12 Jenis Pengelasan Utama: Untuk Apa Kegunaannya?

Pengelasan adalah proses manufaktur yang menggunakan panas, tekanan, atau keduanya untuk menyatukan dua atau lebih material menjadi ikatan yang kuat dan permanen. Material yang umum dilas adalah logam dan termoplastik, tetapi material lain, seperti kayu, juga dapat dilas.

Ini adalah proses kunci di sebagian besar industri. Mari kita periksa bagaimana cara kerjanya dan pengetahuan mendasar yang mendukungnya.

Bagaimana cara pengelasan dilakukan?

Pengelasan adalah proses suhu tinggi yang melelehkan logam dasar. Ini adalah perbedaan utama dari penyolderan dan pematrian, yang hanya melelehkan bahan pengisi dan tidak menggabungkan logam dasar.

Pengelasan menggabungkan dua atau lebih benda kerja pada suhu tinggi. Suhu tinggi tersebut menciptakan genangan cairan leleh, yang kemudian mendingin dan mengeras menjadi satu badan padat, membentuk lasan. Lasan tersebut bahkan bisa lebih kuat daripada logam dasarnya.

Ada banyak jenis pengelasan, tetapi semuanya menggunakan panas atau tekanan untuk melelehkan logam dan membentuk sambungan las. Sumber panas atau tekanan dapat bervariasi tergantung pada aplikasi dan bahan yang digunakan. Karena prinsip pengelasan yang sederhana dan mudah dipahami, logam dianggap sebagai bahan yang paling umum dilas. Pengelasan plastik juga cukup umum, sementara pengelasan kayu baru mulai mendapatkan popularitas.

Proses pengelasan dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti kebutuhan akan peralatan khusus, gas pelindung, elektroda, dan bahan pengisi. Mari kita lihat lebih dekat beberapa metode pengelasan yang paling umum digunakan dan mengidentifikasi karakteristik uniknya.

Berbagai Jenis Pengelasan

Meskipun konsep dasar pengelasan relatif sederhana, pengelasan dapat dikategorikan berdasarkan sumber energi yang digunakan. Dengan menguraikan lebih lanjut subkategori ini, kita dapat mempelajari lebih dalam prinsip-prinsip kerja di balik setiap metode.

Pengelasan Busur

Pengelasan busur adalah proses pengelasan yang menggunakan panas busur yang dihasilkan antara elektroda dan benda kerja untuk melelehkan logam dan kawat pengisi (atau tanpa pengisi) secara lokal guna menyambungkan material tersebut. Elektroda las busur Bahan-bahan tersebut dapat berupa bahan habis pakai atau tidak habis pakai. Baik arus bolak-balik (AC) maupun arus searah (DC) dapat digunakan selama pengelasan.

1. Pengelasan MIG/MAG

Pengelasan busur logam gas (GMAW), juga dikenal sebagai pengelasan MIG/MAG (metal inert gas/metal active gas), menggunakan kawat kontinu yang dialirkan melalui obor las. Saat busur melelehkan kawat, kawat tersebut menyatu dengan logam dasar di dalam kolam las.

Bersamaan dengan itu, gas pelindung dialirkan ke area pengelasan, menciptakan penghalang pelindung untuk mencegah kontaminasi atmosfer.

Teknik pengelasan ini mudah digunakan. Itulah mengapa teknik ini menjadi pilihan populer dalam pengelasan industri, manufaktur, konstruksi, dan industri otomotif. Karena ketersediaan gas inert yang murah, pengelasan busur logam gas (GMAW) sebagian besar telah menggantikan pengelasan hidrogen atom (AHW).

2. Pengelasan TIG

Pengelasan tungsten inert gas (TIG) menggunakan elektroda tungsten yang tidak habis pakai dan gas pelindung inert. Tidak seperti pengelasan MIG/MAG, penggunaan logam pengisi terpisah dalam pengelasan TIG dapat ditentukan berdasarkan persyaratan proyek. Pengelasan busur tungsten gas (GTAW) menghasilkan lasan yang presisi dan berkualitas tinggi. Teknik ini menawarkan penetrasi yang sangat baik. Hal ini menjadikannya sangat cocok untuk berbagai penggunaan, seperti dirgantara dan otomotif. Pada saat yang sama, mesin las TIG memiliki banyak fitur yang dapat disesuaikan. Hal ini menjadikan TIG sebagai proses pengelasan yang sangat serbaguna.

3. Pengelasan Busur Logam Batang

Pengelasan Busur Logam Lengket (SMAW), juga dikenal sebagai pengelasan busur logam manual (MMAW/MMA) atau pengelasan elektroda, menggunakan elektroda logam berlapis fluks yang dapat habis untuk menyambung logam.

Ketika elektroda menyentuh logam dasar, busur listrik akan terbentuk, melelehkan material di dalam kolam las. Fluks melepaskan gas pelindung, melindungi logam las dari kontaminasi. Setelah dingin, terak dapat dihilangkan dengan alat-alat umum seperti sikat kawat.

4. Pengelasan Busur Berinti Fluks

Pengelasan busur inti fluks (FCAW) adalah proses pengelasan yang biasanya otomatis atau semi-otomatis dan dapat mengurangi waktu pengelasan hingga 40% dibandingkan dengan pengelasan manual tradisional.

FCAW menggunakan elektroda inti fluks untuk melindungi lasan. Selain itu, FCAW berpelindung ganda memberikan perlindungan tambahan terhadap kontaminan dengan menggunakan gas pelindung di atas elektroda inti fluks. Dibandingkan dengan beberapa metode pengelasan lainnya, FCAW tidak memerlukan peralatan pelindung gas tambahan (terutama pengelasan berpelindung ganda), sehingga dalam jangka panjang, biaya peralatan dan material dapat dikurangi secara signifikan.

5. Pengelasan Gas

Pengelasan gas, juga dikenal sebagai pengelasan oxy-fuel, adalah salah satu metode paling tradisional untuk menyambung logam, menggunakan kombinasi oksigen dan gas bahan bakar seperti asetilen atau propana. Proses ini menghasilkan panas yang sangat tinggi yang melelehkan logam pada sambungan, sehingga memungkinkan logam tersebut menyatu. Metode ini umum digunakan untuk logam besi dan non-besi, dan sangat efektif untuk material tipis.

Salah satu keunggulan utama pengelasan gas adalah tidak memerlukan listrik, menjadikannya solusi yang sangat portabel di daerah dengan akses listrik terbatas. Peralatannya relatif mudah dioperasikan dan harganya lebih murah daripada metode pengelasan lainnya, menjadikannya pilihan populer untuk proyek skala kecil dan proyek DIY. Pengelasan gas juga dapat digunakan untuk pemotongan oxy-fuel, menawarkan fleksibilitas dengan peralatan yang sama.

Meskipun merupakan metode yang lebih tua, pengelasan gas tetap efektif untuk banyak aplikasi. Kemampuannya untuk menyesuaikan profil nyala api dengan mengatur aliran gas memungkinkan kontrol yang presisi, sehingga cocok untuk tugas-tugas rumit seperti penyolderan dan pengelasan lembaran logam tipis. Ini adalah teknik yang andal dan mudah diakses untuk berbagai kebutuhan pengerjaan logam.

6. Pengelasan Plasma

Pengelasan busur plasma beroperasi dengan prinsip yang mirip dengan pengelasan TIG, tetapi desain obornya yang unik memungkinkan gas inert dikeluarkan dari nosel dengan kecepatan lebih tinggi, mengalir di sepanjang jalur yang lebih sempit. Ketika gas bersentuhan dengan busur, plasma terbentuk dan terionisasi saat memasuki zona pengelasan, menghasilkan suhu yang sangat tinggi. Hal ini memungkinkan suhu pengelasan mencapai sekitar 28.000°C, cukup tinggi untuk melelehkan hampir semua logam.

Karena obor busur plasma dapat menghasilkan suhu operasi yang sangat tinggi, alat ini cocok tidak hanya untuk pengelasan presisi tetapi juga untuk pemotongan logam. Selama proses pengelasan, busur plasma memberikan panas yang sangat terkonsentrasi, menghasilkan lasan yang lebih halus dan kecepatan pengelasan yang lebih cepat, sehingga sangat cocok untuk pengerjaan logam yang membutuhkan presisi tinggi dan struktur yang kompleks.

7. Pengelasan Busur Terendam

Pengelasan busur terendam (SAW) beroperasi dengan prinsip yang mirip dengan pengelasan busur logam lengket (SMAW), menggunakan fluks untuk melindungi logam las. Proses pengelasan otomatis atau semi-otomatis ini menggunakan wadah fluks terpisah untuk menempatkan logam pengisi granular ke atas lasan.

Teknik pengelasan ini menghasilkan lasan yang konsisten dan bersih yang mengungguli sebagian besar proses pengelasan manual tradisional. Ini adalah pilihan yang sangat baik untuk logam seperti nikel, baja, dan baja tahan karat dan umumnya digunakan dalam pembuatan pipa, bejana tekan, dan boiler.

Pengelasan Resistansi

Pengelasan resistansi, atau pengelasan tekanan, melibatkan penerapan tekanan dan arus listrik antara dua permukaan logam untuk menciptakan ikatan fusi. Benda kerja didekatkan di bawah tekanan tinggi, dan arus listrik dialirkan melalui titik kontak. Resistansi dalam logam menghasilkan panas, yang menyatukan permukaan logam.

1. Pengelasan Titik

Pengelasan titik resistansi (RSW) menggunakan dua elektroda untuk menekan logam yang saling tumpang tindih sambil secara bersamaan mengalirkan arus pengelasan melalui resistansi logam tersebut. Panas dihasilkan selama proses pengelasan, menyebabkan permukaan logam menyatu, membentuk lasan berbentuk kancing atau bongkahan.

Logam-logam tersebut menyatu pada energi tinggi dalam waktu singkat (sekitar 10-100 milidetik), menyatukan benda kerja hampir seketika. Area di sekitar lasan tidak rusak oleh panas berlebih, sehingga menghasilkan zona yang terpengaruh panas (HAZ) minimal pada pengelasan titik.

Pengelasan titik sering kali diotomatisasi menggunakan robot pengelasan. Hal ini menjadikannya salah satu metode pengelasan paling efisien yang digunakan pada jalur perakitan, sehingga menjadi pilihan menarik bagi industri otomotif, elektronik, dan manufaktur.

2. Pengelasan Sambungan

Pengelasan sambungan adalah jenis pengelasan titik. Metode ini menggunakan dua roda elektroda untuk menekan benda kerja. Pada saat yang bersamaan, arus mengalir melalui keduanya. Mesin las dapat menggunakan daya dengan dua cara. Pertama, daya dapat diberikan secara terputus-putus untuk membuat pengelasan individual pada benda kerja. Kedua, daya dapat diberikan secara terus menerus, sesuai dengan kebutuhan proyek.

Pengelasan sambungan resistansi menghasilkan sambungan yang sangat rapat, dan proses pengelasannya sangat cepat dan bersih, sehingga ideal untuk pengelasan otomatis. Industri lembaran logam menggunakan pengelasan sambungan untuk memproduksi kaleng timah, radiator, dan drum baja.

Pengelasan Laser

Pengelasan laser (LBW), seperti namanya, menggunakan sinar laser sebagai sumber panas terkonsentrasi untuk melelehkan logam dan membentuk lasan. Kepadatan daya LBW yang tinggi menghasilkan zona yang terkena panas lebih kecil. Ukuran titik laser berkisar dari 0,2 hingga 13 mm, sehingga cocok untuk mengelas material dengan ketebalan yang bervariasi dan mencapai hasil yang lebih unggul dibandingkan dengan proses pengelasan tradisional.

Pengelasan laser dapat menghasilkan lasan berkualitas tinggi dengan cepat dan dalam toleransi yang ketat. Proses ini sering kali diotomatisasi dan banyak digunakan di industri otomotif, medis, dan perhiasan.

Sebagian orang berpikir bahwa obor laser dapat memotong dan mengelas seperti obor oksigen-bahan bakar dan plasma. Namun, hal ini biasanya tidak benar. Kepala pemotong laser standar tidak dapat digunakan untuk pengelasan, dan kepala pengelasan laser tidak dapat memenuhi persyaratan kecepatan pemotongan dan kualitas sebagian besar aplikasi industri.

Pengelasan Sinar Elektron

Pengelasan Berkas Elektron (Electron Beam Welding/EBW) adalah teknik pengelasan presisi tinggi yang menggunakan berkas elektron berenergi tinggi yang terfokus untuk melelehkan dan menyambung permukaan logam. Elektron dipercepat dalam ruang hampa dan diarahkan ke benda kerja, menghasilkan panas yang sangat tinggi di lokasi pengelasan. Proses ini terjadi dalam lingkungan vakum, mencegah oksidasi dan kontaminasi.

Salah satu keunggulan utama EBW adalah kemampuannya menghasilkan lasan yang dalam dan sempit dengan distorsi panas minimal. Hal ini menjadikannya ideal untuk aplikasi presisi tinggi, seperti manufaktur kedirgantaraan dan perangkat medis. Proses ini juga memungkinkan pengelasan logam yang berbeda dan menghasilkan sambungan berkekuatan tinggi dengan kualitas lasan yang sangat baik dan pemrosesan pasca-pengelasan minimal.

Pengelasan Gesekan

Pengelasan gesekan adalah proses pengelasan solid-state yang, seperti namanya, menggunakan gesekan untuk menyatukan logam. Tidak seperti kebanyakan proses pengelasan, proses ini tidak menggunakan pistol las, batang las, atau gas pelindung. Proses ini menciptakan sambungan menggunakan panas yang dihasilkan semata-mata oleh rotasi kecepatan tinggi, getaran, atau kontak lateral antara dua potongan logam yang bersih. Sisa logam yang terbentuk selama proses dihilangkan setelah pendinginan.

Peralatan pengelasan yang digunakan untuk pengelasan gesekan lebih ramah lingkungan dibandingkan metode lain karena tidak mengeluarkan asap pengelasan atau racun berbahaya. Kemudahan pengoperasiannya menjadikannya ideal untuk mengelas mata bor, batang penghubung, tabung poros, dan katup.

Keselamatan Pengelasan

Di bengkel pengerjaan logam lembaran LVMA, saat mengeksplorasi pengelasan bersama para insinyur, saya menyadari bahwa keselamatan pengelasan adalah aspek penting dari proses pengelasan.

Para insinyur di bengkel lembaran logam LVMA dilengkapi dengan masker las, sarung tangan tahan api, pakaian pelindung, dan sepatu keselamatan, yang secara efektif melindungi mereka dari suhu tinggi, radiasi UV, percikan api, dan gas berbahaya. Masker las, khususnya, mencegah saya melihat silau cahaya busur dan menghirup asap berbahaya. Saya juga memperhatikan bahwa manajer bengkel LVMA memberi mereka penyumbat telinga untuk mengurangi kerusakan pendengaran akibat kebisingan.

Namun, perlengkapan keselamatan hanyalah satu bagian dari keselamatan pengelasan; kesadaran keselamatan para tukang las sama pentingnya. Kompleksitas proses pengelasan mengharuskan para tukang las untuk memiliki tingkat tanggung jawab yang tinggi dan kesadaran yang tajam akan risiko. Mereka harus memiliki pemahaman yang jelas tentang lingkungan kerja, status peralatan, dan prosedur darurat. Tukang las harus selalu memastikan ventilasi yang memadai di area kerja mereka untuk mencegah penumpukan gas berbahaya dan secara teratur memeriksa peralatan mereka untuk mencegah kerusakan.

Ringkasan

Teknologi pengelasan menghubungkan logam dengan logam, mencapai efek yang tidak mungkin dicapai dengan bagian logam individual. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan, teknologi pengelasan terus berinovasi dan berkembang. Di masa depan, proses pengelasan akan menjadi lebih cerdas dan efisien, dengan pengelasan otomatis dan robotik menjadi arus utama, meningkatkan efisiensi produksi dan mengurangi kesalahan manusia. Pada saat yang sama, munculnya material dan proses pengelasan baru akan memperluas aplikasi, menghadirkan solusi pengelasan yang lebih berkualitas dan ramah lingkungan bagi industri seperti penerbangan, otomotif, dan energi.