PENGELASAN OXYFUEL GAS WELDING ( OFW ) & OXYACETYLENE WELD ( OAW )

1.  UMUM

OFW adalah proses pengelasan manual , dimana metal yang akan disambung dipanaskan terlebih dahulu melalui hasil pembakaran gas hidrocarbon , dengan atau tanpa bahan penambah. Pengelasan tidak mengenakan tekanan pada benda yang disambung . Alat penghasil nyala adalah piranti yang disebut torch / obor dimana campuran gas acetylene dan oksigen dibakar bersama dan menghasilkan nyala  dengan suhu sekitar 5300 hingga 5500°F. Dengan suhu jauh diatas titik lebur baja , pencairan permukaan benda kerja mudah dilaksanakan. Dengan demikian proses penyambungan dapat dilaksanakan langsung antara dua permukaan yang terkait atau dengan bahan penambah . Bahan yang dapat dilas dengan OFW sebagian besar adalah bahan ferrous dan non ferrous. Untuk mencegah oksidasi dalam pengelasan metal  non ferrous , besi tuang dan stainless steel diperlukan flux atau lazim secara umum disebut borax. Pada pengelasan baja , gas yang terjadi karena nyala obor / torch  cukup melindungi kolam las sehingga penggunaan flux tidak diperlukan untuk mencegah proses oksidasi.

  Bahan penambah untuk OFW berupa kawat las atau welding rod  dari bahan yang serupa dengan metal yang disambung.

 

2 . KEMAMPUAN , KEUNTUNGAN DAN  KETERBATASAN.

 

Dalam pengelasan  OFW , fungsi juru las sangat menentukan dalam pengaturan suhu metal dalam sona pengelasan.

Apabila laju masukan panas dari nyala dapat dikordinaksikan dengan kecepatan pengelasan  , ukuran , kekentalan , serta  tegangan permukaan kolam las dapat dikendalikan  , maka tekanan nyala dapat didayagunakan untuk memposisikan dan membentuk lajur las.

Juru las sepenuhnya mengendalikan laju pendeposisian bahan metal , hal ini dimungkinkan karena sumber panas dan bahan pengisi terpisah. Panas dapat dikenakan pada bahan kerja atau kekawat las tanpa harus keluar dari lingkup nyala ( flame envelope ). Dengan kemampuan ini OFW dapat digunakan untuk menyambung pelat tipis , tube  tipis , pipa kecil , dan rakitan dengan penyetelan yang kurang baik , juga untuk memperbaiki dan memperhalus permukaan las listrik yang kasar. Sambungan pelat tebal dapat dilas dengan OFW tetapi lebih ekonomis dengan las listrik. Peralatan OFW sangat praktis karena portable  , murah , menguntungkan dan mandiri.

Peralatan ini juga dapat digunakan untuk pemanasan awal                     ( preheating )  , pemanasan akhir ( post heating ) , brazing                         ( solder keras ) , dan dapat dirubah menjadi pemotong metal ( oxygen cutting ).

 

2.1 . BAHAN YANG DAPAT DILAS OFW.

 

Hampir semua bahan ferrous dan non ferrous dapat dilas OFW . seperti misalnya : baja carbon , besi tuang , tembaga ,  paduan nikel, aluminium  dan paduan seng.  Panas didapatkan dari penyalaan campuran gas acetylene ( C2H2 ) dengan zat asam ( O2 ). Gas C2H2 dapat dihasilkan dari pabrik pembuat gas atau dari reaksi antara karbid ( CaC2 ) dengan Air ( H2O ) menjadi C2H2  +  CaO.

Disamping acetylene masih ada gas fuel lainnya yang digunakan seperti hydrogen , gas alam , propan dan gas produksi sendiri. Gas gas ini digunakan untuk mengelas metal dengan suhu pengelasan yang lebih rendah seperti aluminium , mangan ,seng , timbal , dan beberapa logam mulia.

Metal yang tidak cocok untuk dilas dengan OFW adalah metal yang tahan panas ( refractory ) seperti : niobium , tantalum , molybdenum dan tungsten , serta metal yang reaktif seperti titanium dan zirconium.

 

2.2 . FLUX 

 

  Kecuali untuk pengelasan timbal ,seng , dan beberapa logam mulia , OFW untuk bahan non ferrous  , besi tuang , dan baja nir noda              ( stainless steel ) biasanya menggunakan flux untuk pelapis terhadap proses oksidasi. Dalam pengelasan baja carbon , gas panas yang dihasilkan dari nyala yang bertekanan , cukup untuk melindungi kolam las dari masuknya zat asam sehingga tidak diperlukan flux. Penyetelan gas / zat asam sangat penting untuk menghasilkan nyala , namun ketidak beradaan flux setidaknya mengurangi sebuah  variabel yang perlu dikendalikan.

2.3         PENGGUNAAN UMUM

 

OFW dapat digunakan untuk mengelas pelat tipis , tube tipis dan pipa ukuran kecil ( < 3” ) . Keuntungan OFW karena masukan panasnya  dapat dikendalikan , mengisi celah yang lebar   ( bridging ) , mencegah pencairan tembus ( melt through ), dan kolam lasnya sangat jelas tampaknya sehingga memudahkan pembentukan las. Lembaran baja carbon yang dibentuk  menjadi berbagai model sambungan akan lebih ekonomis dan mudah jika dilas dengan OFW. Pipa dengan ketebalan maksimum 3/8 “ dapat dilas hanya dengan satu lajur ( pass ) saja.

 

2.4         KEAKHLIAN JURU LAS

 

Untuk menghasilkan sambungan las OFW yang bermutu baik , diperlukan juru las OFW yang terampil dalam memanipulasi  kawat las dan obor las ( torch ). Dalam mendeposisikan bahan las , juru las menggunakan kedua tangannya dalam mencairkan bahan kerja dan bahan las sekaligus , mengendalikan bentuk kolam las ,  serta menghasilkan tingkat solidifiasi ( pembekuan ) tertentu untuk menghasilkan lajur las  yang baik.

 

3       . GAS BAKAR.

 

Oxygen dan acetylene merupakan dua jenis gas yang pokok dalam OFW. Oxygen membantu pembakaran gas acetylene  , sedangkan acetylene memasok intensitas panas dan atmosfir pembakaran.

Gas gas lain seperti hydrogen , propan , gas alam dan gas produksi sendiri ( proprietary ) , hanya digunakan untuk pengelasan dalam lingkup terbatas ,yakni pengelasan atau solder keras metal metal yang bertitik lebur rendah.

 

OXYGEN .

 

Hanya dengan membakar gas pilihan dengan oxygen yang bermutu tinggi ( > 99.5% ) dalam nyala yang berkecepatan tinggi , dapat dihasilkan suhu yang memadai untuk melaksanakan pengelasan OFW. Sedikit saja terdapat kontaminasi dalam gas gas terkait , akan sangat berpengaruh pada karakteristik nyala yang langsung mempengaruhi suhu dan mutu pengelasan .

Jika konsumsi oxygen relatif rendah , oxygen cukup dipasok dalam botol baja yang berkapasitas 244 scf ( standard cubic feet ) dan bertekanan 26 ksi  . Oxygen dan gas acetylene dipasok kedalam obor pembakar melalui selang pada tekanan yang telah diperkecil . Jika konsumsi oxygen > 244 scf / minggu , lebih ekonomis apabila menyimpan oxygen dalam bentuk cair. Oxygen cair dapat dipasok dalam bentuk botol cryogenic dengan kapasitas  4500 scf. Pemasokan dan penanganan botol oxygen dilindungi undang undang dan peraturan keselamatan pemerintah maupun perusahaan pemilik sendiri .

 

ACETYLENE.

 

Acetylene adalah gas hydrocarbon dengan rumus C2H2 , jika bertekanan 29.4 psi  keatas , acetylene menjadi tidak stabil , yakni hanya dengan goncangan sendikit saja dapat meledak walaupun tanpa tercampur dengan oxygen atau udara. Acetylene tidak boleh digunakan dengan tekanan  >  15 psi. Generator acetylene ( tangki karbid ) didesain sedemikian rupa sehingga hanya dapat memasok C2H2 dengan tekanan sekitar 15 psi saja. Acetylene didapat dengan mereaksikan kapur karbid dengan air sehingga persamanaannya adalah sebagai berikut  2CaC2  +  2H2O           2C2H2  + 2CaO.  Jika gas tersebut dibeli dalam bentuk siap pakai , maka gas tersebut dipasok dalam botol khusus yang didalamnya terisi material berpori dimana acetylene dicampur dengan aceton . Dengan kondisi seperti ini , acetylene dapat disimpan hingga 275 scf. dengan tekanan sebesar 250 psi. Tekanan gas ini harus diredusir hingga 15 psi atau kurang dengan katup pengatur tekanan untuk kemudian disalurkan keobor nyala. Silinder acetylene tidak boleh ditangani secara kasar dan tersentak         ( shock ) mendadak , serta harus disimpan jauh jauh dari sumber panas apa saja. Silinder harus disimpan dalam posisi tegak untuk menghindarkan larinya aceton sewaktu  gasnya digunakan. Dalam penggunaan normal , konsumsi acetylene tidak boleh melebihi  1/7 kapasitas botol per jam.

 

HYDROGEN.

Digunakan untuk mengelas metal yang titik leburnya rendah seperti aluminium , magnesium dan timbal. Hydrogen tidak dapat digunakan untuk mengelas pelat baja dengan ketebalan biasa karena hasilnya kurang baik mengingat hydrogen hanya menghasilkan nyala dengan suhu relatif rendah. Namun untuk pelat yang tipis  dimana justru karena intensitas panasnya hanya 60% dari panas acetylene , hasilnya lebih baik. Hydrogen juga digunakan untuk  brazing dan braze  welding . Hydrogen dipasok dalam botol silindris dengan berbagai ukuran.

 

PROPAN , GAS ALAM , DAN GAS PRODUK SENDIRI.

 

Sama halnya dengan hydrogen , gas gas tersebut diatas  dicampur oxygen dapat digunakan untuk mengelas metal dengan titik lebur rendah. 

Kawat las khusus mungkin diperlukan untuk jenis gas , bahan kerja  dan mutu las yang dikehendaki. Campuran gas gas tersebut diatas tidak dapat digunakan untuk mengelas pelat baja. Karena jika campuran gas ini dibakar dalam suhu tinggi , atmosfir bakarnya menjadi sangat  oxidizing . Sebaliknya jika jumlah perbandingan oxygen dan gas bakar  diperkecil , campuran gas tersebut menjadi  bersifat carburizing yang menyebabkan  suhu nyala menjadi sangat rendah. Karenanya  jenis gas ini hanya digunakan untuk brazing , braze welding , pemanasan dan sejenisnya.