Las busur logam terperisai

Las busur logam terperisai/ shielded metal arc welding (SMAW) adalah proses las busur yang paling sederhana, paling murah, dan sebagian besar digunakan di industri manufaktur saat ini. Inti dari proses pengelasan jenis ini adalah menghasilkan perpaduan logam dengan memanaskannya dengan busur antara elektroda logam terperisai (stick welding)^[1] dan benda kerja logam dasar.^[2] Proses ini dapat digunakan untuk mengelas logam besi dan non besi dan dapat mengelas ketebalan di atas sekitar 18 gauge di semua posisi.^[1]

Sejarah

Busur listrik pertama kali ditemukan di dunia oleh seorang ahli kimia berkebangsaan Inggris, Sir Humphrey Davy pada tahun 1801. Penemuan ilmiah ini masih menjadi tren hingga tahun 1881, ketika lampu jalan menggunakan busur karbon mulai ditemukan dan untuk pertama kalinya percobaan pengelasan menggunakan proses busur karbon. Proses pengelasan busur logam muncul ketika elektroda karbon digantikan oleh batang logam pada tahun 1889. Penutup untuk kawat elektroda pertama kali dikembangkan pada awal tahun 1900-an. Penggunaan busur karbon besar-besaran pertama kali terjadi selama Perang Dunia I, terutama di industri pembuatan kapal (battleship). pertumbuhan pengelasan menggunakan busur logam terperisai terus berlanjut dan menjalar ke sektor industri manufaktur setelah Perang Dunia I hingga awal tahun 1930. Saat ini, proses pengelasan busur logam terperisai adalah proses pengelasan yang banyak digunakan.^[1]

Keamanan Dasar

Perlunya perhatian khusus untuk melakukan tindakan preventif terhadap beberapa faktor penyebab berikut agar terhindar dari terjadinya kecelakaan kerja saat melakukan proses pengelasan, diantaranya :^[3]

Perlindungan terhadap pembakaran. Logam yang mencair, percikan, terak, dan permukaan benda kerja yang panas merupakan hasil sampingan dari proses pengelasan, pemotongan, dan serangkaian pekerjaan yang serupa. Apabila tidak hati-hati, maka dapat menyebabkan luka bakar bahkan pada bagian tubuh operator/ pekerja. Persiapan yang harus diperhatikan adalah operator harus mengenakan APD (personal protective equipment/ alat pelindung diri) yang terbuat dari bahan tahan api, manset lengan panjang, legging kulit, sarung tangan tahan api, sepatu tertutup, dan helm khusus atau dapat juga menggunakan perisai tangan yang dapat melindungi bagian permukaan wajah, leher, dan telinga, serta penutup kepala untuk melindungi bagian atas kepala. Selain itu, untuk perlindungan mata gunakan kacamata las khusus (google glass).
Bahaya tegangan listrik. Sengatan listrik dapat berakibat fatal pada operator kerja bahkan hingga menyebabkan kematian. Namun, hal tersebut bisa dihindari dengan tertib terhadap prosedur tata cara kerja, seperti ; komponen listrik yang menyala/ masih menyala tidak boleh disentuh. Timbulnya bahaya oleh sengatan listrik dapat bersumber pada pemasangan rangkaian dan peletakan komponen yang salah dan tidak tepat, serta pengoperasian dan pemeliharaan peralatan listrik yang tidak sesuai prosedur operasi.
Paparan asap dan gas. Pada dasarnya proses pengelasan juga menghasilkan sisa pembuangan (disposal) berupa asap dan gas yang berbahaya bagi kesehatan tubuh. Hindari menghirup atau kontak udara secara langsung pada area mesin las yang sedang bekerja. Untuk mencegah hal tersebut, area pengelasan dengan ruangan yang terbatas harus menyediakan sistem ventilasi udara. Gunakan pembuangan asap titik pengelasan saat mengelas baja galvanis, seng, timah hitam, kadmium, kromium, mangan, kuningan, atau perunggu.
Tabung gas. Pastikan tabung gas tersimpan dalam keadaan tertutup apabila tidak sedang digunakan dan ikat dengan rantai ke dinding atau penyangga lainnya.
Radiasi. Proses pengelasan dapat menimbulkan radiasi cahaya tampak, ultraviolet, dan inframerah. Selalu gunakan seragam APD berlisensi untuk melindungi kulit dan mata dari radiasi yagn berbahaya.

Prosedur

Operasi Pra Pengelasan

Hal pertama yang dilakukan adalah memeriksa dan mempersiapkan sambungan pengelasan. Untuk menghasilkan lasan berkualitas baik, permukaan sambungan las harus bersih dari karat, kerak, kotoran, oli/ pelumas. Proses penggilingan/ grinding berguna untuk menghilangkan karat dan kerak. pelumas dan minyak harus dikeluarkan dari permukaan. Kerak, karat, kotoran, minyak, dan pelumas dapat mengkontaminasi pengelasan logam/ benda kerja sehingga akan menyebabkan kecacatan produk.

Fixturing dan Pengaturan Posisi

Fixturing dan jigs (pencekam) merupakan alat kerja yang digunakan untuk mengatur dan memegang/ memposisikan bagian yang akan dilas sehingga dapat menemukan posisi yang cocok dan sesuai antara satu dengan peralatan lainnya (fit-up). Tujuan utama dari penentuan posisi adalah untuk menempatkan sambungan pada flat atau posisi lain yang lebih menguntungkan. Diperlukan penyesuaian yang baik untuk mendapatkan lasan berkualitas tinggi. Penyesuaian yang kurang pas dapat menambah waktu (lead time) pengelasan dan merupakan penyebab banyak lasan berkualitas buruk. Penggunaan fixturing dan jigs bertujuan untuk meminimalkan distorsi yang disebabkan oleh panas akibat pengelasan, meminimalkan masalah fit-up serta untuk meningkatkan efisiensi operator pengelasan. Secara umum, perangkat fixturing dan jigs digunakan untuk melakukan pengelasan pada produksi berskala besar/ produksi massal.

Proses Pengelasan

Proses pengelasan busur logam terperisai pada dasarnya adalah proses yang dioperasikan secara manual. Elektroda dijepit dalam wadah elektroda (tongkat/ stik) dan operator las mengatur ujung elektroda dalam kaitannya dengan logam yang dilas. Busur dipukul/ dihentakkan pada logam agar dapat menghasilkan panas/ percikan api. dan dihentikan secara manual oleh operator las. Namun terdapat beberapa variasi proses yang dilakukan secara otomatis pada las busur logam terperisai, diantaranya seperti gravity welding, fire cracker welding, dan massive electrode welding.

Operasi Pasca Pengelasan

Ada beberapa operasi yang dapat dilakukan setelah pengelasan seperti

Pembersihan. Prosedur pertama setelah proses pengelasan selesai adalah membersihkan terak/ sisa bara api dari manik/ butiran-butiran sisa pengelasan menggunakan kuas/ sikat besi dan alat pemotong.
Inspeksi. Melakukan pengujian terhadap kualitas sambungan las apabila terdapat kecacatan. pengujian ini dapat menggunakan metode visual, partikel magnetik, penetraanncair, ultrasonik, dan radiografi.
Perbaikan. Perbaikan dilakukan hanya jika terdapat kecacatan pada hasil akhir pengelasan.
Postheating. adalah pemberian panas pada logam pada proses pengelasan. Postheating sering diperlukan setelah proses pengelasan telah selesai. Beberapa jenis metode postheating yang dilakukan sesuai dengan jenis logam yang dilas diantaranya adalah annealing (proses pelunakan logam di dalam tungku yang panas kemudian didinginkan dengan laju pendinginan yang sangat lambat), menghilangkan sebagian besar tegangan sisa akibat pengelasan, normalisasi, quenching dan tempering. Kisaran temperatur yang digunakan untuk pemanasan setelah proses pengelasan berdasarkan beberapa jenis logam/ baja adalah sebagai berikut;


Karakteristik Baja	Temperatur
Baja karbon sedang	1100-1200°F (590-650°C)
Baja karbon tinggi	1200°F (650°C)
Baja paduan rendah	1100-1250°F (590-680°C)

Lapisan elektroda bersifat higroskopis (mudah melepaskan uap air), yang artinya lapisan ini sangat rentan terhadap kelembapan udara saat terpapar ke atmosfer. Hal tersebut dapat mengakibatkan porositas (lapisan berpori) pada lapisan sehingga membuat karakteristik lapisan menjadi kurang optimal dan mengakibatkan keretakan. Elektroda dapat mengalami kondisi di atas jika benda kerja hasil pengelasan disimpan dengan tidak benar. Elektroda harus disimpan dalam wadah tertutup untuk mencegah paparan langsung dari kondisi cuaca.^[3]

Keunggulan

Alasan industri lebih memilih pengelasan menggunakan las busur logam terperisai diantaranya adalah karena peralatannya yang relatif sederhana dan murah, dapat digunakan untuk membuat lasan pada posisi apa pun yang dapat dijangkau (elektroda dapat ditekuk, mampu digunakan pada jarak yang sangat jauh dari sumber listrik), dapat digunakan di lapangan karena peralatannya relatif ringan dan portabel, dapat mengelas berbagai ketebalan logam, dan dapat digunakan untuk pengelasan saluran pipa atau sambungan pipa.

Aplikasi

pemanfaatan las busur logam terperisai sering diterapkan pada banyak proyek-proyek pembuatan infrastruktur di industri manufaktur, seperti;

Tanki penyimpanan
Bejana bertekanan
Industri kapal
Transportasi
Industri mesin
Alat-alat berat
Saluran transmisi
Konstruksi bangunan
Pembangkit listrik tenaga nuklir, dan
Pipa industri

Referensi

^ ^a ^b ^c Shielded Metal Arc Welding (PDF). USA: Hobart Institute of Welding Technology. 2012. hlm. 1. ISBN 978-1-936058-16-7.
^ "Shielded Metal Arc Welding - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Diakses tanggal 2020-02-05.
^ ^a ^b Everyday Pocket Handbook for Shielded Metal Arc Welding (PDF). United States of America: American Welding Society (AWS). 1998. hlm. 4–6. ISBN 978-0-470-49417-2.

[:0-1] Shielded Metal Arc Welding (PDF). USA: Hobart Institute of Welding Technology. 2012. hlm. 1. ISBN 978-1-936058-16-7.

[2] "Shielded Metal Arc Welding - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. Diakses tanggal 2020-02-05.

[:1-3] Everyday Pocket Handbook for Shielded Metal Arc Welding (PDF). United States of America: American Welding Society (AWS). 1998. hlm. 4–6. ISBN 978-0-470-49417-2.

[1]

[2]

[3]