Pengelasan
dengan oksi – asetilin adalah proses pengelasan secara manual dengan
pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai mencair
oleh nyala gasasetilin melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan atau
tanpa logam pengisi. Proses penyambungan dapat dilakukan dengan tekanan
(ditekan), sangat tinggi sehingga dapatmencairkan logam.
Pengelasan Dengan Gas Oksi-asetilin
Las
karbit atau las asetilen adalah salah satu perkakas perbengkelan yang
sering ditemui.Pengoperasiannya yang cukup mudah membuatnya sering
digunakan untuk menghubungkan dualogam atau welding.Secara umum,
perkakas las asetilen adalah alat penyambung logam melalui proses
pelelehan logam dengan menggunakan energi panas hasil pembakaran
campuran gas asetilin dangas oksigen.Perangkat perbengkelan las karbit
digunakan untuk memotong dan menyambung benda kerja yang terbuat dari
logam (plat besi, pipa dan poros)
Pengelasan
dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas yang dicampur
dengan oksigen (O2) sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu tinggi
(3000o) yang mampu mencairkan logam induk dan logam pengisinya. Jenis
bahan bakar gas yang digunakan asetilen, propan atau hidrogen, sehingga
cara pengelasan ini dinamakan las oksi-asetilen atau dikenal dengan nama
las karbit.
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 dari reaksi
kalsium karbida dengan air. Gelembung-gelembung gas naik dan endapan
yang terjadi adalah kapur tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung
asetilen adalah :
CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 kalsium karbida air tohor Kapur gas asetilen
Bila dihitung ternyata 1 kg CaC2 menghasilkan kurang lebih 300 liter
asetilen. Sifat dari asetilen (C2H2) yang merupakan gas bahan bakar
adalah tidak berwarna, tidak beracun, berbau, lebih ringan dari udara,
cenderung untuk memisahkan diri bila terjadi kenaikan tekanan dan suhu
(di atas 1,5 bar dan 350° C), dapat larut dalam massa berpori (aseton).
Karbida kalsium keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai
hasil reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil
reaksi ini kemudian digerus, dipilih dan disimpan dalam drum baja yang
tertutup rapat. Gas asetilen dapat diperoleh dari generator asetilen
yang menghasilkan gas asetilen dengan mencampurkan karbid dengan air
atau kini dapat dibeli dalam tabung-tabung gas siap pakai. Agar aman
tekanan gas asetilen dalam tabung tidak boleh melebihi 100 Kpa, dan
disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi dengan bahan
pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan gas
asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilen bertekanan
sampai 1,7 MPa.
Prisip 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).
Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah bergantung
pada perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilennya. Ada tiga macam
nyala api dalam las oksi-asetilen seperti ditunjukkan pada gambar di
bawah :
a. Nyala asetilen lebih (nyala karburasi)
Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di
antara kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru
berwarna biru. Di antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan
terdapat kerucut antara yang berwarna keputih-putihan, yang panjangnya
ditentukan oleh jumlah kelebihan asetilen. Hal ini akan menyebabkan
terjadinya karburisasi pada logam cair. Nyala ini banyak digunakan dalam
pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis baja dan bermacam-macam
bahan pengerasan permukaan non-ferous.
b. Nyala oksigen lebih (nyala oksidasi)
Bila
gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan nyala
netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah
menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau
dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus
digunakan dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak
dianjurkan untuk pengelasan lainnya.
c. Nyala netral
Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar
satu. Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan
kerucut luar yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala
ini berasal dari udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500 oC
tercapai pada ujung nyala kerucut.
Karena
sifatnya yang dapat merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen
berlebih dan nyala oksigen berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas
baja.Suhu Pada ujung kerucut dalam kira-kira 3000° C dan di tengah
kerucut luar kira-kira 2500° C.
Pada
posisi pengelasan dengan oksi asetilen arah gerak pengelasan dan posisi
kemiringan pembakar dapat mempengaruhi kecepatan dan kualitas las.
Dalam teknik pengelasan dikenal beberapa cara yaitu :
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)
Cara
pengelasan ini adalah arahnya kebalikan daripada arah pengelasan ke
kiri. Pengelasan dengan cara ini diperlukan untuk pengelasan baja yang
tebalnya 4,5 mm ke atas.
Keuntungan dan kegunaan pengelasan oksi-asetilen sangat banyak, antara lain :
- Peralatan relatif murah dan memerlukan pemeliharaan minimal/sedikit.
- Cara
penggunaannya sangat mudah, tidak memerlukan teknik-teknik
pengelasan yang tinggi sehingga mudah untuk dipelajari.
- Mudah
dibawa dan dapat digunakan di lapangan maupun di pabrik atau di
bengkel-bengkel karena peralatannya kecil dan sederhana.
- Dengan
teknik pengelasan yang tepat hampir semua jenis logam dapat dilas
dan alat ini dapat digunakan untuk pemotongan maupun penyambungan.
a.Nyala Oksi-asetilen
Dalam proses ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhunyalanya bisa mencapai 3500 derajat Celcius.
Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.Gas asetilen
(C2H2) dihasilkan oleh reaksi kalsium karbida dengan air denganreaksi
sebagai berikut :C2H2+2 H2O Ca(OH)2+C2H2
Gambar bentuk tabung oksigen dan tabung asetilin :
Gambar : Tabung asetilen dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen
Agar
aman dipakai gas asetilen dalam tabung tekanannya tidak boleh melebihi
100 kPa dandisimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi
dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi
dengan gas asetilen. Tabung asetilen mapu menahantekanan sampai 1,7 MPa.
Skema nyala las dan sambungan gasnya bisa dilihat pada gambar :
Gambar : Skema nyala las oksiasetilen dan sambungan gasnya
Pada
nyala gas oksiasetilen bisa diperoleh 3 jenis nyala yaitu nyala netral,
reduksidan oksidasi. Nyala netral diperlihatkan pada gambar dibawah ini
:
Gambar : Nyala netral dan suhu yang dicapai pada ujung pembakar
Pada
nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala memerlukan
perbandingan oksigen dan asetilen kira-kira 1 : 1 dengan reaksi serti
yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan
adalah reaksi gas CO atau H2dengan oksigen yang diambil dari udara.
b.Pengelasan Oksihidrogen
Nyala
pengelasan oksihidrogen mencapai 2000°C lebih rendah dari
oksigen-asetilin.Pengelasan ini digunakan pada pengelasan lembaran tipis
dan paduan bengan titik cair yang rendah.
c. Pengelasan Udara-Asetilen
Nyala dalam pengelasan ini mirip dengan
pembakar Bunsen. Untuk nyaladibutuhkan udara yang dihisap sesuai dengan
kebutuhan. Suhu pengelasan lebih rendahdari yang lainnya maka
kegunaannya sangat terbatas yaitu hanya untuk patri timah dan patri suhu
rendah
d. Pengelasan Gas Bertekanan
Sambungan
yang akan dilas dipanaskan dengan nyala gas menggunakanoksiasetilen
hingga 1200C kemudian ditekankan. Ada dua cara penyambungan
yaitusambungan tertutup dan sambungan terbuka.Pada sambungan tertutup,
kedua permukaan yang akan disambung ditekan satu samalainnya selama
proses pemanasan. Nyala menggunakan nyala ganda dengan pendinginanair.
Selama proses pemanasan, nyala tersebut diayun untuk mencegah panas
berlebihan pada sambungan yang dilas. Ketika suhu yang tepat sudah
diperoleh, benda diberitekanan. Untuk baja karbon tekanan permulaan
kurang dari 10MPa dan tekanan up setantara 28MPa
e. Pemotongan Nyala Oksiasetilen
Pemotongan
dengan nyala juga merupakan suatu proses produksi. Nyala untuk
pemotongan berbeda dengan nyala untuk pengelasan dimana disekitar lobang
utama yangdialiri oksigen terdapat lubang kecil untuk pemanasan mula.
Fungsi nyala pemanas mulaadalah untuk pemanasan baja sebelum dipotong.
Karena bahan yang akan dipotongmenjadi panas sehingga baja akan menjadi
terbakar dan mencair ketika dialiri oksigen.
Alat dan Bahan
1. Satu unit peralatan gas oksi-asetilen, terdiri dari:
- tabung gas oksigen dan regulatornya
- tabung gas asetilen dan regulatornya
- selang
- brander (torch)
2. Bahan pengisi (kawat)
3. Alat pengaman (sarung tangan, kaca mata las)
4. Korek api dan oncor
5. Stopwatch
6. Sikat baja
7. Alat-alat kerja bangku bila diperlukan.
Cara Pelaksanaan
a. Menyiapkan semua peralatan yang akan dipergunakan.
b. Memeriksa brander harus dalam keadaan tertutup.
c. Membuka tabung gas oksigen dan asetilen dengan cara mengendorkan baut penutupnya dengan kunci pembuka.
d. Memeriksa isi tabung gas dengan melihat manometer penunjuk tekanan yang terpasang pada regulator.
e. Mengatur tekanan kerja dengan memutar handel pada regulatornya (putaran ke kanan untuk memperbesar tekanan gas).
f. Membuka sedikit gas asetilen pada brander dan menyalakannya dengan api.
g. Membuka dan sekaligus mengatur besar kecilnya gas oksigen pada brander sampai diperoleh nyala netral.
h. Mulai melakukan pengelasan dengan mengarahkan nyala api brander pada logam induknya.
i. Bila
logam induk sudah mulai mencair, kemudian mengarahkan logam pengisi
pada bagian logam induk yang mencair dan mengayunkan brander sampai
terbentuk rigi-rigi las yang diinginkan.
j. Mengulangi nomor h sampai nomor i sampai didapat rigi-rigi las yang baik.
k. Latihan menyambung bermacam-macam bentuk benda kerja.
l. Melaksanakan praktikum dengan serius dan berhati-hati agar tidak terjadi hal-hal yang tidak diinginkan
Ssetelah praktikum selesai, membersihkan tempat dan peralatan praktikum serta mengembalikannya pada tempat semula
.