Proses Pengelasan - ESW (Electroslag welding) dan (EGW) electrogas welding

Dasar – Dasar Pengelasan

Bab ini menjelaskan mengenai proses-proses pengelasan yang banyak dipakai oleh berbagai perusahaan, beserta keunggulan, kelemahan, dan masing-masing aplikasinya. Kemudian dijelaskan juga mengenai disain sambungan dan jenis-jenis sambungan. Komposisi logam las juga diterangkan, termasuk cara penyimpanan dan penanganan kawat las. Bab ini juga menjelaskan mengenai preheat, alasan melakukan preheat dan metode yang dipergunakan. Ada penjelasan khusus mengenai tujuan melakukan postweld heat treatment, pemotongan dengan oxyfuel gas serta pemotongan dengan mempergunakan busur logam.

Proses – Proses Pengelasan

Las busur adalah suatu proses pengelasan dimana panas dihasilkan oleh busur listrik diantara elektroda dengan benda kerja. Pada pengelasan dengan arus DC, benda kerja dihubungkan dengan kutub negatif dan elektroda dengan kutub positif, sedangkan pada pengelasan dengan polaritas lurus, benda kerja dihubungkan dengan kutub positif dan elektroda dengan kutub negatif. Proses-proses pengelasan yang dibicarakan disini adalah:

1. Shielded metal arc welding (SMAW).

2. Gas tungsten arc welding (GTAW).

3. Gas metal arc welding (GMAW).

4. Flux cored arc welding (FCAW).

5. Submerged arc welding (SAW).

6. Electroslag welding (ESW) dan electrogas welding (EGW).

7. Stud welding (SW).

8. Oxyfuel gas welding (OFW), braze welding dan brazing.

9. Cadwelding.

6. Electroslag Welding dan Electrogas Welding

ESW adalah suatu proses las otomatis dengan laju deposit tinggi yang digunakan untuk mengelas logam dengan tebal 2 inci atau lebih secara vertikal. Pemakaiannya yaitu pada pengelasan pressure vessel, kapal, dan struktur. Ada dua jenis proses las ESW:

- Metode panduan tidak terumpan (konvensional).

- Metode panduan terumpan.

Kedua metode ini menggunakan alat-alat dan bentuk filler metal yang berbeda. Pada kedua jenis proses pengelasan ESW ini, plat berbentuk persegi mula-mula diletakkan secara vertikal dengan jarak kira-kira satu inch, kemudian dilas naik secara vertikal. Permulaan tab dimulai dari bagian bawah sambungan dan runoff tab pada bagian atas.

Pada ESW konvensional, sepatu tembaga berpendingin air yang bisa dipindah-pindah diletakkan pada sisi bagian depan dan belakang sambungan, untuk menahan logam cair tetap berada pada tempatnya sampai membeku. Proses ini dimulai dengan menyalakan busur diantara kawat elektroda dengan bottom starting tab pada cekungan yang terbentuk antara pinggiran alat yang mempunyai celah dengan sepatu tembaga. Butiran flux diletakkan pada cekungan. Busur listrik dinyalakan pada permulaan proses, dan berlangsung terus sehingga terbentuk slag konduktif. Segera setelah slag menjadi konduktif, busur padam dan slag tetap cair karena resistansi panas yang berasal dari arus yang lewat diantara elektroda dengan benda kerja. Selama proses pengelasan berlangsung, flux ditambahkan secara teratur untuk menjaga ketepatan slag yang menutupi genangan logam cair. Resistansi panas slag melelehkan filler wire dan pinggiran plat membentuk genangan logam cair, yang ditahan oleh sepatu tembaga. Selama pembekuan, sepatu secara otomatis bergerak naik kepermukaan plat. Satu atau lebih kawat dapat digunakan, tergantung pada tebal plat.

ESW panduan terumpan menggunakan suatu tube panduan terumpan untuk menempatkan kawat elektroda berada pada sambungan, dan sepatu tembaga berpendingin air permanen. Tube pemandu tidak bergerak tetapi terbakar habis selama pengelasan. Hal ini membuat kawah las muncul di dalam kampuh. Tube panduan terumpan menambahkan filler metal pada logam las dan juga menyediakan flux pada slag konduktif dari bagian luar coating (seperti elektroda terbungkus dengan lobang besar). Lebih dari satu tube panduan terumpan dapat dipakai untuk pengelasan logam-logam tebal.

Electrogas Welding

EGW dilakukan dengan posisi vertikal dengan cara yang sama dengan ESW, tetapi berbeda dalam mempertahankan busur diantara elektroda berinti flux dan kawah las. Kawah las ditutupi oleh cairan slag tipis dan diselimuti oleh gas CO2 atau argon-CO2. EGW terbatas pemakaiannya pada benda-benda tipis, biasanya kurang dari 2 inch. Proses ini bisa dikerjakan dengan satu sepatu dapat dilepas, yang membentuk permukaan logam las pada bagian sisi sebelah depan. Bagian belakang logam las dibentuk oleh batangan penyangga dari tembaga permanen atau oleh root pass yang dikerjakan dengan proses manual atau semi-otomatis. Sambungan las pada EGW bisa berbentuk persegi dengan suatu celah atau pengelasan dengan bevel standar V dikerjakan dengan proses las yang lain.

Keuntungan

Keuntungan utama dari proses las ESW dan EGW adalah kemampuannya untuk melakukan pengelasan vertikal dari berbagai ketebalan dengan waktu lebih cepat dibandingkan dengan proses-proses las yang lain. ESW terutama sekali dipakai untuk mengelas logam-logam tebal dibengkel-bengkel, sementara EGW bisa dikerjakan baik di bengkel atau di lapangan. Persiapan sambungan pada kedua proses ini sederhana dan lebih sedikit terjadinya distorsi pengelasan dibandingkan dengan metode lain.

Kelemahan

Baik proses las ESW ataupun EGW hanya terbatas pada penyambungan carbon steel dan low alloy steel dengan posisi vertikal. Waktu pemasangan pada proses ini sangat lama, tetapi dapat diimbangi oleh laju pengisian yang lebih cepat. Pentingnya waktu pemasangan berkurang dengan bertambah tebalnya logam las. ESW sensitif terhadap kontrol bentuk bead. Retak garis tengah bisa terjadi apabila faktor bentuk (kedalaman kawah las dibagi dengan lebar kawah las) rendah. Suatu contoh faktor bentuk rendah yaitu peka terhadap retak (adalah satu), karena kawah las mempunyai ukuran sama dengan lebar. ESW dan EGW mempunyai panas masukan sangat tinggi. ESW memiliki panas masukan paling tinggi, menghasilkan pengelasan dengan butiran kasar berjumlah banyak dan daerah HAZ dengan notch toughness rendah. Pengelasan ESW membutuhkan perlakuan panas untuk menghaluskan kembali butiran setelah pengelasan selesai (misalnya normalizing) untuk memulihkan notch toughness. Perlunya normalizing setelah pengelasan biasanya untuk menghindarkan pemakaian ESW untuk pengelasan dilapangan.

Panas masukan EGW tidak sebesar ESW, tetapi ada sedikit penurunan sifat logam di daerah HAZ. Hal ini membatasi aplikasi EGW terhadap bahan-bahan yang mempunyai notch toughness lebih buruk. Keterbatasan ini membuat beberapa kontraktor membatasi pemakaian EGW pada tangki penyimpanan dilapangan yang memiliki suhu pemakaian minimum 30oF atau lebih.

Aplikasi pada Pekerjaan

Aplikasi pengelasan ESW paling umum yaitu pada sambungan-sambungan longitudinal pada shell ring untuk pressure vessel carbon steel dan low alloy steel berdinding tebal. EGW digunakan untuk sambungan vertikal pada tanki penyimpan minyak.