pengantar
Proses pengelasan busur plasma, juga dikenal sebagai PAW (Plasma Arc Welding), adalah salah satu di mana peleburan logam disebabkan oleh busur pembatas listrik, didirikan antara elektroda tungsten dan benda kerja. Plasma yang menamai proses ini mengacu pada gas yang terionisasi.
Seperti proses TIG, elektroda tungsten tidak dapat dikonsumsi. Busur disebut menyempit karena dibatasi oleh nosel yang membatasi diameter busur dan meningkatkan intensitas sumber panas.
Busur ini dikelilingi oleh atmosfer pelindung yang disediakan oleh dua aliran gas. Pertama, gas plasma mengelilingi elektroda tungsten yang tidak dapat dikonsumsi, membentuk inti busur plasma. Gas ini, yang biasanya argon, meninggalkan nosel pembatas dalam bentuk pancaran yang sangat panas, yang disebut plasma.
Yang kedua adalah gas pelindung yang mencegah kontaminasi kolam las. Gas ini melewati nosel eksternal, konsentris ke nosel pembatas, dan bekerja sebagai pelindung; gas ini mungkin inert atau campuran gas inert.
Perbedaan antara TIG dan Plasma
Pengelasan plasma adalah proses yang sangat mirip dengan TIG. Pada dasarnya, ini adalah modifikasi yang bertujuan untuk meningkatkan produktivitas.Proses pengelasan busur plasma sangat mirip dengan proses TIG karena menggunakan elektroda yang tidak dapat dikonsumsi dan gas inert. Perbedaannya terletak pada jenis obor dan tegangan busur listrik yang digunakan, selain sumber daya yang dibutuhkan oleh sumber listrik (juga dikenal sebagai mesin las).
Penting untuk dicatat bahwa kedua proses menyajikan daerah dengan suhu maksimum yang sama; namun, penyempitan busur menyebabkan perubahan substansial dalam konsentrasi panas pada permukaan bagian, sehingga lebih menguntungkan untuk proses pengelasan.
menggunakan
Proses busur plasma digunakan untuk menggabungkan sebagian besar logam yang dapat dilas menggunakan proses TIG. Dengan demikian, baja karbon, baja paduan, baja tahan karat, paduan tahan api, paduan titanium mudah dilas dengan proses ini.Itu juga dapat diterapkan dalam ketebalan dari 0,02 hingga 6mm, secara ekonomis. Untuk ketebalan dari 2,4 hingga 6 mm, teknik pengelasan yang dikenal sebagai "lubang kunci" digunakan.
Namun, aplikasi industri terbesar dari proses pengelasan plasma berada dalam pembuatan peralatan baja tahan karat, dengan pelat ketebalan sedang (3 hingga 8 mm) dan pelat yang membutuhkan untaian panjang, seperti tangki dan reaktor untuk industri kimia dan minuman.
Aplikasi dalam industri kedirgantaraan, dalam pengelasan paduan aluminium khusus, juga dilaporkan. Meskipun kurang umum, proses Plasma dapat diterapkan pada sambungan baja karbon, seperti pengelasan bagian atas peredam kejut yang ditujukan untuk industri otomotif.
Sebagai contoh aplikasi lainnya, dapat disebutkan pembuatan radiator, pengelasan titik kritis pada mesin mobil dan pengelasan komponen listrik, seperti lembaran untuk trafo dan alternator.
Bidang penerapan proses ini meluas ke pengelasan kompresor dan komponen lain untuk barang putih, selain as roda dan komponen struktural untuk kendaraan bermotor, yang akan mencakup pembuatan apa yang disebut "kosong yang disesuaikan".
Istilah "kosong yang disesuaikan" mengacu pada panel yang dibentuk dari beberapa lembaran baja yang dilas bersama sebagai "selimut tambal sulam" (setiap bagian mungkin memiliki ketebalan dan sifat mekanik yang berbeda).
Secara umum, penerapan proses Plasma menjadi lebih umum pada pengelasan produksi tinggi, ketika kerugian terkait biaya lebih besar daripada keuntungan intrinsik dari proses tersebut.
Manfaat
Keuntungan dari proses pengelasan busur plasma, dalam kaitannya dengan proses TIG atau proses pengelasan konvensional lainnya, adalah: konsentrasi energi dan kepadatan arus yang lebih tinggi, akibatnya, distorsi yang lebih rendah, kecepatan pengelasan yang lebih tinggi dan penetrasi yang lebih besar; stabilitas busur yang lebih besar pada tingkat arus rendah, memungkinkan pengelasan ketebalan tipis, dari 0,05 mm; busur lebih homogen dan ekstensi lebih besar, memungkinkan visibilitas operasional yang lebih baik, keteguhan yang lebih besar dari kolam las dan kurang sensitif terhadap variasi panjang busur; kemungkinan kecil kontaminasi manik-manik oleh inklusi tungsten dan kontaminasi elektroda oleh bahan pengisi.Salah satu keuntungan besar dari proses Plasma, terutama dalam hal logistik (pembelian, transportasi dan operasi stok material), adalah kemungkinan menghilangkan penggunaan kawat (logam pengisi).
Karena intensitas dan konsentrasi busur (panas), dimungkinkan untuk mengelas lembaran setebal 10 mm dalam sekali jalan. Proses Plasma juga dikreditkan dengan toleransi yang lebih besar terhadap variasi panjang busur (jarak obor dari bagian yang akan dilas) dan efisiensi termal fusi yang lebih besar, menghasilkan lasan volume yang lebih rendah dengan tingkat tegangan sisa atau distorsi yang lebih rendah.
Keunggulan ini, bersama dengan karakteristik positif lainnya, telah menempatkan proses pengelasan plasma dalam persaingan langsung dengan proses konvensional lainnya, tidak hanya dengan TIG, tetapi bahkan dengan MIG/MAG, dalam beberapa aplikasi.
Keterbatasan
Penting untuk menunjukkan bahwa proses ini memiliki kompleksitas operasional yang melekat. Ada persyaratan untuk persiapan sambungan yang lebih baik (toleransi yang lebih rendah) dan penguasaan penyesuaian parameter yang lebih besar. Persyaratan toleransi yang lebih rendah dalam persiapan dan pemasangan bagian sambungan mengarahkan proses ini ke jalur otomatis, seperti yang terlihat pada Gambar di bawah.Kerugian lain adalah terbatasnya pasokan sistem pengelasan plasma dan biaya peralatan ini relatif tinggi, terutama jika dibandingkan dengan proses TIG.
Kekurangan
Kerugian dari proses pengelasan busur plasma adalah:- Biaya peralatan yang tinggi (dua sampai lima kali lipat dari TIG);
- Perawatan obor yang mahal dan lebih sering;
- Konsumsi gas yang lebih tinggi;
- Tuntutan untuk kualifikasi tenaga kerja yang lebih tinggi.
Poin penting
Titik kritis untuk difusi pengelasan plasma sebagian disebabkan oleh kurangnya informasi yang terkonsolidasi tentang pengaturan parameter pengelasan dan pada bahan yang benar-benar dapat dilas.Namun, meskipun dikenal selama bertahun-tahun melalui literatur klasik, proses Plasma masih belum menemukan aplikasi yang bagus di lingkungan industri, terutama di negara-negara di mana perkembangan industri masih berkembang, seperti Brasil. Namun, di Jerman proses ini telah banyak digunakan dalam aplikasi tertentu karena lebih efisien daripada proses busur lainnya.
Salah satu penjelasan untuk kegagalan awal pengelasan plasma mungkin adalah cara proses tersebut diperkenalkan ke pasar; ungkapan "Pengelasan Plasma" membawa ke benak pengguna proses yang kompleks dengan teknologi tambahan tinggi. Dari sudut pandang "pemasaran", menggunakan kata Plasma untuk menggambarkan modifikasi proses TIG mungkin telah merusak penerimaannya.
Proses Plasma mungkin dapat diterima dengan lebih baik di pasar jika disajikan sebagai versi baru dari proses TIG dan bukan sebagai proses lain. Saat memperkenalkan proses baru, penting untuk menghubungkannya dengan kebutuhan pengguna akhir.
Pabrikan peralatan harus mengungkapkan potensi aplikasi dari proses baru dan keuntungan dibandingkan proses konvensional. Dalam sejarah proses Plasma, ada kecenderungan di pihak pemasok peralatan untuk memberikan banyak informasi tentang bagaimana proses tersebut bekerja dan sedikit informasi tentang apa yang mampu dilakukan oleh proses tersebut.
Dasar-dasar
Plasma merupakan elemen penting dalam pengelasan busur plasma. Merupakan kebiasaan untuk memikirkan tiga keadaan materi: padat, cair dan gas. Elemen yang paling terkenal, air, memiliki tiga keadaan fisik: es, air dan uap; perbedaan mendasar antara ketiga keadaan ini adalah tingkat energinya.Ketika energi dalam bentuk panas ditambahkan ke es, itu berubah menjadi air, yang jika diberi lebih banyak panas, akan menguap. Jika lebih banyak energi ditambahkan, beberapa sifatnya, seperti suhu dan karakteristik listrik, akan dimodifikasi secara substansial. Proses ini disebut ionisasi, yaitu penciptaan elektron bebas dan ion antara atom-atom gas.
Ketika ini terjadi, gas menjadi plasma konduktif listrik, yaitu elektron bebas mentransmisikan arus listrik. Inilah sebabnya mengapa plasma dianggap sebagai materi keempat.
Fakta yang sama dapat diamati dalam plasma: semakin kecil bagiannya, semakin tinggi suhunya.
Pengelasan busur plasma dilakukan melalui dua teknik kerja, yaitu teknik fusi dan teknik "lubang kunci".
Fusi
Pengelasan fusi, mirip dengan proses busur lainnya, umumnya digunakan dalam pengelasan manual dengan satu atau lebih lintasan, dengan arus pengelasan rendah dan aliran gas rendah. Dimungkinkan untuk menambahkan logam pengisi ke kolam las, dalam bentuk batang."lubang kunci"
Dalam teknik "lubang kunci", pancaran plasma membuat lubang kecil di daerah sambungan; lubang ini diperpanjang dengan gerakan obor dan, selama perpindahan, logam cair oleh busur bergerak di sekitar plasma, membentuk kolam las; ini menutup lubang di wilayah tersebut dan mengeras, mengelas sambungan.Mengapa argon?
Argon lebih disukai dalam pengelasan arus rendah karena potensi ionisasinya yang lebih tinggi. Ini mempromosikan pembersihan yang lebih baik dari lapisan oksida logam reaktif dan memfasilitasi pembukaan busur listrik. Hal ini digunakan dalam bekerja dengan baja karbon, baja kekuatan tinggi dan logam reaktif seperti titanium dan zirkonium.Gas inert lainnya seperti helium murni atau dicampur dengan argon dapat diterapkan, tetapi ini membutuhkan tegangan yang lebih tinggi untuk menyerang busur. Penggunaan helium (He) mengembangkan lebih banyak energi dalam plasma, sehingga pendinginan nosel orifice harus sangat efisien.
Campuran argon dan hidrogen juga digunakan untuk plasma, dengan keunggulan hidrogen memiliki sifat pereduksi dan kemampuan untuk meningkatkan komposisi busur, mengurangi risiko undercut dan meningkatkan kecepatan pengelasan.
Peralatan las
Pengelasan busur plasma dapat dilakukan secara manual atau dengan mesin, dengan beberapa penyesuaian. Kedua proses ini banyak digunakan dan dapat digunakan di posisi apa pun. Peralatan terdiri dari sumber listrik, sistem pemogokan busur, obor las plasma, tabung gas dan sistem kontrol.Sumber Daya listrik
Sumber energi yang digunakan adalah arus konstan, yang dapat berupa penyearah, generator atau inverter, menggunakan arus searah dan polaritas langsung. Sumber pengelasan plasma berbeda dari pemotongan, karena saat memotong peralatan, tegangan tanpa beban peralatan harus lebih besar dari 200V. Sumber dengan tegangan tanpa beban antara 65V dan 80V dapat disesuaikan untuk pengelasan dengan penempatan sistem pembukaan busur pilot, pra dan pasca aliran.Generator frekuensi tinggi
Untuk membuka busur, generator frekuensi tinggi digunakan untuk membuat busur pilot. Dalam hal bekerja dengan busur yang ditransfer, busur pilot umumnya digunakan, yang membutuhkan sumber energi tambahan berkapasitas rendah untuk daya.Obor
Obor berfungsi untuk memperbaiki elektroda tungsten dan mengarahkan busur listrik; dilengkapi dengan pegangan untuk menangani tukang las, satu set klem untuk memperbaiki elektroda, saluran untuk melewatkan gas dan air pendingin, nosel tembaga dengan lubang untuk penyempitan busur listrik dan nosel keramik untuk isolasi dan perlindungan operator.
Dalam obor plasma, ujung elektroda dikumpulkan dalam nosel, di mana plasma mengalir. Gas terionisasi ketika melewati busur listrik membentuk plasma, yang merupakan disosiasi molekul menjadi atom dan ini menjadi ion dan elektron.
Gas yang dipanaskan di dalam nosel mengalami peningkatan tekanan yang sangat besar dan, karena harus keluar melalui lubang kecil, ia memperoleh kecepatan tinggi, pada urutan 6 km/s, menonjolkan fenomena disosiasi.
Beberapa obor hanya memiliki satu lubang pusat untuk dilewati gas dan busur; lain memiliki lubang lain untuk lewatnya gas tambahan, memungkinkan kecepatan pengelasan yang lebih tinggi.
Tabung gas
Tabung gas adalah sumber gas terionisasi dan gas pelindung; dilengkapi dengan pengatur tekanan dan aliran serta selang. Kontrol aliran gas harus sangat tepat, karena ini merupakan variabel penting dalam proses.Sistem pengaturan
Sistem kontrol ada untuk memungkinkan penyesuaian variabel pengelasan dan aktivasi peralatan dan perangkat tambahan, ketika menyangkut pengelasan mekanis. Perangkat ini mirip dengan yang digunakan dalam pengelasan TIG, yaitu, pengumpan kawat, sistem gerak, osilasi busur, dan lain-lain.Pengelasan manual dan mekanis
Dalam pengelasan manual, logam diendapkan dengan tetesan, ditambahkan dengan satu tangan sementara yang lain mengontrol kolam las. Dalam pengelasan mekanis, gulungan kawat ditempatkan di pengumpan otomatis dengan kecepatan konstan. Sistem otomatis digunakan ketika arus pengelasan melebihi 100 A; itu juga dapat diterapkan ketika kawat dipanaskan oleh efek Joule, karena aliran arus listrik melaluinya, sebelum mencapai kolam las.Jenis dan fungsi yang dapat dikonsumsi
Bahan habis pakai yang digunakan dalam pengelasan busur plasma adalah: logam pengisi, gas ionisasi (plasma) dan gas pelindung. Elektroda tungsten tidak dianggap habis pakai tetapi juga aus seiring waktu.- Logam pengisi memiliki fungsi memasukkan bahan pengisi dan memfasilitasi penyatuan.
- Plasma memiliki fungsi menyediakan sarana untuk transfer elektron dari elektroda ke benda kerja (atau sebaliknya)
- Gas pelindung memiliki fungsi melindungi kolam cair dari kontaminasi oleh udara atmosfer.
Persiapan dan pembersihan bersama
Persiapan dan pembersihan sambungan untuk pengelasan Plasma memerlukan semua perawatan yang diperlukan untuk pengelasan TIG, dengan perhatian khusus pada:- Pembersihan talang dan tepi harus ke logam mengkilap, dalam kisaran 10 mm, di sisi dalam dan luar.
- Ketika pengendapan akar las, perlindungan harus digunakan, dengan menggunakan gas inert, di sisi lain bagian tersebut. Gas ini disuntikkan ke akar sendi disebut Purge. Untuk baja karbon, perlindungan tidak diperlukan.
Diskontinuitas yang diinduksi
Inspektur pengelasan harus mencatat bahwa, karena kesamaan dengan proses TIG, proses PAW dapat menghasilkan jenis diskontinuitas yang sama.Seperti halnya TIG, proses PAW tidak menghasilkan slag.
Pertimbangan keamanan
Bentuk busur antara elektroda tungsten dan kolam las dibentuk oleh gas inert. Karena logam pengisi ditambahkan langsung ke kolam las, logam tidak melewati busur sehingga emisi asap jauh lebih sedikit.Dalam hal pengelasan aluminium atau baja tahan karat, tingkat ozon yang tidak dapat diterima dapat dihasilkan. Karena itu, sarana harus disediakan untuk dikeluarkan dari lingkungan kerja. Perawatan juga harus diambil mengenai medan listrik dan magnet yang dihasilkan.
Pelajari tentang Pengelasan
Apakah Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang pengelasan? Kunjungi my Kursus Singkat.
Kutipan
Ketika Anda perlu menyertakan fakta atau informasi dalam tugas atau esai, Anda juga harus menyertakan di mana dan bagaimana Anda menemukan informasi itu (Apa itu pengelasan plasma).
Itu memberikan kredibilitas pada makalah Anda dan kadang-kadang diperlukan dalam pendidikan tinggi.
Untuk membuat hidup Anda (dan kutipan) lebih mudah cukup salin dan tempel informasi di bawah ini ke dalam tugas atau esai Anda:
Luz, Gelson. Apa itu pengelasan plasma?. Blog Bahan. Gelsonluz.com dd mmmm yyyy. URL.
Sekarang ganti dd, mmmm dan yyyy dengan hari, bulan, dan tahun Anda menelusuri halaman ini. Ganti juga URL untuk url aktual halaman ini. Format kutipan ini didasarkan pada MLA.
Komentar