PRINSIP PEMATRIAN DAN PEMOTONGAN

Pematrian adalah cara pengelasan dimana sambungan diikat dan disatukan dengan menggunakan paduan logam yang mempunyai titik cair rendah. Dalam hal ini logam induk tidak turut mencair. Di samping itu juga Pematrian dapat diartikan sebagai suatu metode penyambungan bahan logam di bawah pengaruh panas dengan pertolongan bahan tambah logam atau campuran logam. Prinsip dari pematrian yakni memanfaatkan logam penyambung lainnya yang dalam keadaan cair dan kemudian membeku. Bahan tambah (biasa disebut patri) merupakan bahan logam atau campuran logam yang mudah melebur karena mempunyai titik lebur di bawah titik lebur bahan logam yang akan disambungkan. Pematrian (pematrian keras) atau pengelasan cocok digunakan pada penyambungan logam apabila kekuatan dan keawetan sambungan menjadi pertimbangan utama. Apabila kekuatan sambungan tidak begitu dipentingkan, atau sambungan yang dibutuhkan tidak bersifat permanen, maka pematrian lunak, sambungan adhesif atau sambungan mekanis merupakan pilihan yang lebih cocok. Bahan logam yang akan disambungkan tidak ikut melebur, melainkan hanya terjaring oleh bahan patri yang meleleh. Sambungan bahan logam terjadi akibat lekatan erat (ikatan) patri pada bidang sambungan, yang tidak dapat dilepaskan tanpa dipanaskan ulang atau dirusak. Pembentukan oksida yang mengganggu pada bidang pematrian dapat dicegah dengan bahan pelumer atau pelindung.
Pematrian banyak digunakan pada sambungan konstruksi yang baik untuk dipatri, namun tidak dapat dilas. Pematrian dapat dipertimbangkan untuk diterapkan pada kondisi-kondisi di bawah ini. a. Sebagai pengganti pengelasan pada konstruksi bahan yang peka terhadap suhu pengelasan yang tinggi, yang dapat mengakibatkan kerugian (merubah struktur bahan, menyebabkan pengerutan, pengoyakan, retak ataupun pecah). b. Untuk menyambung logam yang titik leburnya sangat berbeda, misalnya baja dan kuningan, tembaga, logam keras. c. Untuk menyambung benda kerja yang sangat kecil, sangat tipis atau bentuknya istimewa dan tebalnya sangat berbeda. d. Untuk pekerjaan perbaikan bagian yang sangat peka terhadap panas, misalnya perkakas. e. Untuk pengedapan (sambungan wadah, retak-retak, dan lain-lain).
Pada pematrian logam pengisi mempunyai titik cair diatas 430 oC akan tetapi masih dibawah titik cair logam induk. Logam dan paduan patri yang banyak digunakan adalah :
1. Tembaga : titik cair 1083 oC.
2. Paduan tembaga : kuningan dan perunggu yang mempunyai titik cair antara 870 oC 1100 oC.
3. Paduan perak : yang mempunyai titik cair antara 630 oC – 845 oC.
4. Paduan Aluminium : yang mempunyai titik cair antara 570 oC - 640 oC.
Adapun jenis sambungan yang lazim pada patri adalah : sambungan tindih, temu, dan serong seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Jenis Sambungan Pada Patri

Pada penyambungan patri hal yang paling utama adalah kebersihan, permukaan harus bebas dari kotoran-kotoran, minyak, atau oksida-oksida dan bagian sambungan harus tepat ukuran maupun bentuknya dengan celah untuk bahan pengisi. Proses pematrian dikelompokkan berdasarkan cara pemanasan. Ada empat cara yang dilakukan dalam memanaskan logam pada penyambungan :
1. Pencelupan benda yang akan disambung dalam logam pengisi atau fluks cair.
2. Mematri dengan menggunakan dapur. Disini benda dijepit dengan jig dan dimasukkan ke dalam dapur yang diatur suhunya sesuai titik cair logam patri.
3. Mematri dengan nyala. Panas nyala diambil dari nyala oksi asetilen atau oksihidrogen dan logam pengisi dalam bentuk kawat dicairkan pada celah sambungan.
4. Mematri dengan patri listrik. Panas berasal dari tahanan, induksi atau busur listrik.
Keuntungan proses patri adalah kemungkinan penyambungan logam yang sulit di las, penyambungan logam yang berlainan dan penyambungan bahan yang tipis. Selain itu proses patri cepat dan menghasilkan sambungan yang rapi yang tidak memerlukan
pengerjaan penyelesaian lagi.

Klasifikasi Cara-cara Pemotongan
Jika sebuah struktur dibuat, prosedur pertama adalah pemotongan material dan ada beberapa metode pemotongan. Tenaga mekanis digunakan untuk pengguntingan dan penggergajian, dan sumber panas temperatur tinggi untuk pemotongan dengan gas dan mesin potong busur plasma. Berbagai macam teknik pemotongan digunakan dalam sehari-harinya, tergantung dengan kebutuhannya, misalnya seperti kapasitas pemotongan, jenis material yang dipotong, akurasipemotongan, kualitas permukaan potong, kemampuan operasinya, efisiensi biaya dan faktor keamanan. Sumber energi panas yang digunakan untuk pemotongan termal termasuk reaksi oksidasi, energi listrik, energi sinar dan kombinasi dari tersebut diatas. Bagaimanapun juga pemotongan termal sangat jarang digunakan hanya dengan energi termal saja. Sebagian besar dari potong termal dilakukan dengan pemanasan bagian logam yang dipotong dan peniupan terak yang timbul sebagai hasil dari pemotongan oleh gas. Energi hidrodinamik dari gas adalah sangat penting.

Pemotongan Dengan Gas
Bila metode pemotongan gas dipertimbangkan, kita selalu membayangkan pada pemotongan baja. Metode yang memanfaatkan sifat reaksi oksidasi yang dimiliki oleh baja adalah sederhana dan populer. Fenomena (gambaran) tentang kawat panas yang membara mulai terbakar hebat dengan nyala putih terang dalam oksigen telah ditemukan oleh seorang ahli kimia Perancis yang bernama Lavoisier pada tahun 1776. Tetapi baru tahun 1900-an teknik pemotongan gas mulai diperkenalkan. Walaupun saat ini teknik pemotongan termal menggunakan berbagai tipe energi telah dikembangkan, teknik ini tetap menjadi salah satu yang penting untuk pemotongan bahan baku material untuk pembuatan jembatan-jembatan dan konstruksi-konstruksi baja termasuk juga bangunan kapal. Prinsip pemotongan gas : Pada kenyataannya bagian dari besi atau baja diberi pemanasan awal dengan nyala api pemanasan awal sampai titik bakar (sekitar 900ºC) awalnya, dan kemudian oksigen murni tekanan tinggi ditiupkan langsung pada pusat (tengah-tengah) api preheating ke logam induk, mencairkan daerah tiup dan memisahkan oksida besi hasil pembakaran yang disebut slag (terak). Jadi pemotongan terus menerus membuat galur untuk melengkapi pemotongan dengan gas. Adanya pemotongan oksigen ini menjadi sangat penting.