Plasma Arc Welding (PAW)

Plasma arc welding (PAW) adalah bentuk khusus dari gas tungsten arc welding (GTAW) di mana busur (arc) plasma yang dirapatkan akan diarahkan pada area las. Dalam PAW, elektroda berbahan tungsten terpasang pada nozzle khusus yang dirancang supaya dapat memfokuskan aliran kecepatan tinggi dari gas inert ke dalam wilayah arc agar membentuk aliran plasma yang sangat panas serta berkecepatan tinggi. Gas inert yang digunakan sebagai pelindung arc las antara lain argon, campuran argon hidrogen, dan helium. Berdasarkan elektrodanya, PAW tergolong dalam pengelasan dengan elektroda yang tidak dikonsumsi.

Gambar 1. Plasma Arc Welding.
(Sumber: S. Kalpakjian, S. R. Schmid, dan H. Musa, 2009, Manufacturing Engineering and Technology, edisi 6.)

Plasma adalah sebuah gas panas terionisasi yang terdiri dari elektron dan ion. Suhu pada proses plasma arc welding sangatlah tinggi. Suhunya bisa lebih dari 17.000 °C. Alasan mengapa suhu PAW tinggi (lebih tinggi dari GTAW) berasal dari arc yang sangat rapat. Walaupun tingkat energi yang digunakan PAW di bawah GTAW, tingkat energi tersebut sudah sangat pekat untuk memproduksi sebuah plasma jet berdiameter kecil dan memiliki kerapatan energi yang sangat tinggi.

PAW dikembangkan secara komersial pada tahun 1960-an. Sektor industri yang menggunakan PAW antara lain: dirgantara, otomotif, medis, pabrik tabung, dan listrik. Peralatan PAW lebih mahal daripada peralatan las arc lainnya. Karena elektroda berada di dalam nozzle dan lebih jauh dari benda kerja, elektroda PAW menjadi kurang rentan terhadap kontaminasi dibandingkan dengan elektroda yang digunakan pada GTAW.

Aplikasi Plasma Arc Welding

Saat ini plasma arc welding digunakan sebagai pengganti GTAW di bidang perakitan mobil, lemari logam, bingkai pintu dan jendela, dll. PAW memiliki stabilitas arc yang baik, kontrol penetrasi yang baik, kecepatan las tinggi, dan kualitas las yang baik. PAW dapat digunakan pada hampir seluruh jenis logam termasuk tungsten.

Keuntungan Plasma Arc Welding

Dibandingkan dengan proses GTAW, PAW mempunyai kelebihan antara lain:

• Penetrasi lebih bagus.
• Pengelasan lebih cepat.
• Pemanasan dari arc kurang dipengaruhi oleh variasi panjang arc.
• Kontaminasi elektroda berkurang sehingga keausan elektroda jauh lebih sedikit.

Kelemahan Plasma Arc Welding

Kelemahan PAW antara lain:

• Plasma arc welding sulit untuk diterapkan pada perunggu (bronze), besi tuang (cast iron), timbal, dan magnesium.
• Peralatan PAW mahal.
• Ukuran torch yang lebih besar dibanding proses arc welding lainnya mengakibatkan PAW memiliki kecenderungan pada akses yang terbatas dalam beberapa konfigurasi sambungan.
• Pengelasan mode keyhole sulit dilakukan secara manual.

Jenis-jenis Plasma Arc Welding

Berdasarkan metode yang digunakan, plasma arc welding dibagi menjadi dua jenis yaitu:

• Transferred plasma arc welding, di mana arc dikirim dari elektroda ke benda kerja karena benda kerja tersebut berada/dilibatkan di dalam sirkuit elektrik.
• Non-transferred plasma arc welding, di mana arc terbentuk di antara elektroda dan nozzle. Selanjutnya panas disalurkan ke benda kerja dengan gas plasma. Perpindahan panas ini mirip dengan proses pengelasan oxyfuel flame.

Referensi

D. H. Phillips, 2016, Welding Engineering: an Introduction.

S. Kalpakjian, S. R. Schmid, dan H. Musa, 2009, Manufacturing Engineering and Technology, edisi 6.