Pelajaran 7.2MenyambungBab 7 · Penyambungan

Las titik tahanan

Fusi: pulsa arus melelehkan nugget di antara pelat yang dijepit

Resistance spot welding menyambung dua pelat logam yang bertumpuk pada titik-titik kecil dengan menjepitnya di antara elektroda tembaga dan mengalirkan arus listrik sangat besar. Setiap titik memakan waktu jauh kurang dari satu detik dan tidak memerlukan logam pengisi maupun gas. Beginilah bodi mobil dibuat: lihat bagian dalam bukaan pintu mobil mana pun dan Anda akan melihat deretan lekukan bundar kecil.

Foto: BMW Werk Leipzig, CC BY-SA 2.0 de, melalui Wikimedia Commons

Resistance spot welding · satu titik dalam empat momen: jepit, las, tahan, lepasBaca panel dari kiri ke kanan: panel itu menunjukkan satu las titik pada empat momen siklusnya, dan angkanya sesuai dengan langkah di bawah.

Cara kerjanya

Peras. Robot atau press menutup dua elektroda paduan tembaga berpendingin air pada pelat yang bertumpuk. Keduanya menekan dengan gaya beberapa kilonewton, kira-kira berat beberapa ratus kilogram.
Las. Arus sekitar 5.000–20.000 ampere mengalir selama sepersepuluh hingga beberapa persepuluh detik, pada hanya beberapa volt. Resistansi (hambatan material terhadap arus) mengubahnya menjadi panas, seperti kawat pemanggang roti. Kontak antara kedua pelat paling menghambat, sehingga memanas lebih dulu. Di sana terbentuk nugget berbentuk lensa (kantong kecil logam cair), biasanya selebar 4–8 mm.
Tahan. Arus berhenti, tetapi elektroda tetap menekan selagi nugget mendingin dan membeku. Air yang mengalir di dalam elektroda menarik panas keluar, sehingga tembaga tetap dingin dan tidak menyatu dengan pelat.
Lepaskan. Elektroda terbuka, meninggalkan lekukan dangkal di setiap sisi. Robot berpindah ke titik berikutnya, biasanya beberapa sentimeter sepanjang flange (tepi datar yang bertumpuk).

Mengapa hanya bagian tengah yang meleleh. Tembaga menghantarkan listrik dan panas beberapa kali lebih baik daripada baja, sehingga elektroda nyaris tidak menghangat. Kontak antara pelat dan pelat adalah titik terpanas, sehingga nugget tumbuh dari dalam ke luar, tersembunyi dari pandangan.

Fakta kunci

Material: Pelat baja karbon rendah dan berlapis seng, baja nirkarat; aluminium dengan mesin arus tinggi khusus; strip nikel untuk baterai
Komponen khas: Bodi mobil, pintu dan kap mesin, panel peralatan rumah tangga, rak baja, paket baterai
Ukuran komponen: Pelat biasanya setebal 0,5–3 mm masing-masing; rakitan sebesar seluruh bodi mobil
Presisi: Titik ditempatkan dalam kisaran ±1 mm oleh robot; akurasi part secara keseluruhan berasal dari fixture penjepit
Hasil permukaan: Lekukan bundar kecil di setiap sisi; biasanya tersembunyi di flange atau tertutup cat
Ukuran batch yang cocok: Produksi massal; mesin bangku kecil juga melayani bengkel reparasi dan pembuat baterai
Biaya perkakas dan mesin: Beberapa ratus dolar untuk unit bangku kecil; sekitar $100.000 atau lebih untuk robot beserta gun lasnya
Kecepatan: Jauh kurang dari satu detik per titik; robot membuat kira-kira satu titik setiap 1–3 detik, termasuk gerakan

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Sangat cepat dan mudah diotomatisasi
Tanpa pengisi, gas, atau fluks: biaya per las sangat rendah
Panas tetap lokal, sehingga part nyaris tidak terdistorsi
Berulang setelah arus, gaya, dan waktu diatur

Batasan

Hanya untuk sambungan tumpang (lap) pada pelat tipis
Menyambung di titik-titik, bukan sambungan kontinu, sehingga tidak kedap bocor
Nugget tersembunyi di dalam, sehingga kualitasnya sulit diperiksa tanpa uji destruktif
Ujung elektroda aus dan harus di-dress (dibentuk ulang); aluminium membutuhkan arus yang jauh lebih tinggi

Di mana dipakai

OtomotifBody-in-white (cangkang bodi las tanpa cat), pintu, kap mesin, rangka jok
Peralatan rumah tanggaPanel mesin cuci, oven, dan kulkas
BateraiTab nikel yang menyambung sel pada paket sepeda listrik dan perkakas listrik
Furnitur dan casing logamRak baja, loker, panel listrik
Kereta apiPanel bodi gerbong kereta dari baja nirkarat

Cara mengenalinya

Deretan lekukan bundar kecil, selebar sekitar 5–8 mm, berjarak rata sepanjang flange.
Lekukan yang sama muncul di kedua sisi sambungan.
Pada logam polos atau nirkarat, cincin samar warna panas di sekeliling setiap titik.
Buka pintu atau kap mobil: tepi cangkang bodinya dipenuhi lekukan itu.

Bandingkan dengan

Pengelasan busur7.1membuat sambungan kontinu dan menangani pelat tebal, tetapi menambah pengisi dan jauh lebih banyak panas.Pengelasan laser7.4dapat mengganti deretan titik dengan jahitan kontinu untuk bodi mobil yang lebih kaku, dengan biaya peralatan jauh lebih tinggi.Pengelasan ultrasonik7.7juga menyambung part tipis yang bertumpuk pada titik-titik, tetapi dengan getaran dan tanpa peleburan; cocok untuk foil, kawat, dan plastik.

Tonton

Welding Fabrication World · Proses, kekuatan, dan kegunaannya, untuk pemula

The Weld Nugget · Bagaimana arus, gaya, dan waktu membentuk nugget

FANUC America Corporation · Robot mengelas sisi bodi mobil, dengan percikan di setiap titik

ABB Robotics · Lini bodi mobil sungguhan di Volvo

Lihat foto asli

Wikipedia: Spot welding — foto robot dan mesin las titik, plus diagram proses
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Arus, gaya penjepitan, dan waktu adalah tiga pengaturan pada setiap las titik.
Panas muncul di tempat pelat bersentuhan, karena kontak itu paling menghambat arus.
Bodi mobil disatukan oleh beberapa ribu titik semacam ini, hampir semuanya dibuat oleh robot.