Teknik Penting untuk Posisi Pengelasan Tongkat

Aturan umum untuk mengoperasikan berbagai posisi pengelasan adalah mempertahankan sudut elektroda yang benar, menguasai tiga tindakan manipulasi elektroda, mengontrol bentuk permukaan dan suhu kolam lelehan, memastikan reaksi metalurgi lengkap dari logam cair, menghilangkan gas dan kotoran secara menyeluruh, dan mencapai perpaduan yang baik dengan bahan dasar.

Suhu kolam lelehan terkait dengan bentuk dan ukurannya. Dengan mengamati perubahannya secara cermat selama pengoperasian dan terus menyesuaikan sudut elektroda serta pergerakan elektroda, suhu kolam cair dapat dikontrol dan kualitas pengelasan dapat dipastikan.

1. Pengelasan dalam posisi datar

(1) Karakteristik pengelasan dalam posisi datar

Tetesan logam dari elektroda terutama mengandalkan gravitasi untuk bertransisi ke kolam cair, sehingga mudah untuk mempertahankan bentuk kolam cair dan logam cair. Ketika mengelas benda kerja dengan ketebalan yang sama, arus pengelasan pada posisi datar lebih tinggi daripada posisi lainnya, sehingga menghasilkan produktivitas pengelasan yang lebih tinggi. Terak dan logam cair dapat dengan mudah bercampur menjadi satu, terutama selama pengelasan fillet weld, di mana terak dapat masuk ke depan dan membentuk inklusi terak.

Parameter dan operasi pengelasan yang salah dapat menyebabkan cacat seperti penetrasi yang tidak sempurna, undercut, atau gumpalan las. Selama pengelasan butt pelat datar, jika parameter atau urutan pengelasan tidak dipilih dengan benar, deformasi pengelasan dapat dengan mudah terjadi. Pada pengelasan satu sisi dengan formasi dua sisi, pengelasan pertama dapat menghasilkan penetrasi yang tidak merata dan formasi bagian belakang yang buruk.

(2) Sudut elektroda dalam posisi datar

Sudut elektroda pada posisi datar dapat dibagi menjadi pengelasan datar sambungan butt joint, pengelasan fillet sambungan pangkuan, pengelasan fillet sambungan T, pengelasan kapal, dan pengelasan datar sambungan sudut. Sudut elektroda untuk posisi datar ditunjukkan pada Gambar 5-26.

a) Pengelasan datar sambungan pantat
b) Pengelasan fillet sambungan pangkuan
c) Pengelasan fillet sambungan-T
d) Pengelasan berbentuk perahu
e) Las fillet pada sambungan sudut

(3) Poin-poin penting pengelasan pada posisi datar

Tempatkan benda kerja pada posisi pengelasan datar, tukang las memegang penjepit las dengan batang las dijepit di atasnya, wajah dilindungi oleh pelindung wajah (gaya helm atau genggam), menyerang busur pada benda kerja, menggunakan suhu tinggi busur listrik (6000 ~ 8000K) untuk melelehkan logam batang las dan logam dasar, bagian yang meleleh dari dua logam menyatu untuk membentuk kolam cair. Setelah batang las dipindahkan, kolam cair pengelasan mendingin untuk membentuk lapisan las, yang dengan kuat menggabungkan dua bahan dasar yang terpisah bersama-sama melalui lapisan las, mencapai pengelasan pada posisi datar.

• Menurut ketebalan pelat, batang las yang lebih tebal dapat dipilih, dan arus pengelasan yang lebih besar dapat digunakan untuk pengelasan. Dalam kondisi ketebalan pelat yang sama, arus pengelasan pada posisi datar lebih besar daripada arus pengelasan pada posisi vertikal, horizontal, dan di atas kepala.
• Yang terbaik adalah menggunakan pengelasan busur pendek, yang dapat mengurangi kehilangan panas dari busur suhu tinggi, meningkatkan kedalaman kolam cair, mencegah gas berbahaya di sekitar busur memasuki kolam cair, dan mengurangi oksidasi elemen logam las dan kemungkinan porositas pada pengelasan.
• Selama pengelasan, batang las dan benda kerja membentuk sudut 40° hingga 90°, mengontrol pemisahan terak dan logam cair dengan baik, dan mencegah terak muncul ke depan.
• Ketika ketebalan pelat ≤6mm, alur berbentuk I umumnya dibuka untuk pengelasan datar pantat, dan pengelasan busur pendek dengan diameter batang las ф3,2 hingga ф4mm harus digunakan untuk pengelasan depan, dan kedalaman penetrasi harus mencapai 2/3 dari ketebalan benda kerja. Sebelum pengelasan chipping belakang, tidak perlu melepas akar las (kecuali untuk komponen penting), tetapi terak harus dibersihkan, dan arus pengelasan yang lebih besar dapat digunakan.
• Jika ada fenomena pencampuran terak dan logam cair yang tidak jelas pada pengelasan butt flat, busur dapat diperpanjang, batang las dimiringkan ke depan, dan tindakan mendorong terak ke bagian belakang kolam cair dapat dilakukan untuk mencegah masuknya terak.
• Saat mengelas sambungan miring horizontal, pengelasan menanjak harus digunakan untuk mencegah terak mengalir ke bagian depan kolam cair dan menghindari cacat inklusi terak pada pengelasan.
• Saat menggunakan pengelasan multi-lapisan dan multi-lintasan, perhatian harus diberikan untuk memilih jumlah lintasan las dan urutannya.
• Untuk pengelasan fillet sambungan T, sambungan sudut, dan sambungan pangkuan, jika ketebalan kedua pelat berbeda, sesuaikan sudut elektroda untuk mengarahkan busur ke arah pelat yang lebih tebal untuk memanaskan kedua pelat secara merata.

(4) Pemilihan metode manipulasi elektroda yang benar

Untuk ketebalan pelat <6mm, pengelasan butt I-groove pada posisi datar, menggunakan pengelasan dua sisi, pengelasan depan harus menggunakan manipulasi elektroda garis lurus, sedikit lebih lambat, dan pengelasan belakang juga harus menggunakan manipulasi elektroda garis lurus, dengan arus pengelasan sedikit lebih tinggi daripada yang digunakan untuk pengelasan depan, dan manipulasi elektroda lebih cepat.

Untuk ketebalan pelat ≥6mm, sesuai dengan persyaratan desain, jenis alur lain (alur-V, alur-V ganda, alur-Y, dll.) selain alur-I dapat digunakan untuk pengelasan butt pada posisi datar, dengan menggunakan pengelasan multi-layer atau pengelasan multi-layer multi-pass. Lapisan pertama (root pass) harus menggunakan elektroda berdiameter kecil, arus pengelasan rendah, dan manipulasi elektroda lurus atau zig-zag. Untuk lapisan berikutnya, elektroda berdiameter lebih besar dan arus pengelasan yang lebih tinggi dengan pengelasan busur pendek dapat digunakan. Manipulasi elektroda zig-zag harus berhenti sejenak di kedua sisi alur, dan arah pengelasan pada lapisan yang berdekatan harus berlawanan, dengan sambungan yang terhuyung-huyung.

Untuk pengelasan fillet sambungan T dengan ukuran kaki <6mm, pengelasan satu lapis dapat digunakan, dengan menggunakan metode manipulasi elektroda lurus, melingkar miring, atau zig-zag; untuk ukuran kaki yang lebih besar, pengelasan multi-lapis atau pengelasan multi-lapis multi-lintasan harus digunakan. Root pass harus menggunakan manipulasi elektroda lurus, dan lapisan berikutnya dapat menggunakan manipulasi elektroda zigzag miring atau melingkar miring. Pengelasan multi-lapisan multi-pass sebaiknya menggunakan manipulasi elektroda lurus.

Untuk pengelasan fillet sambungan pangkuan dan sambungan sudut, manipulasi elektroda mirip dengan pengelasan fillet sambungan T.

Manipulasi elektroda untuk pengelasan berbentuk perahu mirip dengan pengelasan butt groove terbuka pada posisi datar.

2. Pengelasan posisi vertikal

(1) Karakteristik posisi pengelasan vertikal

Pada pengelasan vertikal, logam cair dan terak cenderung terpisah karena gravitasi. Jika suhu kolam terlalu tinggi, logam cair cenderung mengalir ke bawah, membentuk cacat seperti manik-manik las, undercut, dan inklusi terak, sehingga lapisan las tidak rata. Akar las sambungan T rentan terhadap penetrasi yang tidak sempurna. Kedalaman penetrasi mudah dikontrol, menggunakan lebih banyak elektroda daripada pengelasan datar, namun produktivitasnya lebih rendah daripada pengelasan datar. Karena panas dari busur las sudut vertikal ditransfer dalam tiga arah ke benda kerja, maka pendinginan berlangsung cepat. Oleh karena itu, dalam kondisi yang sama dengan pengelasan butt vertikal, arus pengelasan bisa sedikit lebih tinggi untuk memastikan perpaduan yang baik dari kedua pelat.

(2) Sudut elektroda dalam posisi pengelasan vertikal

Pengelasan vertikal dibagi menjadi pengelasan vertikal pantat pelat tipis dan pengelasan vertikal pantat pelat tebal sesuai dengan ketebalan benda kerja; dapat dibagi menjadi pengelasan vertikal pantat alur berbentuk I dan pengelasan sudut vertikal sambungan berbentuk T sesuai dengan bentuk sambungan; dapat dibagi menjadi pengelasan vertikal ke atas dan pengelasan vertikal ke bawah sesuai dengan metode operasi pengelasan. Sudut elektroda pada posisi pengelasan vertikal ditunjukkan pada Gambar 5-27.

(3) Poin-poin penting dari posisi pengelasan vertikal

Pada pengelasan vertikal, setelah elektroda dijepit oleh penjepit las, penjepit las dan elektroda harus berada dalam satu garis lurus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5-28. Badan welder tidak boleh menghadap langsung ke las, tetapi harus sedikit ke kiri atau ke kanan (untuk yang kidal), untuk memudahkan pengoperasian tangan kanan (untuk yang kidal) yang memegang penjepit las.

Pengelasan vertikal ke atas yang umum digunakan dalam produksi adalah pengelasan vertikal ke atas; pengelasan vertikal ke bawah membutuhkan elektroda khusus untuk memastikan kualitas pengelasan. Saat mengelas secara vertikal ke atas, arus pengelasan harus 10% hingga 15% lebih kecil daripada saat pengelasan datar, dan diameter elektroda yang lebih kecil (<4mm) harus digunakan, dengan mempertahankan sudut elektroda yang benar. Pengelasan busur pendek digunakan untuk memperpendek jarak transisi tetesan ke kolam cair.

(4) Metode yang benar dalam memilih dan menggunakan elektroda

1) Saat mengelas sambungan butt I-groove pelat tipis pada posisi vertikal ke atas, panjang busur maksimum yang umum digunakan harus ≤6mm. Pengelasan linier, bergerigi, berbentuk bulan sabit, atau pengelasan loncat dapat digunakan.

2) Untuk jenis pengelasan vertikal groove butt lainnya, pengelasan lapisan pertama sering kali dilakukan dengan menggunakan las loncat atau pengelasan berbentuk bulan sabit, tenun segitiga dengan amplitudo kecil, diikuti dengan metode tenun berbentuk bulan sabit atau bergerigi.

3) Saat mengelas sambungan T secara vertikal, elektroda harus memiliki waktu diam yang sesuai di kedua sisi dan sudut atas lasan, dan ayunan elektroda tidak boleh lebih besar dari lebar lasan. Operasi penenunan mirip dengan yang digunakan untuk jenis pengelasan butt groove lainnya.

4) Saat mengelas lapisan penutup, metode penenunan harus dipilih berdasarkan persyaratan untuk permukaan las. Untuk persyaratan permukaan yang sedikit lebih tinggi, tenun berbentuk bulan sabit dapat digunakan, dan untuk permukaan las yang rata, tenun bergerigi cocok digunakan.

3. Posisi pengelasan horizontal

(1) Karakteristik posisi pengelasan horizontal

Karena gravitasi, logam cair cenderung jatuh ke alur, menyebabkan cacat undercut pada sisi atas alur dan membentuk lasan berbentuk tetesan air mata seperti yang ditunjukkan pada gambar 5-29b. Logam cair dan terak mudah dipisahkan.

a) Las horizontal normal b) Las horizontal berbentuk tetesan air mata

(2) Sudut elektroda dalam posisi pengelasan horizontal

Saat mengelas secara horizontal, yang terbaik adalah tukang las beroperasi sambil berdiri. Jika memungkinkan, tangan atau lengan yang memegang pelindung wajah adalah penyangga terbaik untuk menjaga kestabilan tubuh selama pengelasan berdiri, dan titik pemogokan busur harus berada tepat di depan pengelas.

Selama pengelasan, setelah menyelesaikan setiap elektroda, tukang las harus memindahkan posisi berdiri mereka untuk selalu menghadap langsung ke las. Bagian atas tubuh welder harus bergerak maju mengikuti busur, tetapi mata tetap harus menjaga jarak tertentu dari busur las. Selain itu, perhatikan juga untuk mempertahankan sudut antara elektroda dan benda kerja untuk mencegah menetesnya logam cair secara berlebihan. Sudut elektroda untuk pengelasan horizontal ditunjukkan pada Gambar 5-30.

(3) Poin-poin penting dari posisi pengelasan horizontal

1) Untuk pengelasan horizontal butt, umumnya menggunakan alur berbentuk V atau K, dan untuk sambungan butt dengan ketebalan 3 ~ 4mm, alur berbentuk I dapat digunakan untuk pengelasan dua sisi.

2) Gunakan elektroda berdiameter kecil, arus pengelasan harus lebih kecil daripada yang digunakan dalam pengelasan datar: operasi busur pendek dapat mengontrol aliran logam cair dengan lebih baik.

3) Untuk pengelasan horizontal pelat tebal, selain root pass, disarankan untuk menggunakan metode pengelasan multi-layer dan multi-pass.

4) Saat melakukan pengelasan multi-lapisan dan multi-lintasan, berikan perhatian khusus pada jarak tumpang tindih di antara lintasan. Setiap pengelasan yang tumpang tindih harus dimulai dari 1/3 pengelasan sebelumnya untuk mencegah ketidakrataan pada pengelasan.

5) Tergantung pada situasi tertentu, pertahankan sudut elektroda yang sesuai, kecepatan pengelasan harus sedikit lebih cepat dan merata.

(4) Pemilihan metode manipulasi elektroda yang benar

1) Saat melakukan pengelasan horizontal dengan alur-I terbuka, lebih baik menggunakan metode tenun garis lurus bolak-balik untuk pengelasan depan, potongan yang sedikit lebih tebal harus menggunakan garis lurus atau tenun melingkar miring kecil, dan pengelasan belakang harus menggunakan tenun garis lurus. Arus pengelasan dapat ditingkatkan dengan tepat.

2) Untuk pengelasan horizontal multi-lapis dengan jenis alur lain, bila celahnya kecil, tenun garis lurus dapat digunakan; bila celahnya besar, gunakan tenun garis lurus bolak-balik untuk lintasan akar, dan tenun melingkar miring untuk lapisan berikutnya. Untuk pengelasan multi-lapisan dan multi-lintasan, disarankan untuk menggunakan tenun garis lurus.

4. Pengelasan dalam posisi di atas kepala

(1) Karakteristik pengelasan pada posisi di atas kepala

Karena gravitasi, logam cair cenderung jatuh, sehingga sulit untuk mengontrol bentuk dan ukuran kolam las. Menenun itu menantang, dan sulit untuk mencapai permukaan yang halus pada pengelasan. Cacat seperti masuknya terak, fusi yang tidak sempurna, manik-manik las cekung, dan pembentukan las yang buruk sering terjadi. Logam cair yang mengalir cenderung memercik dan menyebar, yang dapat menyebabkan luka bakar jika tidak dilindungi dengan benar, sehingga pengelasan di atas kepala menjadi kurang efisien dibandingkan dengan posisi spasial lainnya.

(2) Sudut elektroda pada posisi di atas kepala

Tergantung pada jarak dari tukang las ke benda kerja, tukang las dapat mengambil posisi berdiri, jongkok, atau duduk, dan dalam beberapa kasus, bahkan posisi berbaring, di mana tukang las berbaring di tanah menghadap ke atas, memegang penjepit las di atas kepala. Pengelasan di atas kepala menuntut fisik dan kualitas pengelasan tidak stabil, biasanya digunakan untuk perbaikan darurat dan tidak cocok untuk produksi massal di bidang manufaktur.

Selama pengelasan, lengan tukang las harus menjauh dari tubuh, lengan bawah ditegakkan, dan lengan atas secara alami membentuk sudut untuk menopang, dengan pusat gravitasi pada siku atau sambungan di pangkal lengan atas. Pergerakan elektroda harus dilakukan oleh pergelangan tangan, dan saat elektroda meleleh, lengan atas secara bertahap harus naik dan bergerak maju. Mata harus mengikuti pergerakan busur untuk mengamati proses pengelasan, dan kepala serta tubuh bagian atas juga harus sedikit miring ke depan saat elektroda bergerak.

Sebelum pengelasan di atas kepala, tukang las harus mengenakan pakaian pelindung yang diperlukan untuk pengelasan di atas kepala, mengencangkan kancing, melilitkan handuk di leher, mengenakan penutup bahu, dan mengenakan sepatu tahan panas untuk mencegah besi cair jatuh dan percikan logam membakar kulit. Tukang las memegang penjepit las dan menyesuaikan sudut elektroda sesuai dengan situasi tertentu, dan juga dapat membalik bagian yang akan dilas ke posisi pengelasan datar atau horizontal. Sudut elektroda untuk pengelasan di atas kepala ditunjukkan pada Gambar 5-31.

a) Pengelasan overhead butt alur-I b) Pengelasan overhead butt alur lainnya c) Pengelasan sudut overhead T-joint

(3) Poin-poin penting dari posisi pengelasan di atas kepala

1) Jika ketebalan benda kerja ≤4mm, pengelasan overhead butt I-groove digunakan dengan elektroda 3.2mm, dan arus pengelasan harus sesuai. Untuk ketebalan ≥5mm, pengelasan multi-lapisan multi-lintasan alur-V digunakan.

2) Ketika ujung las 8mm, gunakan pengelasan multi-lapis multi-lintasan.

3) Untuk memfasilitasi transisi tetesan, mengurangi tetesan logam dan percikan selama pengelasan, panjang busur terpendek harus digunakan selama proses pengelasan.

4) Untuk pengelasan root pass, gunakan elektroda berdiameter kecil dan arus pengelasan rendah untuk menghindari undercut dan masuknya terak di kedua sisi las.

(4) Pemilihan metode manipulasi elektroda yang benar

1) Untuk celah kecil, gunakan manipulasi elektroda lurus untuk pengelasan overhead butt I-groove; untuk celah yang lebih besar, gunakan manipulasi elektroda lurus bolak-balik.

2) Untuk pengelasan overhead multi-lapis dengan jenis sambungan butt groove lainnya, metode manipulasi elektroda untuk root pass harus dipilih berdasarkan ukuran celah groove, dengan menggunakan manipulasi elektroda lurus atau bolak-balik. Lapisan berikutnya dapat menggunakan manipulasi elektroda zig-zag atau bulan sabit. Pengelasan multi-lapis multi-pass harus menggunakan manipulasi elektroda lurus, dan apa pun metodenya, setiap transisi logam cair ke kolam las tidak boleh berlebihan.

3) Untuk pengelasan overhead T-joint, jika ukuran ujung las kecil, manipulasi elektroda lurus atau bolak-balik lurus dapat digunakan, diselesaikan dengan pengelasan satu lapis; jika ukuran ujung las lebih besar, pengelasan multi-lapis atau multi-lapis multi-lapis dapat digunakan, dengan lapisan pertama menggunakan manipulasi elektroda lurus, dan lapisan berikutnya dapat menggunakan manipulasi elektroda segitiga diagonal atau cincin diagonal.