Pelajaran 7.1MenyambungBab 7 · Penyambungan

Pengelasan busur (MIG/MAG, TIG, elektroda batang)

Peleburan: busur listrik melelehkan tepi komponen dan biasanya logam pengisi

Pengelasan busur menyambung komponen logam dengan melelehkan tepinya memakai busur listrik, sehingga menyatu dan membeku menjadi satu bagian. Ini cara paling umum untuk menyambung baja, dari rangka sepeda dan trailer hingga jembatan dan kapal. Metode pengelasan peleburan lain di bab ini menyempurnakan gagasan yang sama: leleh, campur, bekukan kembali.

Foto: William M. Plate Jr., Public domain, melalui Wikimedia Commons

Pengelasan busur · tampak samping MIG/MAG dengan inset TIG dan elektroda batangAngka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah. Dua kotak di kanan menunjukkan bagaimana pengelasan TIG dan elektroda batang mengubah langkah 4 dan 5.

Pengelasan busur (MIG/MAG, TIG, elektroda batang) dalam satu menit, oleh MecMade

Cara kerjanya

Tutup sirkuit. Sumber daya mengalirkan arus lewat kabel ke obor las, dan klem ground pada benda kerja membawanya kembali. Pengaturan umumnya puluhan hingga beberapa ratus ampere pada hanya sekitar 10–35 volt.
Nyalakan busur. Saat kawat menyentuh logam lalu ditarik mundur, terbentuk busur listrik (percikan kontinu melalui gas panas yang menghantarkan listrik). Suhunya mencapai beberapa ribu derajat Celsius.
Lelehkan kolam las. Busur melelehkan tepi kedua komponen menjadi satu genangan kecil logam cair, yaitu kolam las. Sebagai perbandingan, baja meleleh pada sekitar 1.500 °C.
Umpankan logam pengisi. Pada MIG/MAG, motor mendorong kawat tipis melalui obor tanpa henti. Ujungnya meleleh dalam busur dan menetes ke kolam, menambah logam untuk mengisi sambungan.
Lindungi kolam las. Gas yang mengalir dari nosel mendorong udara menjauh. Tanpa gas ini, oksigen dan nitrogen akan menyebabkan porositas (gelembung gas terperangkap) dan las yang getas.
Bergerak dan membeku. Tukang las atau robot menggerakkan obor sepanjang sambungan. Di belakangnya, kolam las membeku menjadi manik las (garis timbul dari logam las) yang menyatu dengan kedua komponen.

Tiga varian, satu prinsip. MIG/MAG (metal inert gas / metal active gas) mengumpankan kawat secara otomatis di bawah argon atau campuran argon–CO2. TIG (tungsten inert gas) memakai elektroda tungsten yang tidak meleleh, sementara tukang las mencelupkan batang pengisi terpisah ke kolam. Las elektroda batang memakai batang berlapis fluks (serbuk kimia) yang terbakar menghasilkan gas pelindungnya sendiri dan kerak yang disebut terak.

Fakta kunci

Material: Baja karbon dan baja tahan karat (ketiga varian); aluminium, titanium, tembaga, dan paduan nikel kebanyakan dengan TIG atau MIG
Komponen khas: Rangka baja, sasis mobil, pipa, tangki, lambung kapal, jembatan, rangka sepeda
Ukuran komponen: Dari pelat tipis sekitar 0,5–1 mm (TIG) hingga pelat lebih dari 100 mm (banyak lintasan); rakitan berukuran berapa pun
Presisi: Sekitar ±1 mm pada rakitan las; distorsi akibat panas adalah batas utamanya, sehingga permukaan presisi dimesin setelahnya
Hasil permukaan: Manik timbul dengan riak; percikan (MIG) atau terak (elektroda batang) harus dibersihkan; digerinda rata jika tampilan penting
Ukuran batch yang cocok: Pekerjaan satuan dan perbaikan hingga produksi massal dengan robot
Biaya perkakas dan mesin: Beberapa ratus hingga beberapa ribu dolar untuk perangkat manual; sekitar $100.000 atau lebih untuk sel robot
Kecepatan: Biasanya 0,1–0,5 m las per menit secara manual; TIG paling lambat, robot paling cepat

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Menyambung hampir semua baja, dan sebagian besar logam lain dengan TIG
Peralatan murah dan portabel; elektroda batang bisa dipakai di luar ruangan dan saat berangin
Las yang baik bisa sekuat komponen yang disambungnya
Bisa dipakai pada skala apa pun, dari rangka sepeda hingga kapal

Batasan

Panas membengkokkan komponen tipis dan mengubah logam di sebelah las (zona terpengaruh panas)
Kualitas bergantung pada keterampilan tukang las atau robot yang disetel dengan baik
Asap, sinar UV yang kuat, dan percikan menuntut ventilasi dan perlengkapan pelindung
Cacat tersembunyi (porositas, retak, kurang fusi) perlu diinspeksi pada komponen kritis

Di mana dipakai

KonstruksiBalok baja, kolom, girder jembatan
OtomotifSasis, lengan suspensi, sistem knalpot (MIG robotik)
EnergiPipa penyalur, bejana tekan, segmen menara angin
Galangan kapalPelat lambung, geladak, dan rangka
Dirgantara dan peralatan makananKomponen tipis baja tahan karat dan aluminium (TIG)
Perbaikan dan pertanianPerbaikan mesin di lapangan dengan las elektroda batang

Cara mengenalinya

Manik timbul di sepanjang sambungan dengan riak halus berbentuk bulan sabit; manik TIG yang rapi tampak seperti deretan koin bertumpuk.
Bola logam kecil (percikan) yang menempel di samping las MIG.
Warna panas kuning jerami, biru, atau pelangi pada baja tahan karat di samping las.
Manik yang lebih kasar dengan sisa terak seperti kaca pada las elektroda batang.

Bandingkan dengan

Las titik tahanan7.2menjepit lembaran yang saling menumpuk dan mengelasnya di titik-titik dengan arus dan tekanan; tanpa busur, tanpa logam pengisi, sepersekian detik per titik.Pengelasan laser7.4berkas terfokus membuat las sempit dan dalam dengan panas dan distorsi yang jauh lebih sedikit, tetapi peralatannya jauh lebih mahal.Brazing dan solder7.3komponen tidak pernah meleleh; logam pengisi bertitik leleh lebih rendah mengalir ke celah, sehingga sambungan lebih lemah tetapi kerusakan akibat panas kecil.

Tonton

TimWelds · Perbedaan antarvarian, berdampingan

Miller Welders · Obor MIG, pengumpan kawat, dan kolam las dari dekat

DIY PRO · Tungsten, batang pengisi, dan busur dalam close-up

FANUC America · Robot mengelas komponen besar di sel pabrik

Lihat foto asli

Wikipedia: Arc welding — ikhtisar dengan foto tukang las, obor, dan manik las
Wikipedia: Gas metal arc welding — obor MIG/MAG, pengaturan, dan close-up las
Wikipedia: Gas tungsten arc welding — obor TIG, elektroda tungsten, dan foto busur
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Busur listrik melelehkan kedua tepi, biasanya dengan logam pengisi, menjadi satu kolam yang membeku menjadi sambungan.
Gas pelindung atau fluks menjauhkan udara dari logam panas; tanpanya, las menjadi berpori dan getas.
MIG/MAG cepat dan mudah, TIG lambat dan presisi, elektroda batang kokoh dan portabel.