Gas Pengelasan:101 Mengapa Kami Menggunakannya dan Jenisnya
Apa itu gas las?
Gas las digunakan dalam berbagai cara yang berbeda. Ini termasuk melindungi busur dari kotoran seperti udara, debu, dan gas lainnya; menjaga lasan tetap bersih di bagian bawah jahitan yang berlawanan dengan busur (atau pembersihan); dan logam pemanas. Gas selimut juga digunakan untuk melindungi logam setelah proses pengelasan.
Gas yang digunakan dalam proses pengelasan dan pemotongan meliputi:
Gas pelindung seperti karbon dioksida, argon, helium, dll.
Gas bahan bakar seperti asetilena, propana, butana, dll.
Oksigen, digunakan dengan bahan bakar gas dan juga dalam jumlah kecil di beberapa campuran gas pelindung
Sementara tukang las tongkat tradisional hanya tahu sedikit tentang gas dengan pengelasan mereka, munculnya mesin las MIG dan TIG selama 70 – 80 tahun terakhir telah membawa kebutuhan akan gas las sebagai komoditas umum di sebagian besar bengkel.
Saat kita beralih ke gas dan campuran terkemuka yang digunakan di dunia pengelasan, menarik untuk mengetahui seberapa banyak kita telah berkembang dalam waktu singkat sejak pertama kali diterapkan. Perkembangannya sangat besar, dan apa yang tersedia untuk gas baru, atau cara baru untuk menggunakan gas ini, sangat menarik.
Dalam artikel ini, kita akan mempelajari berbagai jenis gas las dan kegunaannya.
Apa Tujuan Gas dalam Pengelasan?
Ada berbagai kegunaan yang berbeda untuk gas dalam pengelasan. Ini dapat mencakup:menjaga busur bersih dari kotoran (seperti debu, gas lain, kotoran, dll.),
Juga digunakan untuk membantu stabilitas busur dan memastikan transfer logam yang tepat untuk banyak proses pengelasan. Pastikan kolam las tetap bersih di bawah jahitan (ini dikenal sebagai pembersihan), untuk selimut dan juga pemanasan.
Jika Anda tidak menggunakan gas dengan benar dalam pengelasan, Anda dapat berakhir dengan lasan yang lemah atau keropos atau menemukan bahwa ada terlalu banyak percikan saat mengelas. Hujan rintik-rintik tidak akan merusak lasan tetapi mengurangi produktivitas karena membutuhkan upaya untuk membersihkannya.
1. Gas Inert dan Reaktif
Ada dua jenis gas yang berlaku untuk pengelasan:
Gas inert. Gas inert adalah gas yang tidak berubah pada kondisi tertentu. Gas inert sering digunakan dalam aplikasi pengelasan, penyegelan, atau penandaan dalam upaya untuk menghindari reaksi kimia yang tidak diinginkan yang dapat menurunkan bagian. Reaksi yang tidak diinginkan ini termasuk oksidasi dan hidrolisis yang merupakan reaksi dengan oksigen dan kelembaban di udara.
Nitrogen dan argon murni paling sering digunakan sebagai gas inert karena kelimpahan alaminya yang tinggi (78% N2, 1% Ar di udara) dan biaya yang relatif rendah.
Gas reaktif. Juga dikenal sebagai gas inert—adalah gas yang tidak mengalami reaksi kimia dalam kondisi tertentu seperti oksidasi. Ini termasuk argon, karbon dioksida, helium, dan nitrogen.
Pereduksi gas pelindung dalam teknologi pengelasan selalu merupakan campuran gas yang terdiri dari argon atau nitrogen dengan hidrogen. Argon dengan hidrogen digunakan, misalnya, dalam pengelasan baja tahan karat TIG. Nitrogen dan hidrogen digunakan sebagai gas pendukung. Perhatian:Jika proporsi hidrogen lebih dari 10%, hidrogen harus dibakar karena bahaya kebakaran dan ledakan.
2. Pelindung gas
Ketika udara masuk ke busur saat Anda sedang mengelas, itu menyebabkan gelembung udara terbentuk di dalam logam cair, menciptakan lasan yang lemah dan sangat jelek. Anda tidak dapat mengelas MIG atau TIG tanpa gas pelindung kecuali bahan pengisi yang digunakan adalah inti fluks atau dilapisi fluks. Ini memiliki tujuan yang sama sebagai gas pelindung, menjaga kotoran keluar, tetapi dengan cara yang berbeda.
Sebagian besar gas pelindung bersifat lembam, yang membuatnya ideal untuk melindungi proses pengelasan karena tetap stabil di bawah kondisi ekstrem pengelasan. Mereka juga memelihara lasan dengan cara yang berbeda, tergantung pada gas yang digunakan, termasuk lebih banyak penetrasi, lebih banyak fluiditas saat meleleh, dan permukaan yang lebih halus pada bead.
3. Membersihkan gas
Gas pembersih digunakan untuk menutupi bagian bawah material yang Anda las dengan cara yang sama seperti gas pelindung, hanya saja hal itu dilakukan secara terpisah dari proses alami pengelasan.
Saat Anda mengelas bagian atas sambungan, bagian bawah sambungan ditutup dan memiliki aliran gas yang membersihkannya. Ini sering digunakan dengan item baja tahan karat, dan bisa berupa jenis gas yang sama atau gas yang berbeda dari yang digunakan di bagian atas sambungan.
4. Gas pemanas
Pengelasan tertentu, seperti pengelasan gas dan mematri, membutuhkan gas untuk memanaskan logam atau batang pengisi untuk mencapai pengelasan. Ini menggantikan kebutuhan akan busur.
Jenis pengelasan tertentu mengharuskan logam dipanaskan terlebih dahulu sebelum pengelasan, yang digunakan untuk gas ini. Gas hanyalah bahan bakar yang dicampur dengan udara atau oksigen, yang dinyalakan dengan nyala api untuk menghangatkan atau melelehkan logam.
5. Mengisi gas
Blanketing adalah proses di mana tangki dan ruang tertutup diisi dengan gas setelah selesai untuk mencegah udara dan kontaminan lainnya merusak atau menodai produk jadi.
Terkadang digunakan untuk mengisi proyek yang sudah selesai seluruhnya. Di lain waktu, gas ditambahkan ke tangki berisi udara, menciptakan campuran untuk menjaga tangki tetap murni terhadap gas atau reaksi lain.
Berbagai Jenis Gas Yang Digunakan Untuk Pengelasan
Dua gas pelindung pertama, argon, dan helium bersifat inert, sedangkan empat lainnya—hidrogen, oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen—adalah semi-lembab.
Pastikan untuk mengevaluasi tujuan proyek Anda untuk memilih gas yang tepat untuk pengelasan yang ada. Hal-hal yang perlu diingat saat memilih adalah biaya, persiapan apa yang diperlukan, bahan dasar yang akan Anda las, sifat las yang sudah jadi, dan apa yang perlu dilakukan selama pembersihan pasca-las.
Empat gas pelindung yang paling umum digunakan dalam pengelasan MIG adalah Argon, Helium, Karbon Dioksida, dan Oksigen. Masing-masing memberikan manfaat dan kekurangan unik dalam aplikasi apa pun.
Argon (Ar)
Argon memungkinkan penetrasi yang lebih sempit, yang berguna untuk pengelasan butt dan fillet. Ini juga menawarkan busur yang halus dan relatif cair. Jika Anda akan mengelas logam non-ferrous, seperti titanium, aluminium, atau magnesium, Anda harus menggunakan argon murni.
Argon juga sering dicampur dengan hidrogen, helium, atau oksigen. Ini membantu mengintensifkan karakteristik busur dan membantu transfer logam.
Jika kualitas las dan estetika penting, gas campuran baik untuk digunakan. Anda memiliki beberapa opsi yang bervariasi dari antara 75-95% argon hingga 5-25% CO2. Mereka menghasilkan stabilitas busur yang lebih baik dan mengurangi percikan dibandingkan dengan 100% CO2.
Gas campuran juga dapat digunakan dalam proses transfer semprotan yang, pada gilirannya, menghasilkan lasan yang lebih menarik secara visual serta meningkatkan produktivitas. Campuran argon/CO2 baik untuk pengelasan paduan rendah, beberapa baja tahan karat, dan logam karbon. Namun, perlu diketahui bahwa tingkat CO2 yang lebih tinggi dapat menyebabkan peningkatan hujan rintik-rintik.
Helium (He)
Umumnya digunakan pada logam non-ferrous, helium juga dapat digunakan pada stainless steel. Ini bekerja dengan baik dengan logam tebal karena kemampuan penetrasinya yang luas dan dalam. Biasanya digunakan dalam rasio 25-75% helium hingga 75-25% argon.
Dengan menyesuaikan rasio ini, Anda dapat mengubah penetrasi dan profil manik. Ketika digunakan pada baja tahan karat, helium biasanya digunakan dalam kombinasi gas tri-campuran dengan CO2 dan argon. Helium juga digunakan untuk mencegah oksidasi selama pengelasan logam seperti baja tahan karat, aluminium, magnesium, dan paduan tembaga.
Helium memang menciptakan busur yang lebih panas, yang memberikan kecepatan perjalanan lebih cepat dan, dengan demikian, meningkatkan produktivitas. Dikatakan demikian, helium lebih mahal dan memang membutuhkan laju aliran yang lebih tinggi daripada argon. Menimbang nilai biaya gas terhadap tingkat produktivitas penting untuk diingat saat mempertimbangkan untuk menggunakan helium.
Karbon Dioksida (CO2)
CO2 sejauh ini adalah yang paling umum dan merupakan satu-satunya gas yang dapat digunakan dalam bentuk murni tanpa memerlukan penambahan gas inert, seperti argon atau helium. Karena itu, CO2 adalah opsi yang paling hemat biaya dan pilihan yang baik jika biaya proyek menjadi prioritas.
CO2 murni, juga dikenal sebagai 100% CO2, memberikan penetrasi las yang dalam, sehingga praktis saat perlu mengelas material tebal. Karena itu, CO2 murni terbatas hanya pada proses pengelasan hubung singkat dan menghasilkan busur yang kurang stabil serta lebih banyak percikan daripada saat digabungkan dengan gas lain (juga dikenal sebagai 'gas campuran').
CO2 murni baik untuk proyek di mana estetika las tidak penting, atau las tidak dapat dilihat, seperti di bagian bawah mobil. Pembersihan pasca las juga sedikit lebih terlibat.
Oksigen (O2)
Gas reaktif, oksigen biasanya digunakan dalam jumlah kecil ketika ditambahkan ke gas pelindung, biasanya antara 1-9%. Hal ini meningkatkan fluiditas kolam las, serta stabilitas busur dan penetrasi pada baja tahan karat, karbon ringan, dan logam paduan rendah.
Tidak disarankan menggunakan oksigen dengan aluminium, tembaga, magnesium, atau logam eksotis lainnya karena dapat menyebabkan oksidasi.
Campuran oksigen/argon biasanya digunakan pada baja tahan karat dan logam karbon biasa. Ini menghasilkan busur yang stabil dengan percikan terbatas. Namun, tingkat oksigen yang lebih tinggi dapat membuat pengelasan yang tidak pada tempatnya menjadi sulit karena faktanya akan meningkatkan fluiditas genangan air.
Nitrogen (N)
Gas pelindung murah lainnya, nitrogen meningkatkan penetrasi las dan stabilitas busur ketika dicampur dengan gas lain. Campuran ini juga dapat meningkatkan sifat kimia dari paduan yang mengandung nitrogen.
Nitrogen digunakan sebagai gas pembersih untuk pengelasan tabung baja tahan karat. Ditambahkan ke argon dalam jumlah kecil, itu juga dapat digunakan sebagai gas pelindung untuk baja tahan karat.
Hidrogen (H)
Ketika ditambahkan ke argon, hidrogen memberikan penetrasi yang lebih dalam dan kecepatan pengelasan yang lebih cepat. Campuran hidrogen, argon, dan karbon dioksida dapat meningkatkan penetrasi las. Namun, jika disalahgunakan, hidrogen dapat menyebabkan porositas.
Hidrogen berfungsi sebagai gas pelindung dalam aplikasi suhu tinggi, seperti baja tahan karat. Ini sering dicampur dengan argon untuk digunakan pada baja tahan karat austenitik.
Berbagai Jenis Campuran Gas yang Digunakan Dalam Pengelasan
Argon &CO2
Campuran gas yang paling umum untuk pelindung dalam pengelasan adalah Campuran Argon CO2. Itu dapat berjalan dari 95% - 80% Argon dan 5% - 20% CO2. Pada sebagian besar aplikasi, ini akan menghasilkan lasan yang sangat halus dan menjaga jumlah percikan seminimal mungkin.
Semakin tebal baja yang ingin Anda las, semakin banyak Karbon Dioksida yang Anda butuhkan dalam campuran dan semakin tipis, semakin banyak Argon yang Anda butuhkan.
Tukang las menggunakan campuran gas ini di:
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja karbon
Pengelasan busur inti fluks (FCAW) pada baja karbon
Pengelasan busur inti fluks (FCAW) pada baja tahan karat
Argon, CO2, &Oksigen
Jika Anda mencari sedikit lebih banyak fluiditas di kolam las maka Anda mungkin mencari campuran Argon, gas CO2 &Oksigen. Anda mendapatkan sifat yang cukup mirip dengan campuran Argon, Karbon Dioksida dalam hal lasan akhir.
Namun, selain meningkatkan fluiditas, itu juga dapat meningkatkan kecepatan perjalanan proses pengelasan dan membuat tukang las jauh lebih produktif. Kami menggunakannya dalam proses berikut:
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja karbon
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja tahan karat dalam beberapa kasus
Argon, Helium, CO2
Ada berbagai macam campuran yang tersedia ketika gas las pilihan Anda adalah campuran Argon, Helium, Karbon Dioksida. Tergantung pada apa yang akan digunakan untuk campuran akan didominasi oleh Helium atau Argon.
Gas yang digunakan, membuat campuran ini cocok untuk mengelas apa pun mulai dari baja karbon hingga baja tahan karat, dan bahkan dapat digunakan sebagai gas las aluminium. (campuran yang baik untuk mengelas baja tahan karat dengan mesin MIG)
Argon/Helium/CO2 paling baik untuk proses berikut:
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja tahan karat
Pengelasan busur inti fluks (FCAW) pada baja karbon
Pengelasan busur inti fluks (FCAW) pada baja tahan karat
Helium &Argon
Jika Anda mencari gas untuk pengelasan Aluminium maka Anda mungkin akan menggunakan Helium &Argon yang dicampur bersama. Selain Aluminium, juga cocok untuk paduan las.
Mengapa? Karena campuran memberikan tingkat penetrasi yang lebih dalam dan juga memberikan hasil akhir yang lebar pada las itu sendiri.
Kami menggunakan campuran ini paling sering di:
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada aluminium
Pengelasan busur tungsten gas (GTAW) pada baja tahan karat atau aluminium
Argon &Oksigen (o2)
Campuran gas ini tidak cocok untuk baja tahan karat dan jika Anda mengelas baja dengannya – biasanya baja ringan. Tujuannya adalah untuk membantu peleburan material baja.
Biasanya Anda tidak akan menemukan banyak Oksigen dalam campuran gas argon ini karena jika tidak, campuran akan terbakar terlalu panas dan pengelasan gas argon adalah untuk benda yang lebih halus dan bahan yang lebih tipis.
Gunakan campuran argon/O2 untuk proses pengelasan dan logam berikut:
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja tahan karat
Pengelasan busur logam gas (GMAW) pada baja karbon
Argon &Hidrogen
Jika Anda melakukan pengelasan TIG dengan gas, maka campuran Hidrogen dan Argon sangat ideal saat Anda membutuhkan pengelasan yang bersih. Hidrogen mencegah oksigen di udara masuk ke lasan dan menyebabkan oksidasi.
Produk limbah dari reaksi ini adalah air yang cepat menguap di bawah panas pengelasan. Ini membantu mempertahankan lengkungan yang sempit dan presisi sekaligus meningkatkan transmisi panas.
Pengelasan busur gas tungsten (GTAW) pada baja austenitik
Nitrogen &Hidrogen
Campuran ini memiliki penggunaan yang cukup khusus dan merupakan gas pelindung untuk pembuatan baja tahan karat austenitik (yang tinggi kromium dan nikel dengan karbon rendah).
Ini memungkinkan tingkat penetrasi yang lebih tinggi sekaligus membuat proses pengelasan berjalan lebih cepat. Ini juga membantu meningkatkan sifat mekanik produk akhir baja tahan karat.
Gas Dalam Pengelasan Oxy-Fuel
Tiga gas di bawah asetilena, propana, dan propilena digunakan dalam pengelasan oxy-fuel dan sangat mudah terbakar.
1. Asetilen
Asetilena sangat mudah terbakar dan sangat mudah terbakar di udara. Sangat mudah dibuat dan cukup murah untuk digunakan.
Ini dikombinasikan dengan oksigen dan digunakan sebagai sumber bahan bakar dalam jenis pengelasan tertentu. Ini menghasilkan nyala api yang sangat panas yang mampu memotong atau mengelas sebagian besar logam.
2. Propana
Propana juga sangat mudah terbakar dan sangat mudah terbakar di udara. Ini lebih dikenal sebagai LPG (Liquid Petroleum Gas) dan digunakan sebagai sumber bahan bakar dalam banyak konteks.
Ini akan membakar kulit jika bersentuhan dengannya. Anehnya, bagaimanapun, itu tidak dapat digunakan dalam pengelasan gas karena tidak seperti asetilena ketika Anda membakarnya dalam oksigen, itu tidak menciptakan zona pereduksi (yang akan membersihkan permukaan baja saat Anda mengelas).
Ini digunakan terutama untuk mematri setelah pengelasan selesai.
3. Propilen
Propilen sebenarnya bukan gas murni, itu campuran dengan Oksigen. Ini akan terbakar pada panas yang jauh lebih tinggi daripada Propana dan Oksigen dan sangat cocok untuk pengelasan fusi non-struktural, mematri, memanaskan, dan banyak lagi.
Namun, biasanya dipasok dalam tabung kecil sekali pakai yang tidak cukup besar untuk memungkinkan pemanasan selama pengelasan barang besar.
4. Udara Terkompresi
Seperti yang Anda harapkan udara terkompresi adalah yang termurah dari gas yang digunakan dalam pengelasan karena udara. (Meskipun sering dimurnikan sedikit). Ketika Anda mencampur udara terkompresi dengan bahan bakar lain maka itu dapat menghasilkan nyala api yang kuat pada suhu yang lebih rendah daripada nyala berbahan bakar oxy. Untuk tukang las, ini berarti mereka bisa mendapatkan kontrol yang lebih besar atas ketebalan lapisan karbon yang mereka terapkan pada las.
Keamanan Pengelasan Gas
Penyimpanan dan Penanganan
Jauhkan silinder dari kerusakan fisik, panas, dan gangguan.
Amankan rantai peralatan untuk mencegah jatuh.
Simpan jauh dari bahan yang mudah terbakar dan mudah terbakar.
Simpan tabung gas dan oksigen ekstra secara terpisah.
Simpan dalam posisi tegak.
Tutup katup silinder sebelum bergerak.
Tutup pelindung atau regulator harus tetap terpasang.
Gulung silinder di tepi bawah untuk bergerak—Jangan seret.
Biarkan sangat sedikit gerakan saat mengangkut.
Kiat Keselamatan Pengelasan Gas Umum
Periksa peralatan dari kebocoran di semua sambungan menggunakan solusi uji kebocoran yang disetujui.
Periksa selang dari kebocoran dan tempat yang aus.
Ganti selang yang rusak.
Lindungi selang dan silinder dari percikan api, nyala api, dan logam panas.
Gunakan pemantik api untuk menyalakan api.
Berdiri di samping (jauh dari regulator) saat membuka katup silinder.
Buka katup silinder dengan sangat lambat untuk menjaga tekanan tinggi yang tiba-tiba dari meledaknya regulator.
Hanya buka katup silinder asetilena -¾ putar; biarkan kunci pas di tempatnya sehingga silinder dapat ditutup dengan cepat dalam keadaan darurat.
Buka dan nyalakan asetilena terlebih dahulu, lalu buka dan atur oksigen ke api netral.
Ikuti rekomendasi pabrikan untuk mematikan senter. Jika pedoman tidak tersedia, praktik yang umum diterima adalah menutup katup oksigen terlebih dahulu.
Setelah selesai, tutup katup silinder, buang salurannya untuk menghilangkan tekanan dari regulator, melilitkan selang dengan rapi, dan mengganti peralatan.
Sediakan alat pemadam api yang mudah diakses di lokasi pengelasan.
