Day 7 - Teknik Penyambungan Sheet Metal 2

A.    Soldering

a.       Pengertian

Proses penyolderan tergantung pada solder cair yang mengalir ke semua ketidaksempurnaan permukaan mikroskopis dari logam yang akan disolder dan bahkan menembus sangat sedikit di bawah permukaannya. Dalam proses ini, reaksi kimia terjadi di mana solder benar-benar melelehkan beberapa logam dan paduan dengan mereka. Setelah pendinginan, kombinasi penetrasi dan paduan ini menghasilkan ikatan yang sangat kuat antara solder dan logam. Ketika dua potong logam disolder bersama, lapisan tipis solder menempel di antara mereka dan melengkapi sambungan. 

Soldering digunakan untuk menggabungkan plat dimana plat tersebut tidak digunakan untuk beban tinggi, soldering digunakan pada benda yang dikenai beban rendah.

Soldering merupakan proses yang sederhana tetapi ada beberapa hal yang harus diperhatikan :

         Tipe dan jumlah dari solder dan flux yang digunakan

         Benda yang akan di soldering harus benar benar menyatu

         Benda yang akan di soldering harus benar benar bersih

         Benda yang akan di soldering harus menyatu sampai cairan solder mengeras

         Periksa besar panas yang digunakan dapat di aplikasikan pada sambungan

 

 

b.      Fluks Solder

Flux berfungsi untuk menghilangkan oksidasi pada permukaan benda dan oksidasi pada saat penolderan dapat dicegah. Flux juga meningkatkan wetting action sehingga cairan solder dapat mengalir lebih baik. Flux dapat dijumpai dalam bentuk pasta, cair, dan bubuk.

Flux diklasifikasikan menjadi dua korosif dan non-korosif. Walaupun tipe korosif paling efektif pada penggunaannya harus segera dibersihkan setelah proses selesai.

         Fungsi Fluks Solder

o   Hapus lapisan oksida. Semua logam (kecuali Gold Au dan Platinum Pt) bereaksi dengan oksigen di luar ruangan untuk membentuk lapisan oksida.

o   Fluks berbasis rosin menghilangkan lapisan oksida dengan menambahkan garam halida (NH4Cl) dan KF atau Ortho-H3PO4.

o   Mencegah reoksidasi logam dasar.

o   Basis logam mudah teroksidasi ulang bahkan setelah pembersihan suhu tinggi.

o   Fluks ini membantu menutupi logam dasar dan permukaan brazing. Proses brazing dilakukan untuk mencegah reoksidasi.

o   Membantu menyebar dengan menurunkan tegangan permukaan solder.

o   Mengurangi tegangan permukaan solder ke udara.

o   Mengurangi sudut kontak antara solder dan logam dasar.

         Keuntungan

o   Energi lebih rendah daripada pengelasan mematri atau fusi.

o   Tersedia berbagai metode pemanasan.

o   Konduktivitas listrik dan termal yang baik dalam sambungan.

o   Mudah diperbaiki dan dikerjakan ulang.

         Kerugian

o   Kekuatan sambungan rendah kecuali diperkuat secara mekanis.

o   Sendi melemah atau meleleh pada suhu tinggi.

c.       Jenis-jenis Penyolderan

1.      Solder Lunak

Solder lunak adalah proses penyolderan yang menggunakan bahan tambah dari logam lunak, logam cair ini harus mencair pada suhu di bawah 450C. Penyolderan ini diterapkan apabila diperlukan: jalur sambungan yang kedap, tidak terlalu pejal, dan tidak untuk menerima suhu yang tinggi.

2.      Solder Keras

Solder keras adalah proses penyolderan yang menggunakan bahan tambah dari logam-logam yang agak keras (perak, kuningan, tembaga, dan sebagainya), dan logam solder mencair pada suhu di atas 450C. Solder keras diterapkan apabila diinginkan ikatan yang lebih kokoh dan tahan terhadap suhu tinggi bila dibanding dengan ikatan solder ringan.

d.      Jenis Solder

1.      Solder Biasa

Jenis solder biasa merupakan jenis solder yang paling mudah ditemukan dipasaran dan harga jual solder tersebut relatif lebih murah.

Selain itu solder jenis biasa juga sangat mudah untuk digunakan tanpa harus membutuhkan kemampuan khusus. Meskipun harganya murah solder ini juga mampu menyambungkan berbagai komponen.

2.      Solder Kontrol Suhu

Jenis solder lainnya yaitu, solder dengan pengontrol suhu. Jenis solder ini mempunyai kelebihan yakni suhu akan tetap stabil meski sudah dihidupkan dalam waktu yang lama.

Dan meskipun tegangan naik turun, tetapi hal tersebut tidak mempengaruhi suhu kestabilan solder tersebut. Kestabilan suhu inilah mampu menjaga keawetan dari solder itu sendiri, solder akan mampu bertahan lama.

Spesifikasi yang terdapat pada solder jenis ini :

o   Heating Element adalah Ceramic Heater

o   Temperature Range adalah 200 ~ 480 C

o   Temperature Stability adalah 1 C (no load)

o   Tip to Ground Resistance adalah di bawah 2Ω

o   Tip to Ground Potential adalah di bawah 2m

 

3.      Solder Uap

Sebelum manggunakan solder uap, penting untuk mengetahui pengaturan dasarnya yaitu pertama pengaturan mengenai tingkat panas yang dihasilkan melalui mata solder.

Serta yang kedua adalah tekanan udara yang akan dikeluarkan. Kedua pengaturan ini saling berhubungan satu sama lain.

Jenis solder uap terdapat beberapa kelebihan diantaranya yaitu :

o   Dapat digunakan untuk proses solder-dioldering komponen Surface Mount Technology.

o   Suhunya dapat diatur, mulai dari 100 derajat celcius hingga 500 derajat celcius.

o   Mampu melindungi kerusakan komponen yang disebabkan listrik yang tidak stabil.

Perlu Anda diketahui, sesuai dengan kelebihanya bahwa harga jual solder uap cenderung lebih mahal dibanding harga solder biasa, karena proses penggunaannya juga sedikit berbeda ketimbang solder biasa.

e.       Istilah-istilah dalam Penyolderan

o   Wetting = Kejadian dimana sebagian permukaan suatu zat padat bersentuhan dengan zat cair dan menjadi batas bersama antara zat padat dan zat cair.

o   Difusi = Proses pertukaran dan penyebaran atom antara timah Sn dan tembaga Cu untuk membentuk intermetallic alloy.

o   Kapilaritas = Sifat solder dimana zat cair dapat melakukan penetrasi pada celah yang sempit.

o   Leaching = Process larutnya zat padat logam ke zat cair logam pada suhu dibawah titik leburnya.

o   EuteticAlloy = Alloy komposisi dari dua perpaduan logam sedemikian sehingga titik lebur (liquidus temperature) dan titik padat (solidus temperature) temperaturnya sama.

o   Liquation = Hal dimana pencairan suatu zat padat tidak terjadi pada waktu yang bersamaan. 

o   Lift Off = Lepasnya solder fillet dari pad Cu. Hal ini terjadi pada penyolderan through hole dengan dip soldering.

o   Dross = Oksida timah yang terbentuk dari reaksi antara oksigen dalam udara dengan timah dalam larutan solder.

o   Korosi = Senyawa oksida yang terbentuk jika logam berada diudara terbuka. dan bereaksi dengan oksigen.

o   Migration = Migration merupakan bentuk khusus dari korosi galvanis.

o   Creep strengthdan tensile strength = Metode pengujian solder.

 

B.     Adhesive Bonding

Adhesive Bonding adalah proses menyatukan dua permukaan, biasanya dengan menciptakan ikatan yang halus. Proses ini melibatkan penggunaan lem, epoksi, atau salah satu dari berbagai bahan plastik yang mengikat baik melalui penguapan pelarut atau melalui pengawetan melalui panas, waktu, atau tekanan. Adhesive bonding mirip dengan menyolder dan mematri logam di mana ikatan metalurgi tidak terjadi meskipun permukaan yang disambung dapat dipanaskan tetapi tidak meleleh.

Adhesive cenderung membuat sambungan yang relatif lemah tetapi dengan penggunaan perekat baru yang dapat menyembuhkan sendiri ikatan ini sekarang mendekati kekuatan bahan itu sendiri. Akibatnya, adhesive sekarang menjadi metode penyambungan yang disukai untuk banyak aplikasi, terutama bila ikatan tidak terkena panas atau pelapukan yang berkepanjangan.

Pada sambungan yang dirancang dengan baik dan dengan prosedur pemrosesan yang tepat, penggunaan perekat adhesive dapat menghasilkan penurunan berat yang signifikan. Menghilangkan pengencang mekanis menghilangkan berat pengencang, dan juga penggunaan bahan pengukur yang lebih tipis karena konsentrasi tegangan yang terkait dengan lubang dihilangkan. Kemampuan dari perekat polimer untuk menghilangkan energi secara signifikan dapat mengurangi kebisingan, getaran, dan kekerasan. Hal tersebut penting dalam kinerja mobil modern. Perekat adhesive dapat digunakan untuk merakit bahan atau komponen peka panas yang mungkin rusak oleh lubang pengeboran untuk pengencang mekanis. Mereka dapat digunakan untuk menggabungkan bahan yang berbeda atau gagang pengukur tipis yang tidak dapat digabungkan dengan cara lain.

1)      Jenis-jenis Adhesive Bonding

a.       Adhesive structural

Perekat tersebut dapat membawa tekanan yang signifikan, dan mereka cocok untuk aplikasi struktur. Untuk banyak aplikasi rekayasa, aplikasi semistruktural (di mana kegagalan akan kurang kritis) dan aplikasi nonstruktural (dari headliners, dll, untuk estetika) juga sangat menarik bagi insinyur desain, serta perakitan produk jadi yang hemat biaya. Contohnya adalah semen karet dan perekat yang digunakan untuk mengikat laminasi untuk countertops.

b.      Pressure-sensitive adhesives

Elastomer modulus sangat rendah yang berubah bentuk dengan mudah di bawah tekanan kecil, memungkinkan mereka untuk membasahi permukaan. Ketika substrat dan perekat dibawa ke dalam kontak yang dekat, gaya van der Waals cukup untuk mempertahankannya kontak dan memiliki ikatan yang relatif tahan lama. Pressure-sensitive adhesive biasanya dibeli dalam bentuk kaset atau label untuk aplikasi nonstruktural, meskipun ada juga dua sisi pita busa yang dapat digunakan dalam aplikasi semistruktural.

c.       Adhesive anaerobik 

Adhesive anaerobik digunakan dalam ruang sempit yang kekurangan oksigen. Bahan seperti itu telah banyak digunakan dalam aplikasi teknik mesin untuk mengunci baut atau bantalan pada tempatnya. Curing perekat lain dapat disebabkan oleh paparan sinar ultraviolet atau berkas elektron, atau dapat dikatalisis oleh bahan-bahan tertentu yang dapat digunakan di berbagai jenis permukaan seperti air.

 

Tabel Sifat Kekuatan Adhesive

 

2)      Macam-macam konfigurasi Sambungan Perekat Adhesive

a.      Single Lap

b.      Double Lap

c.       Scarf

d.      Bevel

e.       Step

f.        Butt Strap

g.      Double Butt Strap

h.      Tubular Lap

 

3)      Keuntungan dan Kerugian

a.       Keuntungan Adhesive Bonding

         Beban merata

         Sebagai isolator panas dan listrik

         Tidak terjadi korosi

         Dapat menyambung 2 bahan yang berbeda.

         Tidak terjadi konsetrasi penegangan.

 

b.      Kerugian Adhesive Bonding

         Sukar untuk dibuka.

         Membutuhkan waktu yang lama untuk melakukan penyambungan.

         Hanya tahan panas di suhu tertentu.

         Tidak tahan kejut.