Tergantung dari jenis materialnya, ada beberapa metode untuk menyambung sebuah material. Bisa dengan menggunakan perekat (adhesive), penyambungan mekanik (mechanical fastening), atau penyambungan fusi (fusion).
Apabila secara spesifik membahas sebuah infrastruktur dengan bahan dasar logam (e.g. baja, aluminium) maka pengelasan adalah metode penyambungan yang paling banyak dipakai. Pengelasan menghasilkan sambungan yang berkualitas dan sangat memungkinkan untuk menyambung logam dengan pengelasan pada berbagai macam bentuk dan posisi.
Oleh karena itu, konstruksi kapal, gedung, pabrik, dsb. selalu melibatkan pengelasan dalam pengerjaannya. Apa itu pengelasan? Artikel ini akan membahas pengelasan secara umum agar lebih banyak orang memahami kehebatan teknologi ini.
Welding Adalah
Daftar Isi
Welding atau pengelasan dalam Bahasa Indonesia secara harfiah yang dikutip dari KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia) adalah proses, cara, perbuatan menyambung besi dengan membakar. Definisi tersebut terasa kurang jelas, karena memang kurang mendeskripsikan kegiatan dari pengelasan itu sendiri. Secara teknik, pengelasan didefinisikan sebagai sebuah kegiatan menyambung logam dengan melalui fase cair logam tersebut sebelum akhirnya membeku dan tercipta sambungan.
Perbedaannya ada pada kata “besi” dan “logam” karena memang nyatanya pengelasan tidak hanya digunakan untuk menyambung unsur besi (Fe) saja. Tetapi juga memiliki banyak aplikasi pada unsur golongan logam yang lain seperti aluminium (Al), tembaga (Cu), titanium (Ti), dan lain lain.
Secara ekstensif juga termasuk senyawa logam seperti baja (Fe3C), baja tahan karat (FeCr), dll. Sehingga kata logam lebih tepat digunakan untuk mendeskripsikan aktivitas pengelasan. Selain itu, penggunaan istilah “membakar” pada definisi harfiahnya juga kurang tepat.
Pembakaran pada pengelasan melibatkan suhu yang sangat tinggi dan harus cukup tinggi untuk mencapai titik leleh dari logam yang akan disambung. Suhu tinggi tersebut berasal dari bermacam – macam sumber tergantung proses las nya dan digunakan untuk mencairkan logam yang disambung.
Logam yang memasuki fase cair tersebut bercampur lalu membeku dan menjadi sebuah sambungan las. Oleh karena itu, penggunaan istilah “melalui fase cair” memberikan gambaran yang lebih deskriptif tentang pengelasan.
Terdapat berbagai macam proses pengelasan yang hingga saat ini masih memiliki aplikasi masing – masing. Pengelompokan jenis proses las didasarkan pada sumber panas yang digunakan untuk mencairkan logam. Klasifikasi proses las tersebut kurang lebih seperti berikut:
Pengelasan Gas
Pengelasan Gas adalah pengelasan dimana sumber panas berasal dari pembakaran gas. Beberapa proses las yang termasuk dalam pengelasan gas contohnya seperti OFW (Oxy-Fuel Welding) dimana gas yang digunakan adalah campuran oksigen dengan LPG (Liquid Petroleum Gas), dan OAW (Oxy-Acetylene Welding) dimana gas yang digunakan adalah campuran oksigen dengan asetilen atau yang lebih banyak dikenal dengan karbit.
Pengelasan gas merupakan pengelasan yang sangat tua, ditemukan pada awal tahun 1900an sebelum las busur listrik ditemukan. Namun hingga saat ini pengelasan gas terutama OAW masih banyak digunakan karena sifatnya yang praktis dan relatif lebih murah dari proses las yang lain walaupun kualitas sambungan yang dihasilkan cenderung kurang bagus. Selain digunakan untuk mengelas, aplikasi lain dari nyala api oksigen dengan asetilen adalah untuk pemotongan logam dan brazing.
Pengelasan Busur Listrik
Pengelasan Busur Listrik merupakan jenis las yang paling banyak dipakai di dunia industri karena pengelasan ini praktis, murah, efisien, dan memiliki produktivitas tinggi dengan hasil sambungan yang cukup berkualitas.
Pengelasan busur listrik mendapatkan panas dari busur listrik yang tercipta antara ujung elektroda dengan logam induk. Busur listrik tersebut tercipta dari reaksi arus pendek akibat dari terjadinya kotak ujung elektroda dengan logam induk.
Reaksi tersebut menciptakan panas yang cukup untuk meng ionisasi udara disekitarnya, udara yang ter ionisasi mampu untuk menghantarkan elektron diantara kedua media tersebut. Sehingga nyala busur listrik yang konstan akan tercipta, menjadi sumber panas bagi pengelasan busur listrik.
Contoh pengelasan busur listrik seperti SMAW (Shielded Metal Arc Welding), GMAW (Gas Metal Arc Welding), GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), dll. Selanjutnya pengelasan busur listrik juga terbagi menjadi pengelasan elektroda terumpan dan tidak terumpan.
Pada pengelasan elektroda terumpan, elektroda yang digunakan untuk menciptakan busur listrik ikut mencair dan menjadi filler metal. Sedangkan pada elektroda tak terumpan, elektroda tersebut terbuat dari bahan yang memiliki titik lebur yang tinggi sehingga tidak ikut mencair menjadi filler metal.
Pengelasan Resistansi Listrik
Pengelasan Resistansi Listrik adalah proses pengelasan yang banyak di aplikasikan pada industri produksi massal. Pengelasan resistansi listrik memanfaatkan hambatan listrik (resistance) dari material untuk menciptakan arus pendek dan mencairkan logam yang sedang di las. Pada saat yang sama titik sambungan tersebut di tekan dan membentuk sambungan las saat membeku.
Contoh pengelasan resistansi listrik adalah spot welding dan seam welding. Pengelasan jenis ini sangat efisien dan menghasilkan sedikit polusi, oleh karena itu aplikasi dari pengelasan ini banyak ditemukan pada industri produksi massal. Selain itu, mesin yang digunakan untuk pengelasan resistansi listrik adalah mesin yang sangat kompleks dan tidak praktis dengan harga mesin nya yang cukup mahal.
Akan tetapi, karena kemampuannya untuk menyambung logam dengan cepat dan terus menerus (kontinyu) maka dari itu pengelasan resistansi listrik masih cukup relevan dalam industri produksi massal.
Contoh produk yang di produksi massal oleh pengelasan resistansi listrik adalah pipa baja. Pipa baja berasal dari plat yang digulung melingkar lalu disambung secara longitudinal atau spiral secara kontinyu oleh mesin seam welding yang bekerja secara otomatis.
Hasil dari pengelasan tersebut adalah sambungan yang kuat dari ujung pipa ke ujung pipa sebagai hasil dari pelelehan dan penekanan yang mirip dengan pekerjaan tempa (forging).
Solid State Welding
Pengelasan Fase Padat (Solid State Welding) sedikit berbeda dengan proses pengelasan yang lain dimana fase cair logam merupakan kunci, tetapi pada pengelasan fase padat kebanyakan prosesnya tidak mengubah logam menjadi fase cair dahulu.
Sehingga proses las ini memiliki nama lain yaitu Penyambungan Fase Padar (Solid State Bonding). Memiliki banyak kemiripan dengan pengelasan resistansi listrik, hanya saja pada proses ini pengelasan sepenuhnya menggunakan energi mekanik tanpa menggunakan energi listrik.
Waktu, tekanan, dan temperatur adalah variabel kunci dalam penyambungan logam dengan menggunakan pengelasan fase padat. Keunggulan dari proses pengelasan fase padat adalah tidak adanya daerah terpengaruh panas (HAZ) pada sekitar sambungan pengelasan seperti pada pengelasan busur listrik pada umumnya.
Hal ini membuat material yang di las memiliki sifat mekanik yang tidak banyak berubah akibat dari HAZ. Proses las yang termasuk pengelasan fase padat antara lain: Friction Stir Welding (FSW), Cold Welding (CW), Diffusion Welding (DFW), Explosion Welding (EXW), Forge Welding (FRW), Hot Pressure Welding (HPW), Roll Welding (ROW), Ultrasonic Welding (USW), dan lainnya.
Pengelasan Termokimia.
Pengelasan Termokimia (Termochemical Welding) merupakan pengelasan yang menggunakan reaksi kimia sebagai sumber panas. Pengelasan seperti Oxy-Acetylene Welding dimana sumber panasnya adalah dari hasil pembakaran gas asetilen bertekanan juga dapat dikategorikan sebagai pengelasan termokimia.
Contoh pengelasan termokimia yang hingga saat ini masih banyak digunakan adalah pengelasan aluminothermic atau thermite welding. Panas las termit berasal dari bubuk aluminium dan oksida besi yang memiliki prinsip kerja seperti bubuk mesiu.
Bubuk termit tersebut akan bereaksi ketika dibakar dan reaksi tersebut menghasilkan panas hingga mencapai 2.800 derajat C melelehkan logam di dalam sebuah wadah yang digunakan untuk menampung proses pencairan dan pembekuan logam tersebut.
Karena prosesnya yang sangat praktis dan alat – alat yang dibutuhkan mudah dibawa, pengelasan termokimia banyak digunakan pada daerah – daerah yang sulit dijangkau dan jauh dari sumber listrik seperti pada pengelasan untuk menyambung rel kereta api.
Baca juga: Alat Keselamatan Kerja Las dan Fungsinya
Klasifikasi Pengelasan:
- Selain dari sumber panasnya terdapat beberapa klasifikasi lain. Seperti pada pengelasan busur listrik ada klasifikasi berdasarkan elektroda terumpan atau tidak terumpan.
- Pengelasan Manual adalah dimana welder memiliki kendali penuh untuk mengumpankan elektroda dan logam pengisi serta mengarahkan elektroda tersebut sepanjang jalur pengelasan. contoh dari pengelasan manual adalah OAW, SMAW, dan GTAW.
- Pengelasan Semi Otomatis dimana pengumpanan elektroda dan logam pengisi sepenuhnya dikendalikan oleh sebuah mesin yang telah diatur parameternya oleh welder. Tugas welder selain mengatur parameter pengumpanan juga mengarahkan elektroda sepanjang jalur pengelasan. Contoh pengelasan semi otomatis adalah GMAW dan FCAW.
- Pengelasan Otomatis dan Mechanized dimana seluruh pekerjaan pengelasan dilakukan oleh sebuah mesin yang telah diatur parameter – parameternya. Sehingga tugas dari welding operator hanyalah mengawasi parameter yang digunakan serta jalannya proses pengelasan itu sendiri. Contoh pengelasan otomatis dan mechanized adalah SAW dan Seam Welding.
Selain dari penjabaran diatas, teknologi pengelasan masih memiliki banyak hal untuk dibahas. Karena teknologi pengelasan juga berkembang cukup pesat dan berjalan beriringan dengan berkembangnya teknologi material.
Material – material yang berkembang dan memiliki banyak variasi membentuk suatu permintaan tersendiri terhadap teknologi penyambungan material tersebut. Selain itu, perkembangan pengelasan juga mengarah pada perbaikan kualitas sambungan, efektifitas dan efisiensi, serta kepraktisannya.
Guna menghasilkan kualitas sambungan yang konsisten bagus di segala kondisi alam, baik kondisi normal maupun di dalam laut sekalipun. Lalu mampu memproduksi sambungan dalam jumlah banyak dan memakan waktu dan energi seminimal mungkin. Serta memiliki nilai praktis yang cukup tinggi sehingga dapat digunakan pada kondisi apapun.
