Tungsten Inert Gas (TIG) Welding / GTAW Argon (Gas Tungsten Arc Welding)

GTAW adalah proses pengelasan yang terjadi menggunakan tungsten elektroda (nonconsumable tungsten). Pada pengelasan GTAW ini elektroda atau tungsten ini hanya berfungsi sebagai penghasil busur listrik saat bersentuhan dengan benda kerja, sedangkan untuk logam pengisi adalah filler rod. Pengelasan GTAW ini juga sering disebut dengan Las Argon, hal tersebut dikarenakan gas pelindung yang digunakan adalah gas Argon. Area welding terlindungi (tertutupi) oleh suatu covering yang terbuat dari gas argon. Argon lebih sering digunakan dalam welding, karena sifatnya yang lebih berat dari udara dan dapat menghasilkan covering area welding yang lebih baik. Las GTAW ini juga disebut dengan Las TIG yang mempunyai kepanjangan Tungsten Inert Gas, perbedaan ini hanya penyebutannya saja. Kalau GTAW itu lebih sering untuk istilah Amerika sedangkan TIG adalah untuk daerah Eropa. Fungsi Las GTAW ini biasanya digunakan untuk melakukan pengelasan Aluminium atau stainless steel yang memang banyak membutuhkan perlakuan khusus

Peralatan Las TIG / GTAW

Komponen yang diperlukan untuk TIG welding adalah:

Power source

Mesin las gas GTAW ini mempunyai dua jenis arus yaitu AC dan DC. Namun yang paling sering digunakan untuk mengelas adalah arus DC. Dalam mesin las Arus DC juga terdapat dua jenis polaritas yaitu Polaritas DCEN (Direct Current Elektroda Negatif) dan DCEP (Direct Current Elektroda Positif). Untuk penggunaannya biasanya DCEN digunakan untuk pengelasan yang membutuhkan penetrasi dalam seperti root pada sambungan V Joint.

Tig Welding menggunakan sumber arus konstan. Hal ini memastikan panas yang relatif konstan. Polaritas listrik TIG tergantung pada aplikasi. Dua modus dipekerjakan: elektroda bermuatan positif dan negatif. Las elektroda bermuatan negatif digunakan untuk mengelas baja, nikel, titanium dan logam lainnya. Elektroda bermuatan positif digunakan untuk lasan dangkal (lebih sedikit panas yang dihasilkan pada benda kerja).

Ada juga modus lain – alternating current ( AC) . Mode ini beralih antara polaritas positif dan negatif. Alternating mode aktif digunakan untuk mengelas aluminium dan magnesium. Ini mencegah overheating elektroda tetap menjaga panas pada benda kerja.

Torch

Welding Torch adalah alat yang digunakan sebagai pegangan saat proses pengelasan, dalam welding torch terdapat beberapa komponen seperti ceramic cup yang berfungsi sebagai tempat keluarnya gas pelindung. Kemudian tempat tungsten, penghantar arus listrik, slang gas pelindung.

Torch memiliki mode otomatis atau manual. Pada dasarnya welding torch memiliki pegangan dan yang otomatis memiliki rak mounting. Di dalam welding torch ada tungsten elektroda nonconsumable, ruang untuk shielding gas dan paduan konduktif. Komponen welding torch terbuat dari isolasi plastik.

Electrode

Ujung elektroda biasanya di-grounding dengan sudut 60 sampai 90 derajat untuk pengelasan manual, terlepas dari diameter elektroda. Untuk aplikasi mekanik, sudut ujung menentukan bentuk busur dan mempengaruhi profil penetrasi weld pool, harus diperhatikan konsistensi dalam ujung grinding dan diperiksa kondisi antara lasan.Untuk arus AC, elektroda merupakan tungsten murni. Biasanya ujungnya mengadopsi profil  berbentuk bola karena panas yang dihasilkan di elektroda selama elektroda berjalan setengah siklus positif.

Dalam pemilihan tungsten elektroda GTAW juga bermacam macam, pemilihan tersebut disesuaikan dengan jenis material yang digunakan. Oleh karena itu tidak boleh sembarangan dalam memilih tungsten agar hasil lasan yang dihasilkan dapat maksimal dan sesuai dengan standar pengelasan. Cara pemilihan tipe elektroda dan jenis arus listrik yang dipakai (AC atau DC) disesuaikan dengan kebutuhan karena untuk tiap jenis elektroda memiliki titik lebur dan konduktivitas listrik yang berbeda. Elektroda tipe tungsten murni sering digunakan untuk pengelasan dengan sumber tenaga DCSP (Direct Current Straight Polarity). Titik leburnya cukup tinggi, ± 4000˚C (6170˚C), sehingga sulit meleleh. Tetapi jika dibandingkan dengan dua tipe elektroda yang lain, titik leburnya lebih rendah. Jenis ini kurang baik karena masih memungkinkan terjadinya kontaminasi baik pada base metal maupun pada elektroda itu sendiri (low resistance to contamination). Elektroda tipe zirconium merupakan paduan tungsten dengan zirconium, dengan kandungan zirconium berkisar antara 0,3% – 0,5%. Titik leburnya ± 3800 ˚C (6872 ˚C). Elektroda tipe thorium merupakan paduan antara tungsten dengan thorium, dengan kandungan thorium 1% – 2%. Titik leburnya bisa mencapai 4000˚C.  

Penambahan unsur thorium atau zirconium akan menaikkan titik lebur dan menaikkan konduktivitas listriknya, elektron yang dipancarkan lebih banyak dan busur listrik yang ditimbulkan lebih stabil sehingga memudahkan permulaan (starting arc) penyalaan busur listrik. Selain itu kemungkinan terjadi kontaminasi pada logam las akibat tungsten cair sangat kecil. Hal tersebut dapat memperpanjang umur pakai elektroda pada pengoperasian arus listrik tinggi. Selain faktor konduktivitas listrik, kestabilan busur listrik masih dipengaruhi oleh besar sudut tip elektroda, dan cara pengasahan. Kesalahan mengasah tipe elektroda akan menyebabkan busur listrik stabil dan melebar sedangkan kesalahan pemilihan besar sudut tip elektroda menyebabkan busur listrik tidak stabil atau ujung tip elektroda meleleh karena overheating.

Berikut ini spesifikasi dalam pemilihan Tungsten Elektroda GTAW.

Kawat Las GTAW (Welding Rod)

Pada GTAW, elektroda terbuat dari Tungsten yang tidak ikut mencair. Untuk menyuplai logam las, dibutuhkan logam pengisi yang diberikan secara manual. Kawat las atau bahan tambah yang digunakan untuk pengelasan GTAW ini bermacam macam, ada tipe ER 70 S, ER 308 L – 16, ER 309 Mo L, ER 309 Mo L- 16/17, ER 316  L – 16, ER 312 – 16. Semua jenis Welding rod tersebut dapat diaplikasikan pada pengelasan baja maupun jenis material yang tahan korosi.

Tabung Gas TIG

Tabung gas pada pengelasan GTAW ini berfungsi sebagai penyimpang gas pelindung yang digunakan untuk proses pengelasan GTAW. Pada pengelasan TIG ini digunakan gas pelindung Argon, Helium atau Argon mix dengan Helium. Saat proses pengelasan tabung gas dibuka beserta regulatornya kemudian gas akan disalurkan melalui selang ke welding torch.

Gas Shielding

TIG welding menggunakan shielding gas untuk mencegah kontaminasi dari ruang welding. Oksigen dan Nitrogen dapat dengan mudah menyebabkan porositas atau fusi selama proses pengelasan. Gas inert seperti argon atau helium digunakan sebagai shielding gas. Pilihan gas tergantung pada aplikasi. Argon adalah yang paling umum, terutama dengan arus bolak-balik. Helium di sisi lain memungkinkan penetrasi las yang lebih dalam. Campuran yang umum (di mana 75% atau lebih tinggi terdiri dari helium).

Backing System

Backing system digunakan di pipe welding, sehingga waktu untuk pre-weld tergantung dengan diameter dan juga panjang dari pipa tersebut. Kecepatan arus dan waktu purge di atur untuk memastikan minimalnya ada 5 volume yang berubah sebelum welding.

Benda Kerja atau Materi Welded

Benda kerja adalah bahan yang mengalami proses welding. Untuk Gas Tungsten Arc Welding benda kerja terhubung ke ground electric.

Berikut adalah skema sederhana dari TIG welding :

Perlu dipastikan lifetime mesin dan juga keselamatan penggunaan. Ikutilah SOP dan prosedur penggunaan alat sesuai dengan SOP yang ada. Sebelum proses welding, dibersihkan terlebih dahulu permukaan benda kerja dari oli, kerak, cat dan debu.

Tahap Pelaksanaan Las TIG / GTAW
Tahap-tahap proses pengelasan TIG sebagai berikut:
1. Pastikan kabel utama pesawat las sudah tepasang dengan benar pada sumber listrik. Pada saat pemasangan kabel utama pada sumber arus kondisi pesawat las harus dalam kondisi OFF.
2 Lakukan pengecekan terhadap :
• Saluran pendingin.
• Tekanan gas
• Volume campuran gas
3. Setel besar arus, misal 240 ampere
4. Setel aliran gas pelindung misal 120 liter/menit
5. Pakailah alat keselamatan kerja, seperti Helm+kaca mata, sarung tangan dan baju las.
6. Siapkan benda kerja pada meja kerja
7. Jepitkan tang massa pada benda kerja atau meja kerja dengan kencang
8. Lakukan pembangkitan busur awal dengan menggoreskan ujung elektroda tungsten pada benda kerja (Striking Of Arc), hingga mendapat kan busur yang stabil, untuk mendapatkan busur yang stabil maka jarak ujung elektroda dan permukaan benda kerja di tahan pada 1.5 mm hingga 3 mm. Pegaturan jarak ini juga berlaku untuk semi otomatis atau otomatis penuh.
9. Posisi torch di tahan pada sudut 60-85 derajat, kemudian logam pengisi di umpan dari luar dengan gerakan melingkar memenuhi kampuh las membentuk rigi-rigi las.

Logam yang biasa di las menggunakan TIG welding:
• Carbon and Low alloy steels
• Stainless steels 304, 316,321. 17-4, 410
• Nickel alloys Inconel, Hastelloy, Waspalloy etc.
• Aluminum alloys, 3003, 5052, 6061
• Magnesium alloys
• Titanium
• Cobalt alloys Haynes 188, and L605
• Refractory alloys columbium, molybdenum, tungsten
• Copper alloys aluminum bronze , nibral bronze, pure copper

Kelebihan Las GTAW :

• Hasil pengelasan tidak perlu dibersihkan karena tidak menghasilkan slag.

• Aliran gas menjadikan daerah disekitar cairan logam tidak mengandung udara sehingga mencegah pengotoran oleh nitrogen dan oksigen,yang dapat menyebabkan oksidasi.

• Hasil lasan lebih kuat karena dapat penetrasi yang dalam dan ketahanan korosi lebih tinggi.

• Hasil pengelasan sangat bersih.

• Proses pengelasan dapat diamati dengan mudah, asap yang timbul tidak banyak.

• Jarang terjadi deformasi karena pusat panas sangat kecil.

• Tidak menghasilkan spater atau percikan las sehingga lasan lebih bersih.

• Dapat dihasilkan hasil las yang bagus dan bermutu/berkualitas tinggi pada bahan non ferrous dan ferrous

• Dalam atmosfir terdapat berbagai pengotor yang dapat mengurangi kualitas hasil las. Jika teknik pengelasan dilakukan dengan tepat, maka semua pengotor tersebut bisa dihilangkan

• Dapat digunakan untuk membuat root pass yang berkualitas/bermutu tinggi dari arah 1 sisi pada beragam jenis bahan

• Dibandingkan dengan SMAW, kecepatan gerak TIG/GTAW lebih rendah sehingga pengamatan untuk mengendalikan logam las ketika penyatuan dan pengisian menjadi lebih mudah.

Kekurangan Las GTAW :

• Untuk efisiensi kecepatan las GTAW rendah.

• Saat proses pengelasan berlangsung dapat terjadi burnback.

• Cacat las porositas atau lubang-lubang kecil sering terjadi jika gas pelindung permukaan pengelasan tidak dapat melindungi secara maksimal.

• Dapat terjadi tungsten inclusion.

• Agar pada pengelasan dari arah 1 sisi dihasilkan hasil las yang berkualitas tinggi, diperlukan kontrol kelurusan sambungan yang lebih ketat

• Agar terhindar dari cacat-cacat gas dan porosity, TIG/GTAW membutuhkan kebersihan sambungan yang tentunya lebih baik

• Untuk kecepatan udara di atas 5 mph, perlu perlindungan ekstra hati-hati guna mempertahankan perlindungan inert gas di atas kawah las

source:
www.pengelasan.net
blog.klikmro.com
www.indotara.co.id

LAS
untuk Definisi Pengelasan
untuk Pengelasan
untuk Jenis Pengelasan
untuk Proses Pengelasan
untuk Macam - Macam Elektroda/Kawat Las (Welding Electrode)
untuk Macam - Macam Cacat Las
untuk Kualifikasi Welder
untuk Tungsten Inert Gas (TIG) Welding / GTAW Argon (Gas Tungsten Arc Welding)