Teknologi laser

Robot las terdiri dari dua bagian: robot itu sendiri dan peralatan las. Penggunaan robot las tidak hanya menstabilkan dan meningkatkan kualitas pengelasan serta meningkatkan efisiensi produksi, tetapi juga mengurangi persyaratan keahlian bagi tukang las, sehingga memperpendek siklus persiapan untuk peningkatan produk dan mengurangi investasi peralatan yang bersangkutan.

Persyaratan Robot Las terhadap Kawat Las

Robot dapat menggunakan kawat las tipe drum atau tipe gulungan sesuai kebutuhan. Untuk mengurangi frekuensi penggantian kawat, sebaiknya digunakan kawat las tipe drum. Namun, karena selang pemberian kawat yang panjang, hambatan menjadi tinggi, sehingga diperlukan kawat dengan kekakuan dan sifat-sifat lain yang berkualitas lebih tinggi. Saat menggunakan kawat las dengan kualitas pelapisan tembaga yang sedikit lebih rendah, lapisan tembaga pada permukaan kawat dapat terkikis akibat gesekan, sehingga mengurangi volume internal tabung penuntun. Hal ini meningkatkan hambatan selama pemberian kawat berkecepatan tinggi, menyebabkan kawat tidak dapat diberikan secara lancar, mengakibatkan getaran, busur listrik tidak stabil, serta memengaruhi kualitas las. Dalam kasus parah, dapat terjadi penyumbatan yang menyebabkan robot berhenti bekerja. Oleh karena itu, tabung penuntun kawat las harus dibersihkan secara berkala.

Analisis dan Metode Penanganan Kekurangan Las pada Robot Las

Pengelasan robot menggunakan proses pengelasan terlindung gas campuran kaya argon. Kekurangan las umum meliputi ketidaksejajaran las, undercut (pengikisan tepi), dan porositas. Analisis spesifiknya adalah sebagai berikut:

(1) Ketidaksejajaran las dapat disebabkan oleh posisi pengelasan yang tidak tepat atau masalah dalam penempatan torch las. Dalam hal ini, periksa akurasi TCP (titik pusat torch las) dan sesuaikan secara tepat. Jika hal ini terjadi secara sering, periksa posisi nol masing-masing sumbu robot dan lakukan kalibrasi ulang.

(2) Undercut ditandai oleh depresi berbentuk alur di tepi las pada bahan dasar, yang sering muncul di kedua sisi las tampak (cap weld). Penyebab utamanya meliputi kecepatan pengelasan yang terlalu tinggi, amplitudo osilasi yang terlalu besar, waktu tahan (dwell time) di kedua sisi yang tidak cukup, atau arus pengelasan yang terlalu tinggi. Metode penanganannya antara lain: menurunkan kecepatan pengelasan secara tepat, mengurangi amplitudo osilasi, menambah waktu tahan di kedua sisi, serta menggunakan metode pengelasan dorong (push welding) dengan sudut kemiringan ke depan sebesar 5–10°. Kegagalan fusi (lack of fusion) dan penetrasi tidak sempurna (incomplete penetration) merupakan cacat internal yang serius, biasanya disebabkan oleh arus pengelasan yang tidak cukup, kecepatan pengelasan yang terlalu tinggi, sudut bevel yang terlalu lebar, penyimpangan posisi pusat torch pengelasan, atau pembersihan lapisan antar (interlayer) yang tidak tuntas. Untuk mengatasi cacat-cacat ini, arus pengelasan harus ditingkatkan, kecepatan pengelasan dikurangi, dan amplitudo osilasi diperbesar guna memastikan cakupan penuh di kedua sisi bevel. Pembersihan antar lapisan juga harus diperkuat. Pada pengelasan multi-lapis dan multi-jalur untuk pelat tebal, perhatian khusus harus diberikan terhadap fusi di kedua sisi bevel serta pada sambungan antar lapisan.

(3) Terjadi porositas. Porositas terutama berkaitan dengan gas pelindung, termasuk laju aliran gas yang tidak tepat, kemurnian gas yang tidak memadai, penyumbatan nosel, kebocoran pada saluran gas, serta minyak atau karat pada permukaan benda kerja atau kelembapan pada kawat las. Untuk mengatasinya, parameter gas harus dioptimalkan menjadi 15–25 L/menit, sistem gas diperiksa, nosel dibersihkan, dan lingkungan kerja ditingkatkan guna mengendalikan kecepatan angin di bawah 2 m/detik. Permukaan benda kerja harus dibersihkan secara menyeluruh sebelum pengelasan. Percikan berlebih biasanya disebabkan oleh ketidaksesuaian parameter pengelasan, panjang ekstensi kawat las yang terlalu panjang, atau kualitas kawat las yang buruk. Hal ini dapat diperbaiki dengan menyesuaikan kesesuaian tegangan dan arus, mengontrol panjang ekstensi menjadi 10–15 mm, menggunakan kawat las tanpa lapisan tembaga atau kawat las berlapis tembaga berkualitas tinggi, serta menggunakan campuran gas Ar+CO₂.

(4) Percikan berlebihan dapat disebabkan oleh pemilihan parameter pengelasan yang tidak tepat, masalah komposisi gas, atau panjang ekstensi kawat las yang terlalu besar. Menyesuaikan keluaran daya dapat mengubah parameter pengelasan, menyesuaikan rasio campuran gas dapat memperbaiki proporsi gas campuran, dan menyesuaikan posisi relatif antara torch las dan benda kerja juga dapat membantu.

(5) Kawat las membentuk kawah busur di ujung las setelah pendinginan. Menambahkan fungsi pengisian kawah saat pemrograman dapat mengisi kawah ini.

Kesalahan Umum pada Robot Las dan Solusinya

(1) Tabrakan torch. Hal ini mungkin disebabkan oleh penyimpangan perakitan benda kerja atau ketidakakuratan TCP (Tool Center Point) torch las. Periksa perakitan atau sesuaikan kembali TCP torch las.

(2) Kegagalan busur, yaitu busur tidak dapat dinyalakan. Hal ini mungkin disebabkan oleh kawat las yang tidak menyentuh benda kerja atau parameter proses yang terlalu rendah. Masukkan kawat secara manual, sesuaikan jarak antara torch las dan sambungan las, atau sesuaikan parameter proses secara tepat.

(3) Peringatan pemantauan gas pelindung. Ini menunjukkan terjadinya kesalahan pada pasokan air pendingin atau gas pelindung. Periksa saluran pipa air pendingin atau gas pelindung.

Cara Memastikan Kualitas Benda Kerja

Sebagai robot pengajar-dan-ulan, kualitas dan presisi perakitan benda kerja harus konsisten.

Penerapan robot las memerlukan pengendalian ketat terhadap kualitas persiapan komponen serta peningkatan akurasi perakitan. Kualitas permukaan komponen, dimensi bevel, dan akurasi perakitan akan memengaruhi kinerja pelacakan las. Aspek-aspek berikut dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas persiapan komponen dan akurasi perakitan las:

(1) Mengembangkan proses pengelasan khusus untuk robot pengelasan, dengan spesifikasi proses yang ketat terkait dimensi komponen, bevel las, dan dimensi perakitan. Secara umum, toleransi ukuran komponen dan bevel harus dikendalikan dalam kisaran ±0,8 mm, serta kesalahan dimensi perakitan dalam kisaran ±1,5 mm. Hal ini secara signifikan dapat mengurangi kemungkinan terjadinya cacat pengelasan seperti porositas dan undercut.

(2) Menggunakan perlengkapan perakitan presisi tinggi untuk meningkatkan akurasi perakitan benda kerja las.

(3) Area las harus dibersihkan secara menyeluruh dari minyak, karat, terak las, terak pemotongan, dan kotoran lainnya. Penggunaan primer yang dapat dilas diperbolehkan. Jika tidak, tingkat keberhasilan penyalaan busur akan terpengaruh. Pengelasan sementara (tack welding) harus diubah dari pengelasan elektroda menjadi pengelasan pelindung gas. Secara bersamaan, area pengelasan sementara harus digerinda untuk menghindari sisa terak atau porositas akibat pengelasan sementara, sehingga mencegah ketidakstabilan busur dan bahkan percikan las.

Ringkasan Teknik Pemrograman

(1) Pilih urutan pengelasan yang wajar. Urutan pengelasan harus ditentukan untuk meminimalkan deformasi akibat pengelasan dan memperpendek lintasan pergerakan torch pengelasan.

(2) Transisi spasial torch pengelasan memerlukan lintasan gerak yang pendek, halus, dan aman.

(3) Optimalkan parameter pengelasan. Untuk memperoleh parameter pengelasan terbaik, siapkan benda kerja guna uji pengelasan dan evaluasi proses.

(4) Posisi positioner yang wajar, sikap torch las, dan posisi torch las relatif terhadap sambungan. Setelah benda kerja dipasang pada positioner, jika jalur las tidak berada pada posisi dan sudut ideal, positioner perlu disesuaikan secara terus-menerus selama pemrograman guna memastikan jalur las mencapai posisi horizontal secara bertahap. Secara bersamaan, posisi masing-masing sumbu robot juga harus disesuaikan secara terus-menerus untuk menentukan secara wajar posisi, sudut, serta panjang ekstensi kawat las torch relatif terhadap sambungan. Setelah posisi benda kerja ditentukan, posisi torch las relatif terhadap sambungan menjadi sulit ditentukan secara visual oleh programmer. Hal ini menuntut programmer agar mahir dalam merangkum dan mengakumulasi pengalaman.

(5) Masukkan program pembersihan torch secara tepat waktu. Setelah menulis program pengelasan dengan panjang tertentu, program pembersihan torch harus segera dimasukkan. Hal ini mencegah percikan las dari menyumbat nosel pengelasan dan ujung kontak, memastikan kebersihan torch, memperpanjang umur nosel, menjamin penyalaan busur yang andal, serta mengurangi percikan las.

(6) Pemrograman umumnya tidak boleh dilakukan dalam satu tahap. Proses ini memerlukan pengujian dan modifikasi berkelanjutan selama pengelasan robot, termasuk penyesuaian parameter pengelasan dan posisi torch, guna menghasilkan program yang optimal.

Biaya Operasional dan Analisis Manajemen

Minyak pelumas dengan kinerja dan efektivitas serupa dapat diganti dengan harga lebih rendah. Penguatan pemeliharaan selama proses pengelasan memperpanjang masa pakai suku cadang habis pakai seperti nosel dan ujung kontak. Selain itu, pemeliharaan preventif terhadap sistem robot secara efektif dapat meningkatkan masa pakai komponen.

Manajer, teknisi, dan operator yang sangat berkualifikasi sangat penting agar robot dapat mencapai efisiensi maksimal. Keberhasilan operasi robot pengelasan suatu perusahaan sangat bergantung pada tenaga kerjanya; oleh karena itu, kestabilan tenaga kerja merupakan faktor krusial.