BAB I
LAS BUSUR LISTRIK
A. Prinsip Kerja Las Busur Listrik
Mengelas secara umum adalah suatu cara menyambung logam dengan menggunakan
panas, tenaga panas pada proses pengelasan diperlukan untuk memanaskan bahan lasan
sampai caur/leleh sehingga bahan las tersambung dengan atau tanpa kawat las sebagai bahan
pengisi.
Pengelasan busur listrik adalah cara pengelasan menggunakan busur listrik atau
percikan bunga api listrik akibat hubungan singkat antara dua kutub listrik yang teionisasi
dengan udara melalui penghantar batang elektroda yang sekaligus dapat digunakan pula
sebagai bahan tambah atau bahan pengisi dalam pengelasan. Seperti yang terlihat dalam
gambar di bawah ini
Gambar 1.1 Las busur listrik
Ada beberapa macam proses las busur listrik berdasarkan elektroda yang
digunakannya, antara lain:
1. Las busur dengan elektroda karbon, misalnya:
a. Las busur dengan elektroda karbon tunggal
b. Las busur dengan elektroda karbon ganda
2. Las busur dengan elektroda logam, misalnya:
a. Las busur dengan elektroda berselaput/ SMAW
b. Las TIG (Tungsten Inert Gas)/GTAW
c. Las MIG/GMAW
d. Las Submerged.
Mata kuliah ini secara khusus akan membahas Las busur listik dengan elektroda
berselaput atau SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Proses las busur ini menggunakan
elektroda berselaput sebagai bahan tambah, busur listrik yang terjadi diantara ujung elektroda
dan bahan dasar akan mencairkan ujung elektroda dan sebagian bahan dasar, selaput
elektroda yang turut terbakar akan mencair dan menghasilkan gas yang melindungi ujung
elektroda, kawah las, busur listrik dan daerah las sekitar busur listrik terhadap pengaruh udara
luar. Di bawah ini gambar las busur dengan elektroda berselaput.
Gambar 1.2 Las busur dengan elektroda berselaput
B. Prosedur Keselamatan Kerja
Untuk menjamin kelancaran dan keselamatan kerja pada saat pengelasan maka harus
memperhatikan penggunaan alat keselamatan kerja pengelasan, antara lain:
a. Pelindung mata
b. Pelindung muka
c. Pelindung pernafasan
d. Baju las (apron)
e. Sepatu las
f. Sarung tangan las
Gambar 1.3 Pemakaian alat keselamatan kerja
Selama proses pengelasan ada beberapa hal yang dapat membahayakan pengelas dan pekerja
lain yang berada disekelilingnya yaitu:
1. Bahaya cahaya las, berupa:
a. Sinar ultraviolet
b. Cahaya tampak
c. Sinar infra merah
Dapat dihindari dengan memakai alat keselamatan kerja dan pembuatan sekat.
2. Bahaya listrik, yang dapat dihindari dengan:
a. Menggunakan alat keselamatan kerja berisolator
b. Menghentikan pengelasan bila berkeringat
c. Mesin las dilengkapi penurun tegangan otomatis dan digrounded
d. Holder dan kabel las terisolator dengan baik
e. Tempat holder harus berisolator
f. Hati-hati pada saat mengganti elektroda dan matikan mesin jika tidak digunakan.
3. Bahaya debu yang berukuran antara 0,2 μm s/d 3 μm dan gas, yang dapat dihindari
dengan:
a. Menggunakan ventilator pada ruang las
b. Selalu menggunakan masker pada saat pengelasan
C. Bagian Utama dan Kelengkapannya
Bagian utama las busur listrik, antara lain:
1. Pesawat las
Pesawat-pesawat las yang digunakan, berdasarkan jenis arus digolongkan sebagai
berikut:
a. Pesawat las arus bolak-balik (AC)
Pesawat jenis ini dapat berupa transformator las, pembangkit listrik motor
diesel atau motor bensin tetapi yang banyak digunakan berupa transformator
las yang mempunyai kapasitas 200 sampai 500 amper, dengan voltase yang
keluar antara 36 sampai 70 volt.
b. Pesawat las arus searah (DC)
Pesawat las arus searah ini dapat berupa pesawat transformator rectifier,
pembangkit motor diesel atau motor bensin, maupun pesawat pembangkit
listrik yang digerakan oleh motor listrik.
c. Pesawat las AC- DC
Pesawat las ini merupakan gabungan dari pesawat las arus bolak-balik dan
arus searah. Dengan pesawat ini akan lebih banyak kemungkinan
pemakaiannya karena arus yang keluar dapat arus searah ataupun arus bolakbalik.
Pesawat las jenis ini misalnya transformator-rectifier maupun
pembangkit listrik motor diesel.
Pada penggunaan arus searah dalam pengelasan dapat dilakukan dengan dua cara
pengkutuban.
a. Pengkutuban langsung
Pada pengkutuban langsung, kabel elektroda dipasang pada terminal negatif
dan masa pada terminal positif. Pengkutuban langsung sering disebut sebagai
sirkuit las listrik dengan elektroda negatif atau DCSP (Direct Current Straight
Polarity)
b. Pengkutuban terbalik
Untuk pengkutuban terbalik, kabel elektroda dipasang pada terminal positif
dan kabel masa dipasang pada terminal negatif pengkutuban terbalik sering
disebut sirkuit las listrik dengan elektroda positif atau DCRP (Direct Current
Reserve polarity)
Berikut gambar pesawat las arus AC:
Gambar 1.4 Pesawat las AC
Gambar 1.5 Pengkutuban busur listrik
2. Kabel las
Kabel las biasanya terbuat dari tembaga yang dipilin dan dibungkus dengan karet
isolasi, terdiri dari kabel elektroda (yang menghubungkan pesawat dengan elektroda
melaui holder); kabel massa (yang menghubungkan pesawat dengan benda kerja
melalui klem massa) dan kabel tenaga (yang menghubungkan sumber tenaga dengan
pesawat las). Berikut tabel luas penampang kabel massa dan kabel elektroda
Tabel 1.1 Luas penampang kabel massa dan kabel elektroda
Kapasitas arus
pesawat las
(amper)
Luas penampang kabel las (mm2)
Panjang kabel
sampai 20 m
Panjang kabel
20 m s.d 35 m
Panjang kabel
35 m s.d 50 m
Panjang kabel
50 m s.d 70 m
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
21
33
33
33
43
53
53
67
67
67
85
21
33
33
33
43
53
53
67
67
67
85
21
33
43
53
67
85
85
107
107
107
107
33
43
53
67
85
107
3. Pemegang elektroda (holder)
Ujung yang tidak berselaput dari elektroda dijepit dengan pemegang elektroda,
pemegang elektroda terdiri dari mulut penjepit dan pegangan yang dibungkus oleh
bahan penyekat. Berikut gambar pemegang elektroda dan kabel las.
Gambar 1.6 Pemegang elektroda dan kabel las
D. Elektroda Las
Elektroda berselaput yang digunakan pada las busur manual mempunyai perbedaan
komposisi selaput maupun kawat inti. Pelapisan fluksi kawat inti dapat dengan cara destrusi,
semprot atau celup, ukuran strandar diameter kawat inti elektroda dari 1,5 sampai 7 mm
dengan panjang 350 sampai 450 mm.
Selaput elektroda atau fluksi mempunyai peranan penting pada pengelasan, dimana
fungsi fluksi adalah:
a. Sebagai penstabil busur listrik
b. Membentuk terak pelindung, yang akan melindungi logam las daru pengaruh
udara luar
c. Membentuk gas pelindung
d. Membersihkan permukaan logam las dari kotoran berupa oli dan lapisan oksida
logam
e. Mempermudah penyalaan busur listrik
f. Memperbaiki struktur logam las yang berubah akibat proses pemanasan logam
Klasifikasi elektroda menurut AWS (American Welding Society) adalah sebagai
berikut:
E xx y z dimana:
E menyatakan elektroda
xx dua angka sesudah E menyatakan kekuatan tarik las dalam ribuan lb/in2
(atau angka ke 1 x 7 dalam 42 kg/mm2)
y (angka ke 3) menyatakan posisi pengelasan
angka 1 untuk pengelasan segala posisi
angka 2 untuk pengelasan posisi datar dan bawah tangan.
z (angka ke 4) menyatakan jenis selaput dan jenis arus yang cocok dipakai.
1.2 Kekuatan tarik menurut AWS
Kekuatan tarik
Klasifikasi
lb/inchi2 Kg/mm2
E 60xx
E 70xx
E 80xx
E 90xx
E 100xx
E 110xx
E 120xx
60.000
70.000
80.000
90.000
100.000
110.000
120.000
42
49
56
63
70
77
84
Tabel 1.3 Jenis selaput dan pemakaian arus
Z (angka ke 4) Jenis selaput Pemakaian arus
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Selulosa-natrium
Selulosa-kalium
Rutil-natrium
Rutil-kalium
Rutil-serbuk besi
Natrium-hydrogen rendah
Kalium-hydrogen rendah
Serbuk besi-oksida besi
Serbuk besi-hydrogen rendah
DC+
AC, DC+
AC, DCAC,
DC + atau –
AC, DC + atau –
AC, DC +
AC, DC +
AC, DC + atau –
AC, DC +
E. Teknik Pengelasan
Ada dua cara penyalaan busur las yaitu:
1. Cara goresan
Caranya yaitu dengan menggoreskan ujung elektroda pada permukaan benda kerja
las, kemudian elektroda diangkat sampai ada jarak sebesar diameter elektroda antara
ujung elektroda dan permukaan benda kerja sehingga terbentuk nyala busur yang
stabil.
2. Cara sentuhan
Caranya yaitu ujung elektroda disentuhkan ke permukaan benda kerja sehingga
menimbulkan busur las las, kemudian diangkat sampai jarak sebesar diameter
elektroda.
Setelah terjadi penyalaan, maka selanjutnya dilakukan penarikan. Penarikan dilakukan
dengan menjaga kekonstanan lebar rigi las sebesar 2xdiameter elektroda. Dengan sudut
elektroda terhadap sumbu mendatar adalah 70-80º. Posisi pengelasan dalam las busur ada 4
yaitu:
1. Di bawah tangan
2. Mendatar
3. Tegak
4. Di atas kepala
Untuk kampuh las, tidak jauh beda dengan las lainnya yaitu
1. Las tumpul kampuh persegi (square butt weld) untuk tebal plat 3-4 mm
2. Las tumpul kampuh V tunggal (single V butt weld) untuk tebal plat 5-20 mm
3. Las tumpul kampuh tirus tunggal (single bevel butt weld) untuk tebal plat 5-20 mm
4. Las tumpul V tunggal dengan akar las (single V butt weld with broad root face) untuk
tebal plat 6-12 mm