MESIN LAS ASETILIN

Posted by : Erik Abdul Rohman Selasa, 03 Februari 2015

MESIN LAS ASETILIN /KARBIT

A. Pengertian

Las Oxy-Acetylene (las asetilin) adalah proses penyambungan logam dengan logam (pengelasan) yang mengunakan gas aseteline (C₂H₂) sebagai bahan bakar, prosesnya adalah membakar bahan bakar gas dengan O₂sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi serta penyambungan tanpa penekanan. Prosespenyambung logam melalui proses pelelehan logam menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin dan gas oksigen tersebut digunakan mesin yang disebut mesin las asetilen.

B. Bagian Las Asetilin

1. Tabung Oksigen

Tabung oksigen berfungsi untuk menampung gas oksigen. Tabung oksigen biasanya berwarna biru atau hitam, mempunyai katub atau pembuka katup berupa roda tangan, baut serta mur pengikatnya menggunakan ulir kanan. Bagian atas ada dudukan untuk memasang regulator.

2. Katup silinder oksigen

Katup silinder oksigen terletak diujung atas silinder berguna untuk membuka atau menutup keluarnya oksigen sesuai keperluan. Dalam katup ini terdapat lubang pengaman dimana jika temperatur naik maka tekanan akan naik, tekanan akan dikurangi lewat pengaman ini .

3. Katup silinder asetilin

Katup silinder asetilin terletak diujung atas berguna membuka atau menutup keluarnya asetilin juga terdapat pengaman yang akan mencegah terjadinya ledakan karena tekanan panas dari dalam silinder.

4. Torch / Brander

Torch / Brander merupakan tempat bercampurnya gas asitelin dan oksigen setelah melalui proses pembukaan katup-katup penyetelan gas acetylene dan oksigen pada brander. Campuran gas asitelin dan oksigen mengalir melalui batang brander menuju saluran keluar pada ujung brander yaang berlubang.

5. Selang Oksigen

Selang Oksigen merupakan penghubung antara gas oksigen yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang oksigen berwarna hijau/biru dan memiliki ulir kanan. Selang, dibuat spesial mampu manahan tekanan tinggi, dibuat dalam ukuran 3/16”, ¼”,3/8” and ½”.

6. Saluran Asetilin

Selang asetilin merupakan penghubung antara gas asetilin yang keluar dari tekanan kerja regulator dengan brander las. Selang gas asetilin berwarna merah dengan ulir kiri.

7. Tabung asetilin

Tabung gas asetilin berfungsi untuk menampung gas gas asetilin. Untuk tabung gas asetilin menggunakan tabung berwarna putih atau kuning. Di dalam tabung asetilin terdapat beberapa alat misalnya bahan berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton, yaitu bahan supaya asetilin dapat larut dengan baik dan aman di bawah pengaruh tekanan. Dibagian bawah tabung diberi sumbat pengaman atau sumbat lebur akan meleleh dan lubang sumbat akan bocor bila sumbat pengaman mencapai suhu 100°C. Pengeluaran gas tidak boleh lebih dari 750 liter/jam. Tabung ini berisi 40 s.d. 60 liter gas asetilin, bentuknya pendek dan gemuk, biasanya berwarna merah.

8. Regulator asetilin

Fungsi dari regulator asetilin yaitu untuk mengukur tekanan gas di dalam tabung dan mengatur tekanan kerja pengelasan. Regulator asetilin berwarna merah. Regulator atau lebih tepat dikatakan Katup Penutup Tekan, dipasang pada katub tabung dengan tujuan untuk mengurangi atau menurunkan tekann hingga mencapai tekana kerja torch. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Pada regulator terdapat bagian-bagian seperti saluran masuk, katup pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung, alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang. Regulator asetilin memiliki jenis ulir kiri dan kemampuan regulator yaitu dibuat sampai 500 psi, dan tekanan kerja 15 psi.

9. Regulator Oksigen

Fungsi dari regulator oksigen ini yaitu untuk mengukur tekanan gas oksigen di dalam botol dan mengatur tekanan kerja pengelasan. Untuk regulator oksigen menggunakan warna hijau. Regulator ini juga berperan untuk mempertahankan besarnya tekanan kerja selama proses pengelasan atau pemotongan. Ulir sambungan regulator oksigen menggunakan ulir kanan. Regulator oksigen, dimana tabung oksigen penuh tekanannya adalah 2200 psi, untuk mengelas tidak memungkinkan dengan tekanan sebesar itu maka perlu regulator. Regulator oksigen mampu menahan tekanan sebesar 3000 psi.

10. Silinder Pressure

Pengatur tekanan atau lebih sering disebut katup pereduksi tekanan, dihubungkan pada katup gas atau oksigen untuk mendapatkan tekanan kerja yang sesuai dengan torch, pada umumnya terdiri dari kran yang dilengakapi dengan dua manometer, yang berhubungan langsung dengan gas asetilin atau oksigen disebut manometer isi. Sedangkan yang berhubungan dengan torch disebut manometer kerja. Nosel didalam regulator terbuka dan tertutup oleh katup yang ditekan oleh pegas dan dihubungkan dengan membran. Dengan cara mengatur tekanan ulir pada membran, tekanan gas yang masuk ke torch mempunyai harga tertentu dan konstan.

11. Baut Pengunci

12. Pemegang silinder

C. Perlengkapan Las Asetilin

1. Korek api las

Korek api las digunakan untuk menyalakan gas, karena tangan kita posisinya terlalu dekat dengan ujung pembakar sehingga sangat mudah terjilat api. Untuk itu menyalakan gas ini biasanya digunakan korek api las.

2. Sikat kawat (wire brush)

Sikat kawat berfungsi untuk membersihkan benda kerja yang akan dilas dan sisa-sisa terak yang masih ada setelah dibersihkan dengan palu terak. Bahan serabut sikat terbuat dari kawat-kawat baja yang tahan terhadap panas dan elastis, dengan tangkai dari kayu yang dapat mengisolasi panas dari bagian yang disikat.

3. Palu las (chipping hammer).

Palu las digunakan untuk membersihkan terak yang terjadi akibat proses pemotongan dan pengelasan dengan cara memukul atau menggores teraknya. Pada waktu membersihkan terak, gunakan kacamata terang untuk melindungi mata dari percikan bunga api dan terak. Ujung palu yang runcing digunakan untuk memukul pada bagian sudut rigi-rigi. Palu las sebaiknya tidak digunakan untuk memukul benda-benda keras, karena akan mengakibatkan kerusakan pada bentuk ujung-ujung palu sehingga palu tidak bisa berfungsi sebagaimana mestinya.

4. Tang penjepit

Tang elektroda digunakan untuk menjepit elektoda las. Alat ini terdiri atas mulut penjepit dan pegangan yang dibungkus penyekat

5. Air

Air digunakan untuk mendinginkan benda kerja setelah pengelasan.

D. Pembuatan Oksigen

Secara teknis, oksigen di dapat dari udara yang dicairkan. Kemudian dengan cara elektrolisa, campuran udara cair dan air dipisahkan oleh oksigen. Masalah yang sulit adalah antara Nitrogen dan Oksigen . Nitrogen titik didihnya lebih besar, dan titik didih kedua gas tersebut hanya berbeda 13 0C saja. (Oksigen = -183 ⁰C dan Nitrogen = -196 ⁰C), sehingga perlu pemurnian oksigen dilaksanakan secara berulang-ulang. Kemurnian yang dapat dicapai sampai 99,5 % dan kemudian dimanfaatkan dalam tangki-tangki baja dengan tekanan kerja antara 15-30 atm. Keuntungan pemakaian oksigen adalah keadaan oksigen yang cukup cair tersebut, dapat dipertahankan pada tangki penyimpan dan mudah pada saat pengangkutan. Pada saat dibutuhkan dengan menggunakan alat (Gasificator), oksigen cair dijadikan oksigen gas, dengan tekanan yang besar kemudian oksigen gas tersebut disimpan pada botol-botol baja. Tekanan pada botol-botol baja dibagi berdasarkan kelas. Kelas medium tekanannya sampai 15 atm dan kelas tekanan tinggi sampai dengan 165 a atm.

Oxygen Quality Control

Untuk mengetahui kemurnian oksigen, dipakai alat Oxygen Purity Test Ap Apparatus, pada prinsipnya adalah mereaksikan oksigen dengan larutan ammonia (NH₄OH) + CU CL₂ , sisa yang tidak terlarut adalah nitrogen dan argon.

E. Pembuatan Asetilin

Secara komersial (C₂H₂) untuk industri las karbit, diperoleh dengan mereaksikan kalsium karbid dengan air. Jadi asitelin adalah gas hidro karbon yang diperoleh dari unsur-unsur kapur, karbon dan air dengan reaksi sebagai berikut : Ca O + 3 Ca C₂ + Co 108 + k .kal/g.mole (jadi pembakaran kapur dengan karbon tanpa udara). Asetilin tidak berbau dan tidak berwarna, sedangkan dalam perdagangan ada bau khusus karena ada kotoran belerang dan phosphor. Asetilin murni mudah meledak karena faktor-faktor tekanan dan temperature. Tetapi faktor-faktor lain yang mempengaruhi expobility dari asetilin adalah adanya kotoran-kotoran, katalisator, kelembaban, sumber-sumber penyalaan, ukuran dan bentuk tangki.

Karena alasan-alasan tersebut di atas, pada asetilin generator dibatasi, tekanan asetilin maksimum 5 atm. Karena asetilin di atas tekanan 2 atm dapat meledak. Untuk mengatasinya jika asetilin disimpan di dalam botol bertekanan lebih besar dari 2 atm, harus dilarutkan pada aseton cair. Caranya adalah melapisi dinding dalam botol pen yimpanan dengan asbes ferrous dan dicelupkan dengan acetone cair.

F. Jenis-jenis Nyala Api yang Digunakan di dalam Las Asetilin

Untuk dapat mengelas oxy-acetylene dengan baik maka harus dapat mengenali ketiga nyala yang ada di dalam las ini serta dapat menyetel nyala api yang sesuai. Penyetelan nyala api dimulai dari pembukaan katup acetylene terlebih dahulu sampai api pada posisi batas tidak berjelaga yang kemudian dilanjutkan dengan pembukaan katup oksigen sampai diperoleh nyala api yang dikehendaki. Ada 3 nyala api las yaitu:

a. Nyala karburasi

Nyala karburasi merupakan nyala dimana gas asetilin yang dikeluarkan tidak secara sempurna terbakar semuanya akibat konsumsi gas oksigen yang kurang atau dengan kata lain perbandingan gas oksigen lebih sedikit bila dibandingkan dengan asetilin. Nyala ini ditandai dengan adanya kerucut tengah diluar kerucut inti dan kerucut luar.

Nyala api luar berwarna biru.

Kegunaan Nyala karburasi :

1 . Untuk memanaskan

2 . Untuk mengelas permukaan yang keras dan logam putih.

b. Nyala netral

Nyala netral merupakan nyala dimana gas asetilin yang dikeluarkan secara sempurna terbakar semuanya dengan bantuan gas oksigen yang seimbang. Nyala ini ditandai dengan terbentuknya kerucut inti yang bersinar biru kemilau, hilangnya kerucut tengah, dan terbentuknya kerucut luar yang lebih pendek dari kerucut luar pada nyala karburasi. Nyala api kerucut dalam berwarna putih menyala. Nyala api kerucut antara tidak ada. Nyala api kerucut luar berwarna kuning

Kegunaan Nyala Netral :

1 . Untuk pengelasan biasa

2 . Untuk mengelas baja atau besi tuang.

c. Nyala oksidasi

Nyala oksidasi merupakan nyala dimana gas acetylene yang dikeluarkan tidak sebanding dengan konsumsi gas oksigen. Nyala ini ditandai dengan terbentuknya kerucut inti yang lebih pendek dari nyala netral yang berwarna biru kusam dan tidak kemilau, kerucut luar yang lebih pendek, serta munculnya bunyi desis yang lebih.

Kegunaan Nyala Oksidasi:

-untuk pengelasan logam perunggu dan kuningan.

G. Teknik Pengelasan Las Asetilin

Pada posisi pengelasan dengan oksi asetilin 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

g. Operasi Branzing ( Flame Brazing )

Yang dimaksud dengan branzing disini ada lah proses penyambunngan tanpa mencairkan logam induk yang disambung, hanya logam pengisi saja. Misalnya saja proses penyambungan pelat baja yang menggunakan kawat las dari

kuningan. Ingat bahwa titik cair Baja ( ± 1550 °C) lebih tinggi dari kuningan (sekitar 1080°C). dengan perbedaan titik car itu, proses branzing, akan lebih mudah dilaksanakan daripada proses pengelasan.

h. Operasi Pemotongan Logam ( Flame Cut )

Kasus pemotongan logam sebenarnya dapat dilakukan dengan berbagai cara. Proses penggergajian (sewing) dan menggunting (shearing) merupakan contoh dari proses pemotongan logam dan lembaran logam. Proses menggunting hanya cocok diterapkan pada lembaran logam yang ketebalannya tipis. Proses penggergajian dapat diterapkan pada pelat yang lebih tebal tetapi memerlukan waktu pemotongan yang lebih lama. Untuk dapat memotong pelat tebal denngan waktu lebih singkat dari cara gergaji maka digunakan las gas ini dengan peralatan khusus misalnya mengganti torchnya ( dibengkel-bengkel menyebutnya brender ). Pemotongan pelat logam dengan nyala api ini dilakukan dengan memberikan suplai gas Oksigen berlebih. Pemberian gas Oksigen lebih, dapat diatur pada torch yang memang dibuat untuk keperluan memotong.

i. Operasi Perluasan ( Flame Gauging )

Operasi perluasan dan pencukilan ini biasanya diterapkan pada produk/komponen logam yang terdapat cacat/retak permukaannya. Retak/cacat tadi sebelum ditambal kembali dengan pengelasan, terlebih dahulu dicukil atau diperluas untuk tujuan menghilangkan retak itu. Setelah retak dihilangkan barulah kemudian alur hasil pencungkilan tadi diisi kembali dengan logam las.

j. Operasi Pelurusan ( Flame Straightening )

Operasi pelurusan dilaksanakan dengan memberikan panas pada komponen dengan bentuk pola pemanasan tertentu. Ilustrasi dibawah ini menunjukkan prinsip dasar pemuaian dan pengkerutan pada suatu logam batang. Batang lurus dipanaskan dengan pola pemanasan segitiga. Logam cenderung memuai pada saat dipanaskan. Daerah pemanasan tersebut menghasilkan pemuaian yang besar. Logam mengkerut pasa saat didinginkan. Daerah pemanasan terbesar.

H. Penyalaan Api, Pengelasan, dan Mematikan Api Las

Sebelum menyalakan api brander yang digunakan untuk mengelas, maka prosedur yang harus ditempuh adalah:

o Memeriksa semua alat-alat perlengkapan las asetilin apakah seluruhnya terpasang dengan baik.

o Memeriksa regulator.

o Membuka ulir pengatur regulator berlawanan dengan arah jarum jam agar tidak terjadi kejutan tekanan setelah gas dari tabung dibuka yang akan merusakkan diafragma regulator.

o Berdirilah pada sisi lain regulator ketika membuka katup gas pada tabung agar tidak dikenai kemungkinan bocoran dari regulator yang membahayakan diri.

o Secara perlahan bukalah katup tabung silinder asetilin antara ¼ sampai ½ putaran dengan arah berlawanan jarum jam. Gunakan kunci khusus untuk ini dan tetap biarkan kunci yang bersangkutan terpasang pada katup ini agar jika terjadi nyala api balik, tabung asetilin akan dengan cepat dapat ditutup. Atur tekanan kerja gas asetilin dengan memutar ulir pengatur tekanan kerja searah dengan putaran jarum jam. Pada saat pengaturan ini katup asetilinpada brander harus dibuka satu putaran agar dapat ditentukan tekanan kerja yang sebenarnya. Pengaturan tekanan ini akan bergantung dari besar kecilnya brander yang digunakan disesuaikan dengan ketebalan benda kerja yang akan dilas.

o Bukalah katup gas oksigen dengan perlahan agar tidak merusak diafragma regulator. Atur tekanan kerja dengan memutar ulir pengatur tekanan kerja searah dengan jarum jam. Pada saat pengaturan ini katup oksigen pada brander harus dibuka satu putaran agar dapat ditentukan tekanan kerja yang sebenarnya. Pengaturan tekanan ini akan bergantung dari besar kecilnya brander yang digunakan disesuaikan dengan ketebalan benda kerja yang akan dilas.

a. Prosedur penyalaan api las

Untuk menyalakan api las perlu ditempuh prosedur sebagai berikut:

o Membuka katup pengatur asetilin tidak lebih dari 1/16 putaran dan nyalakan dengan korek api las.

o Memutar katup lebih lebar lagi sampai nyala api meloncat dari ujung brander sekitar 1/16 inchi. Posisi ini menunjukkan bahwa konsumsi gas yang digunakan sudah cukup untuk mengelas. Putar sebaliknya sampai didapatkan nyala api pada ujung brander. Cara lain yang dapat ditempuh untuk menentukan jumlah asetilin yang sesuai adalah dengan menyetel nyala api sampai didapatkan nyala dengan jarak aliran turbulen sekitar ¾ sampai 1 inchi dari ujung brander. Setelah didapatkan nyala ini, api kemudian diperkecil sampai tidak berjelaga.

o Setelah pengaturan asetilin ini, katup gas oksigen secara perlahan dibuka yang akan diikuti dengan munculnya kerucut nyala inti yang terang pada ujung brander. Pada pembukaan katup yang pertama dengan kondisi sedikit oksigen, akan didapat nyala karburasi dimana kerucut inti akan diikuti dengan kerucut tengah. Pada pembukaan katup oksigen yang lebih lebar nyala kerucut tengah ini akan hilang. Pada posisi tepat dimana kerucut tengah ini hilang, nyala api yang terjadi disebut nyala netral dengan nyala kerucut inti yang terang. Penambahan pembukaan katup yang lebih lebar akan menciptakan nyala api oksidasi dengan nyala inti yang kusam. Dalam banyak hal pengelasan, nyala api netral yang paling sering digunakan untuk mengelas. Pada las aluminium dan brazing nyala api sedikit karburasi yang sering digunakan.

b. Prosedur pengelasan

Untuk dapat mengelas dengan baik dibutuhkan 3 prasyarat utama yang harus dipenuhi meliputi mampu menyetel nyala api brander dengan baik, mampu menempatkan posisi brander dengan baik berikut pola mengayunnya, mampu memanasi logam dan menciptakan kawah las yang baik untuk penyambungan baik dengan memakai filler metal atau tidak. Penempatan brander biasanya terletak tegak lurus dengan sisi kanan kiri logam yang disambung dan membentuk sudut antara 30⁰ – 40⁰ dengan arah jalur yang akan dibuat. Sedangkan jarak kerucut inti dengan logam yang akan disambung sekitar 1,6 mm – 3,2 mm. Posisi sudut pengelasan dan jarak kerucut inti terhadap benda kerja dapat dilihat pada gambar berikut: