Panduan Lengkap Terkait Pengelasan: Jenis, Klasifikasi, dan Teknologi Terbaru
Pengelasan adalah metode penyambungan logam yang berbeda dari metode lain seperti baut dan keling. Teknik ini memerlukan perhatian khusus terkait jenis, klasifikasi, dan karakteristiknya.
Menurut Deutsche Institut fur Normung (DIN), las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan cair. Dari definisi tersebut dapat dijelaskan lebih lanjut bahwa las adalah suatu proses dimana bahan dengan jenis yang sama digabungkan menjadi satu sehingga terbentuk suatu sambungan melalui ikatan kimia yang dihasilkan dari pemakaian panas dan tekanan.
Klasifikasi pengelasan dapat dibedakan berdasarkan cara kerja alat dan bentuk pemanasannya. Menurut Wiryosumarto dkk. (2000), Pengklasifikasian pengelasan berdasarkan cara kerja dapat dibagi menjadi tiga kategori utama:
- Pengelasan Cair (Arc Welding): Metode ini melibatkan pemanasan sambungan hingga mencair dengan menggunakan sumber panas dari busur listrik atau semburan api yang terbakar.
- Pengelasan Tekan (Press Welding): Dalam metode ini, sambungan dipanaskan dan kemudian ditekan hingga menyatu, tanpa mencair.
- Pematrian (Soldering): Teknik ini menggunakan paduan logam dengan titik cair rendah untuk mengikat sambungan, di mana logam induk tidak mengalami pencairan.
Sejarah Welding (Pengelasan)
Berdasarkan ebook yang kami baca ( Teknologi Pengelasan - HMKB791 - oleh Rudi Siswanto, S.T., M.Eng), asal mula welding untuk menyambung logam sudah ada sejak abad perunggu, meskipun sulit untuk menentukan kapan istilah "welding" pertama kali digunakan. Sekitar tahun 3000 SM, bangsa Mesopotamia sudah menerapkan proses solder lunak, seperti menyolder tanduk rusa untuk relief hiasan.
Sekitar 4000 tahun yang lalu, bangsa Mesir mengenal cara menyambung logam melalui pemanasan dan penekanan, dengan bukti ditemukan di peti jenazah Raja Tutankhamen yang dibuat sekitar tahun 1360 SM menggunakan proses las tempa.
Penggunaan alat las busur mulai meluas setelah Bernades menggunakannya pada tahun 1885 dengan elektroda dari karbon atau grafit. Pada tahun 1889, Zerner mengembangkan teknik baru menggunakan busur listrik dari dua batang karbon.
Pada tahun 1892, Slavinoff menjadi yang pertama menggunakan kawat logam elektroda yang mencair akibat panas busur listrik. Di samping itu, Thomson menciptakan proses las resistansi listrik pada tahun 1886, Goldschmitt menemukan las termit pada tahun 1895, dan Fouche serta Piccard mulai menggunakan las oksi-asetilen pada tahun 1901.
Sekitar tahun 1900, ini menjadi masa keemasan pertama teknologi pengelasan logam. Pada tahun 1926, masa keemasan kedua muncul dengan penemuan las hidrogen atom oleh Lungumir dan las busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener.
Masa keemasan ketiga dimulai pada tahun 1950 dan masih berlangsung, dengan penemuan berbagai teknik baru seperti las tekan dingin, las listrik terak, las busur dengan pelindung gas CO2, las gesek, las ultrasonik, las sinar elektron, las busur plasma, dan las laser.
Teknologi Welding (Pengelasan)
Metode dan proses yang digunakan dalam menyambung logam dilakukan melalui berbagai teknologi. Namun secara umum teknologi pengelasan diklasifikasikan menjadi dua kategori utama, yaitu:
Fusion Welding dilakukan melalui peleburan material dasar untuk membentuk sambungan, sementara Solid-state Welding menyambungkan material tanpa mencairkannya. Kedua jenis-jenis pengelasan ini memiliki berbagai jenis pengelasan turunan yang masing-masing memiliki karakteristik dan cara kerja tersendiri.
1. Fusion Welding Technology
Fusion welding technology, atau teknologi pengelasan fusi adalah teknik pengelasan yang menggunakan panas untuk melebur permukaan yang akan disambung, dan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi. Pengelasan fusi (lebur) ini dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis-jenis pengelasan, yaitu pengelasan busur, resistensi listrik, dan gas:
a. Pengelasan Busur (arc welding):
Terdiri dari:
- Pengelasan Elektroda Terumpan (Consumable Electrode Welding): Menggunakan elektroda yang ikut meleleh selama proses pengelasan. Jenis-jenis pengelasan ini terdiri dari las SMAW, GMAW, FCAW, EGW, dan SAW.
- Pengelasan Elektroda Tak Terumpan (Non-consumable Electrode Welding): Menggunakan elektroda yang tidak ikut meleleh selama proses pengelasan, contohnya las GTAW, dan PAW.
b. Pengelasan Resistensi Listrik (resistance welding):
- Pengelasan Titik Resistansi Listrik (Resistance Spot Welding, RSW)
- Pengelasan Kampuh Resistansi Listrik (Resistance Seam Welding, RSEW)
- Pengelasan Proyeksi Resistansi Listrik (Resistance Projection Welding, RPW)
c. Pengelasan Gas (oxy-fuel gas welding):
Dalam proses ini, panas diperoleh dari pembakaran gas dengan oksigen sehingga menghasilkan nyala api yang dapat mencairkan logam dasar dan logam pengisi. Jenis gas yang biasa digunakan adalah gas alam, asetilen, dan hidrogen. Pengelasan gas yang paling umum adalah:
- Pengelasan oksi-asetilen (Oxy Acetylene Welding, OAW): pengelasan yang menggunakan nyala api suhu tinggi dari pembakaran gas asetilen dengan oksigen.
2. Solid-state Welding Technology
Solid-state welding technology, atau teknologi pengelasan solid-state, adalah teknik pengelasan yang menggunakan panas dan/atau tekanan tanpa menyebabkan peleburan pada logam dasar dan tanpa penambahan logam pengisi.
Dalam teknologi las solid-state (yang dikenal juga dengan istilah "pengelasan padat"), ikatan metalurgi diperoleh dengan sedikit atau tanpa peleburan logam dasar. Untuk menghasilkan ikatan metalurgi yang baik, kedua permukaan kontak harus sangat bersih dan saling menempel rapat agar dapat terjadi ikatan atom.
Beberapa proses pengelasan solid-state juga memerlukan waktu yang lama agar proses pengelasan berjalan dengan baik. Jenis-jenis pengelasan solid-state dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis, yaitu:
a. Pengelasan Tempa (forge welding)
Pengelasan tempa adalah teknik penyambungan logam yang paling tua. Komponen logam yang akan disambung dipanaskan hingga temperatur kerja, kemudian ditempa bersama-sama dengan palu atau peralatan lainnya hingga tersambung menjadi satu.
b. Pengelasan Dingin (cold welding)
Pengelasan dingin adalah proses penyambungan logam pada temperatur ruang di bawah pengaruh tekanan. Akibat tekanan ini, permukaan benda kerja mengalami aliran dan menghasilkan sambungan las.
c. Pengelasan Rol (roll welding)
Pengelasan rol adalah proses pengelasan padat di mana proses penekanannya menggunakan peralatan rol, baik dengan pemanasan dari luar atau tidak.
d. Pengelasan Ledak (explosion welding)
Pengelasan ledak adalah proses pengelasan padat di mana dua permukaan logam disatukan di bawah pengaruh impak dan tekanan tinggi yang berasal dari ledakan yang ditempatkan dekat logam.
e. Pengelasan Gesek (friction welding)
Pengelasan gesek terjadi karena panas gesek akibat perputaran logam satu terhadap lainnya di bawah pengaruh tekanan aksial. Kedua permukaan yang bersinggungan menjadi panas mendekati titik cair, dan bahan yang berdekatan dengan permukaan menjadi plastis.
f. Pengelasan Ultrasonik (ultrasonic welding)
Pengelasan ultrasonik adalah proses penyambungan pelat untuk logam yang sejenis maupun tidak sejenis, umumnya dengan membentuk sambungan tindih.
Elektroda untuk Pengelasan (Welding Electrode)
Dalam pengelasan, penggunaan elektroda yang tepat sangat penting. Elektroda berfungsi sebagai penghantar arus listrik sekaligus bahan pengisi yang meleleh dan menjadi bagian dari sambungan. Namun ada juga jenis elektroda yang tidak habis pakai, contohnya tungsten dalam pengelasan gtaw. Jadi, jenis elektroda bisa dibagi dalam dua kategori:
- Elektroda Terumpan (Consumable Electrode): Elektroda ini ikut meleleh selama proses pengelasan dan menjadi bagian dari sambungan.
- Elektroda Tak Terumpan (Non-consumable Electrode): Elektroda ini tidak ikut meleleh selama proses pengelasan, biasanya terbuat dari bahan tungsten.
Baca juga: Penjelasan tentang jenis-jenis elektroda las dan fungsinya
Simbol Pengelasan
Simbol-simbol pengelasan digunakan dalam gambar teknik untuk menunjukkan jenis pengelasan yang harus dilakukan, posisi pengelasan, dan informasi penting lainnya. Simbol-simbol ini membantu memastikan bahwa pekerjaan pengelasan dilakukan sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
Simbol pengelasan terdiri dari beberapa bagian:
- Garis dasar: Garis horisontal yang menjadi dasar dari simbol pengelasan.
- Garis penunjuk: Garis yang menghubungkan garis dasar dengan objek yang dilas, biasanya terdiri dari tanda panah dan ekor.
- Simbol jenis las: Tanda yang ditempatkan di garis dasar untuk menunjukkan jenis las yang akan digunakan, misalnya: simbol las sudut, las tumpul, simbol rigi las, dan lainnya.
- Dimensi dan ukuran: Angka dan tanda tambahan yang menunjukkan ukuran dan spesifikasi las, seperti panjang, lebar, dan kedalaman las.
Posisi Pengelasan
Posisi pengelasan mengacu pada orientasi di mana pengelasan dilakukan. Ada beberapa posisi pengelasan yang umum digunakan, antara lain:
- Pengelasan datar (Flat Position) – 1G: Posisi pengelasan di mana sambungan berada di bawah operator las (welder).
- Pengelasan horisontal (Horizontal Position) – 2G: Posisi pengelasan di mana sambungan berada sejajar dengan lantai.
- Pengelasan vertikal (Vertical Position) – 3G: Posisi pengelasan di mana sambungan berada tegak lurus dengan lantai.
- Pengelasan di atas kepala (Overhead Position) – 4G: Posisi pengelasan di mana sambungan berada di atas kepala operator (welder).
Posisi Pengelasan Pipa (Pipe Welding Positions):
- Posisi 1G Rotated: Pipa dirotasi secara horizontal saat pengelasan, sambungan las tetap dalam posisi datar.
- Posisi 2G: Pipa tetap horisontal dan tidak bergerak, pengelasan dilakukan pada permukaan vertikal.
- Posisi 5G: Pipa tetap horizontal dan tidak bergerak, pengelasan dilakukan di semua posisi (atas, samping, dan bawah pipa).
- Posisi 6G: Pipa berada pada sudut 45 derajat dan tidak bergerak, pengelasan dilakukan di semua posisi. Ini adalah posisi yang paling sulit dan sering digunakan untuk menguji keterampilan pengelas (welder).
Teknologi Terbaru dalam Pengelasan
Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai teknologi baru dalam pengelasan telah dikembangkan. Berikut adalah beberapa contohnya:
1. Laser Welding:
Pengelasan yang menggunakan sinar laser untuk menghasilkan panas yang sangat fokus, sehingga pengelasan menjadi sangat presisi dan bersih. Ini sering digunakan dalam industri otomotif dan elektronik.
2. Plasma Arc Welding (PAW):
Versi lebih canggih dari pengelasan TIG yang memberikan kontrol lebih baik atas arka, cocok untuk material tipis.
3. Robotic Welding:
Pengelasan yang menggunakan otomatisasi robot untuk meningkatkan kecepatan dan konsistensi, dapat mengurangi kesalahan dari faktor manusia.
4. Ultrasonic Welding:
Menggunakan gelombang ultrasonik untuk menciptakan panas dan menyatukan material. Umumnya digunakan untuk bahan plastik dan material tipis lainnya.
5. Friction Stir Welding (FSW):
Teknik pengelasan yang menggunakan gesekan untuk menghasilkan panas dan menyatukan material, sangat berguna untuk material yang sulit dilas dengan metode lain.
Kesimpulan
Pengelasan adalah teknologi yang telah berkembang pesat sejak zaman kuno hingga era modern, menawarkan berbagai metode dan teknik untuk memenuhi kebutuhan industri yang beragam.
Dengan pemahaman tentang sejarah, jenis-jenis, dan klasifikasi pengelasan, kita dapat lebih menghargai kompleksitas dan inovasi yang ada di bidang ini. Teknologi pengelasan tidak hanya menyatukan logam tetapi juga menghubungkan kemajuan industri dengan efisiensi dan keandalan.
Jika Anda tertarik untuk memperdalam pengetahuan Anda tentang pengelasan dan topik terkait lainnya, jangan lewatkan artikel-artikel menarik di blog kami. Temukan informasi lebih lanjut tentang inovasi teknologi, tips praktis, dan perkembangan terbaru di dunia industri.
Referensi: