Definisi, Proses, Parameter dan Peralatan Pengelasan GTAW

Pengelasan GTAW

Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), sesuai dengan namanya, adalah jenis pengelasan yang menggunakan elektroda tungsten non-consumable. Jenis lasan ini menggunakan gas pelindung tanpa tekanan dan dapat digunakan dengan atau tanpa logam pengisi.

Gas pelindung yang digunakan dalam pengelasan jenis ini biasa disebut sebagai TIG (Tungsten Inert Gas) karena merupakan helium, argon, atau gabungan helium dan argon. Tujuan dari shield gas ini adalah untuk mencegah terjadinya oksidasi akibat pengaruh udara di sekitar daerah las yang dapat menimbulkan porositas.

Fungsi Pengelasan GTAW

Umumnya, Mesin las GTAW adalah mesin kombinasi. Dengan kata lain, dapat digunakan untuk pengelasan arus bolak-balik (AC) dan pengelasan arus searah (DC).

Proses Pengelasan GTAW

Proses pengelasan GTAW terjadi ketika busur listrik terjadi karena ion-ion bergerak ketika ujung elektroda menyentuh benda kerja. Pengelasan terjadi ketika panas busur  melelehkan benda kerja dan pengisi (saat menggunakan bahan tambahan).

Welding torch bergerak dengan benda kerja dan busur terus melelehkan permukaan sambungan. Gas pelindung dilepaskan dari welding torch untuk melindungi logam dasar dan elektroda saat logam di las mengeras.

Kelebihan dan Kekurangan Pengelasan GTAW

Kelebihan pengelasan GTAW :

• Hasil pengelasan ini tidak memerlukan pembersihan  karena tidak ada slag.
• Aliran gas yang menjaga cairan logam bebas dari udara dan mencegah pengotoran karena nitrogen dan oksigen yang menyebabkan oksidasi.
• Hasilnya lebih kuat, karena dapat menghasilkan penetrasi yang  sangat tahan korosi. 
• Hasilnya  akan  jauh lebih bersih nantinya.
• Proses pengelasan ini mudah diamati dan menghasilkan asap yang sangat sedikit, sehingga  aman untuk dikendalikan. 
• Pusat panas  sangat kecil sehingga jarang berubah bentuk. 
• Tidak  menghasilkan percikan atau percikan las yang dapat digunakan  lebih bersih.

Kekurangan pengelasan GTAW :

• Efisiensi yang sangat rendah mempengaruhi kecepatan pengelasan TIG 
• Burnback dapat terjadi selama proses pengelasan yang ada, yang sangat kecil 
• Mungkin ada inklusi tungsten yang sangat kecil

Parameter Pengelasan GTAW :

1. Travel Speed

Travel speed dalam proses pengelasan mempengaruhi penetrasi dan lebar  busur las tungsten gas. Travel speed biasanya digunakan sebagai patokan untuk menilai kualitas las, yang menentukan kecepatan gerak las mesin. 

Nilai travel speed ini  mempengaruhi variabel lain. Jumlah energi yang dihasilkan  busur sebanding dengan arus dan tegangan, tetapi energi yang dihasilkan per satuan panjang las berbanding terbalik dengan travel speed itu sendiri.

2. Arus (welding current)

Arus pengelasan mempengaruhi penetrasi  dan tegangan selama pengelasan, dan nilai arus  sebanding dengan nilai tegangan. Semakin tinggi nilai arus, semakin tinggi nilai tegangan dan sebaliknya. Pengelasan GTAW dapat menggunakan daya AC atau DC, tergantung pada logam yang digunakan.

 Arus DC sendiri dapat dibagi menjadi dua jenis: DCEN (elektroda negatif arus searah) atau  DCSP (elektroda positif arus searah) dan DCEP (elektroda positif arus searah) atau  DCRP (polaritas terbalik arus searah). Penggunaan polaritas AC, DCEN, dan DCEP dijelaskan sebagai berikut:

• Polaritas DCEN. 

Ketika elektroda las terhubung ke elektroda negatif dan benda kerja terhubung ke elektroda positif. Keuntungan menggunakan DCEN polaritas adalah bahwa DCEN menembus dalam dan las relatif cepat.

 • Polaritas DCEP. 

Kebalikan dari polaritas DCEN, elektroda dihubungkan ke elektroda positif dan benda kerja dihubungkan ke elektroda negatif. Polaritas DCEN jarang digunakan pada pengelasan GTAW karena menyebabkan panas yang berlebihan (overheating) pada elektroda sekaligus mengurangi pemanasan material yang akan dilas. 

• Penggunaan arus bolak-balik. 

Keuntungannya adalah pembersihan  dilakukan dengan  menghilangkan oksidasi tahan api dari permukaan logam, atau yang biasa disebut dengan sputtering. Proses sputtering ini hanya dapat dilakukan jika gas yang digunakan untuk pengelasan adalah gas argon.

3. Tegangan Busur (Arc Voltage)

• Jarak antara elektroda tungsten dan benda kerja 

• Arus pengelasan 

• Jenis gas pelindung 

• Bentuk ujung elektroda tungsten 

• Tekanan udara sekitar

4. Wire Feed Speed atau kecepatan umpan kawat.

Kecepatan pengumpanan kawat, baik manual atau otomatis, memiliki efek yang berbeda tergantung pada proses pengelasan yang digunakan. Ketika dilas secara manual, laju umpan kawat mempengaruhi nilai leleh yang dihasilkan dan penampilan akhir setelah pengelasan. Di sisi lain, dalam pengelasan otomatis dan mekanis, laju umpan kawat mempengaruhi penetrasi dan penyelarasan kontur manik.

Peralatan Pengelasan GTAW

1. Welding Torch

Welding torch adalah alat  untuk pegangan selama pengelasan. Welding torch memiliki beberapa komponen, antara lain: Cangkir keramik, dudukan tungsten, konduktor arus, selang gas pelindung. Komponen welding torch diisolasi dari  plastik. Torch juga memiliki mode manual dan mode otomatis.

2. Electrode

Dalam pengelasan manual, ujung elektroda biasanya di grounding pada sudut 60-90 derajat. Dalam aplikasi mekanis, sudut titik menentukan bentuk busur itu sendiri dan juga dapat mempengaruhi profil las. Oleh karena itu, perlu memperhatikan konsistensi tepi gerinda dan memeriksa kondisi antar las.

3. Tabung Gas TIG

Tabung gas las berfungsi sebagai tempat penyimpanan gas pelindung yang digunakan dalam proses pengelasan TIG. Gas pelindung digunakan dalam pengelasan TIG untuk mencegah kontaminasi  ruang pengelasan. Pengelasan juga menggunakan gas pelindung yaitu argon, helium, atau campuran argon dan helium. Argon  paling umum, terutama di AC. Meskipun helium digunakan untuk penetrasi las yang lebih dalam. Pilihan gas ini tergantung pada aplikasinya. Dalam proses pengelasan, tabung gas dibuka bersama dengan regulator, dan gas disuplai dari selang  ke welding torch.

4. Welding Rod

Ada berbagai macam jenis kawat las yang digunakan untuk pengelasan ini : ER 70 S, ER 308 L-16, ER 309 Mo L, ER 309 Mo L-16 / 17, ER 316 L-16, ER 312-16. Semua jenis batang las dapat digunakan untuk pengelasan bahan tahan korosi. 

5. Polaritas Las

• DCEP. 

Sebagian besar panas dihasilkan oleh elektroda tungsten, sehingga jarang digunakan. Oleh karena itu, panas yang berlebihan dapat memungkinkan elektroda tungsten cair untuk menembus logam las, mengakibatkan cacat pengelasan dengan inklusi tungsten. 

• DCEN.  

Digunakan untuk semua jenis logam kecuali bahan paduan AI dan Mg. Paduan AI membutuhkan pembersihan lapisan aluminium oksida, sehingga arus bolak-balik dianjurkan. 

• AC (arus bolak-balik). 

Lapisan aluminium oksida dapat dibersihkan dengan arus bolak-balik dan  direkomendasikan  untuk pengelasan bahan aluminium.