Plasma Arc Welding Oleh : Mohammad Bagus A. 0715040010 Febitri Aryan K 0715040015 Zanuardi Yahya 0715040022 Yudha Anggara 0715040023

Plasma Arc Welding merupakan bagian dari pengelasan busur listrik dan prosesnya serupa dengan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW/TIG welding) yaitu menggunakan elektroda tak terkonsumsi dari tungsten untuk menghasilkan busur listrik pada benda kerja Plasma  campuran gas dari ion positif, elektron, dan molekul gas netral

HOW PLASMA WELDING WORKS ? Plasma pada PAW dihasilkan dari aliran Argon yang bervolume rendah melalui bagian dalam lubang obor pada obor las plasma. Pilot busur listrik dengan frekuensi tinggi terbentuk antara elektroda tungsten dan bagian dalam nozzle sehingga mengionisasi  lubang gas dan menyalakan busur listrik pada benda kerja. Konsentrasi aliran gas inert dari luar nozzle memberikan perlindungan pada proses pengelasan ini.

2 Macam dari PAW : Transferred arc mode: Busur terbentuk antara elektroda(-) dan benda kerja(+) Digunakan untuk Pengelasan dengan kecepatan tinggi dan Digunakan untuk mengelas : Ceramics, steels, Aluminum alloys, Copper alloys, Titanium alloys, Nickel alloys. Non-transferred mode: Busur terbentuk antara elektoda(-) dan nozzle(+) Proses busur menghasilkan energi plasma yang relatif rendah Selama benda kerja dalam non-transferred plasma arc welding bukan merupakan bagian dari sirkuit listrik, Torch plasma busur mungkin dapat berpindah dari benda kerja satu ke benda kerja lain tanpa mematikan busur.

Equipment Sumber Tenaga Sember energi DC (generator or rectifier) yang mempunyai karakteristik drooping dan voltase open ciruit dari 70 volts atau lebih. Rectifiers biasanya lebih baik dari DC generator. Bekerja dengannya sebagai gas inert membutuhkan tegangan rangkaian terbuka di atas 70 volt . tegangan ini dapat diperoleh dengan operasi rangkaian dua sumber daya ; atau busur dapat dimulai dengan gas argon dengan tegangan normal pada rangkaian terbuka kemudian gas helium dapat diaktifkan Generator frekuensi tinggi dan batas arus resistor Digunakan untuk pengapian busur Plasma Torch Tipe transferred arc atau non transferred arc

Gas Pelindung (Shielding Gas) Dua gas inert atau campuran gas dapat digunakan Argon ( umum digunakan ) , Helium , Argon + Hidrogen dan Argon + Helium , sebagai gas inert atau campuran gas Campuran argon dan hidrogen memiliki pasokan energi panas lebih tinggi daripada ketika hanya argon digunakan dan dengan demikian memungkinkan paduan busur yang lebih tinggi Untuk memotong campuran argon dan hidrogen ( 10-30 % ) atau yang nitrogen dapat digunakan Hidrogen , karena disosiasi ke dalam bentuk atom dan setelah itu rekombinasi menghasilkan suhu di atas yang dicapai dengan menggunakan argon atau helium saja

Welding Parameters: Arus 50 hingga 350 Amps, Voltase 27 to 31 Volts, Laju aliran gas 2 to 40 liters/min. (Kisaran yang lebih rendah untuk gas orifice dan kisaran yang lebih tinggi untuk gas shielding luar) DCSP is biasa digunakan kecuali pada pengelasan Alumunium (water cooled copper anode) Temperatur dari Jet 50000°F (28000°C) Current and gas decay control Menutup lubang kunci dengan benar saat selesai mengelas. Fixture Untuk menghindari kontaminasi permukaan logam

Mode Pengelasan Pada PAW Micro-plasma welding Arus pengelasan dari 0.1A hingga 15A. Panjang busurnya lebih dari 20mm Digunakan untuk pengelasan plat tipis (0.1mm), and wire and mesh sections. Medium-plasma welding Arus Pengelasan dari 15A hingga 100A.  Keyhole welding Arus pengelasan diatas 100A, dimana busur plasma menembus ketebalan plat/dinding. Sebagian besar digunakan untuk sambungan kualitas tinggi pada pesawat, industi kimia untuk mengelas material yang tebal (diatas 10mm stainless steel)

Kualitas Hasil Las Bead terlalu banyak penetrasi Arus pengelasan terlalu tinggi Kecepatan pengerjaan terlalu rendah Bead terlalu kecil, Penetrasinya kecil dan tak beraturan Arus pengelasan dan aliran gas plasma terlalu rendah Kecepatan pengerjaan terlalu tinggi   Undercut dan tepinya tak beraturan Aliran gas plasma terlalu tinggi Ukuran Bead tepat dan penetrasi bagus Arus yang tepat, Gerak torch baik, Busur dan aliran gas plasma tepat.

Perbedaan PAW dengan TIG Plasma Arc Welding Tungsten Inert Gas Welding Dua gasnya digunakan, Satu untuk plasma gas dan satunya untuk gas pelindung Hanya satu gas yang digunakan, yang membentuk plasma juga digunakan sebagai gas pelindung Mengunakan Constricted Arc. Menggunakan Non-Constricted Arc. Temperaturnya berkisar 11000°C Temperaturnya berkisar 4000°C Dapat memotong material yang keras dan getas. Tidak dapat memotong material yang keras dan getas. Tidak membutuhkan filler metal. Membutuhkan filler metal. Tingkat deposisi logam cepat. Tingkat deposisi logam tidak terlalu cepat. Konsumsi gas inert tinggi Konsumsi gas inert rendah. Peralatan pengelasan mahal Peralatan pengelasan tidak mahal.

Kelebihan Laju deposisi logam lebih cepat dan kecepatan busur tinggi dibandingkan TIG Busurnya stabil dan kualitas pengelasan yang bagus. Dapat menghasilkan las kualitas radiografi dengan kecepatan tinggi Dapat mengelas potongan baja dengan tebal hingga sekitar setengah inci Sangat berguna untuk proses semi otomatis dan otomatis Prosesnya sangat cepat dan bersih Membutuhkan keterampian yang tinggi Kemampuan penetrasinya tinggi (keyhole effect)

Kerugian Membutuhkan proteksi khusus dari Infrared dan Radiasi UV Konsumsi gas inert tinggi Peralatan membutuhkan daya listrik yang tinggi Operasinya menghasilkan kebisingan yang tinggi, lebih dari 100dB Peralatannya mahal Hanya dapat mengelas dengan ketebalan 25mm Memungkinkan adanya bahaya dari listrik

Aplikasi Aerospace Industries Cryogenics Foodstuff and Chemical Industries Machine and Plant Construction Automobiles and Railways Ship Construction Tank Equipment and Pipeline Construction etc

Base Metal yang mudah untuk di las oleh Plasma Arc Welding Al, Cu-base alloys (Cu, Cu-Ni), Magnesium, Ni-base alloys (Inconel, Nickel, Monel), Precious Metals, Steels (Low Carbon Steel, Low Alloy Steel, Stainless Steel, Tool Steels), Titanium (upto 8mm thick) etc... Mudah namun harus hati hati: Cast, Malleable, Nodular Iron, Wrought Iron, Lead, Tungsten etc... Dapat digunakan namun tidak terkenal : Bronzes, Brass, Nickel Silver, Lead, Zinc etc...

Video