Las karbit

3. Las Karbit (las acetelyne)

 a). Pengertian Umum

Las cair busur cair gas biasa disebut sesuai dengan bahan bakar gas yang dipakai misalnya las karbit karena menggunakan bahan bakar gas karbit, las elpiji karena gas elpiji yang dipakai dan seterusnya. Bahan bakar yang biasa dipakai pada pengelasanbusur cair gas antara lain : gas acetelyne (karbir), gas propan, gas hydrogen, gas elpiji dll. Dalam materi ini kami membatasi materi dengan las karbit. Las karbit termasuk pengelasan leleh yaitu bagian yang akan dilas dipanasi pada lokasi sambungan hingga melampaui titik lebur dari kedua logam yang akan disambung. Dengan meleburnya kedua logam tersebut akan menyatu (tersambung) dengan atau tanpa adanya bahan tambah. Ikatan dengan prosedur tersebut biasa disebut sebagai ikatan Metalurgi.

b). Peralatan dan Bahan

Dalam pengelasan karbit kita memerlukan beberapa peralatan yang harus disiapkan agar proses pengelasan dapat kita lakukan dengan lancar dan hasil yang sempurna. Peralatan tersebut yakni :

(1). Brander Listrik

(2). Regulator

(3). Gas Asetelyne

(4). Gas Oksigen

(5). Katup pengaman

(6). Kaca Mata Las (7). Tang Penjepit

(8). Sarung Tangan

(9). Sumber Api

(10). Palu Besi

(11). Pembersih Brander

(12). Kunci Tabung

(13). Sikat Baja

(1)  Brander Las

(2).  Regulator Brander las sebagai tempat bercampurnya gas karbit dengan oksigen (O2) untuk kemudian dinyalakan menjadi busur api yang nantinya digunakan untuk mengelas. Agar terjadi busur api yang sesuai dengan yang kita inginkan maka campuran gas karbit dan oksigen harus disesuaikan. Oleh karena itu pada bagian brander ini dilengkapi penyetel baik penyetel gas karbit maupun oksigen. Penyetel ini juga berfungsi untuk menyalakan dan mematikan busur api las karbit serta sebagai katup pengaman pertama bila terjadi aliran balik busur api. Pada ujung brander dilengkapi torekh. Torekh memiliki ukuran dari kecil sampai ukuran besar. Ukuran yang terdapat pada torekh menunjukkan ukuran tebal plat yang dapat disambung. Oleh karena itu torekh yang terdapat pada brander dapat dilepas dan diganti dengan ukuran yang sesuai dengan ukuran tebal plat yang akan disambung.

Seperti istilah pada umumnya regulator adalah alat pengukur atau pembatas ukuran. Pada las karbit ini regulator berfungsi untuk mengukur tekanan gas pada tabung dan membatasi tekanan gas yang keluar dari tabung, baik oksigen maupun karbit.

Perbedaan utama regulatorasetilen dan oksigen adalah:Dalam 1 unit las karbit terdapat dua regulator yaitu regulator gas karbit dan regulator gas oksigen. Masing-masing regulatortersebut dilengkapi dengan dua buah manometer, manometer yang dekat dengan tabung sebagai alat pengukur tekanan gas dalam tabung dan manometer yang jauh dari tabung sebagai alat pengukur tekanan gas yang keluar dari tabung.

Regulator asetilen

·         Garis pada regulator diberi warna merah

·         Ulir sambungan ke katup botol pada regulator adalahulir kiri, mur memakai tirus.

·         Skala tekanan pada monometer tekanan rendahsampai 30 atau 50 psi (2,5 atau 4 kg/cm2

·         Skala tekanan pada monometer tekanan tinggisampai 400 atau 500 psi (25 atau 35 kg/cm2)

·         Ada tulisan Asetilen

Regulator oksigen

·         Garis pada regulator diberi warna hijau/biru

·         Ulir sambungan ke katup botol pada regulator adalahulir kanan, mur tanpa memakai chamfer.

·         Skala tekanan pada monometer tekanan rendahsampai 100 atau 250 psi (10 atau 40 kg/cm2)

·          Skala tekanan pada monometer tekanan tinggisampai 3000 atau 5000 psi (250 atau 350 kg/cm2)

·         Ada tulisan oksigen.

(3).  Gas Karbit (A cetelyne)

Gas karbit banyak digunakan dalam pengelasan busur cair gas daripada bahan bakar lainnya. Hal ini dikarenakan gas karbit memiliki banyak kelebihan diantaranya :

(a).Gas karbit mudah dibuat dan tidak beracun. Jika dihisap untuk mengenali dari baunya tidak berbahaya.

(b).Mempunyai sifat menyerap asam, sehingga dapat mengurangi oksidasi (memiliki daya reduksi).

(c).Gas karbit (acetelyne) mempunyai nilai panas yang tinggi, karena suhu api yang dicapai pada gas karbit sangat tinggi.

(d). Kecepatan pembakaran sangat tinggi.

(e). Cocok untuk segala teknik pengelasan las gas

Gambar 5.9 ilustrasi pembuatan gas acetelin/karbid

Cara pembuatan gas karbit (acetelyne) ada tiga cara, yakni : sistem tetes, sistem cebur, dan sistem celup. Dari ketiga sistem tersebut yang dianggap paling efektif adalah sistem tetes. Reaksi kimia yang terjadi adalah :

Ca.C2 + 2.H2O                                          Ca(OH)2+ C2H2 + g

Ca.C2	: Batu Karbid	H2O    : Air
Ca(OH)2	:Kapur Terguyur
C2H2	: Gas Karbid	g	: Panas

Batu karbit 1 kg dapat menghasilkan gas karbit sekitar 250 – 300 kg gas. Pada tabung gas karbit (acetelyne) yang dipasarkanberisi 40 liter dengan tekanan 15 bar. Tabung gas karbit tidak boleh kena panas, karena jika terkena panas hingga suhu diatas 100ºC pada tekanan 2 bar dapat meledak.

Batu karbit (Calsium carbide) dapat diperoleh dengan caramemanaskan atau melebur batu kapur (Ca) dan arang (C) dalam tungku listrik, reaksi kimiannya :

Ca.O + 3C                              Ca.C2 + C.O2

Pemakaian generator untuk memproduksi sendiri gas acetyleneyang digunakan untuk mengelas memang lebih murah dibanding membeligas acetylene yang sudah siap dipakai dan disimpan dalam tabung. Namun kekurangan memproduksi gas sendiri adalah tekanan gas yang kurang stabil.

Oleh karena itu acetylene diproduksi di pabrik acetylene dan dikemasdalam tabung agar mudah dibawa kemana saja. Acetylene disimpandalam tekanan tinggi sehingga dapat digunakan cukup lama dengantekanan kerja yang relatif stabil. Untuk memenuhi peraturan keselamatankerja dan memudahkan transportasi maka terdapat beberapa ketentuantentang tabung acetylene.

(4)   Katup Pengaman tekanan balik

Perlu diperhatikan bahwa tekanan kerja untuk gas karbid harus lebih kecil dari 1,5 bar. Kandungan campuran gas karbid dengan oksigen sebesar 2,6% mudah meledak. Gas karbid lebih ringan daripada udara, oleh karenanya tidak boleh bocor. Selanjutnya logam yang bersentuhan dengan gas karbit, kandungan tembaga (Cu) tidak boleh lebih dari 70%.

Untuk menghindari terjadinya kecelakaan kerja (kebakaran) maka perlu dipasang katup pengaman untuk menghindari terjadinya tekanan dan pembakaran balik. Tekanan balik akan terjadi ketika tekanan udara luar lebih kecil dari tekanan dalam tabung, atau biasa terjadi ketika gas karbid dalam tabung sudah mulai habis.

(4)        Kacamata Las

Kacamata berfungsi untuk melindungi mata dari kilauan busur api yang dihasilkan dari las karbid. Dengan demikian mata kita tidak cepat lelah dan pedih. Disamping itu dengan menggunakan kacamata kita dapat melihat dengan jelas logam yang dilas sudah mencapai titik lebur. Sehingga kita dapat dengan mudah menentukan kapan harus menyambung plat tersebut dan kapan pula kita menambahkan bahan tambah.

(5)        Tang Penjepit

Tang penjepit berfungsi untuk memegang dan mengambil benda kerja. Lebih tepatnya sebagai pengganti jari-jari kita dalammemperlakukan benda kerja, karena selalu berhubungan dengan panas yang tinggi.

(6)        Sarung Tangan

Dengan memakai sarung tangan kita akan lebih aman dari percikan-percikan api dan logan yang sedang dilas. Tentunya dengan rasa aman yang tinggi akan membantu kita dalam mencapai kesempurnaan kinerja, sehingga akan menghasilkan pengelasan yang baik.

(7)        Sumber Api

Dalam menyalakan busur api kita memerlukan sumber api. Sumber api dapat berupa bara api, korek api dan lain-lain yang dapat menghasilkan percikan api. Perlu diketahui bahwa Gas karbit dapat menyala hanya dengan percikan api dan tidak harus api yang menyala.

(8)        Palu Besi

Dalam menyambung dua buah permukaan plat diperlukan kerataan masing-masing plat. Sehingga proses penyambungan menjadi mudah. Kalau ada plat yang melengkung (benjol) sehingga terjadi celah yang lebar, maka cukup dipanasi pada bagian yang lengkung sampai menjadi bara dan kemudian dipukul dengan palu besi sampai permukaan plat tersebut rata. Dengan dipanasi terlebih dahulu akan mempermudah pembentukan plat tanpa merusak struktur plat tersebu.

(9)        Jarum Pembersih Brander

Semakin lama kita melakukan pengelasan maka akan terjadi penyumbatan oleh arang pada torekh (ujung brander).  Arang yang  terbentuk  disebabkan  karena  busur  api  yang  terbentukkelebihan gas karbid. Dengan menyiapkan jarum pembersih brender yang bervariasi besarnya akan memperlancar prosesnya pengelasan.

(10)     Kunci Tabung

Untuk membuka dan menutup tabung gas karbid dan gas oksigen kita memerlukan kunci tabung. Bentuk kunci tabung bermacam-macam, ada yang berbentuk palang dan ada  yang berbentuk lurus. Besar penutup tabung juga bermacam-macam sehingga kita harus tepat dalam memilih kunci yang dipakai. Pemakaian yang tidak tepat akan menyebabkan kerusakan penutup tabung. Selama proses pengelasan hendaknya kunci tabung tetap menempel pada penutup tabung gas karbid. Dengan demikian ketika terjadi kebocoran gas bisa segera diatasi dengan menutup tabung secepatnya.

(11)     Sikat Baja

Selesai proses pengelasan biasanya permukaan menjadi kotor oleh arang. Bersihkan dengan menggunakan sikat baja baru kemudian lapisi bidang pengelasan dengan cat atau minyak untuk menghindari terjadinya proses korosi.

c). Jenis Nyala Api Las Acetelyne

Dalam pengelasan menggunakan las karbid perlu diketahui juga jenis-jenis nyala api. Nyala api pada las karbid ada tiga macam yakni : nyala karburasi, oksidasi dan netral. Penggunaan nyala api disesuaikan dengan jenis logam yang akan dilas. Karena tidak semua jenis logam membutuhkan api yang sama :

Gambar 5.12 nyala api karburasi

Nyala api karburasi adalah nyala api yang kelebihan gas karbid. Batas nyala ketiga kerucut yang terjadi tidak jelas. Penerapannyauntuk pengelasan baja dengan karbon (C) tinggi, tuang kelabu, tuang temper dan untuk paduan logam ringan.

Gambar 5.13 nyala api oksidasi

Nyala api oksidasi adalah nyala api yang kelebihan oksigen. Pada nyala api oksidasi terlihat dua kerucut, dan kerucut bagian dalam pendek berwarna birupucat sampai ungu. Pada nyala api oksidasiini biasanya terdengar suara berdesis. Nyala api oksidasi menimbulkan terak, gelembung gas (seperti busa sabun), kecuali pada logam kuningan. Kegunaannya untuk pengelasan kuningan dan pemotongan logam.

Gambar 5.14 nyala api netral

Nyala api netral terbentuk karena campuran gas karbid dan oksigen yang seimbang. Nyala api netral terdapat dua kerucut dengan batas yang cukup jelas. Kerucut dalam berwarna putih bersinar dan kerucut luar berwarna biru bening.

Pada nyala api netral terjadi reaksi pembakaran dua tingkat, yakni :

d). Teknik Pengelasan Las karbid

Dalam las karbid ada dua teknik pengelasan yang biasa dipaka yaitu dengan arah maju atau arah kebelakang.

(1)  Teknik Pengelasan Maju

Pada pengelasan maju, bahan tambahmendahului brander. Pelelehan cenderung dibagian permukaan, sehingga dampak bakar (penetrasi) tidak mendalam. Adanya pemanasan pendahuluan mengakibatkan daerah panas menjadi lebih luas sehingga dapat menimbulkan tegangan panas yang tinggi.logamyang dilas selama proses pendinginan tidak terlindungi, sehingga jalur sambungan las yang sempurna sukar diperoleh. Keuntungan pada teknik pengelasan maju adalah penggunaan gas yang efisien karena adanya panas pendahuluan.

Teknik pengelasan maju banyak digunakan untuk mengelas baja (bukan baja paduan) dengan tebal sama atau lebih kecil dari 3 mm, pipa baja dengan tebal lebih kecil 3,5 mm, besi tuang, dan logam non fero. Untuk logam dengan ukuran tebal, lebih besar atau sama dengan 1,5 mm, gerakan brander diayunkan/berayun. Sedangkan untuk tebal kurang dari 1,5 m gerakan ayunan semakin berkurang.

a). Kawat bahan tambah mendahului, brander las mengikuti.

b). Pelelehan bagian atas

c). Pengelasan keseluruhan tanpa landasan. 

(2)  Teknik Pengelasan Mundur

Teknik pengelasan kebelakang (mundur) brander las mendahului bahan tambah. Brander dituntun lurus bergerak mundur, sedangkan bahan tambah diselamkan dalam kampuh las sambil mengaduk-aduk (berbentuk spiral). Dampak bakar (penetrasi) yang terjadi cukup dalam dan logam lasan selama proses pendinginan mendapatkan perlindungan oleh gas karbid yang belum terbakar. Sehingga untuk mendapatkan hasil las yangs sempurna lebih mudah dibandingkan dengan arah pengelasan maju. Daerah panas lebih sempit sehingga penyusutan dan timbulnya tegangan panas relatif kecil. Pada cara pengelasan ini celah kampuh sambungan las dapat diperkecil, sehingga volume kampuh las menjadi kecil. Dengan demikian penggunaan bahan tambah dapat efisien. Kekurangan dalam pengelasan mundur ini adalah tidak adanya pemanasan pendahuluan sehingga penggunaan gas karbid menjadi lebih banyak.

Baik teknik las maju maupun mundur jika posisi benda lasan mendatar tidak begitu menyulitkan. Pada teknik pengelasan arah mundur dengan posisi diatas kepala, pinggiran jalur sambungan harus dileleh lebih awal dengan baik dan kawat disodorkan benar- benar tembus keatas.