3. PENYAMBUNGAN LOGAM A. Pendahuluan Makna sambungan yang dipahami dalam bidang pemesinan, tidak jauh berbeda dengan apa yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, yaitu menghubungkan antara satu benda dengan lainnya. Sebagaimana yang diketahui, manusia tidak dapat memproduksi sesuatu dalam sekali kerja. Hal ini tidak lain karena keterbatasan manusia dalam menjalani prosesnya. Makanya benda yang dibuat manusia umumnya terdiri dari berbagai komponen, yang dibuat melalui proses pengerjaan dan perlakuan yang berbeda. Sehinggauntuk dapat merangkainya menjadi sebuah benda utuh, dibutuhkanlah elemen penyambung. Menilik fungsinya, elemen penyambung sudah pasti akan ikut mengalami pembebanan saat benda yang dirangkainya dikenai beban. Ukurannya yang lebih kecil dari elemen yang disambung mengakibatkan beban terkonsentrasi padanya. Efek konsentrasi beban inilah yang harus diantisipasi saat merancang sambungan, karena sudah tentu akan bersifat merusak. Ada dua jenis sambungan yang dikenal secara umum : 1 Sambungan tetap (permanent joint). Merupakan sambungan yang bersifat tetap, sehingga tidak dapat dilepas selamanya, kecuali dengan merusaknya terlebih dahulu. Contohnya : Sambungan paku keling (rivet joint) dan sambungan las (welded joint). 2 Sambungan tidak tetap (semi permanent). Merupakan sambungan yang bersifat sementara, sehingga masih dapat 1 dibongkarpasang selagi masih dalam kondisi normal. Contohnya : Sambungan mur-baut / ulir ( screwed joint ) dan sambungan pasak (keys joint). 2.1 SAMBUNGAN PAKU KELING (Rivet Joint) Paku keling adalah batang silinder pendek dengan sebuah kepala di bagian atas, silinder tengah sebagai badan dan bagian bawahnya yang berbentuk kerucut terpancung sebagai ekor, seperti gambar di bawah. Konsruksi kepala (head) dan ekor (tail) dipatenkan agar permanen dalam menahan kedudukan paku keling pada posisinya. Badan ( body) dirancang untuk kuat mengikat sambungan dan menahan beban kerja yang diterima benda yang disambung saat berfungsi. Gambar 2.1 Paku Keling Penggunaan sambungan keling dapat dipakai untuk : 1. Sebagai sambungan kekuatan dalam kontruksi logam ringan (kontruksi bertingkat, kontruksi jembatan dan kontruksi pesawat pengangkat) pada setiap kontruksi mesin pada umumnya. 2. Sebagai sambungan kekuatan kedap dalam kontruksi ketel, tangki dan pipa dengan tekanan tinggi) tetapi sekarang ketel umumnya dilas. 3. Sebagai sambungan kedap untuk tangki, cerobong asap pelat, pipa penurunan dan pipa pelarian yang tidak memiliki tekanan. 2 4. Sebagai sambungan paku untuk kuliat plat (kontruksi kendaraan dan kontruksi pesawat udara). Bahan Paku Keling Bahan yang biasanya digunakan untuk pemakaian ringan adalah alumunium, untuk pemakaian sedang adalah baja klasifikasi IS : 1148 - 1957 dan IS : 1149 – 1957 untuk struktur konstruksi dengan gaya tarik tinggi. Sedangkan untuk pemakaian berat termasuk yang kedap cairan dan gas adalah baja klasifikasi IS : 1990 - 1962 seperti pada boiler. Metode Pengelingan Metode pengelingan (penyambungan paku keling) yang dilakukan pada umumnya tergantung dari jenis pemakaian, yakni : a. Untuk pemakaian ringan Gambar 2.2 Paku keling pemakaian ringan 3 b. Pemakaian sedang Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan sambungan. Setelah pasangan pelat dilubangi dan paku keling dipasangkan pada lubang, ekor paku dipanaskan dibawah suhu kritis dan ditekan dengan pukulan palu tangan pada cetakan ekor. Sehingga ekor tercetak seperti bentuk kepala. Gambar 2.3 Paku keling pemakaian sedang c. Pemakaian berat dan kedap air Ditujukan untuk mendapatkan kekuatan dan kerapatan sambungan. Lobang kedudukan paku keling dibuat lebih besar 1,5 mm dari ukuran diameter paku, agar saat ekor paku ditekan oleh mesin pencetak kepala, bahan logam paku yang mulai luluh karena sebelumnya dipanaskan sampai membara pada suhu kritis (600 - 800°C), mengisi ruang antara tersebut. Logam luluh yang tertekan tentu saja 4 akan mengisi sampai ke celah-celah terkecil yang terdapat diantara kedua pelat. Sehingga akhirnya diperoleh sambungan yang kedap fluida. Tipe Paku Keling Berdasarkan Bentuk Kepala Lembaga standarisasi India menetapkan ada beberapa bentuk kepala paku keling yang dapat digunakan berdasarkan pada jenis pemakaiannya : Gambar 2.4 Tipe-tipe paku keling Keterangan Gambar : 1 Kepala bulat/paying 2 Kepala panci 3 Kepala jamur 4 Kepala rata terbenam 120° 5 Kepala rata terbenam 90° 6 Kepala rata terbenam 60° 7 Kepala bulat terbenam 60° 8 Kepala data 5 Pemakaiannya : ¾ Kepala bulat dan jamur digunakan untuk mengeling konstruksi mesin mulai dari pemakaian ringan sampai berat, seperti pemakaian rumah tangga, jembatan,kereta api, bangunan tingkat tinggi dan lain-lain. ¾ Kepala rata terbenam digunakan untuk bangunan kedap air dengan permukaan rata,seperti kapal (laut / terbang) ¾ Kepala bulat terbenam digunakan untuk bangunan-bangunan kedap dan tahan tekanan tinggi fluida, seperti : ketel, tangki dan lain-lain. ¾ Kepala panci digunakan untuk pemasangan dengan palu tangan. 2.2 Sambungan Las 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. Mengelas adalah menyambung dua bagian logam dengan cara memanaskan sampai suhu lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi. Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan. Untuk menyambung baja bangunan kita mengenal 2 jenis las yaitu : 1 Las Karbid (las Otogen) Yaitu pengelasan yang menggunakan bahan pembakar dari gas oksigen (zat asam) dan gas acetylene (gas karbid). Dalam konstruksi baja las ini hanya untuk pekerjaan-pekerjaan ringan atau konstruksi sekunder, seperti; pagar besi,teralisdansebagainya 2 Las Listri (Las Lumer) Yaitu pengelasan yang menggunakan energi listrik. Untuk pengelasannya diperlukan pesawat las yang dilengkapi dengan dua buah kabel, satu kabel dihubungkan dengan penjepit benda kerja dan satu kabel yang lain dihubungkan dengan tang penjepit batang las / elektrode las. Jika elektrode las tersebut didekatkan padbenda kerja maka terjadi kontak yang menimbulkan panas yang dapat melelehkan baja ,dan elektrode (batang las) tersebut juga ikut melebur 6 ujungnya yang sekaligus menjadi pengisi pada celah sambungan las. Karena elektrode / batang las ikut melebur maka lama-lama habis dan harus diganti dengan elektrode yang lain. Dalam perdagangan elektrode / batang las terdapat berbagai ukuran diameter yaitu 2½ mm, 3¼ mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, dan 7 mm.Untuk konstruksi baja yang bersifat strukturil (memikul beban konstruksi) maka sambungan las tidak diijinkan menggunakan las Otogen, tetapi harus dikerjakan dengan las listrik dan harus dikerjakan oleh tenaga kerja ahli yang profesional. Keuntungan Sambungan Las Listrik dibanding dengan Paku keling / Baut : a Pertemuan baja pada sambungan dapat melumer bersama elektrode las dan menyatu dengan lebih kokoh (lebih sempurna). b Konstruksi sambungan memiliki bentuk lebih rapi. c Konstruksi baja dengan sambungan las memiliki berat lebih ringan. d Dengan las berat sambungan hanya berkisar 1 – 1,5% dari berat konstruksi, sedangkan dengan paku keling / baut berkisar 2,5 – 4% dari berat konstruksi. e Pengerjaan konstruksi relatif lebih cepat (tak perlu membuat lubanglubang pk/baut, tak perlu memasang potongan baja siku / pelat penyambung, dan sebagainya ). f Luas penampang batang baja tetap utuh karena tidak dilubangi, sehingga kekuatannya utuh. Kerugian Sambungan Las a Kekuatan sambungan las sangat dipengaruhi oleh kualitas pengelasan. Jika pengelasannya baik maka kekuatan sambungan akan baik, tetapi jika pengelasannya jelek/tidak sempurna maka kekuatan konstruksi juga tidak baik bahkan membahayakan dan dapat berakibat fatal. Salah satu sambungan las cacat lambat laun akan merembet rusaknya sambungan yang lain dan akhirnya bangunan dapat runtuh yang menyebabkan 7 kerugian materi yang tidak sedikit bahkan juga korban jiwa. Oleh karena itu untuk konstruksi bangunan berat seperti jembatan jalan raya / kereta api di Indonesia tidak diijinkan menggunakan sambungan las. b Konstruksi sambungan tak dapat dibongkar-pasang. Jenis sambungan Las Terdapat lima jenis sambungan yang biasa digunakan untuk menyatukan dua bagian benda logam, seperti dapat dilihat dalam berikut: Gambar 2.5 Jenis sambungan las Keterangan : a sambungan tumpu (butt joint); kedua bagian benda yang akan disambung diletakkan pada bidang datar yang sama dan disambung pada kedua ujungnya. b sambungan sudut (corner joint); kedua bagian benda yang akan disambung membentuk sudut siku-siku dan disambung pada ujung sudut tersebut. c sambungan tumpang (lap joint); bagian benda yang akan disambung saling menumpang (overlapping) satu sama lainnya. d sambungan T (tee joint); satu bagian diletakkan tegak lurus pada bagian yang lain dan membentuk huruf T yang terbalik. e sambungan tekuk (edge joint); sisi-sisi yang ditekuk dari ke dua bagian yang akan disambung sejajar, dan sambungan dibuat pada kedua ujung bagian tekukan yang sejajar tersebut. 8 Jenis – Jenis Pengelasan Setiap jenis sambungan yang disebutkan di atas dapat dibuat dengan pengelasan. Proses penyambungan yang lain dapat juga digunakan, tetapi pengelasan merupakan metode penyambungan yang paling universal. Berdasarkan geometrinya, las-an dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Las jalur (fillet weld), digunakan untuk mengisi tepi pelat pada sambungan sudut, sambungan tumpang, dan sambungan T dalam gambar berikut, logam pengisi digunakan untuk menyambung sisi melintang bagian yang membentuk segitiga siku-siku. Gambar 2.6 Beberapa bentuk las jalur b. Las alur (groove welds), ujung bagian yang akan disambung dibuat alur dalam bentuk persegi, serong (bevel), V, U, dan J pada sisi tunggal atau ganda, seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, pengisi digunakan untuk mengisi sambungan, yang biasanya dilakukan dengan pengelasan busur dan pengelasan gas. Gambar 2.7 Beberapa bentuk las alur 9 c. Las sumbat dan las slot (plug and slot welds), digunakan untuk menyambung pelat datar seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah, dengan membuat satu lubang atau lebih atau slot pada bagian pelat yang diletakkan paling atas, dan kemudian mengisi lubang tersebut dengan logam pengisi sehingga kedua bagian pelat melumer menjadi satu. Gambar 2.8 (a) Las sumbat dan (b) las slot d. Las titik dan las kampuh (spot and seam welds), digunakan untuk sambungan tumpang seperti dapat dilihat dalam gambar di bawah. Las-an titik adalah manik las yang kecil antara permukaan lembaran atau pelat. Lasan titik diperoleh dari hasil pengelasan resistansi listrik. Las-an kampuh hampir sama dengan las-an titik, tetapi las-an kampuh lebih kontinu dibandingkan dengan las-an titik. Gambar 2.9 (a) Las-an titik dan (b) las-an kampuh 10 e. Las lekuk dan las-an rata (flange and surfacing welds), Las-an lekuk dibuat pada ujung dua atau lebih bagian yang akan disambung, biasanya merupakan lembaran logam atau pelat tipis, paling sedikit satu bagian ditekuk. Las-an datar tidak digunakan untuk menyambung bagian benda, tetapi merupakan lapisan penyakang (ganjal) logam pada permukaan bagian dasar. Gambar 2.10 (a) Las-an lekuk dan (b) las-an rata Ciri-ciri Penyambungan Pengelasan Lebur Pada umumnya sambungan las diawali dengan meleburnya di daerah sekitar pengelasan. Seperti ditunjukkan dalam gambar, sambungan las yang di dalamnya telah ditambahkan logam pengisi terdiri dari beberapa daerah (zone) : 1 daerah lebur (fusion zone), 2 daerah antarmuka las (weld interface zone), 3 daerah pengaruh panas (heat effective zone, HAZ), 4 daerah logam dasar tanpa pengaruh panas (uneffective base metal zone). 11 Gambar 2.11 Penampang melintang penyambungan pengelasanlebur Keterangan : 1 Daerah lebur, terdiri dari campuran antara logam pengisi dengan logam dasar yang telah melebur secara keseluruhan. Daerah ini memiliki derajat homogenitas yang paling tinggi diantara daerah-daerah lainnya. Struktur yang dihasilkan pada daerah ini berbentuk butir kolumnar yang kasar seperti ditunjukkan dalam gambar. 2 Daerah antarmuka las, merupakan daerah sempit berbentuk pita (band) yang memisahkan antara daerah lebur dengan Haz. Daerah ini terdiri dari logam dasar yang melebur secara keseluruhan atau sebagian, yang segera menjadi padat kembali sebelumterjadi proses pencampuran. 3 HAZ (Heat Affected Zone), logam pada daerah ini mendapat pengaruh panas dengan suhu di bawah titik lebur, tetapi cukup tinggi untuk merubah mikrostruktur logam padat. Komposisi kimia pada HAZ sama dengan logam dasar, tetapi akibat panas yang dialami telah merubah mikrostrukturnya, sehingga sifat mekaniknya mengalami perubahan pula dan pada umumnya merupakan pengaruh yang negatif karena pada daerah ini sering terjadi kerusakan (mudah patah/retak). 4 Daerah logam dasar tanpa pengaruh panas, daerah ini tidak menagalami perubahan metalurgi, tetapi karena dikelilingi oleh Haz maka daerah ini memiliki tegangan sisa yang besar akibat adanya penyusutan dalam daerah lebur, sehingga mengurangi kekuatannya. Untuk menghilangkan tegangan sisa 12 tersebut biasa dilakukan perlakuan panas (heat treatment) yaitu memanaskan kembali daerah las-an tersebut hingga temperatur tertentu, kemudian temperatur dipertahankan dalam beberapa waktu tertentu, selanjutnya didinginkan secara perlahan. 2.3 SAMBUNGAN ULIR (SCREW JOINED) 2.3.1 Pengertian Sambungan ulir adalah sambungan yang menggunakan kontruksi ulir untuk mengikat dua atau lebih komponen permesinan. Sambungan Ulir merupakan jenis dari sambungan semi permanent (dapat dibongkar pasang). Sambungan ulir terdiri dari 2 (dua) bagian, yakni Baut (Inggris=Bolt, yakni yang memiliki ulir di bagian luar) dan Mur (Inggris = Nut , yakni yang memiliki ulir di bagian dalam). Fungsi Sambungan Ulir Dilihat dari kontruksi yang memiliki ulir (yang dapat di bongkar pasang) sambungan ulir memiliki fungsi teknis utama, yaitu : ¾ Digunakanu untuk bagian mesin yang memerlukan sambungan dan pelepasan tanpa merusak bagian mesin perawatan. ¾ Untuk memegang dan penyesuaian dalam perakitan atau Keuntungan dan Kerugaian Sambungan Ulir Ditinjau dari sisi teknik sambungan ulir memiliki keuntungan dan kerugian sebagai berikut : Keuntungan Sambungan Ulir 1 Mempunyai reliabilitas (kehandalan) tinggi dalam operasi. 2 Sesuai untuk perakitan dan pelepasan komponen. 3 Suatu lingkup yang luas dari sambungan baut diperlukan untuk beberapa kondisi operasi. 4 Lebih murah untuk diproduksi dan lebih efisien. 13 Kerugian Sambungan Ulir 1 Konsentrasi tegangan yang pada bagian ulir yg tidak mampu menahan berbagai kondisi beban. Nomenklatur Ulir Gambar 2.12 Nomenklatur ulir Keterangan : • Major diameter Diameter terbesar pada bagian ulir luar atau bagian ulir dalam dari sebuah sekrup. Sekrup dispesifikasikan oleh diameter ini, juga disebut diameter luar atau diameter nominal. • Minor diameter Bagian terkecil dari bagian ulir dalam atau bagian ulir luar, disebut juga sebagai core atau diameter root • Pitch diameter Disebut juga diameter efektif, merupakan bagian yang berhubungan antara baut dan mur. • Pitch Jarak dari satu ujung ulir ke ujung ulir berikutnya. Juga dapat diartikan jarak yang ditempuh ulir dalam satu kali putaran. 14 Bentuk Ulir a. British standard whitworth (BSW) threat Mata Ulir berbentu segitiga. Aplikasi : untuk menahan vibrasi, aero dan automobile b. British Association (BA) threat Mata Ulir berbentuk segitiga dengan puncak tumpul Aplikasi : Untuk mengulir pekerjaan yang presisi. c. Square threat Mata Ulir berbentuk Segiempat. Aplikasi : power transmisi, machine tools, valves, screw jacks. d. Acme threat Mata Ulir berbentuk Trapesium Aplikasi : cutting lathe, brass valves, bench vices e. Knuckle threatMata Ulir berbentu Bulat. Aplikasi : digunakan untuk tugas berat, railway carriage couplings, hydrant, dll, f. Buttress threat Mata Ulir berbentuk Gergaji Aplikasi : Mentransmisikan daya pada satu arah, bench vices. g. Metric threat Aplikasi : general purpose Tipe Umum Penyambungan Ulir Gambar 2.13 Tipe Umur Penyambungan Ulir 15 Bentuk Kepala Sekrup/Baut Gambar 2.14 Model kepala paku keling Tegangan yang terjadi pada Baut/Sekrup ¾ Tegangan yg terjadi akibat beban statis 1 Tegangan dalam akibat gaya pengencangan. 2 Tegangan akibat gaya luar 3 Kombinasi gaya (1) dan (2) ¾ Tegangan internal akibat gaya pengencangan 1 Tegangan tarik disebabkan pelonggaran baut. 2 Tegangan geser puntir akibat tahan gesek selama pengencangan. 3 Tegangan geser pada ulir. 4 Tegangan tekan pada ulir. 5 Tegangan tekuk, jika permukaan dibawah kepala baut/screw tidak dalam posisi sempurna thd sumbu baut. 16 2.4 Sambungan solder 2.4.1 Pengertian Sambungan solder merupakan penyambungan dari logam (besi, baja, tembaga, kuningan, seng dan baja paduan) dengan pewngkatan oleh bahan tambah yang dicairkan, dimana titik cair bahan tambah lebih rendah dari titik cair logam yang disambungkan. Untuk sambungan yang membutuhkan kekuatan, kerapatan dan ketahanan terhadap korosi maka permukaan logam yang akan disolder harus benar-benar dibersihkan. Pada permukaan logam juga ditambahkan bahan pengalir untuk membantu pengaliran bahan tambah ke seluruh permukaan bidang yang dlsolder. 2.4.2 Jenis-jenis Solder Berdasarkan cara penyambungan, penyolderan dikelompokkan menjadi dua jenis: 1. Penyolderan lunak : titik lebur bahan tambah 300° C 2. Penyolderan keras: titik lebur bahan tambah 720° C 1. Penyolderan Lunak (Patri) Penyolderan lunak digunakan pada semua logam terutama untuk logamlogam tipis dengan beban ringan serta kedap udara dan air. Contoh pemakaian: ¾ Pelat-pelat pendingin pada kendaraan ¾ Tangki air/minyak ¾ Wadah/kotak peralatan ¾ Instalasi pipa tekanan rendah ¾ Sambungan kabel ¾ Talang air dan tutup atap ¾ Penyambungan logam yang dilapisi seng 17 2. Penyolderan Keras Penyolderan keras lebih sering digunakan untuk penyambungan pelat-pelat dari logam berat dan menerima beban yang besar. yang sempurnah maka Contoh pemakaian: ¾ Flens pada pipa ¾ Instalasi pipa tekanan besar ¾ Penyangga dan rangka kendaraan ¾ Tangki uap ¾ Peralatan dari logam keras ¾ Konstruksi dari alat-alat ringan Bahan Pengalir ( Fluks). Untuk memperoleh hasil penyambungan permukaan logam yang akan disambung harus benar-benar bersih. Karat atau debu-debu pada permukaan logam akan menghambat aliran bahan tambah. Untuk memudahkan pengaliran bahan keseluruh permukaan penyambungan, digunakan bahan pengalir yang berfungsi menghilangkan karat dan memudahkan pengaliran bahan tambah. Bahan ini diberikan pada seluruh permukaan yang akan disolderan. Teknik Penyolderan Dalam dunia industri dikenal berbagai teknik penyolderan. Untuk menentukan teknik penyolderan yang dipakai, perlu memperhatikan hal-hal berikut: ¾ fungsi benda kerja ¾ bahan dari benda kerja ¾ jumlah. Tetapi pada prinsipnya semua teknik dapat digunakan untuk penyolderan lunak dan penyolderan keras. Macam Teknik Penyolderan 1 Penyolderan batang 2 Penyolderan busur api 3 Penyolderan celup 18 4 Penyolderan dalam oven 5 Penyolderan tahanan 6 induksiPenyolderan sinar. 1. Penyolderan Batang /Kawat Penyolderan menggunakan bahan tambah (biasanya tembaga)berupa batang yang dipanaskan. Lebih sesuai untuk penyolderan lunak. Membutuhkan bahan pengalir, serta lebih sering untuk pekerjaan tunggal dengan bagian-bagian yang kecil. Gambar 2.15 Penyolderan Batang/kawat 2. Penyolderan Busur Api Bahan tambah dicairkan dengan busur api dari peralatan solder atau gas asetilen. Membutuhkan bahan pengalir. Pemakaian pada penyolderan lunak dank eras, serta sesuai untuk pekerjaan tunggal. Gambar 2.16 Penyolderan Busur Listrik 19 3.Penyolderan Celup Untuk penyolderan lunak atau keras. Bahan tambah dalam bentuk cair ditempatkan pada sebuah bak. Bisa juga bahan tambahnya berupa larutan garam yang dipanaskan. Logam yang akan disolder dicelupkan kedalam bak. 4. Penyolderan dalam Oven Bagian logam yang akan disolder dipersiapkan, demikian pula bak garamnya. Kemudian dilewatkan kedalam oven yang memberi panas terusmenerus dengan pengurangan gas disekelilingnya, tanpa penambahan bahan pengalir. 5. Penyolderan Tahanan dan Induksi Bagian bahan yang akan disolder bersama bahan tambah dan bahan pengalir dipanaskan dengan gulungan induksi listrik. Sangat sesuai dan menghemat waktu untuk pengerjaan masal dengan ban berjalan. 6. Penyolderan Sinar Panas dipanaskan dari sinar lampu Halogen ( Daya sekitar 150-4000W) yang difokuskan lensa cekung. Daerah panas yang dihasilkan mencapai diameter 15 mm. Metode ini sangat cocok untuk penyolderan benda-benda teknik yang presisi dan peralatan listrik. Keuntungan dan Kerugian sambungan solder: a. Keuntungan 1. Dapat menyambung dua buah logam yang berbeda. 2. Pada penyolderan lunak tidak merusak permukaan. 3. Tidak menghambat aliran listrik 4. Dibandingkan pengelingan, tidak ada pelubangan yang melemahkan konstruksi. 5. Umumnya kedap fluida 6. Pada pengerjaan masal, dapat dilakukan secara bersamaa. 7. Mampu menyambung pelat-pelat tipis. 20 b. Kerugian 1. Untuk penyolderan masal biaya lebih besar.(karena bahan tambah harus dicampur timah putih atau tembaga). 2. Bahan pengalir yang tersisa dapat menimbulkan korosi listrik. 2.5 Brazing 2.5.1 Pengertian Brazing adalah penyambungan dua buah logam atau lebih, baik itu logam sejenis maupun tidak sejenis dengan menggunakan bahan tambah yang titik cairnya jauh lebih rendah dibanding dengan titik cair logam yang akan disambung dengan menggunakan temperature yang rendah. Brasing dapat pula disebut soldering. Welding adalah penyambungan dua buah logam atau lebih baik itu logam sejenis maupun yang tidak sejenis dengan menggunakan alat pemanas yang temperaturnya sangat tinggi sehingga dapat mencairkan kedua logam tersebut dan dapat menyatukan kedua logam tersebut. Gambar 3.17 Perlengkapan las oksiasetilin Perlengkapan untuk brasing maupun untuk welding pada dasarnya sama, hanya berbeda pada proses pengerjaannya saja, karena yang banyak dihadapi dalam pekerjaan mesin pendingin adalah pekerjaan brasing maka untuk 21 kesempatan ini kita mencoba membahas bagaimana cara-cara melakukan proses brasing tersebut. Dimana cara penyambungan pipa dengan system brasing ini akan relatif lebih murah jika dibandingkan dengan istem flaring, terlebih jika pipa yang akan dikerjakan/disambung berdiameter di atas ¾ “, dimana untuk ukuran ini system flaring sudah tidak praktis lagi untuk digunakan. Pada umumnya sumber panas yang digunakan untuk brasing maupun welding adalah sama yang berasal dari hasil pembakaran bahan campuran Oksigen – Asetilin (Oxigen-acetylene) yang dikemas dalam tabung yang berbeda. Hal yang harus diperhatikan/dipahami adalah mengetahui fungsifungsi dan langkah-langkah pengoperasian dari alat-alat tersebut di atas. Perlengkapan Las oksiasetilin terdiri dari: a. Silinder Asetilin Silinder asetilin adalah tabung yang terbuat dari logam baja yang didalamnya selain berisi gas asetilin juga berisi bahan berpori seperti kapas, sutra tiruan, atau asbes yang berfungsi sebagai penyerap aseton yang merupakan bahan dimana asetilin dapat larut dengan baik dan aman dibawah pengaruh tekanan. Botol ini dapat berisi antara 40-60 liter gas asetilin. Bentuk botol pendek gemuk. Tekanan isinya mencapai 15 kg/cm. Untuk membuka katupnya digunakan kunci sok. Baut dan mur pengikatnya menggunakan system ulir kiri. Warna botol merah. Petunjuk dalam praktek : 1. Hindarkan botol asetilin ini dari botol oksigen 2. Lindungi botol asetilin ini dari terik matahari dan panas 3. Usahakan jangan sampai jatuh atau kejatuhan benda lain 4. Hindarkan dari tempat-tempat yang berminyak 5. Pemakaian gas harus selalu melalui regulator 6. Bukalah regulatornya bila tidak digunakan 7. Jangan merubah tanda-tanda yang ada pada regulator 8. Tempatkan silinder ini berdiri tegak 22 9. Bila silinder asetilin tiba-tiba menjadi panas, segeralah tutup katup silindernya, kemudian siramlah dengan air sampai dingin 10. Dilarang merokok selama berdekatan dengan asetilin b. Silinder oksigen Silinder oksigen terbuat dari bahan baja. Bentuknya tinggi langsing. Mempunyai tekanan isi maksimum 150 kg/cm. Baut serta mur pengikatnya adalah ulir kanan. Botol ini berisi zat asam (O2) sekitar 40 – 60 liter. Warna botol biru atau hitam. Petunjuk dalam praktek : 1. Jauhkan silinder oksigen dengan silinder asetilin 2. Tutuplah katup silinder oksigen ini, buang gasnya hingga manometer tekanan kerja menunjukan angka nol, bila pengelasan telah selesai atau istirahat. 3. Ikatlah silinder oksigen ini dengan kokoh pada kereta dorong waktu dipindahpindahkan 4. Bukalah dahulu regulatornya dari sislinder oksigen, Bila terpaksa memindahkan oksigen tanpa kereta 5. Bersihkanlah tempat kerja pada radius kurang lebih 8 meter sebelum memulai kegiatan mengelas 6. Tempatkan alat pemadam kebakaran pada tempat yang mudah dicapai. c. Regulator silinder gas Regulator merupakan perlengkapan silinder las dan pengatur tekanan isi menjadi tekanan kerja yang tetap besarnya sesuai yang dikehendaki oleh operator las. Pada regulator terdapat 2 (dua) buah alat pengukur tekanan : manometer tekanan isi dan manometer tekanan kerja. Tekanan isi sampai 30 kg/cm Tekanan kerja sampai 3 kg/cm 23 Gambar 3.18 Regulator Silinder Gas Petunjuk dalam praktek : 1. Jangan memegang regulator dengan sarung tangan berminyak. 2. Pegang regulator pada badannya jangan pada manometernya. 3. Sebelum membuka katup silinder, tutuplah dahulu katup regulator dengan memutar baut pengatur berlawanan jarum jam hingga terasa longgar. 4. Putarlah baut pengatur perlahan-lahan searah putaran jarum jam ketika mengatur tekanan kerja. 5. Berdirilah di samping, jangan dimuka manometer ketika mengatur tekanan kerja. 6. Apabila regulator rusak segera diganti dengan yang baik. d. Brander las Brander las adalah alat untuk mencampur gas asetilin dengan zat asam serta alat pengatur pengeluaran hasil campuran gas tersebut ke mulut brander. Gambar 3.19 Brander Las Petunjuk dalam praktek : 1. Jangan memegang pembakar dengan sarung tangan berminyak. 24 2. Mulut pembakar jangan digunakan untuk memukul-mukul atau mencungkil sesuatu. 3. Bila lubang mulut tersumbat, tusuklah dengan alat penusuk khusus yang pas ukurannya. 4. Untuk membersihkan bibir mulut pembakar, gosokannlah pada balok kayu yang bersih sambil katup zat asam dibuka agar tidak tersumbat. 5. Matikan pembakar bila tidak dipakai. 6. Jangan membiasakan menggantungkan pembakar pada silinder las. e. Nyala api las Memilih atau menentukan nyala api las yang dipergunakan merupakan bagian yang penting pada pengelasan dengan asetilin. Pembakaran yang telah terjadi dapat menimbulkan nyala api yang berbeda beda bentuk dan warnanya. Pada praktek pengelasan ada 3 (tiga) jenis nyala api yang dipergunakan, yaitu : 1. Nyala karburasi Nyala karburasi adalah nyala api las yang berlebihan asetilinnya. Nyala api ini dipergunakan pada proses pengelasan batang- batang permukaan yang keras. 2. Nyala Netral Nyala api dimana pengaturan pengeluaran oksigen dan asetilin seimbang. Nyala api ini sering dipergunakan pada pengelasan : baja, baja tahan karat, aluminium dan tembaga. 3. Nyala oksidasi 25 Nyala api las yang berlebihan zat asamnya. Nyala oksidasi ini dapat terjadi dengan mengurangi pengeluaran asetilin setelah nyala netral. Nyala api ini biasa dipergunakan untuk pengelasan kuningan atau perunggu. Perlengkapan Las Perlengkapan las Oxy – Acetylene tekanan tinggi yang terdiri dari : 1. Tabung asetilin. 2. Tabung Okigen. 3. Pipa hembus dengan pipa pancarnya. 4. Regulator tekanan asetilin. 5. Regulator tekanan oksigen. 6. Pipa karet atau selang (house). 7. Satu set kunci ring/kunci sok. 8. Kaca mat alas. 9. Pemantik/penyulut api (flint lighter). 10. Batang kawat las. 11. Fluks (borak). 12. Trolly (roda dorong). Cara Pengelasan (brasing) Brasing (penyolderan) adalah salah satu cara penyambungan 2 (dua) buah logam atau banyak yang sejenis maupun tidak sejenis dengan menggunakan bahan tambah yang titik cairnya jauh lebih rendah dibanding logam yang akan disambungnya, jadi brasing dapat juga disebut pengelasan dengan alat pemanas dengan temperature rendah. Untuk pengelasan pipa tembaga bahan tambah yang digunakan adalah kawat las silver, untuk pengelasan penyambungan besi atau baja misalnya untuk kondensor digunakan kawat las kuningan, untuk menyambung bahan aluminium digunakan kawat las platinum 52. 26 Cara pengelasan pipa: 1. Bersihkanlah kedua ujung bagian pipa yang akan disambung dari kotoran baik itu oli dan kotoran lainnya dengan menggunakan kertas ampelas dan kain kering, seperti gambar berikut ini. 2. Ujung pipa yang telah dibersihkan tadi taburlah dengan borak/fluks yang sesuai dengan jenis bahan tambah/kawat las yang akan dipergunakan. 3. Masukanlah ujung pipa yang telah dilabur tadi ke dalam lubang pipa yang satunya (socket) secara tepat dan benarbenar lurus seperti yang diperlihatkan pada gambar berikut. 4. Lakukan pengelasan dengan nyala api yang sesuai. Untuk penyambungan pipa tembaga digunakan nyala netral (netral flame), adapun cara pemanasannya dimana nyala apinya jangan terlalu dekat dengan benda yang akan di las kirakira 1 s.d. 2 cm dengan sudut kemiringan kira-kira 30 s.d. 40 derajat dari benda kerja. Lakukanlah pemanasan yang merata pada semua bidang. Jika pemanasannya sudah merata (ditandai perubahan warna pipa tembaga menjadi 27 berpijar kemerahmerahan) berilah bahan tambah pada salah satu titik saja di tepi sambungan. Dimana jika pemanasannya baik maka bahan tambah tadi akan mengalir ke seluruh bidang yang akan dilas. Khusus untuk penyambungan aluminium dengan bahan tambah platinum 52, fluks yang telah dilaburkan pada permukaan ujung pipa yang akan di las tidak boleh terkena nyala api (flame) secara langsung, dan dipergunakan nyala api dengan suhu yang rendah dengan menggunakan pipa hembus yang kecil. Atau pembakarnya bisa diganti dengan menggunakan Brander torch. 5. Setelah selesai pengelasan dinginkan pipa dengan menggunakan kain basah dan bersihkanlah dengan menggunakan kain lap seperti halnya diperlihatkan dibawah ini. 28
