pengelasan dengan gas

1. Pengertian Pengelasan dengan Gas
Pengelasan dengan gas adalah suatu Pengelasan yang dilakukan dengan membakar bahan bakar gas dengan O2 sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi. Bahan bakar yang dapat digunakan dalam pengelasan ini adalah gas – gas asitelin, propan atau hydrogen. Diantara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak digunakan adalah gas asetilen, sehingga las pada umumnya diartikan sebagai las oksi – asitelin. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka las oksi – asitelin banyak dipakai di lapangan walaupun pemakaiannya tidak sebanyak las busur elektroda terbungkus. 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 oleh reaksi kalsium karbida dengan air dengan reaksi sebagai berikut :

Prinsip 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).

2. Teori Dasar Las Oxy – gas
Las oxy gas adalah semua proses yang menggunakan campuran oksigen dan bahan bakar gas untuk membuat api sebagai sumber panas untuk mencairkan benda kerja. Oksigen dan gas dicampur dalam suatu alat dengan komposisi tertentu sehingga api yang dihasilkan bisa mencapai suhu maksimum. Alat tadi berada pada moncong alat pembakar sehingga dapat diarahkan secara efektif ke arah bagian benda kerja yang akan disambung. Hanya sebagian kecil (bagian ujung) benda kerja yang mencair dan menyatu sehingga setelah membeku membentuk suatu sambungan yang kuat, kalau bisa menyamai kekuatan benda tersebut.

3. Nyala Oksi – Asitelin
Nyala hasil pembakaran dalam las oksi – asitelin dapat berubah tergantung dari perbandingan antara gas oksigen dan gas asitelin. Ada tiga macam nyala api dalam las oksi-asetilen, yaitu:
1) Nyala Netral : Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asitelin sekitar satu. Nyala terjadi atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening.
2) Nyala asitelin lebih : Bila asitelin yang digunakan melebihi dari jumlah untuk mendapatkan nyala netral maka di antara kerucut dalam dan luar akan timbul kerucut nyala biru yang berwarna biru. Di dalam bagian nyala inin terdapat kelebihan gas asetilin yang menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair.
3) Nyala oksigen lebih : Bila gas oksigen lebih dari jumlah yang diperlukan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah dari putih bersinar menjadi ungu. Bila nyala ini digunakan untuk mengelas maka akan terjadi proses oksidasi atau dekarburisasi pada logam cair.
Tabel 1. Perbandingan penggunaan Las Oksi-asetilen dan Las Busur Elektroda Terbungkus
Jenis las
Besaran Las Oksi – asetilen Las Busur Elektroda terbungkus
Efisiensi Rendah (suhu 3000 C) Tinggi(6000 C)
Sifat mampu las Kurang Baik Baik
Harga peralatan Murah Mahal
Harga Bahan Las Sama Sama
Keterampilan juru las Sama Sama
Penggunaan Terbatas pada las tipis Luas

Karena sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asitelin berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja.
4. Alat – alat Oksi – asitelin
Peralatan utama las oxi - acetylene adalah api oxi – acetylene sehingga las ini sering disebut las api. Kualitas api sangat berpengaruh terhadap lasan. Dalam pengelasan oksi – asitelin juga diperlukan alat las yang terdiri dari penyembur dan pembakar. Dalam praktek terdapat dua jenis alat yaitu jenis tekanan rendah yang digunakan untuk gas asetilen bertekanan sampai 700 mmHg dan jenis tekanan sedang untuk tekanan asetilen antara 700 sampai 1300 mmHg. Pada jenis tekanan rendah gas asetilen terisap oleh semburan gas oksigen dan biasanya gas asetilennya didapatkan langsung dari alat penghasil gas. Sedangkan pada jenis tekanan sedang gas asetilennya dilarutkan dan dimasukkan dalam botol – botol gas. Dengan asetilen tekanan sedang dapat dihasilkan kwalitas las yang lebih merata. Di samping itu pada tekanan sedang bahaya terjadinya api balik juga tidak ada. Sedangkan pada jenis tekanan rendah dengan alat penghasil gas yang dihubungkan langsung bahaya tersebut selalu ada. Untuk menghindari bahaya ini maka pada sistem pipanya dipasang suatu alat pengaman yang terendam air.
Di dalam praktek terdapat 3 macam jenis alat penghasil gas asetilen, yang pertama yaitu jenis air ke karbid dimana air diteteskan ke karbid. Yang kedua adalah jenis karbid ke air dimana karbid dijatuhkan ke dalam air. Yang ketiga adalah jenis celup, dimana karbid ditempatkan dalam suatu keranjang dan dicelupkan ke dalam air. Gas asetilen tekanan sedang dihasilkan dengan melarutkan gas asetilen ke dalam aseton yang telah diserap oleh zat berpori yang disimpan dalam botol gas. Cara ini didasarkan atassifat aseton yang dapat melarutkan gas asetilen dalam jumlah yang sangat besar. Dengan cara ini biasanya gas asetilen dapat ditekan sampai 15 kg/cm2 dan karena tersimpan dalam botol – botol baja maka penggunaannya dan pengangkutannya sangat mudah. Alat - alat yang diperlukan dalam peralatan las Oksi – Asetilen adalah:
a. Generator acetylene
Generator acytelene dipakai untuk memproduksi acytelene dengan bahan baku kalsium karbid yang direaksikan dengan air. Pemakaian generator untuk memproduksi asitelin bisa menekan biaya operasional dibanding dengan memakai asetilin dalam tabung. Keterbasan yang dijumpai adalah tekanan asetilin lebih labil dibanding asetilin dalam botol.
b. Kunci air
Kunci air adalah alat keselamatan kerja yang harus dipakai pada las oksi asetilen, yang menggunakan generator maupun asetilin dari botol. Fungsi utama dari kunci air adalah menahan nyala balik supaya tidak masuk ke dalam generator atau botol asetilen. Fungsi kedua adalah mencuci ulang gas dari kotoran yang masih ada.
c. Katup Pengaman
Mempunyai fungsi yang sama dengan kunci air yaitu untuk menahan nyala balik.
d. Tabung asetilin
e. Tabung Oksigen
Sebagai zat pembakar, oksigen bertekanan tinggi akan sangat mudah bereaksi dengan minyak, oli, maupun grease. Oleh karena itu peralatan perlengkapan tabung oksigen tidak boleh dilumasi.
f. Regulator
Berdasar adanya perbedaan antara tekanan yang diharapkan dan yang tersedia maka diperlukan alat yang disebut regulator. Jadi, regulator pada las oksi asetilen adalah suatu peralatan mekanis yang dipakai untuk menghasilkan tekanan (gas) tertentu yang relatif tetap dari gas yang bertekanan besar dan terus berkurang selama pengelasan berlangsung.
g. Manometer
Manometer adalah alat yang berfungsi untuk mengukur tekanan gas yang masuk ke regulator (tekanan di dalam tabung) yang akan keluar dari regulator (tekanan kerja). Jadi, setiap regulator dilengkapi dengan dua manometer.
h. Selang gas bahan bakar dan oksigen
i. Brander
Brander berfungsi untuk mencampur oksigen dengan gas bahan bakar dan membakarnya serta untuk mengarahkan api yang dihasilkan.
j. Perlengkapan pendukung dan perlengkapan keselamatan kerja
5. Penggunaan Dan Fluks yang Diperlukan
Pengelasan Oksi – asetilen dapat digunakan untuk mengelas bermacam – macam logam. Kadang – kadang dalam pengelasan oksi – asetilen digunakan juga fluks untuk memperbaiki sifat – sifat logam las, derajat kecairan logam cair, menahan pelarutan gas atau untuk menghindari oksidasi pada logam cair. Fluks pada pengelasan ini biasanya adalah campuran antara boraks serbuk gelas dan atau asam boric, boraks dan natrium fosfat. Penggunaan dan kompisisi dari fluks tergantung pada logam yang akan di las.

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

7. Keuntungan dari pengelasan dengan gas :
1. Mampu menghasilkan lasan yang lebih baik dan lebih cepat pada benda kerja setebal 2 mm.
2. Pengelas dapat mengontrol dengan mudah panas yang masuk ke benda kerja.
3. Dapat menghindari adanya oksidasi pada lasan.
4. Peralatan relatif murah dan hanya memerlukan pemeliharaan sedikit.
5. Cara penggunaannya sangat mudah, sehingga mudah untuk dipelajari.