LAS SMAW

 PENGELASAN SMAW

    Proses pengelasan SMAW yang umummnya disebut Las Listrik adalah proses pengelasan yang menggunakan panas untuk mencairkan material dasar dan elektroda. Panas tersebut ditimbulkan oleh lompatan ion listrik yang terjadi antara katoda dan anoda (ujung elektroda dan permukaan plat yang akan dilas ). Panas yang timbul dari lompatan ion listrik ini besarnya dapat mencapai 4000 Celcius. 

    Proses terjadinya pengelasan karena adanya kontak antara ujung elektroda dan material dasar sehingga terjadi hubungan pendek dan saat terjadi hubungan pendek tersebut tukang las (welder) harus menarik elektrode sehingga terbentuk busur listrik yaitu lompatan ion yang menimbulkan panas. Panas akan mencairkan elektrode dan material dasar sehingga cairan electrode dan cairan material dasar akan menyatu membentuk logam lasan (weld metal). 

    Untuk menghasilkan busur yang baik dan konstan tukang las harus menjaga jarak ujung elektroda dan permukaan material dasar tetap sama. Adapun jarak yang paling baik adalah sama dengan diameter elektroda yang dipakai.

    Pada proses pengelasan SMAW jenis pelindung yang digunakan adalah selaput flux yang terdapat pada elektroda. Flux pada elektroda SMAW berfungsi untuk melindungi logam las yang mencair saat proses pengelasan berlangsung. Flux ini akan menjadi slag ketika sudah padat.

    Heat input besarnya panas/temperatur (H) yang dapat melelehkan sebagian bahan merupakan perkalian antara tegangan listrik (E) dangan kuat arus (I) dan waktu (t) yang dinyatakan dalam satuan panas joule seperti rumus dibawah ini :

H = E x I x t

dimana :

 H = panas (joule)

E = tegangan listrik (volt)

I = kuat arus (amper)

t = waktu (detik)

Karakteristik Listrik (Electrical Characteristic )
    Sumber arus listrik dinyatakan dalam arus AC atau DC. Jika DC, polaritasnya  juga harus ditentukan. Keuntungan Mesin Las AC dibandingkan dengan DC adalah mesin las AC tidak berpengaruh terhadap output arus yang keluar pada elektroda meskipun panjang kabel las yang digunakan sangat panjang. Jika las DC semakin panjang kabelnya maka output ampernya semakin berkurang, untuk mengukurnya dapat menggunakan tang ampere. Ukur pada kabel dekat dengan mesin las dan kabel pada holder elektroda.

Keuntungan Mesin Las DC dibanding Las AC adalah proses awal penyalaan lebih mudah, kemudian mesin las DC lebih bagus hasilnya jika digunakan untuk penetrasi atau pembuatan akar las.

Keuntungan Las SMAW

• Las SMAW dapat digunakan untuk mengelas semua posisi.
• Dapat digunakan untuk mengelas semua jenis material ferrous.
• Harga mesin las lebih murah dibandingkan mesin las GMAW atau SAW.
• Peralatan mudah dibawah kemana saja dan cukup ringkas.
• Dapat digunakan untuk mengelas dengan ketebalan material yang kita inginkan.

Kekurangan Mesin Las SMAW

• Harus sering melakukan pemasangan Elektroda saat mengelas, karena panjang kawat las terbatas.
• Harus melakukan pembersihan slag atau kerak las setelah proses pengelasan.
• Hanya dapat digunakan mengelas jenis material Ferrous.
• Pada jenis elektroda tertentu harus dioven sebelum melakukan pengelasan.

Polaritas Pada Mesin Las SMAW

Pada pengelasan SMAW arus listrik yang dihasilkan oleh mesin las dapat dibedakan berdasarkan jenis arusnya yaitu :
1.Mesin dengan arus bolak balik (DC)
2.Mesin dengan arus searah (AC)
3.Mesin dengan kombinasi bolak balik (AC) dan arus searah (DC)

Pada mesin las arus searah (DC) dilengkapi dengan suatu komponen yang mampu merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) yaitu dengan diode atau rectifier. Pada mesin las arus kombinasi antara arus olak-balik (AC) dan arus searah (DC) dilengkapi dengan rectifier dan transformator, dimana komponen rectifier ini berfungsi untuk meratakan arus.

Pada proses pengelasan SMAW arus bolak-balik (AC), voltage dropnya tidak di pengaruhi oleh panjang kabel, kurang cocok digunakan pada arus yang lemah, tidak semua tipe elektroda dapat digunakan. Secara penggunaan arc starting (busur awal) lebih sulit terutama pada elektroda dengan diameter yang kecil. Pengelasan arus bolak-balik ini menghasilkan nyala busur yang kasar, Biasanya banyak digunakan pada pekerjaan lapangan.

Sedangkan pada pengelasan SMAW arus searah (DC), voltage dropnya sangat sensitif terhadap panjang kabel yang pendek, dapat digunakan pada arus yang kecil dengan diameter elektroda yang kecil dan semua jenis elektrode dapat digunakan serta arc starting (busur awal) lebih mudah terutama menggunakan arus yang kecil, umumnya industry fabrikasi memakai mesin las SMAW jenis polarity DC.

Pada prinsipnya pengelasan SMAW DC polarity dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu polarity jenis DCEP dan DCEN

Direct Current Elektroda Positif (DCEP)

Polaritas DCEP atau dikenal dengan pengkutuban terbalik Adalah pengelasan SMAW kutub positif dihubungkan dengan kabel yang disambungkan pada holder atau kabel elektroda. Sedangkan kutub negatif dihubungkan dengan benda kerja, Polaritas ini juga disebut dengan DCRP (Direct Current Reverse Polarity).  Aliran arus listrik bergerak dari logam lasan menuju ke elektrode dan menyebabkan 2/3 panas yang dihasilkan terdapat di elektroda dan 1/3 panas yang dihasilkan terdapat pada logam lasan. Cara polarity DCEP akan menyebabkan kuantitas pencairan pada elektroda lebih banyak sehingga pengelasan menghasilkan penetrasi yang dangkal.

Direct Current Elektroda Negatif (DCEN)

Polaritas DCEN atau dikenal dengan penjutuban lurus adalah pengelasan SMAW kutub negatif dihubungkan dengan kabel elektroda, sedangakan kutub positif dihubungkan dengan benda kerja, Polaritas ini juga disebut dengan DCSP (Direct Current Straight Polarity).  Aliran arus listrik mengalir elektroda menuju ke logam lasan, yang menyebabkan 2/3 panas yang dihasilkan terdapat di logam lasan dan 1/3 panas yang dihasilkan terdapat pada elektroda. Cara polarity DCEN akan menyebabkan kuantitas pencairan logam lasan lebih banyak dibandingkan dengan elektroda sehingga pengelasan menghasilkan penetrasi yang dalam.

Bagian-bagian Peralatan Las SMAW

1. Mesin Las SMAW

Mesin las merupakan sumber arus listrik yang digunakan pada pengelasan busur listrik SMAW, mesin las terbagi menjadi dua jenis yaitu mesin las DC dan mesin las AC, pada mesin las A bagian dalam mesin las terdapat sebuah trafo las, sedangkan pada mesin las DC bagian dalam mesin las tersebut juga terdapat trafo yang dilengkapi dengan sebuah diode atau rectifier (mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah)

2. Penjepit Elektroda (holder)

Penjepit elektrode berfungsi untuk meneruskan aliran arus listrik dari kabel elektroda menuju ke elektroda selain itu juga berfungsi sebagai penjepit atau pemegang ujung elektroda.

3. Klem massa

Klem masa berfungsi sebagai penghubung kabel masa dari mesin las logam yang akan dilas dan dijepitkan pada logam lasan tersebut. Klem masa sangat penting pada saat proses pengelasan karena apabila klem masa tersebut longgar ataupun tidak terpasang dengan baik, maka arus yang mengalir menjadi tidak stabil sehingga mempengaruhi nyala busur listrik pada saat pengelasan.

4. Elektroda

Elektroda merupakan sebuah kawat logam yang dilapisi oleh salutan atau fluks yang berfungsi untuk menyalakan busur listrik pada las SMAW, salutan pada elektroda berfungsi sebagai pelindung logam hasil pengelasan dari paparan lingkungan sekitar. Lapisan elektroda atau fluks ini merupakan campuran dari beberapa bahan kimia yang sesuai dengan kegunaan pada saat pengelasan.

5. Kabel masa dan kabel elektroda

Kabel masa dan kabel elektroda berfungsi sebagai penyalur aliran listrik dari mesin las menuju ke logam pengelasan dan kembali ke mesin las. Diameter penampang dari kabel elektroda dan kabel masa tersebut harus memiliki diameter yang cukup besar agar mampu mengalirkan arus listrik yang besar, apabila kabel yang digunakan kurang besar atau tidak memenuhi standar maka akan menimbulkan panas yang diakibatkan besarnya muatan listrik yang tidak sebanding dengan besarnya luas penampang pada kabel sehingga dapat merusak isolasi kabel dan meleleh karena panas tersebut.

6. Elektroda las SMAW

Elektroda terdiri dari logam inti sebagai pengisi dan salutan yang berfungsi untuk melindungi cairan logam lasan dari pengaruh lingkungan sekitar. Pada saat proses pengelasan, logam inti dan salutan (fluks) pada elektroda akan mencair akibat panas yang timbul dari percikan busur listrik. Cairan logam inti akan menjadi satu dengan logam lasan atau base metal sedangkan salutan elektroda yang mencair akan terapung menuju ke permukaan logam lasan kemudian lama kelamaan akan mengeras dan menjadi kerak pada permukaan logam hasil lasan dan akan melindungi hasil lasan tersebut dari pengaruh lingkungan ataupun udara luar yang akan mempengaruhi sifat mekanik, sifat kimia serta sifat fisik dari logam hasil pengelasan.

Jenis lapisan pelindung akan sangat berpengaruh terhadap sifat logam hasil pengelasan karena cara perlindungan dan kegunaan yang berbeda pada setiap jenis material. Berikut ini merupakan jenis lapisan pelindung elektroda (fluks) :
a. Low hidrogren potassium.
b. High cellulose potassium.
c. High titania sodium.
d. Low hydrogren potassium.
e. Iron powder, low hydrogren. 
f. High iron oxide.
g. High titania potasium.
h. Iron powder, titania.
i. Low hydrogren sodium.
j. High cellulose sodium.

Arti kode elektroda

Dalam pengelesan SMAW terdapat kode atau simbol yang tercantum pada elektroda yang menyatakan spesifikasi dari elektroda tersebut, berikut ini arti kode dan simbol yang tercantum pada elektroda.

(E) menyatakan jenis elektroda untuk jenis pengelasan SMAW, misalnya ;

(E60xx) pada dua digit pertama (60) yaitu menunjukan besarnya kekuatan tarik dalam satuan Kilo Ponds-Square Inch.

(Exx1x) pada digit ketiga (1) yaitu menunjukan posisi pengelasan yang cocok digunakan pada elektroda tersebut.
angka (1) dapat digunakan pada semua posisi pengelasan.
angka (2) dapat digunakan pada posisi horizontal dan flat.
angka (3) digunakan hanya pada posisi flat/datar.

(Exxx2) pada digit keempat (2) yaitu menunjukan spesifikasi :
Penis salutan
Penetrasi busur
Arus las
Serbuk besi (%)

Parameter Las

Dalam mengelas SMAW Anda harus memperhatikan beberapa parameter las agar hasil maksimal, berikut ini parameternya 

Arus Pengelasan.

Ampere las sangat berpengaruh terhadap hasil las, mulai dari penetrasi, lebar las dan tebal dari hasil pengelasan. Jika arus terlalu kecil maka penetrasi dangkal, namun jika terlalu besar maka material dapat jebol dan juga dapat menyebabkan daerah HAZ menjadi lebih besar.

secara rinci dapat disipulkan bahwa pemilihan arus yang terlalu besar akan mengakibatkan :

1. elektroda akan cepat panas dan akan merusak kestabilan fluk

2. lebar cairan terlalu besar

3. perlindungan cairan tidak maksimal dan akan mengakibatkan logam berpori

4.akan mengakibatkan undercut

5. terak akan sulit untuk dibersihkan

Sedangkan akibat pemilihan arus las terlalu kecil diantaranya :

1. penyalaan busur sulit dan selalu lengket 

2. peleburan terputus-putus karena busur terlalu tidak stabil

3. peleburan base metal dan elektroda jelek dan terjadi slag incluision

Voltase Pengelasan.
Voltase ini hampir sama pengaruhnya dengan arus las, yaitu berpengaruh terhadap lebar lasan dan kecepatan mencairnya elektroda.

Kecepatan Pengelasan.
Kecepatan las yang benar diperlukan untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan syarat keberterimaan. Jika terlalu cepat maka hasil pengelasan cenderung lebih kecil, sedangkan jika terlalu lambat maka akan terlalu tebal.

Gb. Hasil pengelasan berdasarkan kecepatan dan pemilihan arus las

Polaritas.
Untuk SMAW, polaritas DCEN hasil penetrasinya lebih dangkal dibandingkan dengan DCEP. Hal tersebut berbanding terbalik dengan pengelasan GTAW

Cara menyalakan Busur

Ada dua metode dasar yang dipergunakan untuk memulai menyalakan busur yaitu :

1. Metode menggores (striking)

Pada metode striking elektroda disentuhkan ke permukaan benda kerja dengan menggores yang gerakannya mirip seperti menyalakan korek api. Begitu elektroda menyentuh permukaan benda kerja maka akan menghasilkan busur yang tidak stabil, oleh sebab itu harus dijaga jarak antara ujung elektroda dan permukaan benda kerja yang jaraknya sama dengan elektroda yang digunakan.

2. Metode mengetuk/ (tapping)

Pada metode ini elektroda dengan posisi vertikal terhadap permukaan benda kerjanya. Penyalan busur dimulai dengan mengetuk permukaan benda kerja yang akan menghasilkan busur yang tidak stabil, oleh sebab itu harus dijaga jarak antara ujung elektroda dan permukaan benda kerja yang jaraknya sama dengan elektroda yang digunakan

Jika dalam menarik atau mengangkat elektroda terlambat maka elektroda akan lengket atau menempel pada benda kerja dikarenakan cairan logam membeku. Jika hal tersebut terjadi segera lepas elektroda dari holder (pemegang elektrodanya) atau matikan mesin.