Teknik Pelapisan Dengan Metode Arc Metal Inert Gas

Pelapisan adalah suatu proses melapisi material dengan material lain nya yang bertujuan untuk memperbaiki sifat material yang dilapisi.

Tujuan utama dilakukannya pelapisan pada suatu logam atau material adalah untuk memperbaiki sifat sifat material suatu bahan seperti :

—  Sifat mekanik (nilai kekerasan, kekuatan tarik, ketangguhan bahan, dll)

—  Sifat fisik ( konduktivitas termal, kemagnetan )

—  Sifat kimia ( Ketahanan korosi )

Selain itu pelapisan juga berguna untuk menambah umur pakai material, mengurangi biaya perawatan, serta menambah keuntungan industri ( produsen ).

Adapun karakteristik dari pengelasan permukaan diantaranya :

1. ketebalan lapisan
2. pelekatan pada substrat

3. membuat ikatan yang lebih baik dengan subsrat

4. jangkauan proses

5. proses resurfacing

6. perbaikan pada bagian yang dipakai.

Material yang dapat dilapisi dengan proses pengelasan harus di atas 200HVN. Salah satu teknik pelapisan yang dibahas kali ini adalah dengan metode Arc Metal Inert Gas.Metode ini biasa dikenal dengan MIG (Metal Inert-Gas). Proses MIG adalah suatu proses dimana busur listrik dipertahankan antara kawat elektroda dan benda kerja.

Proses pengelasan GMAW dikerjakan dengan mempergunakan elektroda solid atau tubular sesuai dengan komposisi diinginkan, yang diumpankan melalui suatu spool atau gulungan. Elektroda ini diumpankan secara kontinyu dari sebuah gun atau torch sambil mempertahankan busur yang terbentuk antara ujung elektroda dengan base metal.

Pengelasan GMAW disebut juga dengan MIG (metal inert gas). Singkatan MIG ini tidak lagi menjelaskan proses las GMAW, karena tidak semua gas pelindung yang dipakai oleh proses ini adalah gas inert. Di dalam pengelasan GMAW, elektroda umumnya berbentuk solid dan semua gas pelindung berasal dari sumber luar.

Elektroda yang digunakan adalah elektroda solid atau tubular sesuai dengan komposisi diinginkan, yang diumpankan melalui suatu spool atau gulungan. Elektroda ini diumpankan secara kontinyu dari sebuah gun atau torch sambil mempertahankan busur yang terbentuk antara ujung elektroda dengan logam atau material yang akan dilapisi.

Pada proses Arc Metal Inert Gas, gas yang digunakan adalah gas argon atau campuran antara gas argon dan gas helium. Metode ini menggunakan arc DC yang nyala diantara bagian yang dikerjakan dan kawat elektroda, dimana elektroda ini fungsinya secara simultan adalah sebagai pembawa tenaga dan sumber filler logam. 

Ada tiga jenis proses pada Arc Metal Inert Gas yang banyak dipakai yaitu:

1. Short-circuiting.

2. Spray atau globular transfer.

3. Pulsed arc.

1.  Short circuiting

Short-circuiting atau hubungan singkat adalah suatu jenis transfer busur (disebut juga dengan short arc atau dip transfer). Pada GMAW jenis ini, cairan logam dari ujung kawat elektroda menyentuh genangan kawah las, sehingga terbentuk hubungan singkat. Pada awal siklus hubungan singkat, ujung elektroda cair berbentuk bola kecil, yang bergerak menuju benda kerja. Ketika cairan logam ini menyentuh benda kerja, terjadi hubungan singkat. Bola cair ini kemudian terlepas dari kawat, memutuskan jembatan cair antara kawat elektroda dengan benda kerja. Busur kemudian menyala kembali dan siklus berulang lagi. Logam ditransferkan hanya selama hubungan singkat, yang terjadi dalam frekwensi 20 hingga 200 kali per detik.. GMAW-S mempergunakan kawat-kawat elektroda solid diameter kecil (0,030; 0,035 atau 0,045 inci). Pengelasan bisa dilakukan secara otomatis atau semi otomatis.

Selama pengelasan dengan GMAW-S, busur dan kawah las dilindungi oleh suatu gas atau gas campuran. Pada carbon steel, gas pelindung umumnya adalah CO₂ atau campuran argon dan CO₂. Campuran 75 % argon dan 25 % CO₂ sering dipakai karena karakteristik pengelasan lebih baik. Campuran gas lain yang banyak dipakai yaitu yang mengandung helium. Komposisi gas pelindung ditentukan untuk mendapatkan karakteristik pengelasan yang diinginkan, seperti bentuk bead, penetrasi dan percikan las. Semakin besar jumlah CO2 berarti semakin ekonomis, tetapi akan menimbulkan penetrasi lebih dalam dan percikan las lebih banyak, serta memperbesar hilangnya unsur Mn dan Si.

Kemampuan pengelasan untuk semua posisi dan mudah dalam pengendalian membuat proses GMAW-S cocok untuk pengelasan root pass pada pipa, dan pengelasan gage strip lining tipis. GMAW-S dapat digunakan untuk berbagai macam bahan yaitu carbon steel, chrome-moly steel, stainless steel dan paduan-paduan nikel. Beberapa perusahaan ada yang membatasi pemakaian GMAW-S pada pengelasan pipa, karena terdapat resiko tidak adanya penyatuan dan cold lap pada fill pass. Dengan demikian fill pass pada pengelasan pipa dibatasi hanya pada posisi datar saja.

2.  Pulsed Arc

Pulsed arc welding adalah sebuah proses las transfer sembur yang menggunakan sumber listrik khusus (pulsed atau synergic MIG), yang dapat merubah arus las antara arus pulsa tinggi dan tingkat arus back ground rendah, berulang-ulang kali setiap detik. Arus back ground berfungsi untuk menjaga busur, ketika masing-masing pulsa arus mempunyai cukup tenaga untuk melepaskan satu tetesan dari ujung kawat. Selama pulsasi ini, terjadi transfer logam las melalui busur. Transfer logam terjadi selama pulsa arus tinggi, ketika tetesan logam melewati busur dengan arus rata-rata lebih rendah dari yang dibutuhkan pada spray transfer atau konvesional.

3.  Spray Transfer atau Globular Transfer

Pada spray transfer, pemindahan logam melintasi busur, seperti aliran tetesan-tetesan kecil dengan diameter sama atau lebih kecil dari diameter kawat elektroda. Spray transfer hanya terjadi pada gas pelindung argon tinggi (80 % argon atau lebih). Globular transfer selalu dilakukan dengan memakai gas pelindung CO2. Spray transfer menghasilkan percikan las paling sedikit dari berbagai jenis transfer logam. Panas masukan yang tinggi menghasilkan penetrasi yang bagus dan laju pengisian tinggi, tetapi aplikasi proses spray transfer ini hanya terbatas pada pengelasan posisi datar dan horizontal saja.

Adapun keuntungan dan Kerugian dari teknik pelapisan dengan metode arc metal inert gas adalah sebagai berikut :

A.  Keuntungan:

1.  Merupakan suatu proses kontinu dimana menggunakan semi otomatis.

2.  Tebal endapan diatas 3 mm dapat dicapai.

3.  Kecepatan pengendapan 3 -6 kg/hr.

4.  Terak mengelupas sendiri

5.  Mampu memberikan posisi pengelasan permukaan.

6.  Teknik pengendalian perpindahan permukaan percikan yang kecil dan memberikan pengendalian yang lebih besar pada sifat – sifat manik las.

7.  Gun / penembak dapat digunakan untuk mengerjakan lubang bagian dalam

B.  Kerugian

1.    Penggunaan Gun pelindung membuat proses pengangkatan sedikit berkurang dari MMA.

2.    Umumnya pada pengelasan kawat terumpan bisa ditarik 4 m,tapi hasil terbaik dari dapat dihasilkan sedekat mungkin terhadap feeder khususnya ketika pengumpan kawat kaku.

3.    Difusi mungkin tinggi kecuali kalau menggunakan rosedur yang tepat.

4.

Menghasilkan radiasi UV yang tinggi khususnya ketika menggunakan arus pulsa pengelasan tertinggi.