Thursday, June 16, 2011

Sejarah dan Perkembangan Pengelasan

http://4.bp.blogspot.com/_rojAnz5v-kY/S9b-hx0weoI/AAAAAAAAABg/oZbBGvtw9bM/s1600/egyptbraze.jpg

Sejak sekitar 5000 tahun yang lalu, manusia telah mampu melakukan pengelasan. Pengelasan dilakukan dengan menyambung logam dengan cara memanaskan dua buah logam sampai mencapai titik leleh dari logam tersebut. Kemudian dua logam tadi akan ditumpuk dan kemudian dipalu untuk membentuk ikatan yang kuat. Salah satu bukti ditemukan di Lembah daerah Kerajaan pada tahun 1922 yang mengisyaratkan bahwa peti jenazah Raja Tutankhamen diperkirakan dibuat sekitar tahun 1360 SM dengan melibatkan proses pengelasan.

Api untuk memanaskan logam tersebut diperoleh dari pembakaran kayu atau arang, teknik ini dinamakan teknik las tempa. Namun cara semacam ini tentu akan memakan banyak waktu dan sangat tidak praktis. Selama berabad-abad, las tempa dipakai sebagai proses utama untuk menyambung logam tanpa banyak mengalami perkembangan.



Perkembangan Jenis- Jenis Pengelasan

Las Busur Listrik (Elekctric Arc Welding)

Setelah energi listrik ditemukan maka perkembangan proses pengelasan berjalan dengan pesat. Pada tahun 1885 alat-alat las busur listrik (Elekctric Arc Welding) ditemukan oleh Bernardes. Las busur listrik dengan electrode carbon batangan tanpa pembungkus dengan menggunakan baterai sebagai sumber tenaga listrik. Kelemahan utama proses las listrik carbon adalah oksidasi yang cukup tinggi pada las yang menyebabkan las menjadi mudah berkarat karat, sehingga teknik las ini tidak lagi dipakai.


Las Tahanan (Resistance Welding)

Pada waktu yang hampir bersamaan, tepatnya pada tahun 1877, seorang ahli fisika dari Inggris bernama James Joule, menemukan las tahanan (Resistance Welding). Pada tahun 1856 dia memanaskan dua batang kawat dengan aliran listrik. Selama proses pemanasan, kedua kawat tersebut ditekan satu sama lain. Ternyata kedua kawat tersebut saling terikat setelah selesai dipanaskan. Las tahanan mencapai perkembangan yang pesat setelah diciptakan berbagai jenis robot. Untuk memenuhi kebutuhan dikembangkan berbagai bentuk las tahanan listrik yang meliputi las titik, interval, seam (garis) dan proyeksi. Las ini dalam prosesnya menerapkan panas dan tekanan. Electrode berfungsi sebagai penyalur arus dan penekanan benda yang dilas berbentuk plat. Pada perkembangan selanjutnya, resistane welding menghasilkan beberapa jenis proses pengelasan, seperti las kilat (Flash Welding) pada tahun 1920.


Las Thermit (Thermit Welding)

Pada dekade berikutnya, diperkenalkan las thermit (Thermit Welding). Las thermit diperoleh dengan menuangkan logam cair diantara dua ujung logam yang akan disambungkan sehingga ikut mencair. Setelah membeku kedua logam menyatu dan cairan logam yang dituangkan berfungsi sebagai bahan tambah.


Las Oksigen Acetylene (Oxygen Acetylene Welding)

Pada tahun 1892 gas acetylene ditemukan oleh Thomas Leopard Wetson. Campuran gas acetylene dan oksigen dengan perbandingan dan tekanan tertentu bila dibakar akan menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk dapat melelehkan logam. Gas oksigen diproduksi dengan cara mencairkan udara sehingga oksigen murni dapat diambil. Cara ini dilakukan oleh Brins bersaudara, yaitu orang Perancis pada tahun 1886. Alat untuk membakar campuran gas acetylene dan oksigen dinamakan brander, ditemukan oleh Fouche dan Picord. Alat ini mulai digunakan pada tahun 1901. Las ini berhasil menggeser pemakaian las tempa dan mendominasi proses pengelasan untuk beberapa dekade sampai dikembangkan las listrik.

Pada tahun 1925 las oksigen acetylene digeser oleh adanya perbaikan las busur listrik dimana las busur tersebut memakai electrode terbungkus. Setelah terbakar, pembungkus electrode menghasilkan gas dan terak. Gas melindungi kawah las dari oksidasi pada saat proses pengelasan sedang berlangsung. Terak melindungi las selama proses pembekuan hingga dingin (sampai terak dibersihkan). Keterbatasan las busur electrode batangan adalah panjang ektode yang terbatas sehingga setiap periode tertentu pengelasan harus berhenti mengganti electrode.

Bertitik tolak dari kelemahan tersebut maka pada akhir tahun 1930-an diciptakan las busur electrode gulungan. Secara prinsip, pengelasan tidak perlu berhenti sebelum sampai ujung jalur las. Dan pengelasan dapat dilakukan dengan cara semi otomatis atau otomatis. Sebagai pelindung dipakai flux. Flux dituangkan sesaat di muka electrode sehingga busur nyala listrik terpendam oleh flux. Keuntungannya, operator tidak silau oleh busur nyala listrik, kelemahannya, las terbatas pada posisi di bawah tangan saja pada posisi lain flux akan jatuh berhamburan sebelum berfungsi.


Las TIG (Tungsten Inert Gas)

Pada tahun 1941 di Amerika ditemukan electrode Tungsten. Tungsten tidak mencair oleh panasnya busur nyala listrik sehingga tidak terumpan dalam lasan. Sebagai pelindung dipakai gas inti (Inert) yang untuk beberapa saat dapat bertahan pada kondisinya. Gas inti disemburkan ke daerah las sehingga las terhindar dari oksidasi. Karena menggunakan las inti sebagai bahan pelindung, las ini sering disebut las TIG (Tungsten Inert Gas).

Keberhasilan pemakaian gas inti pada alas tungsten dicoba pula pada alas elektroda gulungan pada awal tahun 1950-an. Proses ini selanjutnya disebut Gas Metal Arc Welding (GMAW) atau las MIG (Metal Inert Gas). Karena gas argo sangat mahal maka dipakai gas campuran argon dan oksigen atau gas CO yang cukup aktif. Las ini biasa disebut dengan Metal Aktif Gas (MAG). Dapat pula dipakai pelindung campuran argon dengan CO selama tidak lebih dari 20% hasilnya cukup baik karena tidak meninggalkan terak. Perlu diketahui bahwa gas pelindung sangat mahal, maka cara tersebut hanya dipakai untuk keperluan khusus.


Las Busur Berinti Flux (Flux Core Arc Welding)

Berikutnya ditemukan las busur electrode gulungan dengan pelindung lasan berupa serbuk. Supaya dapat dipakai pada segala posisi, elektroda dibuat berlubang seperti pipa untuk menempatkan flux. Proses ini lebih murah dari pada las busur gas, dapat untuk segala posisi dan teknik pengelasan dapat dikembangkan secara semi otomatis atau otomatis penuh las ini disebut las busur berinti flux (Flux Core Arc Welding).


Las Stud (Stud Welding)

Selanjutnya ada elektroda sebagai komponen yang akan dipasang pada bagian lain. Las ini disebut las stud. Stud terpasang pada benda utama melalui tiga tahap yaitu tata letak posisi, pencarian ujung stud dan benda utama dan penekanan stud pada benda utama sesaat setelah busur nyala dimatikan.


Las Induksi (Induction Welding)

Setelah itu dikembangkan las listrik frekuensi tinggi yaitu 10.000 sampai 500.000 Hz. Las listrik frekuensi tinggi sering disebut las induksi. Ditinjau dari proses penyatuan benda yang dilas, las ini termasuk las padat yang dibantu dengan panas untuk memecah lapisan oksidasi atau kotoran pada permukaan benda yang dilas. Panas yang dihasilkan sangat tipis di permukaan benda yang dilas sehingga las ini sangat cocok untuk plat tipis.


Las Electron (Electron Beam Welding)

Pada tahun 1950-an , energi listrik diubah menjadi seberkas electron yang ditembakkan pada benda yang akan dilas. Panas yang dihasilkan lebih besar dan dimensi bekas electron jauh lebih kecil dari busur nyala listrik, proses pengelasan sangat cepat sehingga sangat cocok untuk produksi masal. Daerah panas menjadi lebih sempit sehingga sangat cocok untuk bahan yang sensitif terhadap perubahan panas. Kualitas las sangat baik dan akurat, hanya saja peralatannya sangat mahal. Cara ini biasa disebut las electron (Electron Beam Welding).


Las Gesek (Friction Welding)

Pada tahun 1950, AL Chudikov, seorang ahli mesin dari Uni Sovyet, mengemukakan hasil pengamatannya tentang teori tenaga mekanik dapat diubah menjadi energi panas. Gesekan yang terjadi pada bagian-bagian mesin yang bergerak menimbulkan banyak kerugian karena sebagian tenaga mekanik yang dihasilkan berubah menjadi panas. Chudikov berpendapat, proses demikian mestinya bisa dipakai pada proses pengelasan. Setelah melalui percobaan dan penelitian dia berhasil mengelas dengan memanfaatkan panas yang terjadi akibat gesekan. Untuk memperbesar panas yang terjadi, benda yang dilas tidak hanya diputar, tetapi juga ditekan satu terhadap yang lain. Tekanan juga berfungsi mempercepat fusi. Cara ini disebut las gesek (Friction Welding).


Las Busur Plasma (Plasma Arc Welding)

Las busur plasma (Plasma Arc Welding). Proses plasma sebenarnya merupakan penyempurnaan las tungsten, hanya saja busur nyala listrik tidak muncul diantara elektroda dengan benda yang akan di las, tetapi muncul antara ujung elektroda dengan gas inti yang mengalir di sekitarnya. Las plasma ternyata lebih baik dari las tungsten karena busur nyala listrik yang muncul lebih stabil dengan diameter lebih kecil sehingga panasnya lebih terpusat. Proses pengelasan bisa berjalan dengan lebih cepat, disamping itu tungsten tidak pernah menyentuh benda yang dilas.


Las Ultrasonik (Ultrasonic Welding)

Awal tahun 1960 ditandai dengan penemuan las yang menggunakan suara frekuensi tinggi (Ultrasonic Welding). Las ini juga menggunakan listrik dalam proses kerjanya, tidak ada aliran listrik pada benda yang dilas, panas yang ditimbulkan semata-mata hasil proses dan sifatnya hanya membantu dalam proses penyatuan benda yang dilas. Suara yang digunakan berkisar antara 10.000 sampai 175.000 Hz, getaran suara disalurkan melalui sosotrode yang dipasang pada benda yang dilas. Kemudian tekanan diterapkan pada benda yang dilas selama proses. Kelebihan proses ini adalah sesuai untuk benda tipis dan tidak terpengaruh jenis bahan yang disambungkan. Tidak dipakainya energi panas sebagai energi utama merupakan kelebihan sendiri pada bahan tertentu dan tipis, hanya saja kurang berhasil untuk ketebalan benda yang dilas diatas 2,5mm x 2.


Las Ledakan (Exsplosive Welding)

Las ledakan (Exsplosive Welding) dikembangkan dari pengamatan seseorang dimasa Perang Dunia I, dimana terdapat pecahan-pecahan bom yang melekat kuat pada logam lain yang tertumbuk. Carl dalam penelitiannya menyimpulkan bahwa pecahan bom tersebut menempel karena efek jet pada saat terjadi tumbukan. Efek jet mampu membersihkan kotoran yang melekat pada permukaan kedua benda sehingga terjadi kontak antar atom kedua benda dan menghasilkan ikatan yang cukup kuat.

Las Laser (Laser Welding)

Pada tahun 1955 para ahli fisika berhasil menemukan sinar laser, secara sederhana dapat dikatakan sinar yang diproduksi pada panjang gelombang tertentu dan paralel, kemudian diperbesar, sinar tersebut selanjutnya akan difokuskan. Panas yang dihasilkan pada titik fokus sangat tinggi. Menjelang tahun 1970, laser mulai diterapkan pada alas, laser sebagai sinar dapat diatur secara akurat sehingga las laser sangat sesuai untuk peralatan-peralatan khusus. Las laser dapat dipakai untuk mengelas benda-benda dengan ketebalan 0,13 mm sampai 29 mm pada kecepatan geser berkisar dari 21 mm/dt sampai 1,2 mm/dt. Persoalan yang timbul pada alas laser sama halnya dengan las electron, kerenggangan benda yang dilas sangat kecil antara 0,03 sampai 0,15.


Perbedaan Mengelas, Membrasing dan Menyolder

Mengelas

Mengelas adalah menyambung dua bagian logam atau lebih dengan jalan memanaskan bagian logam yang akan disambung beserta bahan tambahannya (bila menggunakan) sehingga mencapai titik cair logam tersebut kemudian keduanya dipadukan sehingga dapat bercampur satu dengan yang lain, dan setelah dingin sambungan akan menyatu dengan kuat.

Membrasing

Membrasing termasuk cara menyambung logam, hanya kalau di sini benda yang akan disambung dipanaskan sampai di atas 475 derajat celcius di bawah titik cairnya. Bahan tambahnya yang digunakan biasanya dari logam non ferro, misalnya kuningan atau perak. Agar hasil pembrasingan baik, maka perlu menggunakan flux.

Menyolder

Adalah suatu cara menyambung dengan menggunakan logam pengisi. Biasanya logam pengisi mempunyai titik cair yang lebih rendah dari logam yang akan disolder. Untuk mencairkan logam pengisi tidak digunakan api langsung ke benda yang akan disambung, melainkan menggunakan solder yang dipanasi terlebih dahulu. Panas yang diperlukan kira-kira di bawah 450 derajat celcius. Logam pengisi yang digunakan adalah dari bahan paduan timbal.