Proses teknologi menciptakan koneksi permanen bahan homogen karena pembentukan ikatan atom disebut pengelasan. Dalam hal ini, pada titik kontak, fusi padat dari dua bahan menjadi satu terjadi. Terlepas dari kenyataan bahwa koneksi seperti itu telah digunakan untuk waktu yang lama, pengelasan logam modern, jenis dan teknologi implementasinya terus ditingkatkan, yang memungkinkan untuk menggabungkan berbagai produk dengan peningkatan keandalan dan kualitas.
Fitur pengelasan permukaan
Seluruh proses pengelasan logam berlangsung dalam dua tahap. Pertama, permukaan bahan harus didekatkan satu sama lain dengan jarak gaya kohesi interatomik. Pada suhu kamar, logam standar tidak dapat bergabung bahkan ketika dikompresi dengan kekuatan yang signifikan. Alasan untuk ini adalah kekerasan fisiknya, jadi kontak saat mendekati bahan tersebut hanya terjadi di beberapa titik, terlepas dari kualitas perawatan permukaan. Kontaminasi permukaanlah yang secara signifikan mempengaruhi kemungkinan adhesi bahan, karena film, oksida, dan lapisan atom pengotor selalu ada dalam kondisi alami.
Oleh karena itu, buat kontak antara tepi bagiandapat dicapai baik karena deformasi plastis yang terjadi sebagai akibat dari tekanan yang diberikan, atau dalam kasus pelelehan material.
Pada tahap selanjutnya dari pengelasan logam, difusi elektron dilakukan antara atom-atom dari permukaan yang disambung. Oleh karena itu, antarmuka antara tepi menghilang dan baik ikatan atom logam, atau ikatan ionik dan kovalen (dalam kasus semikonduktor atau dielektrik) diperoleh.
Klasifikasi jenis pengelasan
Teknologi pengelasan terus meningkat dan menjadi lebih beragam. Sampai saat ini, ada sekitar 20 jenis pengelasan logam, yang diklasifikasikan menjadi tiga kelompok:
- Pengelasan tekanan dilakukan dengan penerapan energi mekanik, ketika ikatan antara kristal diperoleh dengan metode deformasi plastis material. Akibatnya, logam mulai mengalir, bergerak di sepanjang garis penyambungan bagian-bagian, membawa serta lapisan pengotor yang terkontaminasi. Proses deformasi dan penyambungan permukaan tanpa pemanasan awal disebut pengelasan dingin untuk logam. Dalam hal ini, ikatan antar atom terbentuk, yang mengarah pada penyatuan bagian yang ketat.
- Fusion welding dilakukan dengan menyambungkan produk tanpa memberikan tekanan. Sumber panas dalam pengelasan logam tersebut adalah nyala gas, busur listrik, energi jenis balok. Selama pengelasan, permukaan memanas dan meleleh, membentuk ikatan interatomik antara dua logam dan elektroda, menyatu menjadi kolam las umum. Setelah pendinginan dan pemadatan komposisi, cor terus menerusjahitan.
- Pengelasan termomekanis logam dilakukan dengan menggunakan panas dan tekanan. Tempat penyambungan bahan terlebih dahulu dipanaskan kemudian ditekan. Memanaskan bagian memberikan plastisitas yang diperlukan, dan tindakan mekanis menggabungkan bagian-bagian produk menjadi sambungan monolitik.
Pengelasan fusi
Jenis pengelasan ini banyak digunakan baik dalam kondisi industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Penyambungan fusi logam meliputi:
- Pengelasan busur. Ini diproduksi dengan membuat busur listrik suhu tinggi antara logam dan elektroda.
- Dalam ikatan plasma, sumber panasnya adalah gas terionisasi yang mengalir dengan kecepatan tinggi melalui busur listrik.
- Pengelasan terak dilakukan dengan memanaskan fluks cair (terak) dengan arus listrik.
- Ikatan laser terjadi dengan memproses permukaan logam dengan sinar laser.
- Dalam pengelasan berkas elektron, sambungan dipanaskan oleh energi kinetik elektron yang bergerak dalam ruang hampa di bawah pengaruh medan listrik.
- Pengelasan gas logam didasarkan pada pemanasan titik sambungan dengan aliran api, yang terbentuk selama pembakaran oksigen dan gas.
Sambungan las busur
Pengelasan busur melibatkan penggunaan sumber arus dengan nilai nominal besar, sedangkan mesin memiliki tegangan kecil. Trafo terhubung secara bersamaan ke logambenda kerja dan elektroda las.
Sebagai hasil dari pengelasan logam dengan elektroda, busur listrik terbentuk, yang karenanya ujung-ujung benda kerja yang akan dilebur. Di zona aksi busur, suhu sekitar lima ribu derajat dibuat. Pemanasan seperti itu cukup untuk melelehkan logam apa pun.
Selama peleburan logam bagian yang akan disambung dan elektroda, kolam las terbentuk, di mana semua proses adhesi terjadi. Terak naik ke permukaan komposisi cair dan membentuk film pelindung khusus. Dalam proses pengelasan busur logam, dua jenis elektroda digunakan:
- tidak meleleh;
- meleleh.
Saat menggunakan elektroda yang tidak dapat dikonsumsi, perlu untuk memasukkan kabel khusus ke area busur listrik. Elektroda habis pakai terbentuk secara mandiri. Aditif khusus ditambahkan ke komposisi elektroda tersebut, yang tidak memungkinkan busur padam dan meningkatkan stabilitasnya. Ini mungkin elemen dengan tingkat ionisasi tinggi (kalium, natrium).
Metode koneksi busur
Pengelasan busur dilakukan dengan tiga cara:
- Metode manual. Dalam hal ini, semua langkah penyambungan dilakukan secara manual, menggunakan las busur listrik sederhana.
- Lebih produktif adalah pengelasan logam semi-otomatis. Dengan metode ini, pengelasan dilakukan secara manual, dan kawat pengisi diumpankan secara otomatis.
- Pengelasan otomatis diawasioperator, dan semua pekerjaan dilakukan oleh mesin las.
Teknologi pengelasan gas
Jenis pengelasan ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan berbagai struktur logam tidak hanya di perusahaan industri, tetapi juga di rumah. Teknologi pengelasan logam tidak terlalu rumit, campuran gas selama pembakaran melelehkan tepi permukaan, yang diisi dengan kawat pengisi. Saat pendinginan, jahitan mengkristal dan menciptakan sambungan material yang kuat dan andal.
Pengelasan gas memiliki banyak aspek positif:
- Kemampuan untuk menghubungkan berbagai bagian secara offline. Selain itu, pekerjaan ini tidak membutuhkan sumber energi yang kuat.
- Peralatan las gas sederhana dan andal mudah diangkut.
- Kemampuan untuk melakukan proses pengelasan yang dapat disesuaikan, karena mudah untuk secara manual mengubah sudut api dan kecepatan pemanasan permukaan.
Tetapi ada juga kerugian menggunakan peralatan seperti itu:
- Area yang dipanaskan memiliki area yang luas, yang berdampak negatif pada elemen bagian yang berdekatan.
- Ketidakmampuan untuk mengotomatisasi proses pengelasan.
- Kebutuhan untuk secara ketat mengamati langkah-langkah keamanan. Bekerja dengan campuran gas memiliki tingkat bahaya ledakan yang tinggi.
- Ketebalan logam untuk sambungan berkualitas tidak boleh lebih dari 5 mm.
Terakpengelasan
Jenis sambungan ini dianggap sebagai cara baru yang fundamental untuk mendapatkan lasan. Permukaan bagian yang akan dilas ditutupi dengan terak, yang dipanaskan hingga suhu yang melebihi titik leleh kawat dan logam dasar.
Pada tahap awal, pengelasan mirip dengan pengelasan busur terendam. Kemudian, setelah pembentukan kolam las terak cair, busur berhenti menyala. Pelelehan lebih lanjut dari tepi bagian dilakukan karena panas yang dilepaskan selama aliran arus. Fitur dari jenis pengelasan logam ini adalah produktivitas proses yang tinggi dan kualitas lasan.
Sambungan las tekanan
Penggabungan permukaan logam dengan deformasi mekanis paling sering dilakukan dalam produksi industri, karena teknologi ini membutuhkan peralatan yang mahal.
Untuk pengelasan tekanan meliputi:
- Docking ultrasonik pada bagian logam. Dilakukan oleh getaran frekuensi ultrasonik.
- Pengelasan dingin. Itu dilakukan atas dasar koneksi interatomik dari dua bagian dengan menciptakan tekanan besar.
- Metode tempa-tempa. Dikenal sejak zaman kuno. Bahan dipanaskan dalam tungku dan kemudian dilas dengan penempaan mekanis atau manual.
- Pengelasan tekanan gas. Sangat mirip dengan metode pandai besi, hanya peralatan gas yang digunakan untuk pemanasan.
- Hubungi sambungan listrik. Ini dianggap sebagai salah satu jenis yang paling populer. Dengan pengelasan seperti itu, pemanasan logam dilakukan dengan melewatkan arus listrik melaluinya.
- Dalam pengelasan difusi, gaya tekanan pada logam rendah, tetapi diperlukan suhu pemanasan sambungan yang tinggi.
Pengelasan titik
Permukaan yang akan disambung dalam pengelasan tersebut berada di antara dua elektroda. Di bawah aksi pers, elektroda memampatkan bagian-bagiannya, setelah itu tegangan diterapkan. Situs pengelasan dipanaskan oleh aliran arus. Diameter tempat pengelasan tergantung sepenuhnya pada ukuran bantalan kontak elektroda.
Tergantung pada bagaimana elektroda ditempatkan dalam kaitannya dengan bagian yang akan disambung, pengelasan kontak bisa satu sisi atau dua sisi.
Ada banyak jenis pengelasan resistansi yang bekerja dengan prinsip yang sama. Ini termasuk: pengelasan butt, pengelasan jahitan, pengelasan kapasitor.
Keamanan
Bekerja dengan peralatan las dikaitkan dengan banyak faktor yang berbahaya bagi kesehatan operator. Suhu tinggi, lingkungan eksplosif, dan asap kimia berbahaya mengharuskan seseorang untuk secara ketat mematuhi langkah-langkah keamanan:
- Semua peralatan dan perangkat listrik harus diarde dan diisolasi dengan benar.
- Bekerja dengan pakaian terusan kering dan sarung tangan harus dilakukan. Untuk melindungi kulit wajah dan mata, pastikan menggunakan masker dengan kaca berwarna gelap.
- Peralatan P3K dan alat pemadam kebakaran harus ada di tempat kerja tukang las.
- Ruang tempat pekerjaan pengelasan dilakukan harus berventilasi baik.
- Pekerjaan tidak boleh dilakukan di dekat benda yang mudah terbakar.
- Jangan tinggalkan botol gas tanpa pengawasan.
Ada banyak sekali jenis pengelasan logam, yang akan dipilih oleh tukang las, berdasarkan ketersediaan peralatan dan kemampuan untuk mencapai hasil pekerjaan yang diinginkan. Tukang las harus mengetahui perangkat dan prinsip kerja pada peralatan tertentu.
