Berdasarkan penemuan benda benda sejarah dapat diketahui bahwa
teknik penyambungan logam telah diketahui sejak jaman prasejarah,
misalnya pembrasingan logam paduan emas tembaga dan pematrian
paduan timbal-timah. Menurut keterangan yang didapat telah
diketahui dan dopraktekkan dalam rentang waktu antara tahun 3000
sampai 4000 SM.
Alat-alat las busur dipakai secara luas setelah alat tersebut
digunakan dalam praktek oleh Benardes dalam tahun 1985.
dalam penggunaan yang pertama ini benardes memakai elektroda
yang dibuat dari batang karbon atau grafit. Karena panas yang
timbul, maka logam pengisi yang terbuat dari logam yang sama dengan
logam induk mencair dan mengisi tempat sambungan.Dalam tahun 1889
Zerner mengembangkan cara pengelasan busur yang baru dengan dengan
menggunakan busur listrik yang dihasilkan oleh dua batang karbon.
Slavianoff dalam tahun 1892 adalah orang pertama yang menggunakan
kawat logam elektroda yang turut mencair karena panas yang
ditimbulkan oleh busur listrik yang terjadi. Kemudian Kjellberg
menemukan bahwa kualitas sambungan las menjadi lebih baik bila bila
kawat elektroda logam yang digunakan dibungkus dengan terak
Di samping penemuan-penemuan oleh Slavianoff dan Kjellberg dalam
las busur dengan elektroda terbungkus seperti diterangkan diatas,
dalam tahun 1886 Thomas menciptakan proses las resistansi listrik,
Goldschmitt menemukan las termit dalam tahun 1895 dan dalam tahun
1901 las oksi-asitelin mulai digunakan oleh Fouche dan Piccard. Dan
baru pada tahun 1926 ditemukannya las hidrogen atom oleh Lungumir,
las busur logam dengan pelindung gas mulia oleh Hobart dan Dener
dan las busur rendam oleh Kennedy dalam tahun 1935. kemudian dalam
tahun 1936 Wasserman menyusul dengan menemukan cara pembrasingan
yang mempunyai kekuatan tinggi.
Dari tahun 1950 sampai sekarang telah ditemukan cara-cara las
baru antara lain las tekan dingin, las listrik terak, las busur
dengan pelindung gas CO2, las gesek, las ultrasonik, las sinar
elektron, las busur plasma, las laser, dan masih banyak lagi
lainnya.
Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam dimana logam
menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa tekanan, atau dapat
didefinisikan sebagai akibat dari metalurgi yang ditimbulkan oleh
gaya tarik menarik antara atom. Sebelum atom-atom tersebut
membentuk ikatan, permukaan yang akan menjadi satu perlu bebas dari
gas yang terserap atau oksida-oksida.
Bila permukaan yang rata dan bersih ditekan, beberapa kristal
akan tertekan dan bersinggungan. Bila tekanan diperbesar daerah
singgungan ini bertambah luas. Lapisan oksida yang luas, rapuh,
pecah logam mengalami deformasi plastis.Batas antara dua permukaan
kristal dapat menjadi satu dan terjadilah sambungan yang disebut
pengelasan dingin.
Ada empat cara yang dapat ditempuh untuk memanaskan logam pada
penyambungan, yaitu :
1. Pencelupan benda yang akan disambung dalam logam pengisi atau
fluks cair. Bila dicelupkan dalam fluks cair dalam suhu yang cukup
tinggi untuk mencairkan logam pengisi, benda-benda yang akan
disambung harus dijepit dengan jig dan sela sudah terisi paduan
patri.
2. Mematri dengan menggunakan dapur, disini benda dijepit dan
dimasukkan dalam dapur dengan lingkungan yang terkendali pada suhu
pencairan logam patri. Pemanasan dapur dapat dengan listrik atau
gas, dapur satuan atau kontinu.
3. Mematri dengan nyala, adalah sama dengan pengelasan
oksiasitelin. Panas berasal dari nyala oksiasitelin atau
oksihidrogen dan logam pengisi dalam bentuk kawat dicairkan pada
celah sambungan. Fluks ditambahkan dengan cara mencelupkan
kawatnya.
4. Pada patri listrik panas berasal dari tahanan induksi atau
busur.
Sejak sekitar 5000 tahun yang lalu, manusia telah mampu
melakukan pengelasan. Proses las dilakukan dengan menyambung logam
dengan cara memanaskan dua buah logam sampai mencapai titik leleh
dari logam tersebut. Kemudian dua logam tadi akan ditumpuk dan
kemudian dipalu untuk membentuk ikatan yang kuat. Salah satu bukti
ditemukan di Lembah daerah Kerajaan pada tahun 1922 yang
mengisyaratkan bahwa peti jenazah Raja Tutankhamen diperkirakan
dibuat sekitar tahun 1360 SM dengan melibatkan proses
pengelasan.
Api untuk memanaskan logam tersebut diperoleh dari pembakaran
kayu atau arang, teknik ini dinamakan teknik las tempa. Namun cara
semacam ini tentu akan memakan banyak waktu dan sangat tidak
praktis. Selama berabad-abad, las tempa dipakai sebagai proses
utama untuk menyambung logam tanpa banyak mengalami
perkembangan.
Perkembangan Jenis- Jenis PengelasanLas Busur Listrik (Electric
Arc Welding)Setelah energi listrik ditemukan maka perkembangan
proses pengelasan berjalan dengan pesat. Pada tahun 1885 alat-alat
las busur listrik (Electric Arc Welding) ditemukan oleh Bernardes.
Las busur listrik dengan electrode carbon batangan tanpa pembungkus
dengan menggunakan baterai sebagai sumber tenaga listrik. Kelemahan
utama proses las listrik carbon adalah oksidasi yang cukup tinggi
pada las yang menyebabkan las menjadi mudah berkarat, sehingga
teknik las ini tidak lagi dipakai.
Las Tahanan (Resistance Welding)Pada waktu yang hampir
bersamaan, tepatnya pada tahun 1877, seorang ahli fisika dari
Inggris bernama James Joule, menemukan las tahanan (Resistance
Welding). Pada tahun 1856 dia memanaskan dua batang kawat dengan
aliran listrik. Selama proses pemanasan, kedua kawat tersebut
ditekan satu sama lain. Ternyata kedua kawat tersebut saling
terikat setelah selesai dipanaskan. Las tahanan mencapai
perkembangan yang pesat setelah diciptakan berbagai jenis robot.
Untuk memenuhi kebutuhan dikembangkan berbagai bentuk las tahanan
listrik yang meliputi las titik, interval, seam (garis) dan
proyeksi. Las ini dalam prosesnya menerapkan panas dan tekanan.
Electrode berfungsi sebagai penyalur arus dan penekanan benda yang
dilas berbentuk plat. Pada perkembangan selanjutnya, resistane
welding menghasilkan beberapa jenis proses pengelasan, seperti las
kilat (Flash Welding) pada tahun 1920.
Las Thermit (Thermit Welding)Pada dekade berikutnya,
diperkenalkan las thermit (Thermit Welding). Las thermit diperoleh
dengan menuangkan logam cair diantara dua ujung logam yang akan
disambungkan sehingga ikut mencair. Setelah membeku kedua logam
menyatu dan cairan logam yang dituangkan berfungsi sebagai bahan
tambah.
Las Oksigen Acetylene (Oxygen Acetylene Welding)Pada tahun 1892
gas acetylene ditemukan oleh Thomas Leopard Wetson. Campuran gas
acetylene dan oksigen dengan perbandingan dan tekanan tertentu bila
dibakar akan menghasilkan suhu yang cukup tinggi untuk dapat
melelehkan logam. Gas oksigen diproduksi dengan cara mencairkan
udara sehingga oksigen murni dapat diambil. Cara ini dilakukan oleh
Brins bersaudara, yaitu orang Perancis pada tahun 1886. Alat untuk
membakar campuran gas acetylene dan oksigen dinamakan brander,
ditemukan oleh Fouche dan Picord. Alat ini mulai digunakan pada
tahun 1901. Las ini berhasil menggeser pemakaian las tempa dan
mendominasi proses pengelasan untuk beberapa dekade sampai
dikembangkan las listrik.
Pada tahun 1925 las oksigen acetylene digeser oleh adanya
perbaikan las busur listrik dimana las busur tersebut memakai
electrode terbungkus. Setelah terbakar, pembungkus electrode
menghasilkan gas dan terak. Gas melindungi kawah las dari oksidasi
pada saat proses pengelasan sedang berlangsung. Terak melindungi
las selama proses pembekuan hingga dingin (sampai terak
dibersihkan). Keterbatasan las busur electrode batangan adalah
panjang elektroda yang terbatas sehingga setiap periode tertentu
pengelasan harus berhenti mengganti elektroda.
Bertitik tolak dari kelemahan tersebut maka pada akhir tahun
1930-an diciptakan las busur electrode gulungan. Secara prinsip,
pengelasan tidak perlu berhenti sebelum sampai ujung jalur las. Dan
pengelasan dapat dilakukan dengan cara semi otomatis atau otomatis.
Sebagai pelindung dipakai flux. Flux dituangkan sesaat di muka
electrode sehingga busur nyala listrik terpendam oleh flux.
Keuntungannya, operator tidak silau oleh busur nyala listrik,
kelemahannya, las terbatas pada posisi di bawah tangan saja pada
posisi lain flux akan jatuh berhamburan sebelum berfungsi.
Las TIG (Tungsten Inert Gas)Pada tahun 1941 di Amerika ditemukan
electrode Tungsten. Tungsten tidak mencair oleh panasnya busur
nyala listrik sehingga tidak terumpan dalam lasan. Sebagai
pelindung dipakai gas inti (Inert) yang untuk beberapa saat dapat
bertahan pada kondisinya. Gas inti disemburkan ke daerah las
sehingga las terhindar dari oksidasi. Karena menggunakan las inti
sebagai bahan pelindung, las ini sering disebut las TIG (Tungsten
Inert Gas).
Keberhasilan pemakaian gas inti pada alas tungsten dicoba pula
pada alas elektroda gulungan pada awal tahun 1950-an. Proses ini
selanjutnya disebut Gas Metal Arc Welding (GMAW) atau las MIG
(Metal Inert Gas). Karena gas argo sangat mahal maka dipakai gas
campuran argon dan oksigen atau gas CO yang cukup aktif. Las ini
biasa disebut dengan Metal Aktif Gas (MAG). Dapat pula dipakai
pelindung campuran argon dengan CO selama tidak lebih dari 20%
hasilnya cukup baik karena tidak meninggalkan terak. Perlu
diketahui bahwa gas pelindung sangat mahal, maka cara tersebut
hanya dipakai untuk keperluan khusus.
Las Busur Berinti Flux (Flux Core Arc Welding)Berikutnya
ditemukan las busur electrode gulungan dengan pelindung lasan
berupa serbuk. Supaya dapat dipakai pada segala posisi, elektroda
dibuat berlubang seperti pipa untuk menempatkan flux. Proses ini
lebih murah dari pada las busur gas, dapat untuk segala posisi dan
teknik pengelasan dapat dikembangkan secara semi otomatis atau
otomatis penuh las ini disebut las busur berinti flux (Flux Core
Arc Welding).
Las Stud (Stud Welding)Selanjutnya ada elektroda sebagai
komponen yang akan dipasang pada bagian lain. Las ini disebut las
stud. Stud terpasang pada benda utama melalui tiga tahap yaitu tata
letak posisi, pencarian ujung stud dan benda utama dan penekanan
stud pada benda utama sesaat setelah busur nyala dimatikan.
Las Induksi (Induction Welding)Setelah itu dikembangkan las
listrik frekuensi tinggi yaitu 10.000 sampai 500.000 Hz. Las
listrik frekuensi tinggi sering disebut las induksi. Ditinjau dari
proses penyatuan benda yang dilas, las ini termasuk las padat yang
dibantu dengan panas untuk memecah lapisan oksidasi atau kotoran
pada permukaan benda yang dilas. Panas yang dihasilkan sangat tipis
di permukaan benda yang dilas sehingga las ini sangat cocok untuk
plat tipis.
Las Electron (Electron Beam Welding)Pada tahun 1950-an, energi
listrik diubah menjadi seberkas electron yang ditembakkan pada
benda yang akan dilas. Panas yang dihasilkan lebih besar dan
dimensi bekas electron jauh lebih kecil dari busur nyala listrik,
proses pengelasan sangat cepat sehingga sangat cocok untuk produksi
masal. Daerah panas menjadi lebih sempit sehingga sangat cocok
untuk bahan yang sensitif terhadap perubahan panas. Kualitas las
sangat baik dan akurat, hanya saja peralatannya sangat mahal. Cara
ini biasa disebut las electron (Electron Beam Welding).
Las Gesek (Friction Welding)Pada tahun 1950, AL Chudikov,
seorang ahli mesin dari Uni Sovyet, mengemukakan hasil
pengamatannya tentang teori tenaga mekanik dapat diubah menjadi
energi panas. Gesekan yang terjadi pada bagian-bagian mesin yang
bergerak menimbulkan banyak kerugian karena sebagian tenaga mekanik
yang dihasilkan berubah menjadi panas. Chudikov berpendapat, proses
demikian mestinya bisa dipakai pada proses pengelasan. Setelah
melalui percobaan dan penelitian dia berhasil mengelas dengan
memanfaatkan panas yang terjadi akibat gesekan. Untuk memperbesar
panas yang terjadi, benda yang dilas tidak hanya diputar, tetapi
juga ditekan satu terhadap yang lain. Tekanan juga berfungsi
mempercepat fusi. Cara ini disebut las gesek (Friction
Welding).
Las Busur Plasma (Plasma Arc Welding)Las busur plasma (Plasma
Arc Welding). Proses plasma sebenarnya merupakan penyempurnaan las
tungsten, hanya saja busur nyala listrik tidak muncul diantara
elektroda dengan benda yang akan di las, tetapi muncul antara ujung
elektroda dengan gas inti yang mengalir di sekitarnya. Las plasma
ternyata lebih baik dari las tungsten karena busur nyala listrik
yang muncul lebih stabil dengan diameter lebih kecil sehingga
panasnya lebih terpusat. Proses pengelasan bisa berjalan dengan
lebih cepat, disamping itu tungsten tidak pernah menyentuh benda
yang dilas.
Las Ultrasonik (Ultrasonic Welding)Awal tahun 1960 ditandai
dengan penemuan las yang menggunakan suara frekuensi tinggi
(Ultrasonic Welding). Las ini juga menggunakan listrik dalam proses
kerjanya, tidak ada aliran listrik pada benda yang dilas, panas
yang ditimbulkan semata-mata hasil proses dan sifatnya hanya
membantu dalam proses penyatuan benda yang dilas. Suara yang
digunakan berkisar antara 10.000 sampai 175.000 Hz, getaran suara
disalurkan melalui sosotrode yang dipasang pada benda yang dilas.
Kemudian tekanan diterapkan pada benda yang dilas selama proses.
Kelebihan proses ini adalah sesuai untuk benda tipis dan tidak
terpengaruh jenis bahan yang disambungkan. Tidak dipakainya energi
panas sebagai energi utama merupakan kelebihan sendiri pada bahan
tertentu dan tipis, hanya saja kurang berhasil untuk ketebalan
benda yang dilas diatas 2,5 x 2 mm.
Las Ledakan (Explosive Welding)Las ledakan dikembangkan dari
pengamatan seseorang di masa Perang Dunia I, dimana terdapat
pecahan-pecahan bom yang melekat kuat pada logam lain yang
tertumbuk. Carl dalam penelitiannya menyimpulkan bahwa pecahan bom
tersebut menempel karena efek jet pada saat terjadi tumbukan. Efek
jet mampu membersihkan kotoran yang melekat pada permukaan kedua
benda sehingga terjadi kontak antar atom kedua benda dan
menghasilkan ikatan yang cukup kuat.
Las Laser (Laser Welding)Pada tahun 1955 para ahli fisika
berhasil menemukan sinar laser, secara sederhana dapat dikatakan
sinar yang diproduksi pada panjang gelombang tertentu dan paralel,
kemudian diperbesar, sinar tersebut selanjutnya akan difokuskan.
Panas yang dihasilkan pada titik fokus sangat tinggi. Menjelang
tahun 1970, laser mulai diterapkan pada alas, laser sebagai sinar
dapat diatur secara akurat sehingga las laser sangat sesuai untuk
peralatan-peralatan khusus. Las laser dapat dipakai untuk mengelas
benda-benda dengan ketebalan 0,13 mm sampai 29 mm pada kecepatan
geser berkisar dari 21 mm/dt sampai 1,2 mm/dt. Persoalan yang
timbul pada alas laser sama halnya dengan las electron,
kerenggangan benda yang dilas sangat kecil antara 0,03 sampai
0,15.
Perbedaan Mengelas, Membrasing dan MenyolderMengelasMengelas
adalah menyambung dua bagian logam atau lebih dengan jalan
memanaskan bagian logam yang akan disambung beserta bahan
tambahannya (bila menggunakan) sehingga mencapai titik cair logam
tersebut kemudian keduanya dipadukan sehingga dapat bercampur satu
dengan yang lain, dan setelah dingin sambungan akan menyatu dengan
kuat.
MembrasingMembrasing termasuk cara menyambung logam, hanya kalau
di sini benda yang akan disambung dipanaskan sampai di atas 475
derajat celcius di bawah titik cairnya. Bahan tambahnya yang
digunakan biasanya dari logam non ferro, misalnya kuningan atau
perak. Agar hasil pembrasingan baik, maka perlu menggunakan
flux.
MenyolderAdalah suatu cara menyambung dengan menggunakan logam
pengisi. Biasanya logam pengisi mempunyai titik cair yang lebih
rendah dari logam yang akan disolder. Untuk mencairkan logam
pengisi tidak digunakan api langsung ke benda yang akan disambung,
melainkan menggunakan solder yang dipanasi terlebih dahulu. Panas
yang diperlukan kira-kira di bawah 450 derajat celcius. Logam
pengisi yang digunakan adalah dari bahan paduan timbal.
