modul ajar Las Dasar

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Deskripsi

Istilah “las” diartikan sebagai proses menyambung logam atau paduan logam dalam keadaan lumer atau cair. Untukmelumerkan/ mencairkan bagian logam atau paduan logam yang akan disambung tersebut dengan menggunakan panas. Dengandemikian, mengelas merupakan kegiatan untuk menyatukan dua bagian logam atau lebih, dengan menggunakan energi panas agar dihasilkanikatan metallurgi pada bagian sambungan tersebut.

B.     Tujuan umum dan tujuan khusus pembelajaran

1.      Tujuan Umum

Siswa memahami las asetelin, mematri dan  memotong dengan panas.

2.      Tujuan Khusus

Siswa dapat melakukan proses pengelasan asetelin

C.    Petunjuk penggunaan modul

1.      Baca dan pahami dengan seksama uraian materi yang disajikan dalam modul ini dan pahami penerapan materi tersebut dalam contoh-contoh soal beserta cara penyelesaiannya. Apabila masih ada materi yang kurang jelas dan belum bisa dipahami dapat ditanyakan kepada guru yang mengajar mata pelajaran tersebut.

2.      Coba kerjakan setiap soal latihan secara mandiri, hal ini dimaksudkan untuk mengetahui sebarapa besar pemahaman yang telah dimiliki setiap siswa terhadap materi-materi yang telah dibahas.

3.      Apabila dalam kenyataannya dalam belajar siswa belum menguasai materi pada level yang diharapkan, coba ulangi membaca dan mengerjakan lagi latihan-latihan dan bertanya kepada guru yang mengajar mata pelajaran tersebut.

D.    Alokasi waktu

2 X 45 menit (2 jam mata pelajaran)

E.     Peralatan dalam penggunaan modul

Untuk memperlancar penggunaan modul ini dan tercapainya tujuan pembelajaran dibutuhkan satu buah LCD proyektor

BAB II

MATERI PEMBELAJARAN

TEORI DASAR LAS OXY-ACETYLENE

A.    Uraian Materi

Las oxy-acetylene adalah semua proses pengelasan yang menggunakan campuran oksigen dan bahan bakar gas acetylene untuk membuat api sebagai sumber panas untuk mencairkan benda kerja.Oksigen dan acetylene dicampur dalam suatu alat dengan komposisitertentu sehingga api yang dihasilkan dapat mencapai suhu maksimum.Api tersebut berada pada moncong alat pembakar sehingga dapat diarahkan secara efektif ke arah bagian benda kerja yang akandisambung. Hanya sebagian kecil (bagian ujung) benda kerja yangmencair dan menyatu sehingga setelah membeku membentuk suatusambungan yang kuat, dapat menyamai kekuatan benda tersebut.

Keuntungan las ini dibanding proses yang lain adalah benda kerjadapat dipanaskan, dicairkan, disambung, dimuaikan ataupun dilunakkan dengan pemanasan oxy-acetylene. Pengelas dapat mengontrol denganmudah panas yang masuk ke benda kerja, keenceran cairan logam, besarkawah yang terbentuk dan volume endapan lasan karena bahan tambah terpisah dengan sumber panas. Las oxy-acetylene juga sesuai untuk mengelas benda kerja tipis dan pekerjaan reparasi.Ditinjau dari segi biaya awal dan operasional, las oxy-acetylenesangat murah. Disamping itu, peralatan yang murah tersebut dapat jugadipakai untuk keperluan yang lain seperti brazing, soldering, pemanasan awal, pemanasan akhir proses pengelasan lain, dan memanasi pipa yangakan dibengkok serta keperluan lainnya. Volume peralatan yang relative kecil dan portabel memungkinkan dibawa ke lapangan dan tidaktergantung keberadaan sumber energi yang lain. Keterbatasannya adalahtidak ekonomis untuk benda kerja yang tebal dan besar serta kurangsesuai untuk bahan benda kerja yang reaktif terhadap gas acetylene maupun yang dihasilkan dari proses pembakaran.

1.          Acetylene

Acetylene adalah gas tidak berwarna dengan komposisi unsure hidrogen (7,7%) dan karbon (92,3%). Gas ini termasuk salah satu dari kelompok zat yang hanya mengandung unsur hidrogen (H2) dan karbon(C). Acetylene harus diperlakukan secara hati-hati karena termasuk gasyang mudah meledak bila bercampur dengan udara atau disimpan dalam tabung dengan tekanan lebih dari 15 psi (1,05 kg/cm2). Pada tekanan 28 psi (1,97 kg/cm2) acetylene akan terurai menjadi karbon dan hidrogen.Kondisi ini sangat sangat sensitif terhadap goncangan atau kejutan yangkecil sekalipun yang mengenai tabung, apalagi terdapat bunga api. Maka acetylene tidak boleh disimpan pada tekanan lebih dari 1,05 kg/cm2. Gas acetylene sangat berbau (berbau tajam) bila bertemu dengan udara. Bau inilah yang dipakai sebagai tanda adanya acetylene di sekitar kita. Oleh karena itu harap waspada dan sensitif terhadap tanda adanya acetylene untuk menghindari bahaya kebakaran. Ingat, acetylene adalah gas yang sangat mudah terbakar.Api acetylene menghasilkan panas cukup tinggi. Pada kondisi tertentu acetylene juga mudah meledak bila membentuk ikatan dengan tembaga, perak dan mercury. Oleh karena itu acetylene hendaknyadijauhkan dari adanya konsentrasi unsur tersebut.Beberapa aspek terkait bahan bakar gas untuk mengelas, yaitu :

(a) suhu api yang dihasilkan,

(b) kecepatan pembakaran,

(c) intensitas panas pembakaran, dan

(d) gas hasil reaksinya dengan oksigen (gas hasil pembakaran).

Suhu Api yang Dihasilkan

Suhu api yang dihasilkan adalah sifat fisis yang ditentukan oleh perbandingan bahan bakar dan oksigen disamping panas kalor yangdimiliki bahan bakar tersebut. Dalam pengelasan suhu api yangdibutuhkan adalah api netral. Suhu yang lebih tinggi sebenarnya dapatdiperoleh melalui api carburizing maupun oxidizing. Namun api carburizing maupun oxidizing biasanya tidak dikehendaki karena gas hasil reaksinyadengan oksigen (gas hasil pembakaran) dapat mempengaruhi kualitaslasan.

Kecepatan Pembakaran

Kecepatan pembakaran merupakan sifat yang dimiliki gas dan menentukan panas yang dihasilkan. Pada proses pengelasan, kecepatan panas sangat berpengaruh terhadap pemanasan benda kerja.Kecepatan pembakaran adalah perpindahan api dari ujung pembakar ke permukaan benda kerja melewati gas yang belum terbakar dan tidak menimbulkan nyala balik. Kecepatan pembakaran sangat dipengaruhi oleh proporsi campuran bahan bakar dengan oksigen sebagai zat pembakar.

Intensitas Pembakaran

Suhu api dan nilai kalor telah digunakan sebagai kriteria bahan bakar namun ebenarnya belum menggambarkan panas yangsebenarnya. Intensitas pembakar-an memperhitungkan kedua aspektersebut tetapi masih ditambah besarnya volume api yang keluar daripembakar.

Intensitas pembakaran akan maksimum bila kecepatanpembakaran dan nilai kalor maksimum. Intensitas pembakaran ini terjadipada reaksi primer maupun sekunder.Intensitas pembakaran primer berada pada dekat moncongbrander dan merupakan api inti yang diarahkan pada benda kerja. Api intimerupakan sumber utama panas pengelasan, sedangkan pembakaransekunder merupakan pemanasan awal daerah las berikutnya.Berdasarkan uraian di atas dapat diketahui bahwa acetylenemerupakan bahan bakar yang paling baik untuk las gas.

Suhu api yangdihasilkan relatif tinggi, pembakaran berlangsung relatif cepat dengan intensitas cukup tinggi dan hasil reaksinya dengan oksigen (gas hasil pembakaran) adalah karbon dioksida dan zat air, yang merupakan gas atau zat yang tidak berbahaya bagi pengelas dan juga tidak reaktif terhadap benda kerja. Beberapa gas lain yang telah disebut di atas secara prinsip dapat dipakai sebagai bahan bakar las gas, namun panasnya lebih rendah dari acetylene sehingga lebih sesuai digunakan untuk pemanasan awal, akhir ataupun pemotong Oxy-gas; namun gas-gas tersebut belakangan ini sudah sangat jarang digunakan.

Produksi Acetylene Acetylene diproduksi dengan cara mereaksikan bahan baku calcium carbide dengan air. Alat yang digunakan untuk memproduksi acetylene adalah generator acetylene. Proses kerja generator relatif sederhana, yaitu mempertemukan calcium carbide dengan air secara proporsional sesuai dengan kebutuhan gas acetylene. Pertemuan air dengan calcium carbide segera diikuti reaksi yang menghasilkan gas acetylene yang ditampung dalam generator sebelum dipakai. Generator-generator portabel bisanya digunakan untuk memproduksi acetylene dengan kapasitas kecil dan dapat dipakai langsung untuk melayani satu atau dua pembakar. Untuk memproduk-si acetylene secara besar yang ditampung dengan tekanan tinggi dan didistribusikan dalam tabung, diperlukan generator tekanan tinggi berkapasitas besar yang stationer (menetap) seperti gambar di bawah ini. Prinsip kerjanya secara garis besar tidak jauh berbeda dengan generator portabel.

Gambar 7.2. Generator untuk Memproduksi Gas Acetylene dalam Tabung

Las Oxy-acetyline

7.3. Oksigen

Oksigen diperlukan untuk setiap proses pembakaran, termasuk juga pada las oxy-acetylene. Oksigen murni digunakan agar pembakaran berlangsung cepat, sempurna dan gas yang dihasilkan lebih terkontrol sehingga tidak mempengaruhi kualitas lasan. Pembakaran yang cepat dan sempurna akan menghasilkan suhu maksimum sehingga pengelasan berlangsung cepat. Unsur-unsur dalam udara tersebut dipisahkan berdasarkan perbedaan titik didihnya. Misal udara mendidih pada suhu 182,77oC. Udara yang sudah dipisahkan disimpan pada suhu 195,55oC. Pemisahan udara tidak saja menghasilkan oksigen, tetapi juga beberapa gas lain yang diperlukan pada proses pengelasan lain yaitu : karbon dioksida, argon, dan helium. Gas tersebut dipakai untuk gas pelindung pada las busur elektroda tidak terbungkus.

7.4. Api Oxy-acetylene

Komponen utama las Oxy-acetylene adalah api Oxy-acetylene sehingga las ini sering disebut las api. Kualitas api sangat berpengaruh terhadap lasan. Secara teoritis, pembakaran sempurna acetylene berlangsung menurut reaksi kimia sebagai berikut. C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O Berdasarkan persamaan reaksi di atas diketahui bahwa 1 volume acetylene memerlukan 2,5 volume oksigen dan dari pembakaran dihasilkan 2 volume karbon dioksida dan 1 volume zat air (uap air). Dalam kenyataan reaksi tersebut tidak berlangsung sekali tetapi terjadi dalam dua tahap. Tahap pertama (reaksi primer), terjadi nyala inti dengan persamaan reaksi sebagai berikut. C2H2 + O2 → 2CO + H2O Berdasar persamaan tersebut diketahui bahwa 1 volume acetylene memerlukan hanya 1 volume oksigen. Oksigen ini diperoleh dari tabung oksigen.

Hasil reaksi primer adalah 2 volume karbonmonoksida dan 1 volume hidrogen serta panas sebesar 19 MJ/m3 (507 Btu/ft3). Panas tersebut diperoleh dari penguraian acetylene dan oksidasi karbon yang berasal dari acetylene yang terurai.

Teknik Bodi Otomotif

Gambar 7.3. Proses terbentuknya nyala oxy-acetylene

Nyala inti tersebut relatif kecil, bersinar terang berwarna kebirubiruan. Nyala inilah yang menghasilkan panas cukup tinggi yang diperlukan untuk pengelasan. Jika semua karbon yang terurai pada tahap pertama habis terbakar, kondisi itu dinyatakan api netral. Tidak ada unsure karbon yang lepas dan bereaksi dengan benda kerja. Reaksi tahap kedua terjadi di luar kelopak nyala inti. Pada tahap kedua ini karbonmonoksida dan hidrogen hasil reaksi tahap pertama terbakar oleh oksigen dari udara bebas menghasilkan karbon dioksida dan uap air seperti persamaan di bawah ini. 2 CO + ¾ H2 + 1,5 O2 → 2 CO2 + H2O Panas yang dihasilkan dari reaksi kedua ini sebenarnya lebih besar dari tahap pertama yaitu 36 MJ/m3 (963 Btu/ft3), namun karena kecepatan pembakaran rendah dan volumenya besar sehingga suhunya lebih rendah dibanding suhu nyala inti. Sebaliknya, nyala inti kecil tetapi kecepatan pembakaran jauh lebih tinggi disebabkan suplay oksigen murni dari tabung yang bertekanan, sehingga suhu lebih tinggi. Gambar

7.4. Temperatur nyala api oxy-acetylene

B.     Rangkuman

Las oxy-acetylene: Semua proses pengelasan yang menggunakan campuran oksigen dan bahan bakar gas acetylene untuk membuat api sebagai sumber panas untuk mencairkan benda kerja

Acetylene: gas tidak berwarna dengan komposisi unsure hidrogen (7,7%) dan karbon (92,3%). Gas ini termasuk salah satu dari kelompok zat yang hanya mengandung unsur hidrogen (H2) dan karbon(C).

terkait bahan bakar gas untuk mengelas, yaitu :

(a) suhu api yang dihasilkan,

(b) kecepatan pembakaran,

(c) intensitas panas pembakaran, dan

(d) gas hasil reaksinya dengan oksigen (gas hasil pembakaran).

BAB III

EVALUASI

Waktu: 15 menit

Petunjuk pengerjaan:

1. Dahulukan menulis nama pada lembar jawaban
2. Semua jawaban dikerjakan pada lembar jawaban
3. Baca dengan teliti sosl sebelum dijawab
4. Dahulukan menjawab soal-soal yang dianggap mudah
5. Selamat bekerja

Soal

1.      Apa yang dimaksut dengan Las oxy-acetylene

2.      Apa yang dimaksut dengan Acetylene

3.      Tuliskan beberapa aspek yang harus diperhatikan dalam pengelasan

Jawaban

1.      Semua proses pengelasan yang menggunakan campuran oksigen dan bahan bakar gas acetylene untuk membuat api sebagai sumber panas untuk mencairkan benda kerja.

2.      gas tidak berwarna dengan komposisi unsure hidrogen (7,7%) dan karbon (92,3%). Gas ini termasuk salah satu dari kelompok zat yang hanya mengandung unsur hidrogen (H2) dan karbon(C).

3.      (a) suhu api yang dihasilkan, (b) kecepatan pembakaran, (c) intensitas panas pembakaran, dan (d) gas hasil reaksinya dengan oksigen (gas hasil pembakaran).

Umpan balik untuk modul

1. Pertanyaan no 1 mempunyai nilai 30, no 2 mempunyai nilai 40 dan no 3 mempunyai nilai 30, sehingga  jumlah semua nilai 100
2. Bagi siswa yang mendapat nilai 81-100 termasuk kategori sangat baik dalam memahami materi
3. Bagi siswa yang mendapat nilai 75-81 termasuk kategori baik dalam memahami materi
4. Bagi siswa yang mendapat nilai 60-75 termasuk kategori kurang baik dalam memahami materi
5. Bagi siswa yang mendapat nilai dibawah 60 termasuk kategori gagal dalam memahami materi
6. Bagi siswa yang kurang baik dan gagal dalam memahami materi diharapkan untuk bias mengulangi pemahaman materi sebelum mereka lanjut kepada materi berikutnya