Proses Las SMAW (Shield Metal Arc Welding)

Proses Las SMAW (Shield Metal Arc Welding)

SMAW (Shielded Metal Arc Welding) / MMA (Manual Metal Arc) / Stick

SMAW adalah las busur listrik dengan menggunakan elektroda berselaput (fluks). Fungsi fluks pada pengelasan ini adalah membentuk slag diatas hasil lasan yang berfungsi sebagai pelindung hasil lasan dari udara(Oksigen, hidrogen,dsb) selama proses las berlangsung.  

Gambar proses SMAW.

Proses Kerja

Pada proses las elektroda terbungkus,busur api listrik yang terjadi antara ujung elektro dan

logam induk (base metal) akan menghasilkan panas. Panas inilah yang  mencairkan ujung

elektroda (kawat las) dan benda kerja secara  setempat. Dengan adanya pencairan ini 

maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk, 

terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam lasan (weldment) dan terak 

(slag).

Jenis Elektroda

Elektroda untuk pengelasan SMAW ada berbagai macam (dipengaruhi oleh jenis fluks-nya, antara lain:

• Type Cellulose
• Type Rutile
• Type Acid
• Type Basic

Perbedaan dari ke-empat jenis elektroda diatas adalah pada lelehan elektroda selama proses pengelasan berlangsung, seperti gambar dibawah ini:

Keterangan gambar :

a. Type Cellulose 
b. Type Rutile
c. Type Acid
d. Type Basic

Pemilihan jenis elektroda akan mempengaruhi kualitas dan hasil lasan, untuk itu, selain pemilihan jenis fluks, pemilihan elektroda harus disesuaikan dengan material yang akan dilas.

Arus Listrik

Arus listrik yang digunakan untuk pengelasan SMAW adalah arus DC (Direct Current) dan arus AC (Alternating Current).

 Keuntungan

1. Dapat dipakai dimana saja, diluar, dibengkel & didalam air.
2. Satu set dapat mengelas berbagai macam tipe dari material mild steel ke copper alloy dengan rectifier.
3. Set-up yang cepat dan sangat mudah untuk diatur.
4. Pengelasan dengan segala posisi.
5. Elektroda tersedia dengan mudah dalam banyak ukuran dan diameter.
6. Perlatan yang digunakan sederhana, murah dan mudah dibawa kemana-mana.
7. Tingkat kebisingan rendah.
8. Tidak terlalu sensitif terhadap korosi, oli & gemuk.

Kerugian

1. Pengelasan terbatas hanya sampai sepanjang elektoda dan harus melakukan penyambungan.
2. Setiap akan melakukan pengelasan berikutnya slag harus dibersihkan.
3. Tidak dapat digunakan untuk pengelasan bahan baja non - ferrous.
4. Mudah terjadi Oksidasi akibat pelindung logam cair hanya busur las dari fluks.
5. Diameter elektroda tergantung dari tebal pelat dan posisi pengelasan.

Peralatan

• Mesin las (Welding Machine)
• Elektroda (Electrode)
• Alat bantu dan keselamatan

Jenis Mesin Las (Power Source)

• Transformator
• Rectifier
• Inverter
• Generator

Teori Pengelasan

Teori Pengelasan

Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam dimana logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa tekanan, atau dapat didefinisikan sebagai akibat dari metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Sebelum atom-atom tersebut membentuk ikatan, permukaan yang akan menjadi satu perlu bebas dari gas yang terserap atau oksida-oksida.

Bila permukaan yang rata dan bersih ditekan, beberapa kristal akan tertekan dan bersinggungan. Bila tekanan diperbesar daerah singgungan ini bertambah luas. Lapisan oksida yang luas, rapuh, pecah logam mengalami deformasi plastis.Batas antara dua permukaan kristal dapat menjadi satu dan terjadilah sambungan yang disebut pengelasan dingin.

Ada empat cara yang dapat ditempuh untuk memanaskan logam pada penyambungan, yaitu :

1. Pencelupan benda yang akan disambung dalam logam pengisi atau fluks cair. Bila dicelupkan dalam fluks cair dalam suhu yang cukup tinggi untuk mencairkan logam pengisi, benda-benda yang akan disambung harus dijepit dengan jig dan sela sudah terisi paduan patri.

2. Mematri dengan menggunakan dapur, disini benda dijepit dan dimasukkan dalam dapur dengan lingkungan yang terkendali pada suhu pencairan logam patri. Pemanasan dapur dapat dengan listrik atau gas, dapur satuan atau kontinu.

3. Mematri dengan nyala, adalah sama dengan pengelasan oksiasitelin. Panas berasal dari nyala oksiasitelin atau oksihidrogen dan logam pengisi dalam bentuk kawat dicairkan pada celah sambungan. Fluks ditambahkan dengan cara mencelupkan kawatnya.

4. Pada patri listrik panas berasal dari tahanan induksi atau busur.

Sambungan las

Agar sambungan las cukup kuat, sambungan tersebut harus dirancang sesuai cara penggunaannya. Sambungan-sambungan tersebut, seperti sambungan tumpul dapat dibagi lagi sesuai dengan ketebalan bahan yang akan disambung. Sambungan untuk las tempa berbeda dalam cara-cara persiapannya, sehingga tidak serupa dengan sambungan yang telah digambarkan. Sambungan tumpang dan las tumpul biasanya digunakan pada pengelasan resistensi.

Proses pengelasan

Berbagai proses pengelasan telah dikembangkan, tergantung pada cara pemanasan dan peralatan yang digunakan., proses pengelasan yaitu :

I. Pengelasan patri 1) Nyala 2) Celup 3) Tahanan 4) Infra merah 5) Dapur 6) Induksi II. Pengelasan Tempa 1) Dikerjakan dengan tangan 2) Dikerjakan dengan mesin - Rol - Pukul - Die III. Pengelasan gas 1) Udara-asitelin 2) Oksiasitelin 3) Oksihidrogen 4) Tekanan VII. Berkas elektron VIII. Pengelasan laser IX. Pengelasan gesekan X. Pengelasan termit 1. Tekanan 2 Tanpa tekanan XI. Pengelasan alir XII Pengelasan dingin 1. Tekanan 2. Ultrasonik XIII.Pengelasan letup

IV. Pengelasan tahanan 1. Titik 2. Kampuh 3. Proyeksi 4. Tumpu 5. Nyala 6. Perkussion V. Pengelasan induksi · Frekuensi tinggi VI. Pengelasan Busur 1. Elektroda karbon - Terlindung - Tanpa lindungan 2. Elektroda logam · Terlindung a. Busur terlindung b. Titik busur c. Hidrogen atom d. Gas inert e. Busur terendam f. Lantak g. Terak elektro · Tanpa lindungan a. Logam polos b. Lantak

ELEKTRODA

Dikenal tiga jenis elektroda logam, yaitu elektroda polos, elektroda fluks, elektroda lapis tebal.

Elektroda polos terbatas penggunaannya, antara lain untuk besi tempa ddan baja lunak. Biasanya digunakan polaritas langsung. Elektroda fluks dilapisi terak dan fluks digunakan pada pengelasan logam dan paduan bukan besi.

Lapisan fluks mempunyai fungsi yaitu :

1. Membentuk lingkungan pelindung,

2. Membentuk terak dengan sifat tertentu.

3. Memungkinkan pengelasan atas kepala dan tegak lurus.

4. Menstabilkan busur.

5. Menambah unsur paduan pada logam induk.

6. Memurnikan logam secara metalurgi.

7. Mengurangi cipratan logam pengisi.

8. Meningkatkan efisiensi pengendapan.

9. Menghilangkan oksida dan ketidakmurnian.

10. Mempengaruhi kedalamam penetrasi busur.

11. Mempengaruhi bentuk manik.

12. Memperlambat kecepatan pendinginan sambungan las.

13. Menambah lapisan logam las yang berasal dari serbuk logam dalam lapisan pelindung.

Elektroda lapis tebal adalah elektroda yang mempunyai lapisan tebal dan kandungan serbuk logam yang tinggi cocok untuk pengelasan teknik kontak atau belah.

TEKNIK PENGELASAN

Posisi pengelasan atau sikap pengelasan adalah pengaturan posisi dan gerakan arah dari pada elektroda sewaktu mengelas. Adapun pisisi mengelas terdiri dari empat macam yaitu:

1. Posisi di Bawah Tangan

Posisi di bawah tangan yaitu suatu cara pengelasan yang dilakukan pada permukaan rata/datar dan dilakukan dibawah tangan. Kemiringan elektroda las sekitar 10º - 20º terhada garis vertikal dan 70º - 80º terhadap benda kerja.

2. Posisi Tegak (Vertikal)

Mengelas posisi tegak adalah apabila dilakukan arah pengelasannya keatas atau kebawah. Pengelasan ini termasuk pengelasan yang paling sulit karena bahan cair yang mengalir atau menumpuk diarah bawah dapat diperkecil dengan kemiringan elektroda sekitar 10º - 15º terhada garis vertikal dan 70º - 85º terhadap benda kerja.

3. Posisi Datar (Horisontal)

Mengelas dengan horisontal biasa disebut juga mengelas merata dimana kedudukan benda kerja dibuat tegak dan arah elektroda mengikuti horisontal. Sewaktu mengelas elektroda dibuat miring sekitar 5º - 10º terhada garis vertikal dan 70º - 80º kearah benda kerja.

4. Posisi di Atas Kepala (Over Head)

Posisi pengelasan ini sangat sukar dan berbahaya karena bahan cair banyak berjatuhan dapat mengenai juru las, oleh karena itu diperlukan perlengkapan yang serba lengkap antara lain: Baju las, sarung tangan, sepatu kulit dan sebagainya. Mengelas dengan posisi ini benda kerja terletak pada bagian atas juru las dan kedudukan elektroda sekitar 5º - 20º terhada garis vertikal dan 75º - 85º terhadap benda kerja.

BAGIAN –BAGIAN MESIN

1. Tombol pemutar berfungsi untuk menghidupkan mesin las (transformator)

2. Lampu sinyal sebagai indilator apakah mesin sudah berfungsi atau tidak.

3. Pengatur arus berfungsi mengatur besarnya kuat arus yang diijinkan.

4. Kutub + sebagai sumber arus positif.

5. Kutub – sebagai sumber arus negatif.

6. Penjepit benda kerja berfungsi untuk menjepit benda kerja yang akan dilas.

7. Penjepit elektroda berfungsi menjepit elektroda yang digunakan sebagai logam pengisi.

8. Klem tiga fase berfungsi untuk pengaturan arus jauh dari mesin las

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengelasan

1. Tegangan busur las

Tingginya tegangan busur las tergantung pada busur yang dikehendaki dan jenis dari elektroda yang digunakan. Panjang busur yang dianggap baik kira-kira sama dengan garis tengah elektroda.

2. Besar arus listrik

Besarnya arus listrik yang digunakan tergantung dari bahan dan ukuran las, geometri sambungan, posisi pengelasan, jenis elektroda, dan diameter elektroda

3. Polaritas listrik

Pemilihan polaritas ini tergantung dari bahan pembungkus elektroda, kondisi thermal dan bahan induk kapasitas. Sambungan las yang dikenal ada dua macam sambungan yaitu :

1. Polaritas langsung (slight polarity), kutub positif dihubungkan dengan benda benda kerja dan kutub negatifnya ke elektroda.
2. Polaritas terbalik (divers polarity), merupakan kebalikan dari polaritas langsung.
3. Besarnya penembusan dan penetrasi

Untuk mendapatkan sambungan las yang tinggi dapat diperhatikan penetrasi dan penembusan yang cukup pada dasarnya. Makin besar arus las makin besar pula daya tembusnya.Adapun gerak mengelas yang baik adalah :

1. menarik busur dimana elektroda diletakkan, benda kerja kemudian ditarik.

2. Gerak mengarah, kerja pada pengelasan jika sambungan las ini lebih besar atau lebar daripada massa, maka elektrodanya perlu digerakkan dengan sedikit mengayun bolak-balik untuk melebarkan cairan itu.

3. Gerakan menyatu, dimana pemegang karet elektroda digerakkan menyatu dengan kecepatan menurun.

Beberapa kondisi standar dalam pengelasan dengan syarat-syarat tertentu seperti tebal plat, bentuk sambungan, jenis elektroda, diameter intielektroda dan lain sebagainya