Gas Metal Arc Welding

Proses las GMAW ialah dan retak dengan arus dipasok bersamaan dengan kawat pejal pengisi secara otomatis. Kawat elektroda dilindungi dengan gas pelindung dari luar.

Prosesnya : setelah operator pertamakali menset arus, voltage dan kecepatan kawat las sesuai dengan kebutuhan WPS, mesin las akan secara otomatis mengatur busur arusnya. Sehingga operator hanya diperlukan menggerakkan gun tube ke arah pengelasan. Apabila dioperasikan secara otomatis, para welder hanya diperlukan untuk menset awal, mengamati dan mematikan.

Gas pelindung yang umum digunakan ialah Argon, helium atau campuran dari keduanya. Untuk memantapkan busur kadang ditambahkan gas O2 (2 – 5 %) atau CO2 (5 – 20%)

Keunggulan GMAW

1.Konsentrasi busur tinggi, stabil dan percikan api sedikit sehingga mudah pengoperasiannya

2.Penggunaan arus yang tinggi dan kecepatan tinggi sehingga meningkatkan produktivitas

3.Slag terbentuk cukup banyak sehingga dapat melindungi lasan yang masih mencair dan retak

4.Ketangguhan pelindungan udara luar yang tinggi sehingga dapat menghindarkan lasan dari kontaminasi gas luar yang dapat mengakibatkan porosity

Dasar peralatan yang dibutuhkan, terdiri dari :

1.Welding gun and cable assembly / pemegang elektroda dan sambungan kabel

2.Elektroda feet unit / pemasok kawat elektroda

3.Power supply / pemasok arus listrik

4.Source of shielding gas / sumber dan pemasok gas

Kombinasi pemasokan kawat las:

1.Voltage tetap dengan konstan kecepatan kawat las (paling umum dipakai untuk mendapatkan mutu lasan yang diinginkan)

2.Arus tetap namun kawat elektroda dengan konstan Voltage (V) tetap

Dengan memperpanjang keluaran (stick out) kawat elektroda pada moncong welding gun, maka secara otomatis pasokan arus akan menurun sehingga akan mempertahankan panas pengelasan yang stabil.

Alternatif proses pemasok arus pada GMAW kadang diperlukan untuk mengelas alumunium dengan menggunakan arus tetap dan kecepatan elektroda yang konstan.

Panas yang dihasilkan proses pengelasan GMAW cukup tinggi apabila dioperasikan secara kontinu maka peralatan mesin las GMAW ada yang dilengkapi dengan pendingin air (water calcullation)

Pengoperasian GMAW dapat dilakukan dengan manual “semi automatik” dan automatik.

Arching time = 30 % (data worldwide). Jika butuh 8H manhour, maka dibutuhkan 8/30 % = 24 H

Metal Transfer Mechanism :

Pada MIG / GMAW, ada 3 cara :
1. Short Circuit transfer (hubungan singkat)

Terjadi apabila GMAW meggunakan arus rendah sehingga pemindahan metal las terjadi karena hubungan singkat yang busur listriknya tidak stabil.

Pemindahan terjadi saat elektroda mencair, membesar dan menyentuh metal induk (welding doplet > diameter elektroda).

Untuk menstabilkanbusur maka harus dipertahankan arus yang konstan dengan menggunakan pengatur arus “current stabilizator”.

Banyak dipakai untuk posisi pengelasan vertikal, overhead dan pelat tipis.

Diameter elektroda yang digunakan antara 0.8 – 1.2 mm

Gas plindung yang digunakan : CO2 + Ar atau CO2 murni.

Tingkat kesukaran dari proses ini sangat tergantung dari keadaan hubungan singkat yang terjadi “makin tinggi frekuensi hubungan singkat, makin mudah operasinya”.

Frekuensi sangat tergantung pada :

a. Bahan elektroda dan diameter

b. Amperage dan voltage pengelasan

c. Gas pelindung

d. Ketrampilan weldernya

2. Globular Transfer (jatuhan)

Terjadi apabila GMAW memakai pelindung CO2 atau campuran CO2 sebagai komponen gas utama. Karena CO2 adalah oxidizer, maka cara ini banyak digunakan untuk mengelas konstruksi baja dengan demikian harga pengelasan bisa lebih murah karena gas CO2 jauh lebih murah dari argon. Untuk menghindari problem gas CO yang dapat timbul yang dihasilkan oleh pemanasan yang tinggi, yang dapat mengakibatkan porosity pada lasan, maka las harus mempunyai kandungan Si & Mn.

3. Spray Transfer (Semburan)

Terjadi apabila SMAW memakai voltage listrik tetap, arus listrik DC tinggi dengan polarity terbalik (elektroda positif). Metode spray transfer paling umum digunakan disebabkan :

a. Arus tinggi

b. Ujung elektroda selalu runcing

c. Tiupan busur stabil dan tinggi

d. Deposit rate tinggi

e. Efisiensi tinggi

f. Produktivitas juga tinggi untuk downhand dan horisontal

Karena busur mantap pada saat elektroda mencair langsung disemburkan oleh busur listrik dengan butiran yang lebih kecil dari diameter kawat elektrodanya.

Pencampuran gas CO2 dengan argon akan menghasilkan penetrasi disekitar busur mendangkal dan daerah sekitarnya bertambah dalam dibanding dengan pelindung gas Argon saja.

Travel Speed :

Jika travel speed diturunkan, maka filler metal deposition perunit panjang akan meningkat

Jika travel speed dinaikkan, maka energy panas per unit panjang las disalurkan pada metal induk juga meningkat.

Electron extention : yaitu jarak antara ujung dari contact tube dan ujung dari elektroda . Panjang 

elektroda extension yang sesuai adalah : 

1. Short circuit transfer Mode : ¼ s/d ½ inch

2. Other type of metal transfer : ½ s/d 1.0 inch

Backhand Welding with a drag angle : Apabila gerak elektroda berlawanan dengan arah pengelasan

Forehand Welding with a lead angle : Apabila arah elektroda searah dengan arah pengelasan.

Apabila posisi vertical electrode dirubah dengan sudut, maka penetrasi akan menurun dan weld bead melebar dan merata.

Teknik Drag akan menghasilkan lasan lebih cekung, menyempit, busur lebih stabil dan spatter berkurang.

Mutu hasil pengelasan GMAW tergantung pada variabel :

1. Welding current (Electrode feed speed)

2. Polarity

3. Arc voltage (arc length)

4. Travel speed

5. Electrode extension

6. Electrode orientation

7. Weld joint position

8. Electrode diameter

9. Shielding gas composition and flow rate.

MIG SYSTEM and GUNS :
Advantages :

1. Proses relatif bersih – tidak ada slag

2. Wire feed makes process ideal for production

3. Asap yang dihasilkan sedikit

Disadvantages :

1. Wind and excessive draft yang dihasilkan bisa mempengaruhi shielding gas dan menyebabkan posority

2. Equipment complete, mahal

3. Arc instability due to worn wire liners and contact tips

Komponen pengelasan MIG :

1. CV power supply

2. Wire feeder (digital or non digital)

3. Shielding gas supply

4. Mig Gun

MIG WELDING TRANSFER MODES :
When I should use short circuit :

1. use on material 3mm or less

2. use for welding vertical up or vertical down

3. use on gaps and open roots

4. never use on material over 5 mm (except vertical up), poor side wall fusion can occur.

When I Should use spray transfer :

1. Material 3mm or more

2. Flat and horizontal only, except vertical down on material under 5 mm

3. Caution - poor fusion can result

4. Horizontal filler weld greater than 6mm

5. Manual welder using whipping or weaving techniques

6. Limit single pass, horizontal weld to 8 mm

When I should use Globular transfer :

1. Benefical in bridgeing gaps on heavy material

2. Evident when the ball that form on the tip of the wire is larger than the wire

3. This large ball creates poor arc starts

4. Weld spatter is the primary negative affect.

5. AVOID GLOBULAR TRANSFER

MIG WELDING PARAMETER 

The 2 primary welding control :

1. Voltage Control

a. Open circuit voltage (OCV), sebelum pengelasan terjadi trigger sudah ditekan dan wire sudah keluar dari tip tapi pengelasan belum terjadi

b. Welding voltage (CCV), sesudah pengelasan terjadi

2. Wire feed speed (amp) control