PENGERTIAN LAS ASETILIN / LAS KARBIT

PENGERTIAN LAS ASETILIN / LAS KARBIT

Las karbit asetilin

Pengelasan dengan oksi – asetilin adalah proses pengelasan secara manual dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai mencair oleh nyala gasasetilin melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan atau tanpa logam pengisi. Proses penyambungan dapat dilakukan dengan tekanan (ditekan), sangat tinggi sehingga dapat mencairkan logam.

Las cair busur cair gas biasa disebut sesuai dengan bahan bakar gas yang dipakai misalnya las karbit karena menggunakan bahan bakar gas karbit, las elpiji karena gas elpiji yang dipakai dan seterusnya. Bahan bakar yang biasa dipakai pada pengelasanbusur cair gas antara lain : gas acetelyne (karbir), gas propan, gas hydrogen, gas elpiji dll. Las karbit termasuk pengelasan leleh yaitu bagian yang akan dilas dipanasi pada lokasi sambungan hingga melampaui titik lebur dari kedua logam yang akan disambung. Dengan meleburnya kedua logam tersebut akan menyatu (tersambung) dengan atau tanpa adanya bahan tambah. Ikatan dengan prosedur tersebut biasa disebut sebagai ikatan Metalurgi.

Las Oxy-Acetylene (las asetilin) adalah proses pengelasan secara manual,dimana permukaan yang akan disambung mengalami pemanasan sampai mencairoleh nyala (flame) gas asetilin (yaitu pembakaran C2H2 dengan O2), dengan atau tanpa logam pengisi, dimana proses penyambungan tanpa penekanan.Disamping untuk keperluan pengelasan (penyambungan) las gas dapat jugad ipergunakan sebagai : preheating, brazing, cutting dan hard facing. Penggunaan untuk produksi (production welding), pekerjaan lapangan (field work), dan reparasi (repair & maintenance).

Dalam aplikasi hasilnya sangat memuaskan untuk pengelasan baja karbon,terutama lembaran logam (sheet metal) dan pipa-pipa berdinding tipis. Meskipundemikian hampir semua jenis logam ferrous dan non ferrous dapat dilas denganlas gas, baik dengan atau tanpa bahan tambah (filler metal).Disamping gas acetylene dipakai juga gas-gas hydrogen, gas alam, propane,untuk logam–logam dengan titik cair rendah. Pada proses pembakaran gas-gas tersebut diperlukan adanya oxygen. Oxygen ini didapatkan dari udara dimana udara sendiri mengandung oxygen (21%), juga mengandung nitrogen (78%),argon (0,9 %), neon, hydrogen, carbon dioksida, dan unsur lain yang membentuk gas.

Peralatan

Peralatan las asetilen berupa generator acetylen yaitu alat yang digunakan untuk memproduksi acetylene melalui proses reaksi kalsium karbida dengan air. Proses reaksi kimia ini sangat sederhana, yaitu dengan mempertemukan kalsium karbida (batu karbit/C2H2) dengan air secara proporsional yang selanjutnya diikuti terjadinya reaksi sehingga menghasilkan gas asetilen.

Generator acetylene dibedakan berdasarkan kapasitas, pelayanan, cara kerja dan tekanan.

o   berdasar kapasitas dapat digolongkan dalam beberapa tingkat, seperti 0,8; 1,25; 2; 3,2; 5; 10; 20; 40 dan 80m3/jam

o   berdasar pelayanan dibedakan atas:

·         generator portable (dapat dipindah-pindah) biasanya berukuran kecil dan berkapasitas antara 30 sd 60 Cu.ft/jam (1 Cu.ft = 0,028 m3)

·         generator stasioner (tetap) yaitu generator untuk industri-industri besar dan penempatannya tetap tidak dipindah-pindah.

o   Berdasarkan proses kerjanya / cara kerja

Yang dimaksud cara kerja di sini adalah sistem pembentukan asetilen di dalam generator. Berdasarkan cara kerja generator ini dibedakan atas dua jenis, yaitu :

·         pesawat pencampur yang menggunakan

- sistem tetes (air ke karbit)

- sistem lempar (karbit ke air)

·         pesawat kontak, di mana karbit dan air dibuat bereaksi pada waktu tertentu. Sistem ini dikenal dengan sistem celup atau sistem desak.

Penggunaan generator ini dapat digantikan oleh tabung gas acetylen yang diproduksi oleh perusahaan.

Pembakar las (brander)

Pembakar las adalah alat yang berfungsi sebarai:

§  pencampur gas acetylene dan gas oksigen

§  pengatur pengeluaran gas

§  pembangkit nyala api

Penggunaan brander dipilih berdasarkan pertimbangan ketebalan bahan. Hubungan keduanya dapat dilihat pada tabel berikut :

Bahan tambah

Bahan tambah/bahan pengisi adalah suatu batang logam yang digunakan sebagai bahan pengisi. Ukuran kawat ini di pasaran biasanya dijual dengan panjang 900mm berdiameter 1.6; 2.5; 3.2; 4.0; 5.0; 6.0; 8.0; 10.0mm. penggunaanya kawat las ini harus disesuaikan dengan jenis bahan yang akan dilas, kecuali untuk membrazing. Bahan kawat tambah yang tersedia seperti baja lunak, besi tuang, stainless steel, tembaga, paduan tembaga, alumunium dan paduan alumunium.

Flux

Flux adalah bahan kimia yang digunakan pengelasan logam yang bukan baja lunak, seperti alumunium, tembaga, besi tuang, stainless steel.

Flux berfungsi untuk melindungi cairan logam dari oksidasi udara luar dan menghilangkan bahan-bahan bukan logam. Flux tersedia dalam bentuk cair, pasta dan serbuk. Cara pemakaiannya adalah dengan mengoleskannya ke bahan dasar atau pada kawat tambahnya dengan cara dipanasi terlebih dahulu kemudian dicelupkan pada flux serbuk.

Jenis flux yang digunakan dalam pengelasan seperti : borax (NaB4O7), sodium karbonat (Na2CO3), sodium bikarbonat (NaHCO3), sodium silikat, polassium borat, karbonat, khlorida, sulphat, dan borik acid (H2BO3). Penggunaan flux ini dapat diketahui dari keterangan yang mengikutinya yang ditetapkan oleh pembuat (pabrik)

Pengelasan Dengan Gas Oksi-asetilin

Las karbit atau las asetilen adalah salah satu perkakas perbengkelan yang sering ditemui. Pengoperasiannya yang cukup mudah membuatnya sering digunakan untuk menghubungkan dua logam atau welding.Secara umum, perkakas las asetilen adalah alat penyambung logam melalui proses pelelehan logam dengan menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin dangas oksigen.Perangkat perbengkelan las karbit digunakan untuk memotong dan menyambung benda kerja yang terbuat dari logam (plat besi, pipa dan poros)

Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas yang dicampur dengan oksigen (O2) sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu tinggi (3000o) yang mampu mencairkan logam induk dan logam pengisinya. Jenis bahan bakar gas yang digunakan asetilen, propan atau hidrogen, sehingga cara pengelasan ini dinamakan las oksi-asetilen atau dikenal dengan nama las karbit.

Nyala asetilen diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan asetilen yang digunakan untuk memanaskan logam sampai mencapai titik cair logam induk. Pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.

Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan udara. Oksigen komersil umumnya berasal dari proses pencairan udara dimana oksigen dipisahkan dari nitrogen. Oksigen ini disimpan dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan air. Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah :

CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 kalsium karbida air tohor Kapur gas asetilen

Bila dihitung ternyata 1 kg CaC2 menghasilkan kurang lebih 300 liter asetilen. Sifat dari asetilen (C2H2) yang merupakan gas bahan bakar adalah tidak berwarna, tidak beracun, berbau, lebih ringan dari udara, cenderung untuk memisahkan diri bila terjadi kenaikan tekanan dan suhu (di atas 1,5 bar dan 350° C), dapat larut dalam massa berpori (aseton).

Karbida kalsium keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai hasil reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini kemudian digerus, dipilih dan disimpan dalam drum baja yang tertutup rapat. Gas asetilen dapat diperoleh dari generator asetilen yang menghasilkan gas asetilen dengan mencampurkan karbid dengan air atau kini dapat dibeli dalam tabung-tabung gas siap pakai. Agar aman tekanan gas asetilen dalam tabung tidak boleh melebihi 100 Kpa, dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilen bertekanan sampai 1,7 MPa.

Prisip dari pengelasan ini tidak terlalu rumit. Hanya dengan mengatur besarnya gas asetilen dan oksigen, kemudian ujungnya didekatkan dengan nyala api maka akan timbul nyala api. Tetapi besarnya gas asetilen dan oksigen harus diatur sedemikian rupa dengan memutar pengatur tekanan sedikit demi sedikit. Apabila gas asetilen saja yang dihidupkan maka nyala apinya berupa nyala biasa dengan mengeluarkan jelaga. Apabila gas asetilennya terlalu sedikit yang diputar, maka las tidak akan menyala.

Kecepatan penarikan kembali gas per jam dari sebuah silinder asetilen tidak boleh lebih besar dari 20% (seperlima) dari isinya, agar gas aseton bisa dialirkan (silinder asetilen haruslah selalu tegak lurus).

Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah bergantung pada perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilennya. Ada tiga macam nyala api dalam las oksi-asetilen seperti ditunjukkan pada gambar di bawah :

a.      Nyala asetilen lebih (nyala karburasi)

Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah kelebihan asetilen. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair. Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan non-ferous.

b. Nyala oksigen lebih (nyala oksidasi)

Bila gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan untuk pengelasan lainnya.

c. Nyala netral

Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala ini berasal dari udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500 oC tercapai pada ujung nyala kerucut.

Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja.Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000° C dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500° C.

Pada posisi pengelasan dengan oksi asetilen arah gerak pengelasan dan posisi kemiringan pembakar dapat mempengaruhi kecepatan dan kualitas las. Dalam teknik pengelasan dikenal beberapa cara yaitu :

a. Pengelasan di bawah tangan

Pengelasan di bawah tangan adalah proses pengelasan yang dilakukan di bawah tangan dan benda kerja terletak di atas bidang datar. Sudut ujung pembakar (brander) terletak diantara 60° dan kawat pengisi (filler rod) dimiringkan dengan sudut antara 30° - 40° dengan benda kerja. Kedudukan ujung pembakar ke sudut sambungan dengan jarak 2 – 3 mm agar terjadi panas maksimal pada sambungan. Pada sambungan sudut luar, nyala diarahkan ke tengah sambungan dan gerakannya adalah lurus.

b. Pengelasan mendatar (horisontal)

Pada posisi ini benda kerja berdiri tegak sedangkan pengelasan dilakukan dengan arah mendatar sehingga cairan las cenderung mengalir ke bawah, untuk itu ayunan brander sebaiknya sekecil mungkin. Kedudukan brander terhadap benda kerja menyudut 70° dan miring kira-kira 10° di bawah garis mendatar, sedangkan kawat pengisi dimiringkan pada sudut 10° di atas garis mendatar.

c. Pengelasan tegak (vertikal)

Pada pengelasan dengan posisi tegak, arah pengelasan berlangsung ke atas atau ke bawah. Kawat pengisi ditempatkan antara nyala api dan tempat sambungan yang bersudut 45°-60° dan sudut brander sebesar 80°.

d. Pengelasan di atas kepala (over head)

Pengelasan dengan posisi ini adalah yang paling sulit dibandingkan dengan posisi lainnya dimana benda kerja berada di atas kepala dan pengelasan dilakukan dari bawahnya. Pada pengelasan posisi ini sudut brander dimiringkan 10° dari garis vertikal sedangkan kawat pengisi berada di belakangnya bersudut 45°-60°.

e. Pengelasan dengan arah ke kiri (maju)

Cara pengelasan ini paling banyak digunakan dimana nyala api diarahkan ke kiri dengan membentuk sudut 60° dan kawat las 30° terhadap benda kerja sedangkan sudut melintangnya tegak lurus terhadap arah pengelasan. Cara ini banyak digunakan karena cara pengelasannya mudah dan tidak membutuhkan posisi yang sulit saat mengelas.

f. Pengelasan dengan arah ke kanan (mundur)

Cara pengelasan ini adalah arahnya kebalikan daripada arah pengelasan ke kiri. Pengelasan dengan cara ini diperlukan untuk pengelasan baja yang tebalnya 4,5 mm ke atas.

Keuntungan dan kegunaan pengelasan oksi-asetilen sangat banyak, antara lain :

·         Peralatan relatif murah dan memerlukan pemeliharaan minimal/sedikit.

·         Cara penggunaannya sangat mudah, tidak memerlukan teknik-teknik pengelasan yang tinggi sehingga mudah untuk dipelajari.

·         Mudah dibawa dan dapat digunakan di lapangan maupun di pabrik atau di bengkel-bengkel karena peralatannya kecil dan sederhana.

·         Dengan teknik pengelasan yang tepat hampir semua jenis logam dapat dilas dan alat ini dapat digunakan untuk pemotongan maupun penyambungan.

Nyala Oksi-asetilen

Dalam proses ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhu nyalanya bisa mencapai 3500 derajat Celcius.

Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.Gas asetilen (C2H2) dihasilkan oleh reaksi kalsium karbida dengan air dengan reaksi sebagai berikut :C2H2+2 H2O Ca(OH)2+C2H2

Agar aman dipakai gas asetilen dalam tabung tekanannya tidak boleh melebihi 100 kPa dandisimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas asetilen. Tabung asetilen mapu menahantekanan sampai 1,7 MPa. Skema nyala las dan sambungan gasnya bisa dilihat pada gambar :

Pada nyala gas oksiasetilen bisa diperoleh 3 jenis nyala yaitu nyala netral, reduksidan oksidasi. Nyala netral diperlihatkan pada gambar dibawah ini :

Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala memerlukan perbandingan oksigen dan asetilen kira-kira 1 : 1 dengan reaksi serti yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan adalah reaksi gas CO atau H2 dengan oksigen yang diambil dari udara.

Pengelasan Oksihidrogen

Nyala pengelasan oksihidrogen mencapai 2000°C lebih rendah dari oksigen-asetilin. Pengelasan ini digunakan pada pengelasan lembaran tipis dan paduan bengan titik cair yang rendah.

Pengelasan Udara-Asetilen

Nyala dalam pengelasan ini mirip dengan pembakar Bunsen. Untuk nyala dibutuhkan udara yang dihisap sesuai dengan kebutuhan. Suhu pengelasan lebih rendah dari yang lainnya maka kegunaannya sangat terbatas yaitu hanya untuk patri timah dan patri suhu rendah

Pengelasan Gas Bertekanan

Sambungan yang akan dilas dipanaskan dengan nyala gas menggunakan oksiasetilen hingga 1200C kemudian ditekankan. Ada dua cara penyambungan yaitu sambungan tertutup dan sambungan terbuka.Pada sambungan tertutup, kedua permukaan yang akan disambung ditekan satu sama lainnya selama proses pemanasan. Nyala menggunakan nyala ganda dengan pendinginan air. Selama proses pemanasan, nyala tersebut diayun untuk mencegah panas berlebihan pada sambungan yang dilas. Ketika suhu yang tepat sudah diperoleh, benda diberi tekanan. Untuk baja karbon tekanan permulaan kurang dari 10MPa dan tekanan up setantara 28MPa

Pemotongan Nyala Oksiasetilen

Pemotongan dengan nyala juga merupakan suatu proses produksi. Nyala untuk  pemotongan berbeda dengan nyala untuk pengelasan dimana disekitar lobang utama yang dialiri oksigen terdapat lubang kecil untuk pemanasan mula. Fungsi nyala pemanas mula adalah untuk pemanasan baja sebelum dipotong. Karena bahan yang akan dipotong menjadi panas sehingga baja akan menjadi terbakar dan mencair ketika dialiri oksigen.

Teknik Pengelasan Las karbid

Dalam las karbid ada dua teknik pengelasan yang biasa dipaka yaitu dengan arah maju atau arah kebelakang.

Teknik Pengelasan Maju

Pada pengelasan maju, bahan tambahmendahului brander. Pelelehan cenderung dibagian permukaan, sehingga dampak bakar (penetrasi) tidak mendalam. Adanya pemanasan pendahuluan mengakibatkan daerah panas menjadi lebih luas sehingga dapat menimbulkan tegangan panas yang tinggi. Logamyang dilas selama proses pendinginan tidak terlindungi, sehingga jalur sambungan las yang sempurna sukar diperoleh. Keuntungan pada teknik pengelasan maju adalah penggunaan gas yang efisien karena adanya panas pendahuluan.

Teknik pengelasan maju banyak digunakan untuk mengelas baja (bukan baja paduan) dengan tebal sama atau lebih kecil dari 3 mm, pipa baja dengan tebal lebih kecil 3,5 mm, besi tuang, dan logam non fero. Untuk logam dengan ukuran tebal, lebih besar atau sama dengan 1,5 mm, gerakan brander diayunkan/berayun. Sedangkan untuk tebal kurang dari 1,5 m gerakan ayunan semakin berkurang.

• Kawat bahan tambah mendahului, brander las mengikuti.
• Pelelehan bagian atas
• Pengelasan keseluruhan tanpa landasan.

Teknik Pengelasan Mundur

Teknik pengelasan kebelakang (mundur) brander las mendahului bahan tambah. Brander dituntun lurus bergerak mundur, sedangkan bahan tambah diselamkan dalam kampuh las sambil mengaduk-aduk (berbentuk spiral). Dampak bakar (penetrasi) yang terjadi cukup dalam dan logam lasan selama proses pendinginan mendapatkan perlindungan oleh gas karbid yang belum terbakar. Sehingga untuk mendapatkan hasil las yangs sempurna lebih mudah dibandingkan dengan arah pengelasan maju. Daerah panas lebih sempit sehingga penyusutan dan timbulnya tegangan panas relatif kecil. Pada cara pengelasan ini celah kampuh sambungan las dapat diperkecil, sehingga volume kampuh las menjadi kecil. Dengan demikian penggunaan bahan tambah dapat efisien. Kekurangan dalam pengelasan mundur ini adalah tidak adanya pemanasan pendahuluan sehingga penggunaan gas karbid menjadi lebih banyak.

Baik teknik las maju maupun mundur jika posisi benda lasan mendatar tidak begitu menyulitkan. Pada teknik pengelasan arah mundur dengan posisi diatas kepala, pinggiran jalur sambungan harus dileleh lebih awal dengan baik dan kawat disodorkan benar- benar tembus keatas.