Brazing, Soldering, Adhesive-Bonding, and Mechanical-Fastening Processes

Permukaan sambungan komponen biasanya dipanaskan pada suhu tinggi oleh berbagai gaya eksternal atau internal untuk menyebabkan fusi dan ikatan pada sambungan. Tapi bagaimana jika kita ingin menggabungkan komponen dengan sepasang bahan yang tidak tahan suhu tinggi, seperti komponen elektronik? Bagaimana jika bagian yang akan disambung rapuh, rumit, atau terbuat dari dua bahan atau lebih? dengan karakteristik, sifat, ukuran, ketebalan, dan penampang yang sangat berbeda? Artikel ini akan membahas metode penyambungan tanpa pemansan.

Brazing

Brazing atau mematri adalah proses penyambungan di mana logam pengisi ditempatkan di antara permukaan untuk bergabung (atau di pinggirannya) dan suhu dinaikkan untuk melelehkan logam pengisi, tetapi bukan komponennya (logam dasar) seperti yang akan terjadi di pengelasan fusi. Dengan demikian, mematri adalah proses ikatan cair-padat. Setelah pendinginan dan pemadatan logam pengisi, diperoleh sambungan yang kuat. Pengisi logam digunakan untuk mematri biasanya meleleh di atas 450 ° C (840 ° F), yang berada di bawah titik leleh titik (solidus suhu) dari logam yang akan disambung.

Soldering

Dalam penyolderan, logam pengisi (disebut solder) meleleh pada suhu yang relatif rendah. Seperti pada mematri, solder mengisi sambungan dengan gaya kapiler antara komponen yang ditempatkan secara dekat. Dua karakteristik penting dari solder adalah permukaan bertegangan rendah dan kemampuan pembasahan yang tinggi. Sumber panas untuk penyolderan biasanya adalah penyolderan besi, obor, atau oven. Kata “solder” berasal dari bahasa Latin solidare, yang berarti “membuat padat.”

Solder meleleh pada suhu eutektik dari paduan solder. Solder secara tradisional adalah paduan timah-timah dalam berbagai proporsi. Untuk contoh, solder dengan komposisi 61,9% Sn–38,1% Pb meleleh pada 188°C (370°F), sedangkan timah meleleh pada 232°C (450°F) dan timah pada 327°C (621°F). Untuk aplikasi khusus dan kekuatan sambungan yang lebih tinggi (terutama pada suhu tinggi), komposisi solder lainnya adalah timah-seng, timah-perak, kadmium-perak, dan paduan seng-aluminium.

Solder digunakan secara luas dalam industri elektronik. Namun, perhatikan bahwa karena suhu penyolderan relatif rendah, sambungan solder memiliki manfaat yang sangat terbatas pada suhu tinggi. Selain itu, karena solder umumnya tidak memiliki banyak kekuatan, proses tersebut tidak dapat digunakan untuk struktur yang menahan beban. Kekuatan sambungan bisa ditingkatkan secara signifikan dengan interlocking mekanis dari sambungan.

Adhesive Bonding

Banyak bagian komponen dapat digabungkan dan dirakit dengan perekat (adhesive) daripada dengan satu atau lebih metode penyambungan yang dijelaskan sejauh ini. Contoh umum ikatan perekat adalah kayu lapis, di mana beberapa lapisan kayu direkatkan dengan lem kayu.

Adhesive bonding telah mendapatkan peningkatan penerimaan di bidang manufaktur sejak penggunaan pertama dalam skala besar yaitu perakitan komponen bantalan beban di pesawat terbang selama Perang Dunia II (1939–1945). Perekat tersedia dalam berbagai bentuk seperti cair, pasta, larutan, emulsi, bubuk, tape, dan film. Saat diterapkan, perekat biasanya memiliki ketebalan sekitar 0,1 mm (0,004 in.).

Untuk memenuhi persyaratan aplikasi tertentu, perekat memerlukan satu atau lebih dari sifat berikut:

• Kekuatan: geser dan kupas
• Ketangguhan (toughness)
• Ketahanan terhadap berbagai cairan dan bahan kimia
• Ketahanan terhadap degradasi lingkungan, termasuk panas dan kelembapan
• Kemampuan untuk membasahi permukaan yang akan direkatkan.

Perekat dapat digunakan untuk merekatkan berbagai macam bahan logam serupa dan tidak serupa dan komponen logam dan bukan logam yang berbeda dengan bentuk, ukuran, dan ketebalan. Ikatan perekat juga dapat dikombinasikan dengan metode penyambungan mekanik untuk lebih meningkatkan kekuatan ikatan. Desain sambungan dan metode ikatan membutuhkan perawatan dan keterampilan.

Industri besar yang menggunakan ikatan perekat secara ekstensif adalah dirgantara, industri otomotif, peralatan, dan produk bangunan. Contohnya pada otomotif seperti rakitan pelapis rem, kaca kaca depan yang dilaminasi, peralatan, helikopter bilah, struktur sarang lebah, dan badan pesawat serta permukaan kontrol.

Mechanical Fastening

Dua atau lebih komponen sebaiknua disambung atau dikunci sedemikian rupa sehingga dapat dibongkar sewaktu-waktu selama masa pakai produk. Banyak sekali produk, seperti pensil mekanik, jam tangan, komputer, peralatan, mesin, dan sepeda, memiliki komponen yang diikat secara mekanis. Pengunci mekanis / mechanical fastening lebih disukai daripada metode lain karena alasan berikut:

• Kemudahan manufaktur
• Kemudahan perakitan dan transportasi
• Kemudahan pembongkaran, perawatan, penggantian suku cadang, atau perbaikan
• Kemudahan dalam membuat desain yang membutuhkan sambungan bergerak seperti engsel, geser, dan komponen dan perlengkapan yang dapat disesuaikan
• Menurunkan biaya keseluruhan pembuatan produk

Metode pengunci mekanis yang paling umum adalah dengan menggunakan baut, mur, sekrup, pin, dll. Juga dikenal sebagai perakitan mekanik, pengunci mekanis umumnya mengharuskan komponen memiliki lubang melalui mana pengencang dimasukkan. Sambungan ini dapat mengalami geser dan tegangan tarik dan harus dirancang untuk menahan gaya tersebut.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6^th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Author: admin