PEMBAKARAN GAS PADA OXYFUEL GAS WELDING ( OFW ) & OXYACETYLENE WELD ( OAW )

1. PEMBAKARAN ACETYLENE

Ketika campuran gas oxy-acetylene terbakar diujung obor ,  terjadi beberapa bentuk nyala  ( zone of combustion ). Dibawah ini adalah reaksi kimia pembakaran acetylene :                                              

                  2C2H2   + 5 O2                 4 CO2  +  2 H2O            ( 1 ) 

Pembakaran tejadi dalam dua tahap , yakni

                  2 C2H2   + 2O2                   4 CO  +  2 H2              ( 2 )

Tahap pertama menggunakan  oxygen yang dipasok  dari botol silindris  dan yang berada dalam pencampur oxy-acetylene  .

Reaksi ini tampak dalam bentuk konis dalam yang kecil didalam nyala.Suhu yang tertinggi terletak diujung konis tersebut.

Tahap kedua menggunakan oxygen  yang terpasok dari udara disekitar nyala. Kondisi ini tergambarkan dalam bentuk bulu nyala disekitar  konis dalam , reaksinya adalah sebagai berikut :

                4 CO  + 2H2  +  3O2                   4 CO2  +  2 H2O    ( 3 ) 

Sekitar 2/5 dari jumlah oxygen yang diperlukan  untuk membakar acetylene secara sempurna berasal dari botol silindris , sisanya berasal dari udara luar.

Itulah sebabnya OFW tidak dapat dilaksanakan dalam ruang tertutup yang tidak memiliki udara cukup untuk membantu pembakaran acetylene.

Kondisi nyala :

1)   Nyala acetylene . Apabila hanya gas acetylene saja yang terbakar diudara , mengasilkan nyala  berwarna kuning didekat puting          ( tip ) dan berangsur berwarna orangye kemerahan sewaktu  semakin keluar / menjauh dari tip. Apabila jelaga terbentuk diujung nyala , jumlah gas ditambah hingga jelaga tersebut menghilang.

 

2. Nyala carburasi . Sewaktu katup oxygen dibuka sedikit demi sedikit sehingga perbandingan oxygen ke acetylene  bertambah , nyala bertambah bersinar terang ( luminous ) , selanjutnya bagian yang bersinar terang memendek kearah tip membentuk sona terang benderang ( bright zone ) warna putih dilingkupi bulu berwarna kebiru biruan. Nyala ini disebut nyala carburasi karena memiliki kelebihan acetylene  cukup besar  , kadang disebut pula sebagai nyala lunak karena tidak memiliki tenaga . Nyala ini suhunya rendah  dan karenanya sesuai untuk brazing perak , soldering serta mengelas timbal.

3)   Nyala oksidasi  Sewaktu jumlah oxygen ditambahkan , konis dalam  yang berwarna putih memendek dan menjadi dua bagian , yakni bagian yang putih dan bagian yang berwarna hijau pucat yang disebut sebagai bulu nyala  yang ujungnya menghilang menjadi biru muda . nyala hijau pucat disebabkan oleh sedikit kelebihan acetylene . Jika perbandingan oxygen dan acetylene       1 : 1  , warna hijau pucat tersebut menghilang.  Untuk mengelas baja , bulu nyala  yang berwarna hijau distel menjadi 1/4 hingga maksimum 1/2 x panjang konis putih ( ¶ ) . Nyala ini disebut nyala kelebihan acetylene atau juga disebut nyala reduksi. Nyala ini menjamin tidak adanya proses oksidasi maupun proses carburasi . Nyala ini sesuai jika menggunakan kawat las baja paduan rendah . Suhu diujung konis sekitar 5300 hingga 5500°F.

 

4)   Nyala netral . Pada   nyala ini perbandingan antara oxygen dengan acetylene = 1: 1 ( atau lebih tepat 1.1 : 1 ). Suhu diujung konis sekitar 5500 °F. Untuk mengatur nyala netral cukup sulit karena juru las harus akhli benar dalam mengatur pembukaan / penutupan katup oxygen dan acetylene sehingga hasilnya              1 berbanding 1. Dari tampak ujud , nyala ini hampir tidak berbeda dengan nyala oksidasi.  Jenis nyala ini ideal untuk pengelasan baja , dan sangat diperlukan apabila keberadaan carbon harus dihindari atau apabila proses oksidasi  dilarang , yakni pada saat pengelasan stainless steel.

 

5)   Nyala oksidasi . Sama halnya dengan nyala reduksi , penyetelan nyala oksidasi juga cukup sulit karena tidak dapat diukur dari tampak ujud saja. Nyala oksidasi yang paling tepat adalah nyala disaat konis bersiap untuk meninggalkan putting las ( tip ). Jenis nyala ini tidak boleh digunakan untuk mengelas baja. Apabila nyala diatur sedemikian rupa sehingga sangat oxidatif , akan terjadi suara mendesis yang cukup keras . Nyala ini sesuai untuk mengelas tembaga dan paduannya. Kelebihan oxygen digunakan untuk menghasilkan selapis tipis film oksida untuk melindungi kolam las. Dengan perbandingan oxygen terhadap acetylene        1 3/4 : 1 , suhu konis dapat mencapai 6000°F.

 

6)   Nyala Terpisah . Nyala terpisah adalah nyala yang dihasilkan manakala tekanan gas terlalu besar untuk ukuran tip yang digunakan , bahkan nyala dapat terhembus pergi ( blow out ) apabila tekanan gas terus meningkat. Nyala ini tidak stabil karenanya harus dihindarkan . Kondisi serupa terjadi apabila lubang tip tersumbat kotoran.

 

2.PEMBAKARAN HYDROGEN , GAS ALAM DAN PROPAN.

 

2.1   PEMBAKARAN HYDROGEN.

Untuk dapat membakar hydrogen dengan sempurna diperlukan perbandingan oxygen ke hydrogen 1 : 2 dengan reaksi sebagai berikut :

 
                  2H2  +  O2                  2 H2O.                           ( 4 )

 Reaksi ini menghasilkan nyala oxidatif dengan suhu  5000°F.

Tidak mungkin menghasilkan nyala netral untuk jenis reaksi ini dengan hanya menggunakan tampak ujud saja , karena nyala oxy-hydrogen hampir hampir tidak tampak serta tidak memiliki sona pembakaran. Untuk menghindarkan nyala oxidatif  , regulator harus diatur sedemikian rupa sehingga selalu ada kelebihan hydrogen. Jenis nyala menjadi reduktif tetapi bukan carburatif karena tidak memiliki carbon. Suhu yang tercipta beberapa ratus derajad dibawah nyala netral. Regulator dapat mengatur perbandingan  hydrogen ke oxygen 4 : 1. Jenis nyala oxy-hydrogen cocok untuk pengelasan paduan aluminium dan timbal.

 

2.2   PEMBAKARAN GAS ALAM DAN PROPAN

Pembakaran sempurna gas alam dan propan dapat dilihat pada reaksi sebagai berikut :

Gas alam :   CH4  +  2O2                CO2  + 2 H2O.               ( 5 )

 

Propan     :   C3H8  +  5 O2               3 CO2  +  4 H2O          ( 6 )

 

Manakala suhu nyala cukup tinggi untuk mengelas baja , nyala tersebut terlalu oxidatif , sebaliknya jika perbandingan dibuat sehingga nyala menjadi carburatif ( tidak oxidatif ) , suhunya menjadi terlalu rendah untuk pengelasan baja. Jadi jenis campuran gas ini tidak sesuai untuk pengelasan baja