Disain dan Pembuatan Alat Preheat Induksi pada Pengelasan Gesek Logam Dissimilar

Abstract

Pengelasan gesek diketahui memiliki keunggulan mampu menyambung dua logam yang berbeda (dissimilar). Meskipun demikian, pengelasan ini masih mengalami kesulitan dalam proses penyambungan karena perbedaan titik lebur dari kedua logam yang disambung. Agar perbedaan suhu pada daerah yang bergesekan tidak terlalu besar, perlu dilakukan pemanasan awal /preheat pada logam dengan titik lebur yang lebih tinggi. Tulisan ini membahas disain dan pembuatan mesin preheat induksi pada las gesek logam dissimilar. Pemanas induksi yang digunakan adalah prinsip-prinsip arus eddy dengan frekuensi tinggi. Mesin preheat induksi ini terdiri atas komponen utama yaitu transformator, diode, transistor mosfet, kapasitor, kumparan kerja, induktor, dan resistor. Kumparan kerja terbuat dari pipa pejal tembaga berdiameter 5 mm, jumlah lilitan, n = 6 lilit dengan tinggi kumparan 35 mm dan diameter lilitan 40 mm. Setelah terangkai, dilakukan pengujian pada silinder pejal stainless steel berdiameter 14 mm dan panjang daerah pemanasan 30 mm. Pemanasan dilakukan sehingga silinder mencapai temperatur >600 °C. Termokopel tipe K digunakan untuk mengukur temperatur silinder. Hasil pengujian menunjukkan bahwa mesin memiliki spesifikasi berupa tegangan kerja rangkaian 20 Volt dan arus maksimal 44 ampere. Temperatur naik dengan cepat hingga 600 °C setelah 70 detik pertama kemudian naik sedikit dan stabil sampai dengan maksimum temperatur 683 °C dengan waktu pengujian sampai dengan 300 detik. Daya listrik berkisar antara 320-674 watt. Hasil ini menunjukkan bahwa mesin preheater telah berhasil dibuat dan berpotensi dapat digunakan sebagai preheater pada proses las gesek dissimilar.

Friction welding is known to have the advantage of being able to connect two different metals (dissimilar). However, this welding is still experiencing difficulties in the joining process because of the different melting points of the two metals being joined. In order the temperatur difference in the rubbing area is not too large, it is necessary to do preheat the metal with a higher melting point. This paper discusses the design and manufacture of induction preheat machines in dissimilar metal friction welding. Induction heaters are applied using the principle of eddy current with high frequency. This induction preheat machine consists of main components namely transformer, diode, mosfet transistor, capacitor, working coil, inductor and resistor. The working coil was made of solid copper pipe with a diameter of 5 mm, number of turns, n = 6 turns with coil height of 35 mm and diameter of coil of 40 mm. After being assembled, testing was carried out on a solid stainless steel cylinder with a diameter of 14 mm and a length of 30 mm heating area. The heating process was conducted to achieve temperatur of the higher than 600 °C. A K type thermocouple was used to measure the temperatur. The test results showed that the machine had specifications as follows: a 20 Volt circuit working voltage, with a maximum current of 44 amperes. Temperatur rose rapidly up to 600 °C after the first 70 seconds then increased slightly and was stable up to a maximum temperatur of 683 °C during 300 seconds. Electrical power ranged from 320-674 watts. These results indicated that the preheater machine was successfully fabricated and was potentially be used as a preheater equipment in the dissimilar friction welding process.