Pengelasan dengan oksi – asetilin adalah proses pengelasan secara
manual dengan pemanasan permukaan logam yang akan dilas atau disambung sampai
mencair oleh nyala gasasetilin melalui pembakaran C2H2 dengan gas O2 dengan
atau tanpa logam pengisi. Proses penyambungan dapat dilakukan dengan tekanan
(ditekan), sangat tinggi sehingga dapatmencairkan logam.
Pengelasan Dengan Gas
Oksi-asetilin
Las karbit atau las asetilen adalah salah satu perkakas
perbengkelan yang sering ditemui.Pengoperasiannya yang cukup mudah membuatnya
sering digunakan untuk menghubungkan dualogam atau welding.Secara umum,
perkakas las asetilen adalah alat penyambung logam melalui proses pelelehan
logam dengan menggunakan energi panas hasil pembakaran campuran gas asetilin
dangas oksigen.Perangkat perbengkelan las karbit digunakan untuk memotong dan
menyambung benda kerja yang terbuat dari logam (plat besi, pipa dan poros)
Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas
yang dicampur dengan oksigen (O2) sehingga menimbulkan nyala api dengan suhu
tinggi (3000o) yang mampu mencairkan logam induk dan logam pengisinya. Jenis
bahan bakar gas yang digunakan asetilen, propan atau hidrogen, sehingga cara
pengelasan ini dinamakan las oksi-asetilen atau dikenal dengan nama las karbit.
Nyala asetilen diperoleh dari nyala gas campuran oksigen dan asetilen yang
digunakan untuk memanaskan logam sampai mencapai titik cair logam induk.
Pengelasan dapat dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.
Oksigen diperoleh dari proses elektrolisa atau proses pencairan
udara. Oksigen komersil umumnya berasal dari proses pencairan udara dimana
oksigen dipisahkan dari nitrogen. Oksigen ini disimpan dalam silinder baja pada
tekanan 14 MPa. Gas asetilen (C2H2) dihasilkan dari reaksi kalsium karbida
dengan air. Gelembung-gelembung gas naik dan endapan yang terjadi adalah kapur
tohor. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen adalah :
CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 kalsium karbida air tohor Kapur gas asetilen
Bila dihitung ternyata 1 kg CaC2 menghasilkan kurang lebih 300 liter asetilen.
Sifat dari asetilen (C2H2) yang merupakan gas bahan bakar adalah tidak
berwarna, tidak beracun, berbau, lebih ringan dari udara, cenderung untuk
memisahkan diri bila terjadi kenaikan tekanan dan suhu (di atas 1,5 bar dan
350° C), dapat larut dalam massa berpori (aseton).
Karbida kalsium keras, mirip batu, berwarna kelabu dan terbentuk sebagai hasil
reaksi antara kalsium dan batu bara dalam dapur listrik. Hasil reaksi ini
kemudian digerus, dipilih dan disimpan dalam drum baja yang tertutup rapat. Gas
asetilen dapat diperoleh dari generator asetilen yang menghasilkan gas asetilen
dengan mencampurkan karbid dengan air atau kini dapat dibeli dalam
tabung-tabung gas siap pakai. Agar aman tekanan gas asetilen dalam tabung tidak
boleh melebihi 100 Kpa, dan disimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen
diisi dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi
dengan gas asetilen. Tabung jenis ini mampu menampung gas asetilen bertekanan
sampai 1,7 MPa.
Prisip dari pengelasan ini tidak terlalu rumit. Hanya dengan mengatur besarnya
gas asetilen dan oksigen, kemudian ujungnya didekatkan dengan nyala api maka
akan timbul nyala api. Tetapi besarnya gas asetilen dan oksigen harus diatur
sedemikian rupa dengan memutar pengatur tekanan sedikit demi sedikit. Apabila
gas asetilen saja yang dihidupkan maka nyala apinya berupa nyala biasa dengan
mengeluarkan jelaga. Apabila gas asetilennya terlalu sedikit yang diputar, maka
las tidak akan menyala.
Kecepatan penarikan kembali gas per jam dari sebuah silinder asetilen tidak
boleh lebih besar dari 20% (seperlima) dari isinya, agar gas aseton bisa
dialirkan (silinder asetilen haruslah selalu tegak lurus).
Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah bergantung pada
perbandingan antara gas oksigen dan gas asetilennya. Ada tiga macam nyala api
dalam las oksi-asetilen seperti ditunjukkan pada gambar di bawah :
a. Nyala asetilen lebih (nyala
karburasi)
Bila terlalu banyak perbandingan gas asetilen yang digunakan maka di antara
kerucut dalam dan kerucut luar akan timbul kerucut nyala baru berwarna biru. Di
antara kerucut yang menyala dan selubung luar akan terdapat kerucut antara yang
berwarna keputih-putihan, yang panjangnya ditentukan oleh jumlah kelebihan
asetilen. Hal ini akan menyebabkan terjadinya karburisasi pada logam cair.
Nyala ini banyak digunakan dalam pengelasan logam monel, nikel, berbagai jenis
baja dan bermacam-macam bahan pengerasan permukaan non-ferous.
b. Nyala oksigen lebih (nyala
oksidasi)
Bila gas oksigen lebih daripada yang dibutuhkan untuk menghasilkan
nyala netral maka nyala api menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah
menjadi ungu. Nyala ini akan menyebabkan terjadinya proses oksidasi atau
dekarburisasi pada logam cair. Nyala yang bersifat oksidasi ini harus digunakan
dalam pengelasan fusion dari kuningan dan perunggu namun tidak dianjurkan untuk
pengelasan lainnya.
c. Nyala netral
Nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu.
Nyala terdiri atas kerucut dalam yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar
yang berwarna biru bening. Oksigen yang diperlukan nyala ini berasal dari
udara. Suhu maksimum setinggi 3300 sampai 3500 oC tercapai pada ujung nyala
kerucut.
Karena sifatnya yang dapat
merubah komposisi logam cair maka nyala asetilen berlebih dan nyala oksigen
berlebih tidak dapat digunakan untuk mengelas baja.Suhu Pada ujung kerucut
dalam kira-kira 3000° C dan di tengah kerucut luar kira-kira 2500° C.
Pada posisi pengelasan dengan
oksi asetilen 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.
Keuntungan dan kegunaan
pengelasan oksi-asetilen sangat banyak, antara lain :
§ Peralatan relatif murah dan
memerlukan pemeliharaan minimal/sedikit.
§ Cara penggunaannya sangat
mudah, tidak memerlukan teknik-teknik pengelasan yang tinggi sehingga mudah
untuk dipelajari.
§ Mudah dibawa dan dapat
digunakan di lapangan maupun di pabrik atau di bengkel-bengkel karena
peralatannya kecil dan sederhana.
§ Dengan teknik pengelasan yang
tepat hampir semua jenis logam dapat dilas dan alat ini dapat digunakan untuk
pemotongan maupun penyambungan.
a.Nyala Oksi-asetilen
Dalam proses ini digunakan campuran gas oksigen dengan gas
asetilen. Suhu nyalanya bisa mencapai 3500 derajat Celcius.
Pengelasan bisa dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi.Gas
asetilen (C2H2) dihasilkan oleh reaksi kalsium karbida dengan air denganreaksi
sebagai berikut :
C2H2+2 H2O Ca(OH)2+C2H2
Gambar bentuk tabung oksigen
dan tabung asetilin :
Gambar : Tabung asetilen dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen
Agar aman dipakai gas asetilen dalam tabung tekanannya tidak boleh
melebihi 100 kPa dandisimpan tercampur dengan aseton. Tabung asetilen diisi
dengan bahan pengisi berpori yang jenuh dengan aseton, kemudian diisi dengan
gas asetilen. Tabung asetilen mapu menahantekanan sampai 1,7 MPa. Skema nyala
las dan sambungan gasnya bisa dilihat pada gambar :
Gambar : Skema nyala las oksiasetilen dan sambungan gasnya
Pada nyala gas oksiasetilen bisa diperoleh 3 jenis nyala yaitu
nyala netral, reduksidan oksidasi. Nyala netral diperlihatkan pada gambar
dibawah ini :
Gambar : Nyala netral dan suhu yang
dicapai pada ujung pembakar
Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala
memerlukan perbandingan oksigen dan asetilen kira-kira 1 : 1 dengan reaksi
serti yang bisa dilihat pada gambar. Selubung luar berwarna kebiru-biruan
adalah reaksi gas CO atau H2dengan oksigen yang diambil dari udara.
b.Pengelasan Oksihidrogen
Nyala pengelasan oksihidrogen mencapai 2000°C lebih rendah dari
oksigen-asetilin.Pengelasan ini digunakan pada pengelasan lembaran tipis dan
paduan bengan titik cair yang rendah.
c. Pengelasan Udara-Asetilen
Nyala dalam pengelasan ini mirip dengan
pembakar Bunsen. Untuk nyaladibutuhkan udara yang dihisap sesuai dengan
kebutuhan. Suhu pengelasan lebih rendahdari yang lainnya maka kegunaannya
sangat terbatas yaitu hanya untuk patri timah dan patri suhu rendah
d. Pengelasan Gas Bertekanan
Sambungan yang akan dilas dipanaskan dengan nyala gas
menggunakanoksiasetilen hingga 1200C kemudian ditekankan. Ada dua cara
penyambungan yaitusambungan tertutup dan sambungan terbuka.Pada sambungan
tertutup, kedua permukaan yang akan disambung ditekan satu samalainnya selama
proses pemanasan. Nyala menggunakan nyala ganda dengan pendinginanair. Selama
proses pemanasan, nyala tersebut diayun untuk mencegah panas berlebihan pada
sambungan yang dilas. Ketika suhu yang tepat sudah diperoleh, benda
diberitekanan. Untuk baja karbon tekanan permulaan kurang dari 10MPa dan
tekanan up setantara 28MPa
e. Pemotongan Nyala
Oksiasetilen
Pemotongan dengan nyala juga merupakan suatu proses produksi.
Nyala untuk pemotongan berbeda dengan nyala untuk pengelasan dimana
disekitar lobang utama yangdialiri oksigen terdapat lubang kecil untuk
pemanasan mula. Fungsi nyala pemanas mulaadalah untuk pemanasan baja sebelum
dipotong. Karena bahan yang akan dipotongmenjadi panas sehingga baja akan
menjadi terbakar dan mencair ketika dialiri oksigen.
Alat dan Bahan
1. Satu unit peralatan gas oksi-asetilen, terdiri dari:
§ tabung gas oksigen dan
regulatornya
§ tabung gas asetilen dan
regulatornya
§ selang
§ brander (torch)
2. Bahan pengisi (kawat)
3. Alat pengaman (sarung tangan, kaca mata las)
4. Korek api dan oncor
5. Stopwatch
6. Sikat baja
7. Alat-alat kerja bangku bila diperlukan.
Cara Pelaksanaan
a. Menyiapkan semua peralatan yang
akan dipergunakan.
b. Memeriksa brander harus dalam
keadaan tertutup.
c. Membuka tabung gas
oksigen dan asetilen dengan cara mengendorkan baut
penutupnya dengan kunci pembuka.
d. Memeriksa isi tabung gas dengan
melihat manometer penunjuk tekanan yang terpasang pada regulator.
e. Mengatur tekanan kerja dengan
memutar handel pada regulatornya (putaran ke kanan untuk memperbesar tekanan
gas).
f.
Membuka sedikit gas asetilen pada brander dan menyalakannya
dengan api.
g. Membuka dan sekaligus mengatur
besar kecilnya gas oksigen pada brander sampai diperoleh nyala netral.
h. Mulai melakukan pengelasan
dengan mengarahkan nyala api brander pada logam induknya.
i.
Bila logam induk sudah mulai mencair, kemudian mengarahkan logam
pengisi pada bagian logam induk yang mencair dan mengayunkan brander sampai
terbentuk rigi-rigi las yang diinginkan.
j.
Mengulangi nomor h sampai nomor i sampai didapat rigi-rigi las
yang baik.
k. Latihan menyambung
bermacam-macam bentuk benda kerja.
l.
Melaksanakan praktikum dengan serius dan berhati-hati agar tidak
terjadi hal-hal yang tidak diinginkan.
m. Setelah praktikum selesai,
membersihkan tempat dan peralatan praktikum serta mengembalikannya pada tempat
semula.