PENGELASAN DENGAN GAS

Drs Dewanto M.Pd

Anang Ainur Roziqin,S.Pd

1. Proses Pengelasan

Pengelasan dengan gas dilakukan dengan membakar bahan bakar gas dengan O₂ sehingga menimbulkan nyala api (3000⁰C) dengan suhu tinggi yang mampu mencairkan logam induk dan logam pengisinya. Bahan bakar yang dapat digunakan berupa gas-gas asetilen, propan atau hydrogen. Di antara ketiga bahan bakar ini yang paling banyak digunakan adalah gas asetilen, sehingga las gas pada umumnya diartikan sebagai las oksi-asetilen. Karena tidak memerlukan tenaga listrik, maka las oksi-asetilen banyak dipakai dilapangan walaupun pemakaiannya tidak sebanyak las busur elektroda terbungkus.

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 :

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 350⁰ 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).

Gambar 1. Tabung asetilen dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen

Gambar 2. Skema nyala las oksi-asetilen dan sambungan gasnya.

2. Nyala Oksi-asetilen

Nyala hasil pembakaran dalam las oksi-asetilen dapat berubah tergantung dari perbandingan antara gas dan gas asetilen seperti ditunjukkan pada gambar pada gambar dibawah ini.

Gambar 3. Nyala Oksi-asetilen

a. Nyala Netral: nyala ini terjadi bila perbandingan antara oksigen dan asetilen sekitar satu, nyala terdiri atas kerucut dalam warna yang berwarna putih bersinar dan kerucut luar yang berwarna biru bening.

b. Nyala asetilen lebih: bila asetilen yang digunakan melebihi dari pada jumlah untuk mendapatkan nyala netral maka diantara kerucut dalam dan luar akan timbul kerucut nyala baru yang berwarna biru. Didalam bagian nyala-nyala ini terdapat kelebihan gas asetilen yang menyebabkan terjadinya karburasi pada logam cair.

c. Nyala Oksigen lebih: bila gas oksigen lebih dari pada jumlah yang diperlukan untuk menghasilkan nyala netral maka nyala menjadi pendek dan warna kerucut dalam berubah dari putih bersinar menjadi ungu. Bila nyala ini digunakan untuk mengelas maka akan terjadi proses oksidasi atau dekarburasi pada logam cair.

Tabel 1. Perbandingan penggunaan Las Oksi-asetilen dan Las Busur Elektroda Terbungkus

3. Alat-alat Las Oksi-asetilen

Dalam pengelasan oksi-asetilen diperlukan alat las yang terdiri dari penyembur dan pembakar. Dalam praktek terdapat dua jenis alat yaitu jenis tekanan rendah yang diperlukan untuk gas asetilen yang bertekanan sampai 700 mmHg dan jenis tekanan sedang untuk tekanan asetilen antara 700 sampai 1300 mmHg. Pada jenis tekanan rendah gas asetilen terisap oleh semburan gas oksigen dan biasanya gas asetilennya didapatkan langsung dari alat penghasil gas. Sedangkan pada jenis tekanan sedang gas asetilennya dilarutkan dan dimasukkan dalam botol-botol gas. Dengan asetilen tekanan sedang dapat dihasilkan kualitas las yang lebih merata. Disamping itu pada tekanan sedang bahaya terjadinya api balik juga ada; sedangkan pada jenis tekanan rendah dengan alat penghasil gas yang dihubungkan langsung bahaya tersebut selalu ada. Untuk menghindari bahaya ini, pada sisten pipanya dipasang suatu alat pengaman yang terendam air.

Peralatan yang dipakai pada pengelasan Las Oksi-asetilen.

a. Tabung Oksigen

Tabung oksigen adalah suatu silinder atau botol yang terbuat dari bahan baja yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas oksigen dengan tekanan kerja tertentu.

Petunjuk praktek penggunaan tabung oksigen :

1) setiap selesai pengalasan, tutup katup tabung oksigen, buang gas yang tersisa hingga manometer tekanan kerja menunjukan angka nol.

2) Ikatlah tabung oksigrn erta – erat pada kereta dorong atau pada pegangan yang permanen.

3) Bukalah regulatornya terlabih dahulu dari tabung oksigen bila terpaksa memindahkan tabung tanpa kereta dorong.

4) Bersihkan sekitar tabung sebelum operasi pengelasan dimulai.

5) Tempatkan alat pamadam kebakaran pada tempat yang mudah dicapai.

b. Regulator

Keluarnya gas oksigen dapat diatur dengan alat yang disebut regulator. Regulator adalah alat yang berfungsi sebagai alat untuk mengatur besarnya tekanan kerja

Pada regulator terdapat dua buah alat pengukur tekanan yang disebut manometer. Dua buah manometer yang terdapat pada regolator berfungsi untuk:

1) mengukur tekanan isi tabung gas

2) mengukur tekanan kerja las

Petunjuk praktek penggunaan regulator:

1) peganglah regulator pada badannya jangan pada manometernya.

2) sebelum membuka katup silinder, tutup katup regulator terlebih dahulu dengan cara memutar baut pngatur berlawanan arah dengan jarum jam hingga terasa longgar.

3) ketika mengatur tekanan kerja, putarlah baut pengatur perlahan – lahan searah dengan jarum jam. Tekanan gas yang tinggi dan tiba – tiba akibat pembukaan baut pengatur secara cepat dan merusak membran dan manometer.

4) berdirilah disamping manometer ketika mengatur tekanan kerja.

5) jangan mengotori regulator dengan minyak atau pelumas.

6) pastikan regulator bekerja dengan baik dan segera ganti bila regulator rusak.

Gambar 2. Skema Regulator Las Oksi-asetilen Gambar 3. Regulator Las Oksi-asetilen

c. Tabung Asetilen

Asetilen diperoleh lewat reaksi kimia dalam bentuk gas. Karena berbentuk gas, maka asetilen memerlukan perlakuan khusus, terutama dalam penyimpanan dan penggunaanya gas asetilen disimpan dalam tabung, yang dapat dipindan – pimdah dan mudah digunakannya.

Asetilen C₂H₂ diperoleh dengan cara mereaksikan CaC₂ (kalsium karbida) dengan air. Karbit atau CaC₂ adalah senyawa kimia antara CaO (kapur) dan C (karbon). Dengan demikian asetilen merupakan gas hidrokarbon yang diperoleh dari unsur – unsur kapur, karbon, dan air. Persamaan reaksi C₂H₂ :

CaO + 3C CaC₂ + CO

CaC₂ + H₂ C₂H₂ + Ca(OH)₂

Tabung Asetilen adalah suatu silinder atau botol yang terbuat dari bahan baja yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas asetilen dengan tekanan kerja tertentu.

Di dalam tabung asetilen terdapat beberapa alat misalnya bahan berpori seperti kapas sutra tiruan atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton, yaitu bahan agar asetilen dapat larut dengan baik dan aman dibawah pengaruh tekanan.

1) letakkan tabung berdiri tegak.

2) lindungi tabung dari sumber panas atau api, bahan yang mudah terbakar, dan benturan – benturan benda keras.

3) bukalah regulator bila tabung tidak digunakan.

4) pemakaian gas harus selalu melalui regulator.

5) pastikan regulator bekerja baik dan segera ganti bila regulator rusak.

6) bila silinder tiba – tiba menjadi panas, katup segera ditutup dan didinginkan dengan menyiram air.

d. Brander

Brander atau alat pembakar gas adalah alat yang berfungsi sebagai pencampur gas asetilen dengan gas oksigen dengan proporsi tertentu yang dapat diatur. Brander yang baik yaitu brander yang dapat mencampur asetilen dan oksigen dengan homogen. Campuran gas homogen ini akan keluar lewat mulut brander dengan tekanan tertentu (tergantung pengaturan),dan mudah sekali terbakar. Dengan bantuan bara atau nyala api semburan campuran gas dapat dinyalakan dan akan menghasilkan nyala api yang bersuhu tinggi.

Brander mempunyai beberapa bagian :

1) Mulut brander : mengatur debit aliran campuran gas asetilen dan gas oksigen. mulut brander dapat diganti – ganti ukurannya sesuai dengan keperluan. Besarnya lubang mulut menentukan banyaknya campuran gas yang dapat keluar untuk tiap jam nya. Misalnya mulut brander ukuran 220, berarti gas yang dapat keluar melalui mulut adalah 220 liter tiap jam. Pemilihan ukuran mulut berdasarkan tebal tipisnya bahan yang akan dilas.

2) Injektor : untuk memancarkan campuran gas asetilen dan oksigen ke mulut brander.

3) Katup gas : alat untuk membuka, menutup aliran, dan mengatur jumlah aliran gas oksigen atau gas asetilen yang akan digunakan dalam pengelasan

4) Nipel : berfungsi untuk mengatur kabel – kabel las atau selang las baik selang gas oksigen maupun gas asetilen.

4. Penggunaan dan Fluks yang digunakan

Pengelasan Oksi-asetilen dapat digunakan untuk mengelas bermacam-macam logam. Beberapa diantaranya ditunjukkan dalam tabel 2. Kadang-kadang dalam pengelasan oksi-asetilen digunakan juga fluks untuk memperbaiki sifat-sifat logam las, derajat kecairan logam cair. Fluks pada pengelasan ini biasanya adalah campuran antara boraks serbuk gelas dan atau antara asam boric, boraks dan natrium fosfat. Penggunaan dan komposisi dari fluks tergantung pada logam yang akan dilas

Tabel 2. Pengelasan Logam dengan Las Oksi-asetilen