Pemilihan shielding gas (gas pelindung) bergantung pada material; gunakan campuran Argon/CO2 untuk baja karbon dan Argon murni atau campuran khusus untuk stainless steel demi hasil las optimal.
Dalam dunia fabrikasi dan konstruksi baja, kualitas sambungan las adalah segalanya. Namun, seringkali komponen krusial yang menentukan kekuatan dan estetika lasan terabaikan, yaitu shielding gas atau gas pelindung. Pemilihan gas yang salah tidak hanya menghasilkan lasan yang buruk secara visual, tetapi juga dapat menyebabkan cacat fatal seperti porosity (keropos) dan retak, yang membahayakan integritas struktur. Memahami peran fundamental gas pelindung adalah langkah pertama untuk meningkatkan kualitas, efisiensi, dan keamanan dalam setiap proyek pengelasan.
Fungsi utama gas pelindung adalah menciptakan “selimut” pelindung di sekitar area las dari kontaminasi atmosfer seperti oksigen, nitrogen, dan uap air. Tanpa perlindungan ini, logam las yang cair akan bereaksi dengan udara, menyebabkan oksidasi dan cacat yang melemahkan sambungan. Pemilihan gas yang tepat, baik itu Argon murni, Karbon Dioksida (CO2), atau campuran keduanya, akan memengaruhi stabilitas busur las, kedalaman penetrasi, jumlah percikan (spatter), dan profil kampuh las (weld bead).
Penggunaan campuran gas yang tepat dapat meningkatkan kecepatan pengelasan secara signifikan. Misalnya, penambahan Helium ke dalam Argon dapat meningkatkan energi busur las, memungkinkan penetrasi yang lebih dalam dan kecepatan gerak yang lebih tinggi, sehingga berpotensi mengimbangi biaya gas yang lebih mahal dengan peningkatan produktivitas.
Mengapa Jenis Gas Pelindung Sangat Penting?
Jenis gas pelindung menentukan karakteristik busur las dan interaksi kimia pada kolam las. Gas inert seperti Argon memberikan busur yang stabil dan hasil bersih, ideal untuk pengelasan TIG. Gas reaktif seperti CO2 meningkatkan penetrasi panas, cocok untuk pengelasan MIG pada material tebal, meskipun dengan lebih banyak percikan.
Setiap gas atau campuran gas memiliki sifat fisika dan kimia yang unik, yang secara langsung memengaruhi proses pengelasan. Dua kategori utama gas pelindung adalah inert dan reaktif.
- Gas Inert: Gas seperti Argon (Ar) dan Helium (He) tidak bereaksi secara kimia dengan logam cair. Sifat ini membuat mereka ideal untuk melindungi logam yang sangat rentan terhadap oksidasi seperti aluminium dan stainless steel. Argon, khususnya, menjadi standar untuk pengelasan TIG karena kemampuannya menghasilkan busur yang sangat stabil dan lasan yang bersih.
- Gas Reaktif: Gas seperti Karbon Dioksida (CO2) dan Oksigen (O2) berpartisipasi dalam reaksi kimia di busur las. CO2, saat terurai oleh panas, membantu menstabilkan busur dan secara signifikan meningkatkan penetrasi panas ke dalam logam dasar. Inilah sebabnya 100% CO2 atau campuran Argon-CO2 sangat populer untuk pengelasan GMAW pada baja karbon.
Pemilihan yang tidak tepat dapat berakibat fatal. Contohnya, menggunakan campuran gas CO2 tinggi (seperti 75% Ar / 25% CO2) untuk pengelasan short-circuit pada stainless steel adalah kesalahan umum. Kandungan karbon yang terlalu tinggi dapat menyebabkan sensitisasi (pengurangan ketahanan korosi) pada zona terpengaruh panas (HAZ), merusak sifat anti-karat dari material tersebut.
| Properti Gas | Argon (Ar) | Karbon Dioksida (CO2) | Helium (He) |
| Sifat Kimia | Inert | Reaktif | Inert |
| Potensi Ionisasi | Rendah | Tinggi | Sangat Tinggi |
| Konduktivitas Termal | Rendah | Sedang | Sangat Tinggi |
| Efek Utama | Busur stabil, pembersihan katodik | Penetrasi dalam, busur lebih panas | Busur sangat panas, fluiditas tinggi |
| Biaya | Sedang | Rendah | Tinggi |
Tidak ada satu gas “terbaik” untuk semua aplikasi. Pilihan selalu merupakan kompromi antara kualitas las yang diinginkan, kecepatan produksi, jenis material, dan biaya operasional. Bagi sebuah jasa konstruksi baja, memahami kompromi ini adalah kunci untuk memberikan hasil yang kompetitif dan berkualitas.
Campuran Gas Terbaik untuk Pengelasan Baja Karbon?
Untuk pengelasan GMAW (MIG) pada baja karbon, campuran 75% Argon / 25% CO2 (C25) adalah pilihan paling serbaguna. Campuran ini memberikan keseimbangan yang baik antara busur yang stabil, penetrasi yang cukup, dan percikan (spatter) yang minimal. Untuk penetrasi maksimal pada material tebal, 100% CO2 bisa digunakan meski dengan lebih banyak percikan.
Memilih gas untuk baja struktural seperti baja karbon bergantung pada ketebalan material, posisi pengelasan, dan mode transfer logam yang digunakan (misalnya, short-circuit, spray transfer).
100% Karbon Dioksida (CO2)
- Akar Masalah: Kebutuhan akan penetrasi las yang dalam dengan biaya serendah mungkin.
- Solusi: CO2 murni adalah gas reaktif yang menghasilkan busur las yang sangat panas, memungkinkan penetrasi yang dalam dan kuat, ideal untuk material tebal. Biayanya yang rendah menjadikannya pilihan ekonomis untuk produksi massal.
- Kelemahan: Cenderung menghasilkan busur yang kurang stabil dan lebih banyak percikan (spatter), sehingga memerlukan pembersihan pasca-pengelasan.
Campuran 75% Argon / 25% CO2 (Dikenal sebagai C25)
- Akar Masalah: Mencari keseimbangan antara penetrasi yang baik, kontrol busur yang mudah, dan hasil las yang lebih bersih.
- Solusi: Ini adalah campuran paling populer dan serbaguna untuk baja karbon. Argon memberikan stabilitas busur, sementara CO2 memastikan penetrasi yang memadai. Campuran ini ideal untuk pengelasan material tipis hingga tebal dalam berbagai posisi. Hasilnya adalah kampuh las (weld bead) yang lebih rapi dengan percikan yang jauh lebih sedikit dibandingkan 100% CO2.
Campuran Argon dengan Oksigen (1-5% O2)
- Akar Masalah: Kebutuhan untuk meningkatkan fluiditas kolam las dan “pembasahan” (wetting) pada tepi lasan, terutama pada mode spray transfer.
- Solusi: Penambahan sedikit oksigen (biasanya 2% atau 5%) ke dalam Argon membantu menstabilkan busur dan meningkatkan fluiditas logam cair. Ini menghasilkan profil las yang lebih rata dan sedikit cekung, yang diinginkan dalam beberapa aplikasi sambungan las. Namun, campuran ini tidak umum untuk pengelasan posisi karena fluiditasnya yang tinggi.
Apa Saja Pilihan Gas untuk Pengelasan Stainless Steel?
Untuk pengelasan TIG pada stainless steel, 100% Argon adalah standar emas untuk hasil yang bersih dan tahan korosi. Untuk pengelasan MIG, campuran “tri-mix” yang mengandung Helium, Argon, dan sedikit CO2 (misalnya, 90% He / 7.5% Ar / 2.5% CO2) sangat direkomendasikan untuk kontrol panas dan fluiditas yang superior, terutama pada material tipis.
Pengelasan baja tahan karat (stainless steel) memerlukan perhatian khusus untuk menjaga ketahanan korosinya. Pemilihan gas pelindung menjadi sangat kritis.
Kelebihan Gas Argon Murni (Ar)
- Kualitas Terbaik untuk TIG: Argon murni (99.99%+) adalah pilihan utama untuk pengelasan GTAW (TIG) pada semua jenis stainless steel. Sifatnya yang benar-benar inert mencegah oksidasi, menghasilkan lasan yang bersih, cerah, dan menjaga sifat anti-karat material.
- Busur Stabil & Kontrol Penuh: Argon memberikan busur yang sangat stabil dan tenang, memungkinkan welder memiliki kontrol penuh atas kolam las, yang sangat penting untuk material tipis atau aplikasi yang menuntut estetika tinggi.
Kekurangan Gas Argon Murni (Ar)
- Penetrasi Terbatas pada MIG: Saat digunakan untuk GMAW (MIG), Argon murni menghasilkan profil penetrasi yang dangkal dan lebar, yang tidak ideal untuk sambungan yang membutuhkan kekuatan penetrasi.
- Kurang Panas untuk Material Tebal: Konduktivitas termal Argon yang rendah berarti busur lasnya tidak sepanas campuran berbasis Helium, sehingga kurang efisien untuk mengelas material tebal.
Kelebihan Campuran Tri-Mix (Helium-Argon-CO2)
- Kontrol Panas Unggul: Campuran yang paling umum adalah 90% He, 7.5% Ar, dan 2.5% CO2. Kandungan Helium yang tinggi meningkatkan konduktivitas termal secara drastis, menghasilkan busur yang lebih panas dan fluiditas kolam las yang lebih baik. Ini sangat membantu mengatasi konduktivitas termal stainless steel yang rendah.
- Kecepatan & Produktivitas: Busur yang lebih panas memungkinkan kecepatan pengelasan yang lebih tinggi dan penetrasi yang lebih baik, mengurangi distorsi dan meningkatkan produktivitas. Kandungan CO2 yang sangat rendah (maksimal 5%) cukup untuk menstabilkan busur tanpa merusak ketahanan korosi.
Kekurangan Campuran Tri-Mix
- Biaya Tinggi: Helium adalah gas yang jauh lebih mahal daripada Argon atau CO2, membuat biaya operasional campuran ini menjadi signifikan lebih tinggi.
- Memerlukan Aliran Lebih Tinggi: Karena Helium lebih ringan dari udara (dan Argon), laju aliran gas (flow rate) yang lebih tinggi diperlukan untuk memberikan perlindungan yang memadai, yang selanjutnya meningkatkan konsumsi dan biaya.
Untuk pekerjaan presisi tinggi pada stainless steel menggunakan TIG, tetap gunakan 100% Argon. Untuk produksi menggunakan MIG, berinvestasi dalam campuran tri-mix He/Ar/CO2 akan memberikan hasil yang jauh lebih superior dalam hal kecepatan dan kualitas dibandingkan mencoba menggunakan campuran gas untuk baja karbon.
Perbandingan Argon vs. CO2 vs. Helium
Argon adalah gas serbaguna terbaik untuk stabilitas busur dan hasil akhir yang bersih, terutama pada TIG dan logam non-besi. CO2 adalah juaranya untuk penetrasi dalam dan biaya rendah pada baja karbon tebal. Helium unggul dalam memberikan panas tertinggi untuk pengelasan cepat pada material tebal atau konduktif termal tinggi seperti aluminium.
Memilih gas yang tepat seringkali bermuara pada pemahaman mendalam tentang tiga komponen utama ini.
| Kriteria | Argon (Ar) | Karbon Dioksida (CO2) | Helium (He) |
| Kualitas Las | Sangat bersih, percikan minimal, profil halus. | Percikan lebih banyak, profil manik cembung. | Penetrasi dalam, fluiditas tinggi, lasan lebar. |
| Aplikasi Utama | TIG (semua logam), MIG (aluminium, stainless). | MIG (baja karbon, baja paduan rendah). | Ditambahkan ke Argon untuk TIG/MIG material tebal & non-besi. |
| Stabilitas Busur | Sangat Stabil. | Kurang stabil, memerlukan teknik yang baik. | Kurang stabil saat start, butuh voltase lebih tinggi. |
| Biaya | Sedang. | Sangat Rendah. | Sangat Tinggi. |
| Kelebihan Unik | Sifat inert murni, pembersihan katodik pada AC. | Penetrasi paling dalam per satuan biaya. | Konduktivitas termal tertinggi, busur paling panas. |
- Argon adalah “pekerja keras” di dunia gas pelindung. Potensi ionisasinya yang rendah memudahkan penyalaan dan pemeliharaan busur las. Ini adalah pilihan default untuk proses yang membutuhkan presisi seperti pengelasan TIG.
- Karbon Dioksida adalah pilihan pragmatis untuk konstruksi baja berat. Meskipun menghasilkan lasan yang kurang rapi, kemampuannya untuk menghasilkan penetrasi yang dalam dengan biaya minimal tidak tertandingi. Dalam banyak aplikasi struktural di mana kekuatan lebih penting daripada penampilan, CO2 adalah pilihan yang paling ekonomis.
- Helium adalah “spesialis”. Jarang digunakan sendirian, tetapi menjadi pengubah permainan saat dicampur dengan Argon. Kemampuannya untuk menciptakan busur yang sangat panas sangat penting saat mengelas plat baja tebal atau material yang menyerap panas dengan cepat seperti tembaga dan aluminium tebal. Peningkatan produktivitas seringkali dapat membenarkan biayanya yang tinggi dalam lingkungan industri.
Kesimpulan
Memilih campuran shielding gas yang tepat adalah keputusan teknis yang berdampak langsung pada kualitas, biaya, dan efisiensi operasional proyek konstruksi baja. Tidak ada satu jawaban yang cocok untuk semua; pilihan terbaik selalu bergantung pada material, proses pengelasan (welding), dan hasil akhir yang diinginkan.
- Untuk Baja Karbon (GMAW/MIG): Gunakan campuran 75% Ar / 25% CO2 (C25) untuk keseimbangan terbaik antara kualitas dan biaya. Gunakan 100% CO2 jika prioritas utama adalah penetrasi dalam dan biaya terendah.
- Untuk Stainless Steel (GTAW/TIG): Selalu gunakan 100% Argon murni untuk menjaga ketahanan korosi dan mendapatkan hasil las yang bersih.
- Untuk Stainless Steel (GMAW/MIG): Gunakan campuran Tri-Mix (misal: 90% He / 7.5% Ar / 2.5% CO2) untuk performa terbaik, terutama pada material tipis hingga sedang. Hindari campuran dengan CO2 lebih dari 5%.
Selalu konsultasikan Spesifikasi Prosedur Pengelasan (WPS) Anda. WPS yang dikembangkan dengan baik akan secara spesifik menentukan jenis gas pelindung, komposisi, dan laju aliran yang diperlukan untuk mencapai sifat mekanik yang diinginkan sesuai standar seperti AWS D1.1.
Jika Anda adalah bengkel kecil yang sering mengerjakan baja karbon dan sesekali stainless steel tipis dengan proses MIG, memiliki satu tabung C25 (75/25) untuk baja karbon dan satu tabung kecil 100% Argon untuk TIG pada stainless steel adalah investasi awal yang paling fleksibel dan efektif.