BAB III PEMBAHASAN 3.1. Pengertian Portable Spot Welding

BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Pengertian Portable Spot Welding
Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas
dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan
metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Pengelasan pada
umumnya dilakukan untuk menyambungkan logam, akan tetapi ada juga
pengelasan yang digunakan untuk menyambung plastik. Proses pengelasan
berfungsi untuk menyatukan dua buah logam sehingga satu dengan yang lain akan
saling mengait.
Spot welding atau las titik yaitu salah satu metode pengelasan yang prinsip
kerjanya menggunakan arus listrik untuk menyambung plat logam. Proses
pengelasan yaitu dengan menjepit plat menggunakan elektroda khusus. Siklus
pengelasannya yaitu dengan memberikan tekanan pada plat kemudian mengalirkan
arus listrik dalam jumlah yang besar. Akibat besarnya arus listrik yang diberikan,
maka bagian plat yang ditekan dan diberi arus akan memanas dan meleleh, tekanan
elektroda yang diberikan pada plat akan dilepas sesaat setelah arus dialirkan agar
plat yang dilas bisa menempel dengan sempurna.
Portable spot welding yaitu suatu mesin yang digunakan untuk melakukan
pengelasan titik dimana welding gun yang digunakan untuk melakukan pengelasan
dapat digerakkan sehingga dapat digunakan untuk melakukan pengelasan segala
posisi. Berbeda dengan stationary spot welding yang harus menggerakkan benda
kerja untuk melakukan pengelasan. Produksi di PT Krama Yudha Ratu Motor
menggunakan pengelasan titik untuk proses produksi kabin kendaraan.
Gambar 2. Portable Spot Welding (PSW)
22
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.2. Bagian Portable Spot Welding
Portable spot welding mempunyai bagian – bagian berupa:
a. Trafo
Trafo (Gambar 3) merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk
menaikkan maupun untuk menurunkan tegangan. Sisi trafo yang dihubungkan
dengan sumber tegangan merupakan sisi primer, sedangkan sisi yang dihubungkan
dengan beban merupakan sisi sekunder. Perbandingan jumlah kumparan pada sisi
primer dan sisi sekunder akan mempengaruhi besar kecilnya tegangan pada sisi
sekunder. Apabila jumlah lilitan pada sisi sekunder lebih banyak dibandingkan
dengan sisi primer maka disebut trafo step up karena tegangan pada sisi sekunder
lebih tinggi dibandingkan dengan sisi primer, sedangkan apabila jumlah lilitan
sekunder lebih sedikit dibandingkan dengan sisi primer maka disebut sebagai trafo
step down karena tegangan pada sisi sekunder lebih rendah dibanding dengan
tegangan pada sisi primer. Pada instalasi welding gun menggunakan trafo step down
karena yang dibutuhkan untuk pengelasan yaitu arus yang besar bukan tegangan
yang besar. Terminal trafo mempunyai dua buah terminal, sehingga satu trafo bisa
dipakai untuk dua buah welding gun. Debit air pendingin pada system sirkulasi gun
dan trafo yaitu:
-
75 kVA
: 16 liter / menit
-
100 kVA
: 17 liter / menit
-
125 & 150 kVA
: 18 liter / menit
Gambar 3. Trafo PSW
23
http://digilib.mercubuana.ac.id/
b. Kickless Cable
Kickless cable yaitu kabel yang menghubungkan dari trafo PSW ke aid
cable/jumper. Arus listrik yang digunakan untuk proses pengelasan disalurkan
melalui kickless cable, sehingga peran dari kickless cable sangatlah penting.
Sirkulasi air pada kickless cable perlu diperhatikan karena arus listrik yang melewati
kickless cable sangatlah besar, jika tidak diperhatikan maka bisa mengakibatkan
kerusakan. Spesifikasi kabel yang digunakan sebagai kickless cable yaitu MLFC
600V 80mm².
Gambar 4. Kickless cable
c. Aid cable/jumper
Aid cable/jumper yaitu kabel yang menghubungkan dari kickless cable ke
welding gun. Fungsi dari aid cable tidak beda jauh dari fungsi kickless cable yaitu
sebagai media penyalur arus listrik. Sirkulasi air pada aid cable juga perlu
diperhatikan karena digunakan untuk menghantarkan arus dalam jumlah yang
besar. Spesifikasi aid cable yaitu menggunakan kabel NYAF 150 mm² 450/750V.
Gambar 5. Aid Cable
24
http://digilib.mercubuana.ac.id/
d. Welding Gun
Welding gun terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
1. Arm
Arm pada PSW memiliki dua fungsi yaitu untuk membertikan tekanan pada
tip dan untuk menghantarkan arus welding. Dikarenakan arus listrik yang
dihantarkan dalam jumlah yang besar dan dikonversi menjadi panas maka
sirkulasi pendinginan sangatlah penting, jika tidak diperhatikan maka bisa
mengakibatkan kerusakan. Arm pada welding gun terdapat dua jenis, yaitu
walding gun tipe X dan welding gun tipe C. Pemakaian tipe welding gun
disesuaikan dengan kebutuhan, misal untuk pengelasan yang jaraknya dekat
dengan tepi benda kerja maka menggunakan welding gun tipe C, sedang untuk
pengelasan yang letaknya jauh dari tepi benda kerja maka menggunakan welding
gun tipe X, akan tetapi beberapa welding gun tipe X memiliki arm yang pendek
sehingga penggunaannya untuk pengelasa pada benda kerja yang berada di tepi.
Gambar 6. Welding gun tipe X dengan arm yang pendek
Gambar 7. Welding gun dengan arm yang panjang
Gambar 8. Welding gun tipe C.
25
http://digilib.mercubuana.ac.id/
2. Silinder pneumatic
Silinder pneumatic yaitu suatu perangkat mekanik yang berfungsi sebagai
tenaga penggerak linear bolak balik dengan memanfaatkan udara terkompresi.
Silinder pneumatik pada PSW berfungsi untuk menggerakkan arm welding gun
sehingga akan memberikan tekanan pada tip yang akan menekan benda kerja.
Gambar 9. Silinder pneumatic pada welding gun tipe X
Gambar 10. Silinder pneumatic pada welding gun tipe C
3. Grip Switch
Grip switch berguna sebagai salah satu pegangan pada welding gun dan juga
berfungsi sebagai saklar. Saklar pada grip switch menggunakan kontak NO
(Normally Open) yaitu kontak yang apabila tidak bekerja maka akan
memutuskan arus listrik dan apabila bekerja maka akan menghantarkan arus
listrik.
Gambar 11. Grip Switch
26
http://digilib.mercubuana.ac.id/
4. Tip
Tip pada welding gun terletak diujung yang berfungsi memberikan tekanan
pada benda kerja. Selain memberikan tekanan pada benda kerja, tip juga
memberikan aliran arus dengan jumlah yang besar untuk proses pengelasan. Tip
terbuat dari tembaga karena memliliki titik lebur yang berbeda dengan benda
kerja, sehingga setelah proses pengelasan selesai tip tidak akan menempel pada
benda kerja.
Gambar 12. TIP pada ujung welding gun tipe X
Gambar 13. TIP pada ujung welding gun tipe C
5. Air Filter
Air filter berfungsi untuk menyaring uap air pada udara dari kompresor
yang akan digunakan untuk menggerakkan silinder. Dengan adanya air filter
maka akan meminimalisir kerusakan valve pneumatic dan silinder pneumatic
yang digunakan.
Gambar 14. Air Filter
27
http://digilib.mercubuana.ac.id/
6. Oil Lubricator
Oil lubricator yaitu peralatan yang digunakan untuk memberikan oli pada
aliran udara yang akan digunakan untuk menggerakkan silinder. Udara dari air
filter yang sudah bersih dari uap air kemudian dilanjutkan ke oil lubricator untuk
diberi pelumas.
Gambar 15. Oil Lubricator
7. Air Regulator
Air regulator yaitu peralatan yang digunakan untuk mengatur besarnya
tekanan udara yang akan diberikan ke silinder. Dengan mengatur besarnya
tekanan udara yang mengalir ke silinder maka tekanan pada ujung – ujung tip
bisa diatur.
Gambar 16. Air Regulator
28
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8. Selenoid Valve
Solenoid valve merupakan peralatan pneumatic yang berfungsi untuk
menentukan arah aliran udara yang akan menuju ke silinder. Pada PSW
menggunakan elektrik valve 5/2 spring return.
Gambar 17. Selenoid valve
9. MCB
MCB merupakan peralatan elektronik yang berfungsi sebagai pembatas arus
dan pengaman hubung singkat. Peralatan ini bekerja dengan prinsip thermis dan
elektris. Besarnya MCB pengaman yang digunakan pada PSW ditentukan oleh
besarnya daya yang digunakan pada proses pengelasan, yaitu:
-
50 kVA (380) : 100A
-
70 kVA (380) : 150A
-
100 kVA (380) : 200 A
-
150 kVA (380) : 300 A
Gambar 18. MCB
29
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10. Timer
Timer merupakan rangakaian utama dari portable spot welding yang berupa
rangkaian elektronika dengan fungsi utama sebagai pengatur besarnnya arus,
waktu mulai mengelas dan lama proses pengelasan. Rangkaian ini sudah
terintegrasi dalam suatu PCB buatan pabrik sehingga pengguna hanya tinggal
memprogram saja. Rangkaian timer ini mempunyai inputan suatu tombol yang
diletakkan pada welding gun dan sebagai outputannya sebagai pengendali
selenoid valve dan sebagai rangkaian pemicu thyristor. Satu buah rangkaian
timer bisa digunakan sampai empat buah welding gun, akan tetapi jumlah
welding gun tergantung dari peralatan lain yang mendukung, misalnya terminal
output trafo hanya mempunyai dua buah terminal, sehingga hanya bisa
digunakan maksimal untuk dua buah welding gun. Rangkaian timer ini
diletakkan dalam suatu box panel agar terhindar dari debu dan hal – hal yang
bisa menimbulkan bahaya.
Gambar 19. Timer
11. Program Box
Program box berfungsi untuk melakukan pemrogaman rangkaian timer
karena tombol pemrogramannya terpisah dari box panel timer. Pemrogaman
yang dilakukan menggunakan programming box yaitu untuk melakukan
pemrograman waktu mulai mengalirkan arus, lama mengalirkan arus dan
besarnya arus yang akan digunakan. Selain digunakan untuk pemrogaman,
30
http://digilib.mercubuana.ac.id/
program box ini juga berfungsi untuk mengetahui jika dalam proses pengelasan
terjadi eror, eror yang terjadi akan di tampilkan pada display program box.
Gambar 20. Program box
Untuk melakukan pemrograman dibutuhkan kartu program agar program box
bisa digunakan. Kartu pemrograman mempunyai dua sisi yang kegunaannya
berbeda – beda. Jika karto pemrograman tidak dipasang pada program box,
maka program box tidak bisa digunakan.
Gambar 21. Kartu pemrograman pada satu sisi
Gambar 22. Kartu program sisi yang lain
31
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12. Thyristor
Thyristor merupakan komponen elektronika yang fungsinya menyerupai
komponen SCR. Thyristor merupakan rangkaian elektonika aktif yang akan
menyalurkan arus listrik apabila pada terminal gate mendapat pemicuan. Setelah
diberi pemicu walaupun hanya sesaat maka thyristor akan menyalurkan arus
listrik selama ada arus yang mengalir pada terminal anoda dan katoda. Pada
instalasi welding gun ini, thyristor berfungsi untuk mengatur besar kecilnya arus
untuk proses pengelasan. Thyristor dipasang pada sisi primer trafo karena arus
primer tidak begitu besar jika dibandingkan dengan sisi sekunder. Dikarenakan
arus yang melewati thyristor antara 50-1500 A, maka thyristor juga
membutuhkan pendinginan menggunakan sirkulasi air yang cukup banyak.
Selain itu di sekitar thyristor juga diberi thermistor sebagai sensor jika terjadi
panas berlebih yang diakibatkan proses pendinginan tidak berjalan dengan
lancar.
Thyristor
Thermistor
Thyristor
Gambar 23. Thyristor dan thermistor
32
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13. Current Transformer
Current transformer merupakan peralatan yang berguna untuk menghasilkan
arus pada sisi sekunder yang sebanding dengan besarnya arus yang mengalir
pada sisi primer. Arus pada sisi sekunder dibuat kecil agar bisa diukur
menggunakan alat ukur.
Gambar 24. Current transformer
14. Sping balancer
Spring balancer merupakan alat yang digunakan untuk memberikan gaya tarik
ke atas pada welding gun agar operator ketika menggunakan welding gun tidak
keberatan. Besarnya gaya tarik spring balancer disesuaikan dengan beratnya
welding gun yang digunakan, jika gaya sping balancer terlalau kuat maka
operator akan keberatan ketika menarik welding gun ke bawah, sedangkan
apabila gaya spring balancer terlalu lemah maka operator akan keberatan ketika
mengangkat welding gun.
Gambar 25. Spring balancer
33
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.3. Cara Kerja Portable Spot Welding
Portable spot welding merupakan peralatan yang bekerja secara otomatis,
sehingga tidak ada mode pengoperasian secara manual. Pada saat tombol pada grip
switch ditekan maka arm welding gun akan mengapit/menekan benda kerja, selang
beberapa detik setelah tip menekan benda kerja maka arus listrik akan dialirkan
dalam jumlah yang besar beberapa kali hingga benda kerja yang ditekan tip akan
meleleh. Waktu pemberian arus dan jega antara pemberian arus tergantung
pengaturan pada timer, setelah diberikan arus dalam jumlah yang besar arm masih
dalam keadaan menekan agar plat yang dilas bisa menempel dengan sempurna,
baru beberapa saat kemudian arm dibuka. Jika tombol grip switch masih ditekan
maka proses pengelasan akan berulang dari awal, akan tetapi jika grip switch tidak
ditekan maka proses pengelasan akan berhenti.
Pilot
Valve
Weld
SDT SQ
US WT1
CT1 WT2
CT2 WT3
DS
NT
PULSATIO
OT
ECHO
REPEAT
REWeld Complete
Output
At the time of the fault
Fau
Fault
Gambar 26. Gambar dasar urutan operasi
Keterangan:
a. SDT (Squeeze Delay)
Waktu pembacaan penekanan tombol.
b. SO (Squeeze Time)
Lamanya waktu jeda dari mulai switch dipijit / diinjak sampai dengan ampere
las keluar. Besaran waktu setting squeeze disesuaikan dengan jarak tip.
34
http://digilib.mercubuana.ac.id/
Besarnya nilai yang tersetting terpampang pada seven segment. Lamanya waktu
squeeze yaitu sebesar (0-99 Cycle).
c. US (Up Slope Time)
Lamanya waktu rambatan arus naik dari 0 (nol) ampere menuju ampere yang
disetting.
d. WT1 (Weld 1)
Settingan lamanya waktu mengelas pada weld 1. Lama pengelasan yaitu 0-99
Cycle.
e. CT1 (Cool 1)
Settingan untuk waktu jeda dari welding 1 ke welding 2. Nilai cool 1 akan
berfungsi jika kita mengisi nilai weld time2. Lama jeda antara pengelasan yaitu
0-99 Cycle.
f. WT2 (Weld 2)
Settingan lamanya waktu mengelas pada weld 2. Lama pengelasan yaitu 0-99
Cycle.
g. CT2 (Coll 2)
Settingan untuk waktu jeda dari welding 1 ke welding 2. Nilai cool 1 akan
berfungsi jika kita mengisi nilai weld time2. Lama jeda antara pengelasan yaitu
0-99 Cycle.
h. WT3 (Weld 3)
Settingan lamanya waktu mengelas pada weld 3. Lama pengelasan yaitu 0-99
Cycle.
i.
DS (Down Slope)
Lamanya waktu rambatan turun dari ampere yang disetting hingga 0 (nol)
ampere. Lama waktu down slope yaitu 0-30 cycle.
j.
NT (Hold)
Settingan lamanya waktu menjepit tip atas dan tip bawah setelah tidak ada
welding.
k. OT (Off)
Settingan lamanya waktu jeda untuk pengulangan stroke welding selama switch
gun ditekan.
l.
Echo complete delay
Waktu
35
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.4. Perawatan Portable Spot Welding
Agar portable spot welding bisa berfungsi dengan normal, maka dilakukan
pengecekan secara berkala dan perawatan secara rutin. Pengecekan disini dilakukan
dalam jangka waktu tertentu dan dilakukan oleh operator. Sedangkan perawatan
dilakukan oleh maintenance dengan jadwal perawatan yang sudah ditentukan.
Dengan dilakukannya perawatan secara rutin, diharapkan portable spot welding
bisa berfungsi dengan normal sesuai yang diharapkan dan bisa tahan lama.
3.4.1. Pengecekan harian
Pengecekan harian yaitu pengecekan yang dilakukan rutin setiap hari,
pengecekan harian ini dilakukan oleh operator portable spot welding yang
bersangkutan untuk mengetahui apakah portable spot welding bisa berjalan
dengan normal sesuai yang diharapkan. Sebelum memulai pekerjaan awal shift
dan setelah istirahat, operator wajib menguji fungsi kerja dari portable spot welder
yang digunakan yaitu dengan cara menjalankan portable spot welder tanpa beban
dan mengukur besarnya nugget.
Pengujian dengan menjalankan portable spot welder tanpa beban bertujuan
untuk mengetahui apakah terdapat panas berlebihan pada kickless cable, aid
cable/jumper dan pada welding gun. Jika terdapat panas yang berlebihan, hal ini
bisa diakibatkan karena proses pendinginan yang kurang. Jika terjadi panas
berlebihan, perlu segera diperbaiki agar kerusakan tidak semakin parah dan jika
memungkinkan bisa mengantisipasi kerusakan pada alat.
Pengujian nugget bertujuan untuk menguji kemampuan pengelasan dari portable
spot welding. Untuk membuat nugget yaitu dengan menggunakan dua buah plat
yang ketebalannya berbeda. Kedua plat tersebut dilas agar saling menempel
kemudian dilepas lagi dan akan meninggalkan bekas pengelasan. Bekas
pengelasan itu yang diukur dengan diameter minimal yaitu 4mm. Jika besarnya
diameter nugget kurang dari 4mm, hal ini disebabkan karena arus pengelasan
terlalu kecil. Jika hal ini dibiarkan, bisa berakibat menurunnya kualitas produk
dan menimbulkan kerusakan pada peralatan yang bersangkutan.
36
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.4.2. Pengecekan mingguan
Pengecekan mingguan dilakukan rutin setiap minggu. Pengecekan yang
dilakukan yaitu berupa pengecekan besarnya arus pada welding gun dan
mengecekan daya tekan pada kedua ujung tip ketika sedang mengatup.
Pengecekan ini bertujuan untuk menjamin kualitas produk agar tetap bagus. Pada
bagian pengecekan arus dan daya tekan tip dilakukan oleh bagian welding quality.
3.4.3. Perawatan bulanan
Perawatan disini dilakukan oleh bagian maintenance, perawatan yang dilakukan
yaitu berupa penggantian jumper / aid cable maupun mengecek kebersihan
maupun kerja dari portable spot welding itu sendiri. Pergantian kabel jumper
bertujuan untuk menjamin agar arus yang digunakan untuk pengelasan bisa
maksimal. Pergantian kabel jumper perlu dilakukan tiap bulan karena aid cable
merupakan bagian yang elastis dan selalu bergerak, sehingga tidak jarang
beberapa aid cable menjadi putus karena pemakaian.
Pengecekan kebersihan meliputi pengecekan kebersihan komponen pada panel,
pengecekan kelancaran sirkulasi pendinginan. Walaupun beberapa bagian portable
spot welding menggunakan air sebagai pendinginan, akan tetapi juga tidak salah
jika harus merawat kebersihan dari perangkat kelistrikan yang ada. Selain itu
beberapa prtable spot welding membutuhkan isolator pada bagian arm-nya agar
ketika digunakan arm spot welding tidak berbenturan dengan benda kerja dan
tidak terjadi short listrik antara arm dengan benda kerja.
Selain itu air filter dan ketinggian oli pada oil lubricator juga perlu diperhatikan
agar ketahanan dari silinder pneumatic pada welding gun bisa tahan lama dan spot
welding bisa berfungsi dengan semestinya.
3.5. Permasalahan pada Portable spot welding
Walaupun selalu dirawat secara rutin, portable spot welding terkadang juga
mengalami kerusakan ketika sedang digunakan. Hal ini bisa disebabkan karena
factor luar, akan tetapi tidak jarang disebabkan kerena kurangnya pengecekan
portable spot welding setelah dilakukan perawatan bulanan maupun karena
kelalaian dari operator portable spot welding yang bersangkutan. Beberapa
permasalahan yang sering muncul diantaranya:
37
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.5.1 Kabel panas
Kabel menjadi panas sering kali terjadi pada kickless cable maupun pada aid
cable/ jumper. Panas pada bagian ini disebabkan karena sirkulasi pendinginan yang
kurang. Kurangnya sirkulasi pendinginan disebabkan karena kotoran yang dibawa
air sebagai pendingin. Agar sirkulasi air pada kickless cable maupun aid cable yaitu
dengan jalan menyemprot kabel dengan udara bertekanan. Yang perlu disemprot
bukan hanya pada kabel yang bermasalah, akan tetapi pada bagian welding gun dan
manifold air juga perlu dilakukan penyemprotan.
3.5.2 Pengelasan kurang bagus
Beberapa masalah lain yang seringkali terjadi yaitu hasil pengelasan kurang
bagus, baik itu spotan bergelombang maupun daya pengelasan kurang kuat. Hal ini
seringkali disebabkan karena tip yang tidak center maupun karena kurangnya arus
pengelasan. Untuk mengatasi permasalahan pengelasan yang kurang Karena tip
tidak center yaitu dengan memperbaiki posisi tip welding gun. Sedangkan untuk
mengatasi permasalahan arus pengelasan yang kurang harus dilakukan pengecekan
pada kabel kickless cable maupun aid cable / jumper. Biasanya permasalahan ini
disebabkan karena terjadi induksi pada kickless cable maupun pada jumper
sehingga arus yang seharusnya mengalir melalui tip menjadi terbagi pada bagian
kabel yang induksi.
3.5.3. Tidak ada arus ketika proses pengelasan
Selain kerena permasalahan kurangnya arus pengelasan, tidak jarang pula terjadi
kerusakan tidak adanya arus pengelasan walaupun silinder pada welding gun
berfungsi secara normal. Permasalahan ini seringkali disebabkan karena kabel
tembaga pada jumper putus, kabel penghantar putus baik kabel dari trafo maupun
kabel sebelum masuk ke trafo. Selain karena masalah kabel, penyebab tidak adanya
arus ini bisa juga disebabkan karena rangkaian timer tidak berfungsi maupun Karen
thyristor rusak. Jika terjadi permasalahan seperti ini maka harus dilakukan
penggantian pada bagian yang bersangkutan.
38
http://digilib.mercubuana.ac.id/
3.5.4. Terdapat percika api pada bagian yang sedang dilas
Seringkali pada pengelasan spot welding menghasilkan percikan api, percikan
api ini berbahaya apalagi jika percikan api yang dihasilkan mengenai mata.
Percikan api pada saat pengelasan disebabkan karena arus pengelasan yang besar,
terdapat kotoran pada benda kerja, tip yang tidak center maupun karena waktu
pemberian arus terlalu cepat sebelum tim menekan pada benda kerja. Akan tetapi
pada beberapa bagian pengelasan selalu menghasilkan percikan api karena
pengelasan menggunakan arus yang besar. Kebersihan benda kerja juga perlu
diperhatikan agar bisa menghasilkan pengelasan yang bagus dan tidak
menghasilkan percikan api.
39
http://digilib.mercubuana.ac.id/