pesawat las dapat digolongkan menjadi :
1) Pesawat las arus bolak-balik (AC),
2) Pesawat las arus searah (DC),
3) Pesawat las arus bolak-balik dan searah (AC-DC), yang merupakan gabungan dari pesawat AC dan DC.
1) Pesawat Las Arus bBolak-Balik (AC)
Pesawat las jenis ini terdiri dari transformator yang dihubungkan dengan jala PLN atau dengan pembangkit listrik, motor disel, atau motor bensin. Kapasitas trafo biasanya 200 sampai 500 ampere. Sedangkan voltase (tegangan) yang ke luar dari pesawat trafo ini antara 36 sampai 70 volt, dan ini bervariasi menurut pabrik yang mengeluarkan pesawat las trafo ini. Gambar memperlihatkan salah satu jenis pesawat las transformator AC.
2) Pesawat Las Arus Searah (DC)
Pesawat ini dapat berupa pesawat tranformator rectifier, pembangkit listrik motor disel atau motor bensin, maupun pesawat pembangkit listrik yang digerakan oleh motor listrik digerakkan oleh motor listrik (motor generator).
3) Pesawat Las AC-DC
Pesawat las ini merupakan gabungan dari pesawat las arus bolak-balik dan arus searah. Dengan pesawat ini akn lebih banyak kemungkinan pemakainya karena arus yang keluar dapat searah maupun bolak-balik (AC-DC).
Pesawat las jenis ini mialnya tranformator rectifier maupun pembangkit listrik motor disel.

B. Alat-alat bantu Las
Pada pengelasan terdapat alat bantu yang terdiri dari :
1) Kabel las,
2) Pemegang elektroda,
3) Palu las,
4) Sikat kawat,
5) Klem masa,
6) Penjepit.

1. Kabel Las
Kabel las biasanya dibuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dengan karet isolasi.
Yang disebut kabel las ada tiga macam, yaitu :
a. Kabel elektroda , yaitu kabel yang menghubungkan pesawat las dengan elektroda.
b. Kabel masa, yaitu yang menghubungkan pesawat las dengan benda kerja.
c. Kabel tenaga, yaitu kabel yang menghubungkan sumber tenaga atau jaringan lisrtik dengan pesawat las.

Tabel ukuran kabel las (mm²)




Tabel Ukuran kabel tenaga untuk 3 kabel konduktor



2. Pemegang Elektroda
Ujung yang berselaput dari elektroda dijepit dengan pemegang elektroda. Ini terdiri dari mulut penjepit dan pemegang yang dibungkus oleh bahan penyekat (biasanya dari embonit).
3. Palu Las
Palu ini digunakan untuk melepaskan dan mngeluarkan terak las pada jalur las dengan jalan memukulkan atau menggoreskan pada daerah las. Gunakanlah kaca mata terng pada waktu poembersihan terak, sebeb dapat memercikan pada mata.
4. Sikat Kawat
Sikat kawat digunakan untuk :
a. Membersihkan benda kerja yang akan dilas,
b. Membersihkan terak las yang sudah dilepas dari jalur las oleh pukulan palu las
5. Klem massa
Ini adalah alat untuk menghubungkan kabel masa ke benda kerja. Terbuat dari bahan yang menghantar dengan baik (tembaga). Klem masa dilengkapi dengan pegas yang kuat, yang dapat menjepit benda kerja dengan baik. Tempat yang dijepit harus bersih dari kotoran (karet, cat, minyak dan sebagainya).
6. Penjepit
Ini digubakan untuk memegang atau memindahkan benda kerja yang masih panas sehabis pengelaan.

C. Perlengkapan keselamatan Kerja
Pada perlengkapan keselamatan kerja terdiri dari :
1. Helm las (topeng las),
2. Tarung tangan
3. Baju las (apron)
4. Sepatu las
5. Kamar las

1. Helem Las (Topeng Las)
Gunanya untuk melindungi kulit muka dan mata dari sinar las (ultra violet dan infra merah).
Sinar las yang terang itu tidak boleh dilihat dengan mata langsung sampai jarak 15 meter.Kaca dari helem las atau topeng las adalah khusus yang dapat mengurangi sinar las tersebut. Dan melindungi kaca khusus tersebut dari percikan las, dipakailah kaca kaca bening pada bagian luarnya.
2. Sarung tangan
Dibuat dari kulit atau asbes lunak. Untuk memudahkan memegang pemegang elektroda. Pada waktu mengelas, sarung tangan ini selalu harus dipakai.
3. Baju Las (Apron)
Dibuat dari kulit atau asbes. Baju las yang lengkap dapat melindungi badan dan sebagaian kaki.
Untuk pengelasan posisi di atas kepala harus memakai baju las yang lengkap. Sedangkan pengelasan lainya cukup menggunakan apron.


4. Sepatu Las
Berguna untuk melindungi kaki dari semburan bunga api. Jika tidak ada sepatu las, pakailah sepatu biasa yang rapat, jangan sampai mudah kemasukan percikan bunga api.
5. Kamar Las
Kamar las dibuat dari bahan tahan api. Kamar las penting, yaitu agar orang yang ada di sekitar tidak terganggu oleh bahaya las.
Untuk mengeluarkan gas, sebaiknya kamar las dilengkapi dengan sistem ventilasi. Kamaar las dilengkapi dengan meja las yang bebas dari bahaya kebakaran. Di sekitar kamar las ditempatkan alat pemadam kebakaran dan pasir.

Teknologi Pengelasan Logam (Metal Welding) Bag. 3

D. Elektroda
Elektroda yang dipergunakan pad alas busur mempunyai perbedaan komposisi selaput maupun kawat inti. Diantaranya adalah elektroda berselaput .
Pada elektroda ini pengelasan fluksi pada kawat inti dapat dengan cara destruksi, semprot atau celup.
Ukuran standar diameter kawat inti dari 1,5 sampai 7 mm dengan panjang antara 350 sampai 450 mm.

1. Jenis – jenis Selaput Fluksi Elektroda
Bahan untuk selaput fluksi elektroda tergantung pada kegunaanya, yaitu antara lain selulosa, kalium karbonat, tintanikum dioksida, kaolin, kalium oksida mangan, oksida besi, serbuk besi, besi silicon, besi mangan dan sebagainya, dengan persentase yang berbeda-beda untuk tiap jenis elektroda.
2. Tebal selaput
Tergantung dari jenisnya, tebal selaput elektroda antara 10% sampai 50% dari diameter elektroda.
Pada waktu pengelasan selaput elektroda ini nakan ikut mencair dan menghasilkan gas CO2 yang melindungi cairan las, busur listrik, dan sebagian benda kerja terhadap udara luar.
Udara luar yang mengandunng O2 dan N akan dapat mempengaruhi sifat mekanik dari logam las. Cairan selaput yang disebut terak akan tereapung dadn membeku melapisi permukaan las yang masih panas.

Memilih Besar Arus Listrik
Besarnya arus listrik untuk pengelasan tergantung pada ukuran diameter dan macam-macam elektroda las.
Tabel Besar arus dalam ampere dan diameter (mm)




Keterangan :
a. E menyatakan elektroda
b. Dua angka setelah E (misalnya 60 atau 70) menyatakan kekuatan tarik defosit las dalam ribuan dengan 1b/inchi²
c. Angka ketiga setelah E menyatakan posisi pengelasan, yaitu :
- Angka (1) untuk pengelasan segala posisi,
- Angka (2) untuk pengelasan posisi datar dan bawah tangan.
d. Angka ke empat setelah E menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai untuk pengelasan.



Dasar- dasar Las Gas
Las gas, yang dilapangann lebih dikenal dengan istilah las karbit, sebenarnya adalah pengelasan yang dilaksanakan dengan pencampuran 2 jenis gas sebagai pembentuk nyala api dan sebagai sumber panas. Dalam proses las gas ini, gas yang digunakan adalah campuran dari gasa Oksigen (O2) dan gas lain sebagai gas bahan bakar (fuel gas). Gas bahan bakar yang paling popular dan paling banyak digunakan dibengkel-bengkel adalah gas Aetilen ( dari kata “acetylene”, dan memiliki rumus kimia C2H2 ). Gas ini nmemiliki beberapa kelebihan dibandingkan gas bahan bakar lain. Kelebihan yang dimiliki gas Asetilen antara lain menghasilkan temperature nyala api lebih tinggi dari gas bahan bakar lainya, baik bila dicampur dengan udara ataupun Oksigen.



Dari table diatas, gas-gas lain yang juga berperan adalah gas propane (LPG), methane dan hydrogen. Karena temperature nyala api yang dihasilkan lebih rendah dari gas asitilen maka ketiga jenis gas ini jarang dipakai sebagai gas pencampur.
Seperti disebut diatas, gas Asetilen merupakan jenis gas yang paling banyak digunakan sebagi bpencampuran dengan gas Oksigen. Jika gas Asetilen digunakan sebagi gas pencampur maka seringkali proses pengelasan disebut dengan las karbit. Gas Asetilen ini sebenarnya dihasilkan dari reaksi batu Kalsium KARBIDA (orang-orang menyebut karbit). Dengan air. Jadi jika Kalsium Karbida ini disiram atau dicelupkan ke dalam air maka akan terbentuk gas Asetilen. Jadi penyebutan nama las karbit hanya untuk mencirikan bahwa gas yang digunakan salah satunya adalah gas Asetilen.
Selain dikenal dengan nama las karbit, kadang-kadang masyarakat umum menyebut kan juga dengan nama lain yaitu las MDQ. Penyebutan nama MDQ ini sesungguhnya mengacu pada satu merk batu karbit. Jadi nama las karbit atau las asetilen atau las MDQ sebenarnya adalah satu nama proses las yan sama.
Untuk dapat melakukan pengelasan dengan car alas gas, diperlukan peralatan seperti tabung gas Oksigen dan tabung gas Asetilen, katup tabung, regulator (pengatur tekana gas), selang gas dan torch (brander). Kedua gas Oksigen dan Asetilen keluar dari masing-masing tabung dengan tekanna tertentu, mengalir menuju torch melalui regulator dan selang gas. Setelah sampai di torch kedua gas tercampur dan akhirnya keluar dari ujung nosel torch. Dengan bantuan pematik api, campuran gas yang keluar dari ujung nosel membentuk nyala api denagn intensitas tertentu




Peralatan dalam Proses Las Gas
Proses las gas (dibuku ini akan sering disebutkan las gas untuk mencirikan bahwa las yang dimaksud adalah las yang melibatkann campuran gas Oksigen dan gas bahan bakar) umumnya dipakai secar manual yaitu dikerjakan oleh tangan juru las. Pengaturan panas dan pemberian kawat las dilakukan oleh kombinasi kedua tangan juru las. Oleh karena itu, kualitas sambungan nantinya akan diperngaruhi oleh ketrampilan dan keahlian si juru las.
Sebenarnya suadah ada pengembangan dari proses las gas ini menjadi semi-otomatis atau “dimensikan”. Tentu saja hal itu dilaarbelakangi oleh keinginan untuk mendapatkan kualitas ambungan yang lebih baik. Dengan system yang sudah otomatis maka pengaturan panas dan pemberian kawat las akan lebih baik lagi. Kebanyakan otomatis system diterapkan apada operasi-operai pemotongan pelat logam dimana pada sitem itu kecepatan pemotongn dapat diatur.
Proses las gas dapat dilaksanakan dengan pemberian kawat las (atau istilah logam pengisi) atau tidak sama sekali. Satu syarat dimana diperlukan logam pengisi atau tidak adalah dilihat dari ketebalan pelat yang akan di las. Jika pelat itu tipis maka untuk menyambungnya dapat dilakukan tanpa memberikan logam pengisi, sedangkan untuk pelat-pelat tebal diperlukan logam pengisi untuk menjamin sambungan yang optimal. Jika pada pelat tipis dipaksakan harus diberi logam pengisi maka hal itu mungkin saja dilakukan. Akan tetapi pada daerah sambungan akan nampak tonjolan logam las yang terlihat kurang baik.
Nyala api dari hasil reaksi gas Oksigen dan gas bahan bakar tidak hanya dimanfaatkan untuk keperluan mengelas saja. Lebih dari itu, nyala api dapat dimanfaatkan untuk keperluan lainnya, seperti :
1. Operasi branzing ( flame brazing )
Yang dimaksud dengan branzing disini adalah proses penyambunngan tanpa mencairkan logam induk yang disambung, hanya logam pengisi saja. Misalnya saja proses penyambungan pelat baja yang menggunakan kawat las dari kuningan. Ingat bahwa titik cair Baja ( ± 1550 °C) lebih tinggi dari kuningan ( sekitar 1080°C). dengan perbedaan titik car itu, proses branzing, akan lebih mudah dilaksanakan daripada proses pengelasan.
2. Operasi pemotongan logam ( flame cutting )
Kasus pemotongan logam sebenarnya dapat dilakukan dengan berbagai cara. Proses penggergajian (sewing) dan menggunting (shearing) merupakan contoh dari proses pemotongan logam dan lembaran logam.





Operasi Pemotong Pelat Logam
Proses menggunting hanya cocok diterapkan pada lembaran logam yang ketebalannya tipis. Proses penggergajian dapat diterapkan pada pelat yang lebih tebal tetapi memerlukan waktu pemotongan yang lebih lama. Untuk dapat memotong pelat tebal denngan waktu lebih singkat dari cara gergaji maka digunakan las gas ini denngan peralatan khusus misalnya mengganti torch nya ( dibengkel-bengkel menyebutnya brender ).
Pemotongan pelat logam dengan nyala api ini dilakukan dengan memberikan suplai gas Oksigen berlebih. Pemberian gas Oksigen lebih, dapat diatur pada torch yang memang dibuat untuk keperluan memotong.
3. Operasi perluasan / pencukilan (flame gauging)
Operasi perluasan dan pencukilan ini biasanya diterapkan pada produk/komponen logam yang terdapat cacat/retak permukaannya. Retak/cacat tadi sebelum ditambal kembali dengan pengelasan, terlebih dahulu dicukil atau diperluas untuk tujuan menghilangkan retak itu. Setelah retak dihilangkan barulah kemudian alur hasil pencungkilan tadi diisi kembali dengan logam las.





4. Operasi pelurusan (flame straightening)
Operasi pelurusan dilaksanakan dengan memberikan panas pada komponen dengan bentuk pola pemanasan tertentu. Ilustrasi dibawah ini menunjukkan prinsip dasar pemuaian dan pengkerutan pada suatu logam batang.




Batang lurus dipanaskan dengan pola pemanasan segitiga

Logam cenderung memuai pada saat dipanaskan. Daerah pemanasan tersebut menghasilkan pemuaian yang besar.









Logam mengkerut pasa saat didinginkan. Daerah pemanasan terbesar menghasilkan pengkerutan yang besar pula.




Prinsip Pemuaian dan Pengkerutan Logam
Las Gas Asetilen
A. Peralatan
Untuk dapat mengelas atau memotong ataupun fungsi lainya dari proses las gas maka diperlukan peralatan yang dapat menunjang fungsi-fungsi itu. Secara umum, peralatan yang digunakan dalam gas iniadalah :
1. Tabung gas Oksigen dan tabung gas bahan bakar,
2. Katup silinder/tabung,
3. Regulator,
4. Selang gas,
5. Torch,
6. Peralatan pengaman
1. Tabung Gas
Tabung gas berfungsi untuk menampung gas atau gas cair dalam kondisi bertekanan. Umumnya tabung gas dibuat dari Baja, tetapi sekarang ini sudah banyak tabung-tabung gas yang terbuat dari paduan Alumunium. Tabung gas tersedia dalam bentuk beragam mulai berukuran kecil hingga besar. Ukuran tabung ini dibuat berbeda karena disesuaikan dengan kapasitas daya tampung gas dan juga jenis gas yang ditampung.
Untuk membedakan tabung gas apakah didalamnya berisi gas Oksigen, Asetilen atau gas lainya dapat dilihat dari kode warna yang ada pada tabung itu. Table berikut ini menunjukan kode warna tabung gas untuk berbagai jenis warna.




2. Katup Tabung
Sedang pengatur keluarnya gas dari dalam tabung maka digunakan katup. Katup ini ditempatkan tepat dibagian atas dari tabung. Pada tabung gas Oksigen, katup biasanya dibuat dari material Kuningan, sedangkan untuk tabung gas Asetilen, katup ini terbuat dari material Baja.
3. Regulator
Regulator atau lebih tepat dikatakan Katup Penutun Tekan, dipasang pada katub tabung dengan tujuan untuk mengurangi atau menurunkan tekann hingga mencapai tekana kerja torch. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Bahkan jika tekanan dalam tabung menurun, tekana kerja harus dipertahankan tetap oleh regulator.
Pada regulator terdapat bagian-bagian seperti saluran masuk, katup pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung, alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang.
4. Selang Gas
Untuk mengalirkan gas yang keluar dari tabung menuju torch digunakan selang gas. Untuk memenuhi persyaratan keamanan, selang harus mampu menahan tekan kerja dan tidak mudah bocor. Dalam pemakaiannya, selang dibedakan berdasarkan jenis gas yang dialirkan. Untuk memudahkan bagimana membedakan selang Oksigen dan selang Asetilen mak cukup memperhatikan kode warna pada selang. Berikut ini diperlihatkan table yang berisi informasi tentang perbedaan warna untuk membedakan jenis gas yang mengalir dalam selang.




Torch
Gas yang dialirkan melalui selang selanjutnya diteruskan oleh torch, tercampur didalamnya dan akhirnya pada ujuang nosel terbentuk nyala api. Dari keterangan diatas, toch memiliki dua fungsi yaitu :
a. Sebagai pencampur gas oksigen dan gas bahan bakar.
b. Sebagai pembentuk nyala api diujung nosel.
Torch dapat dapat dibagi menjadi beberapa jenis menurut klasifikasi berikut ini :
1. Menurut cara/jalannya gas masuk keruang pencampur.
Dibedakan atas :
 Injector torch (tekanan rendah)
Pada torch jenis ini, tekanan gas bahan bakar selalu dibuat lebih rendah dari tekanan gas oksigen.
 Equal pressure torch (torch bertekanan sama)
Pada torch ini, tekanan gas oksigen dan tekanan gas bahan bakar pada sisi saluran masuk sama besar.proses pencampuran kedua gas dalam ruang pencampur berlangsung dalam tekanan yang sama.
2. Menurut ukuran dan berat. Dibedakan atas :
- Toch normal
- Torch ringan/kecil
3. Menurut jumlah saluran nyala api. Dibedakan atas :
- Torch nyala api tunggal
- Torch nyala api jamak
4. Menurut gas yang digunakan. Dibedakan atas :
- Torch untuk gas asetilen
- Torch untuk gas hydrogen, dan lain-lain.
5. Menurut aplikasi. Dibedakan atas :
- Torch manual
- Torch otomatik/semi otomatik.

Teknologi Pengelasan Logam (Metal Welding) Bag.1

Pengelasan (welding) adalah salah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontinyu.
Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam kontruksi sangat luas, meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, pipa pesat, pipa saluran dan sebagainya.
Disamping untuk pembuatan, proses las dapat juga dipergunakan untuk reparasi misalnya untuk mengisi nlubang-lubang pada coran. Membuat lapisan las pada perkakas mempertebal bagian-bagian yang sudah aus, dan macam –macam reparasi lainnya.
Pengelasan bukan tujuan utama dari kontruksi, tetapi hanya merupakan sarana untuk mencapai ekonomi pembuatan yang lebih baik. Karena itu rancangan las dan cara pengelasan harus betul-betul memperhatikan dan memperlihatkan kesesuaian antara sifat-sifat lasdengan kegunaan kontruksi serta kegunaan disekitarnya.
Prosedur pengelasan kelihatannya sangat sederhana, tetapi sebenarnya didalamnya banyak masalah-masalah yang harus diatasi dimana pemecahannya memerlukan bermacam-macam penngetahuan.
Karena itu didalam pengelasan, penngetahuan harus turut serta mendampingi praktek, secara lebih bterperinci dapat dikatakan bahwa perancangan kontruksi bangunan dan mesin dengan sambungan las, harus direncanakan pula tentang cara-cara pengelasan. Cara ini pemeriksaan, bahan las, dan jenis las yang akan digunakan, berdasarkan fungsi dari bagian-bagian bangunan atau mesin yang dirancang. 
Berdasarkan definisi dari DIN (Deutch Industrie Normen) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dari definisi tersebut dapat dijabarkan lebih lanjut bahwa las adalah sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Pada waktu ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan termasuk pengelasan yang dilaksanakan dengan cara menekan dua logam yang disambung sehingga terjadi ikatan antara atom-atom molekul dari logam yang disambungkan.klasifikasi dari cara-cara pengelasan ini akan diterangkan lebih lanjut.
Pada waktu ini pengelasan dan pemotongan merupakan pengelasan pengerjaan yang amat penting dalam teknologi produksi dengan bahan baku logam. Dari pertama perkembangannya sangat pesat telah banyak teknologi baru yang ditemukan. Sehingga boleh dikatakan hamper tidak ada logam yang dapat dipotong dan di las dengan cara-cara yang ada pada waktu ini.
Dalam bab ini akan diterangkan beberapa cara penngelasan dan pemotongan yang telah banyak digunakan sedangkan penerapannya dalam praktek akan diterangkan dalam bab-bab yang lain.


KLASIFIKASI CARA-CARA PENGELASAN DAN PEMOTONGAN 
Sampai pada waktu ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang digunakan dalam bidang las, ini disebabkan karena perlu adanya kesepakatan dalam hal-hal tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasi tersebut vpada waktu ini dapat dibagi dua golongan, yaitu klasifikasi berdasarkan kerja dan klasifikasi berdasarkan energi yang digunakan.
Klasifikasi pertama membagi las dalam kelompok las cair, las tekan, las patri dan lain-lainnya. Sedangkan klasifikasi yang kedua membedakan adanya kelompok-kelompok seperti las listrik, las kimia, las mekanik dan seterusnya.
Bila diadakan pengklasifikasian yang lebih terperinci lagi, maka kedua klasifikasi tersebut diatas dibaur dan akan terbentuk kelompok-kelompok yang banyak sekali.
Diantara kedua cara klasifikasi tersebut diatas kelihatannya klasifikasi cara kerja lebih banyak digunakan karena itu pengklasifikasian yang diterangkan dalam bab ini juga berdasarkan cara kerja.
Berdasrkan klasifikasi ini pengelasan dapat dibagi dalam tiga kelas utama yaitu : pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian.
1. Pengelasan cair adalah cara pengelasan dimana sambungan dipanaskan sampai mencair dengan sumber panas dari busur listrik atau sumber api gas yang terbakar. 2. pengelasan tekan adalah pcara pengelasan dimana sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menjadi satu. 3. pematrian adalah cara pengelasan diman sambungan diikat dan disatukan denngan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair.
Pemotongan yang dibahas dalam buku ini adalah cara memotong logam yang didasarkan atas mencairkan logam yang dipotong. Cara yang banyak digunakan dalam pengelasan adalah pemotongan dengan gas oksigen dan pemotongan dengan busur listrik.
Pengelasan yang paling banyak ndigunakan pada waktu ini adalah pengelasan cair dengan busur gas. Karena itu kedua cara tersebut yaitu las busur listrik dan las gas akan dibahas secara terpisah. Sedangkan cara-cara penngelasan yang lain akan dikelompokkan dalam satu pokok bahasan. Pemotongan, karena merupakan masalah tersendiri maka pembahasannya juga dilakukan secara terpisah. 
Dibawah ini klasifikasi dari cara pengelasan : a) Pengelasan cair
Ø Las gas Ø Las listrik terak Ø Las listrik gas Ø Las listrik termis
Ø Las listrik elektron Ø Las busur plasma b) Pengelasan tekan
Ø Las resistensi listrik Ø Las titik Ø Las penampang Ø Las busur tekan Ø Las tekan Ø Las tumpul tekan Ø Las tekan gas Ø Las tempa Ø Las gesek Ø Las ledakan Ø Las induksi Ø Las ultrasonic
c) Las busur
Ø Elektroda terumpan d) Las busur gas
Ø Las m16 Ø Las busur CO2 e) Las busur gas dan fluks
Ø Las busur CO2 dengan elektroda berisi fluks Ø Las busur fluks ü Las elektroda berisi fluks ü Las busur fluks o Las elektroda tertutup o Las busur dengan elektroda berisi fluks o Las busur terendam ü Las busur tanpa pelindung o Elektroda tanpa terumpan ü Las TIG atau las wolfram gas

A. LAS BUSUR LISTRIK
Las busur listrik atau pada umumnya disebut las listrik termasuk suatu proses penyambungan logam dengan menggunakan tenaga listrik sebagai sumber panas. Jadi surnber panas pada las listrik ditimbulkan oleh busur api arus listrik, antara elektroda las dan benda kerja.
Benda kerja merupakan bagian dari rangkaian aliran arus listrik las. Elektroda mencair bersama-sama dengan benda kerja akibat dari busur api arus listriik.
Gerakan busur api diatur sedemikian rupa, sehingga benda kerja dan elektroda yang mencair, setelah dingin dapat menjadi satu bagian yang sukar dipisahkan.

Jenis sambungan dengan las listrik ini merupakan sambungan tetap. Penggolongan macam proses las listrik antara lain, ialah :
1. Las listrik dengan Elektroda Karbon, misalnya :
aLas listrik dengan elektroda karbon tunggal
bLas listrik dengan elektroda karbon ganda.

Pad alas listrik dengan elektroda karbon, maka busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda karbon dan logam atau diantara dua ujung elektroda karbon akan memanaskan dan mencairkan logam yang akan dilas. Sebagai bahan tambah dapat dipakai elektroda dengan fluksi atau elektroda yang berselaput fliksi.

1. Las Listrik dengan Elektroda Logam, misalnya :
1. Las listrik dengan elektroda berselaput,
2. Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas),
3. Las listrik submerged.

a. Las listrik dengan elektroda berselaput

Las listrik ini menggunakan elektroda berelaput sebagai bahan tambahan.

Busur listrik yang terjadi di antara ujung elektroda dan bahan dasar akan mencairkan ujung elektroda dan sebagaian bahan dasar. Selaput elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung elekroda kawah las, busur listrik terhadap pengaruh udara luar. Cairan selaput elektroda yang membeku akan memutupi permukaan las yang juga berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar.

Perbedaan suhu busur listrik tergantung pada tempat titik pengukuran, missal pada ujung elektroda bersuhu 3400° C, tetapi pada benda kerja dapat mencapai suhu 4000° C.

a. Las Listrik TIG

Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas = Tungsten Gas Mulia) menggunakan elektroda wolfram yang bukan merupakan bahan tambah. Busur listrik yang terjadi antara ujung elektroda wolfram dan bahan dasar merupakan sumber panas, untuk pengelasan. Titik cair elektroda wolfram sedemikian tingginya sampai 3410° C, sehingga tidak ikut mencair pada saat terjadi busur listrik.

Tangkai listrik dilengkapi dengan nosel keramik untuk penyembur gas pelindung yang melindungi daerah las dari luar pada saat pengelasan.

Sebagian bahan tambah dipakai elektroda tampa selaput yang digerakkan dan didekatkan ke busur yang terjadi antara elektroda wolfram dengan bahan dasar.

Sebagi gas pelindung dipakai argin, helium atau campuran dari kedua gas tersebut yang pemakainnya tergantung dari jenis logam yang akan dilas.

Tangkai las TIG biasanya didinginkan dengn air yang bersirkulasi.

Pembakar las TIG terdiri dari :

1) Penyedia arus

2) Pengembali air pendingi,

3) Penyedia air pendingin,

4) Penyedia gas argon,

5) Lubang gas argon ke luar,

6) Pencekam elektroda,

7) Moncong keramik atau logam,

8) Elektroda tungsten,

9) Semburan gas pelindung.

c. Las Listrik Submerged

Las listrik submerged yang umumnya otomatis atau semi otomatis menggunakan fluksi serbuk untuk pelindung dari pengaruh udara luar. Busur listrik di antara ujung elektroda dan bahan dasar di dalam timnunan fluksi sehingga tidak terjadi sinar las keluar seperti biasanya pada las listrik lainya. Operator las tidak perlu menggunakan kaca pelindung mata (helm las).

Pada waktu pengelasan, fluksi serbuk akan mencir dan membeku dan menutup lapian las. Sebagian fluksi serbuk yang tidak mencair dapat dipakai lagi setelah dibersihkan dari terak-terak las.

Elektora yang merupakan kawat tampa selaput berbentuk gulungan (roll) digerakan maju oleh pasangan roda gigi yang diputar oleh motor listrik ean dapat diatur kecepatannya sesuai dengan kebutuhan pengelasan.

d. Las Listrik MIG

Seperti halnya pad alas listrik TIG, pad alas listrik MIG juga panas ditimbulkan oleh busur listrik antara dua electron dan bahan dasar.

Elektroda merupakan gulungan kawat yang berbentuk rol yang geraknya diatur oleh pasangan roda gigi yang digerakkan oleh motor listrik. Gerakan dapat diatur sesuai dengan keperluan. Tangkai las dilengkapi dengan nosel logam untuk menghubungkan gas pelindung yang dialirkan dari botol gas melalui slang gas.

Gas yang dipakai adalah CO2 untuk pengelasan baja lunak dan baja. Argon atau campuran argon dan helium untuk pengelasan aluminium dan baja tahan karat. Proses pengelasan MIG ini dadpat secara semi otomatik atau otomatik. Semi otomatik dimaksudkan pengelasan secara manual, sedangkan otomatik adalah pengelasan yang seluruhnya dilaksanakan secara otomatik.

Elektroda keluar melalui tangkai bersama-sama dengan gas pelindung.

B. Arus Listrik

1. Arus Searah ( DC = Direct Current )

Pada arus ini, elektron-elektron bergerak sepanjang penghantar hanya dalam satu arah.

2. Arus Bolak-balik ( AC = Alternating Current )

Arah aliran arus bolak-balik merupakan gelombang sinusoide yang memotong garis nol pada interval waktu 1/ 100 detik untuk mesin dengan frekuensi 50 hertz (Hz). Tiap siklus gelombang terdiri dari setengah gelombang positif dan setenngah gelombang negative. Arus bolak-balik dapat diubah menjadi arus searah dengan menggunakan pengubah arus (rectifier/adaftor).

to be continued......

Proses Rolling

Berbagai metode telah digunakan untuk melengkungkan atau membentuk kontur pada bagian yang lurus .bagian yang membentuk silinder dan kerucut dibuat dengan menggunakan pengerol melengkung. Pelengkungan tiga roll tidak menjamin terhindarnya penekukan pada lembaran yang tipis. Seringkali ditambahkan roll keempat pada bagian keluaran untuk memberikan pengeluaran tambahan terhadap kelengkungan. Pada pembebanan tiga titik, momen

lengkung maksimum terletak ditengah-tengah panjang bentangan. Hal ini dapat memberikan regangan lokal, sehingga batas pembentukan terjadi di tengah-tengah, sebelum bahan dilengkungkan sebagaimana mestinya. Deformasi yang lebih seragam diperoleh dengan memakai peralatan jenis “wiper”. Dalam bentuknya yang paling sederhana, peralatan ini terdiri atas lembaran yang di klem salah satu ujungnya pada blok pembentuk, kontur terbentuk oleh pukulan palu yang berurutan, dimulai di dekat klem dan bergerak menuju ujung yang bebas.

Mesin Diesel dan Mesin Bensin (Termodinamika)

Pendahuluan

Mesin yang saat ini banyak dipakai adalah mesin kalor atau biasa disebut motor bakar. Motor bakar memanfaatkan energi panas untuk menghasilkan energi mekanik. Energi panas tersebut diperoleh dari proses pembakaran yang terjadi baik di dalam silinder maupun di luar silinder. Jika pembakaran berlangsung di dalam silinder maka disebut Internal Combustion Engine (mesin pembakaran dalam). Sedangkan mesin dengan proses pembakarannya di luar silinder disebut External Combustion engine (mesin pembakaran luar).

Sementara kendaraan roda dua atau roda empat yang banyak ditemui di jalan umumnya menggunakan Internal combustion engine. Internal combustion engine sendiri terbagi ke dalam beberapa jenis seperti motor bensin, motor diesel, motor gas, turbin gas, dan propulsi pancar gas.

Mesin bensin adalah mesin yang bekerja dengan cara memasukan panas dari percikan bunga api listrik dari busi pada campuran udara dan bahan bakar yang dikompresikan. Berbeda sekali dengan kerja mesin diesel. Mesin diesel adalah mesin yang bekerja dengan cara menginjeksikan bahan bakar pada udara yang telah dikompresikan sehingga memiliki tekanan dan temperature tinggi. Selain itu mesin diesel pun bekerja dalam kompresi yang cukup tinggi, yaitu mencapai 1 : 18. Bandingkan dengan mesin bensin yang hanya mencapai 1 : 8. Perbedaan – perbedaan ini sangat signifikan. Akibatnya perawatan dan penanganannya berbeda sekali. Kadang-kadang orang dengan salah kaprah menyamakan begitu saja perawatan diantara kedua jenis mesin tersebut.

Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang. Kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering. (wikipedia)

Cara Kerja Mesin Diesel

Pada prinsipnya kerja mesin diesel memiliki empat langkah piston (4-stroke atau di pasaran dikenal dengan 4-tak) sepeti halnya mesin bensin. Yaitu udara murni dihisap ke dalam silinder melalui saluran masuk (intake manifold) lalu dikompresikan oleh piston. Sehingga tekanan dan termperaturnya naik. Pada akhir langkah kompresi bahan bakar mesin diesel di-injeksikan ke dalam silinder melalui nozzle dalam tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya penyalaan dalam ruang bakar dan menghasilkan ledakan yang akan mendorong piston. Gerak translasi piston yang dihasilkan oleh ledakan tadi adalah sebuah usaha/gaya yang akan diteruskan ke poros engkol untuk dirubah menjadi gerak rotasi. Gerak rotasi poros engkol yang terhubung dengan fly wheel mengakibatkan piston terdorong kembali untuk menekan gas sisa pembakaran ke luar silinder melalui saluran buang (exhaust manifold).

Mesin diesel sulit beroperasi pada saat silinder dingin. Untuk membantu mesin melakukan gerak mula pada saat silinder dingin beberapa mesin menggunakan busi pemanas (glow plug) untuk memanaskan silinder sebelum penyalaan mesin. Lainnya menggunakan pemanas “resistive grid” dalam “intake manifold” untuk menghangatkan udara masuk sampai mesin mencapai suhu operasi. Setelah mesin beroperasi pembakaran bahan bakar dalam silinder dengan efektif memanaskan mesin. Busi pemanas ini tidak digunakan pada mesin diesel jenis direct injenction.

Komponen-komponen yang ada dan bekerja dalam mesin diproduksi dengan dengan sangat teliti. Sementara komponen-komponen tesebut bekerja dalam mesin dengan temperatur kerja mesin yang mencapai lebih dari 800 C dan beban kerja dalam ruang silinder yang mencapai temperature 3000 sampai 5000 C pada tekanan 2492 kPa (30 Kgf/cm2). (Training Manual, M-STEP 2: Gasoline Engine, Kramayudha Tiga Berlian)

Teknologi internnal combustion chamber, seperti yang ditulis pada harian republika edisi 16 juli 1993, sebagai teknologi lawas yang dianggap para ilmuwan sebagai lompatan terbesar dalam teknologi otomotif yang sampai saat ini belum tergantikan memerlukan perhatian dan perlakuan yang baik.

Beban kompresi yang tinggi, konstruksi yang besar, dan momen puntir yang dihasilkan cukup besar, menghasilkan pula rendemen panas yang tinggi. Maka akan menjadi pertanda buruk jika banyak energi panas yang terbuang ketika mesin bekerja. Perlu Untuk mengatasinya adalah dengan mengoptimalkan kemampuan komponen-komponen pendukung yang bekerja dalam mesin agar tetap dalam kondisi prima sesuai dengan spesifikasi. Sehingga tidak banyak energi panas yang terbuang percuma.

Keunggulan dan kelemahan

Antara mesin diesel dan mesin bensin memiliki keunggulan dan kelemahan masing-masing. Salah satu yang biasanya dirasakan adalah mesin bensin lebih responsif dibandingkan diesel. Sementara mesin diesel memiliki output momen (torsi) yang lebih baik daripada mesin bensin pada putaran yang sama. Dilihat dari konstruksinya, mesin diesel lebih besar dan berat daripada mesin bensin pada spesifikasi tenaga yang sama.

Air fuel Ratio (AFR) atau rasio udara dan bahan bakar mesin diesel berlebih dibandingkan mesin bensin. AFR mesin diesel mencapai 1 : 16 sampai dengan 160. Artinya satu bagian bahan bakar membutuhkan 16 s/d 160 bagian udara untuk melayani proses pembakaran di dalam silinder. Hal lain yang berhubungan erat dengan AFR adalah emisi gas buang yang dihasilkan. Dilihat dari sisi emisi gas buang, gas NOx yang dihasilkan dari pembakaran mesin diesel mengandung kelebihan oksigen karena mesin diesel dioperasikan dengan AFR yang lebih kurus dari AFR secara teoritis yang mencapai 1 : 14,7. Normalnya konsentrasi oksigen di gas buang adalah 1 – 2 %. Tingginya konsentrasi oksigen di gas buang akan menyebabkan tingginya konsentrasi senyawa NOx. Senyawa NOx ini sangat tidak stabil dan bila terlepas ke udara bebas, akan berikatan dengan oksigen untuk membentuk Nitrat oksida (NO2). Inilah yang amat berbahaya karena senyawa ini amat beracun dan bila terkena air akan membentuk asam nitrat. Keuntungan lain dari AFR yang kurus pada mesin diesel adalah rendahnya kandungan Karbon monoksida (CO) dan Hidrokarbon (HC) pada gas buang.

Konstruksi mesin diesel yang lebih berat dan besar dibandingkan mesin bensin, selain memakan tempat pada kompartement mesin, juga mengakibatkan putaran maksimum yang rendah. Yaitu hanya mencapai kurang lebih 5000 Rpm. Dan berimplikasi pada out put maksimum yang rendah pula.

Meskipun tekanan maksimumnya lebih tinggi dari mesin bensin, yaitu bisa mencapai 5,8 sampai dengan 8,8 kpa (60 – 90 kgf/cm2), tidak mampu mendongkrak out put maksimum dari mesin diesel. Karena tingginya tekanan tersebut dikarenakan perbandingan kompresi yang tinggi. Perbandingan kompresi mesin diesel bisa mencapai 1 : 15 s/d 23. nilai perbandingan kompresi diperoleh dari jumlah volume langkah ditambah volume kompresi dibandingkan dengan volume kompresi. Tingginya perbandingan kompresi tersebut dalam mesin diesel sangat dibutuhkan untuk memperoleh tekanan dan temperatur yang tinggi dari udara yang masuk ke dalam silinder. Sementara di mesin bensin tidak diperlukan kompresi setinggi itu untuk menghasilkan pembakaran. Karena pembakaranya dilakukan oleh percikan api dari busi.

Sebelumnya banyak orang beranggapan bahwa mesin diesel itu kotor, kasar dan lambat. Maka, mesin diesel diidentikan dengan truk, kendaraan berat, traktor dan yang lainnya. Tapi, seiring dengan perkembangan teknologi otomotif anggapan harus dihilangkan. Penyempurnaan pembakaraan dan teknologi catalyc converter berhasil membersihkan gas buang. Audi R40 telah membuktikan ketahanan mesin diesel dengan menjuarai lomba ketahanan mesin 24 jam di Le Mans 2006. Dan yang menarik dari mesn diesel adalah mesin diesel dikenal hemat dalam hal konsumsi bahan bakar dan memiliki torsi yang besar. Menurut pabrikan mobil PSA, teknologi diesel terbaru bisa mencapai efesiensi bahan bakar sebesar 20 % dibandingkan teknologi tahun 1980-an dengan peningkatan tenaga dua kali lipat. Kendaraan dengan mesin diesel terbaru bisa mencapai jarak 100 km hanya dengan 3 liter bahan bakar.

Pada masa mendatang mesin diesel akan semakin efesien dengan dikembangkannya bahan bakar biodiesel. Ini berarti akan membantu mengurangi ketergantungan kepada bahan bakar fosil yang cadangannya terbatas dan tidak bisa tergantikan. Peralihan ke mesin diesel akan membantu pemeliharaan lingkungan dan penghematan devisa yang pada tahun 2007 ditargetkan pemerintah sebesar 25 miliar rupiah pertahun melalui penggunaan biodiesel.

Sumber : Training Manual, M-STEP 2. Kramayudha Tiga Berlian.