Transcript
PENGARUH ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN
TARIK DAN KETANGGUHAN LAS SMAW DENGAN
ELEKTRODA E7018
SKRIPSI
Disusun guna menyelesaikan studi Strata S1
untuk mencapai gelar S1
Disusun oleh:
Nama : Joko Santoso
NIM : 5250401044
Prodi : Teknik Mesin S1
Jurusan : Teknik Mesin
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2006
Penulisan “Judul Skripsi” menggunakan huruf kapital dan Bold, kata yang berbahasa asing harus menggunakan huruf miring. Jumlah kata 13 sehingga masih masuk persyaratan, karena maksimal 20 kata untuk judul yang berbahasa indonesia
Dilihat dari Judul pada skripsi ini, penelitian menggunakan jenis penelitian kuantitatif Eksperimental. Variable bebas (x)= arus pengelasan, variable terikat (y1)= kekuatan tarik, dan variable terikat (y2)= ketangguhan las smaw
ABSTRAK
Joko Santoso, 2006. TM, FT, UNNES “ Pengaruh arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Las SMAW dengan Elektroda E7018”.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan tarik, ketangguhan, kekerasan dan struktur mikro las SMAW dengan elektroda E7018. Penelitian ini menggunakan bahan baja paduan rendah yang mengandung kadar C = 0,098 %, Si = 0,228 %, Mn = 1,489 %, S = 0,007 %, P=0,014 %, Ni = 0,151 %, Nb = 0,06, Cr=0,085%, V=0,05%, W=0,05 %, Ti=0,01%. Bahan diberi perlakuan pengelasan dengan variasi arus 100 Amper, 130 Amper dan 160 Amper dengan menggunakan las SMAW DC polaritas terbalik dengan elektroda E7018 diameter 3,2 mm. DC polaritas terbalik yaitu pemegang elektroda dihubungkan dengan kutub positif dan logam indukdihubungkan dengan kutub negatif. Jenis kampuh yang digunakan adalah kampuh V dengan sudut 700. Spesimen dilakukan pengujian tarik, ketangguhan, kekerasandan foto mikro.
Kekuatan tarik sambungan las tertinggi terjadi pada kelompok spesimen 160 Amper yaitu sebesar 684,7 MPa yang mengalami kenaikan sebesar 44,8 MPa atau sebesar 6,54 % dari raw materials. Kekuatan luluh tertinggi terjadi pada variasi arus 160 Amper yaitu 553,1 MPa yang menglami kenaikan sebesar 48,9 MPa atau sebesar 8,84 %dari raw materials. Kekuatan tarik tertinggi untuk daerah lasan terjadi pada kelompok spesimen 100 Amper yaitu 688,9 MPa yang mengalami kenaikan sebesar 19,1 MPa atau sebesar 2,77 % dari kelompok spesimen 130 Amper dan sebesar 33,7 MPa atau sebesar 4,89 % dari arus 160Amper. Ketangguhan pada daerah las tertinggi pada kelompok spesimen arus 100 Amper yaitu sebesar 1,809 Joule/mm2, hal ini mengalami kenaikan 43,17 % dariraw materials. Kelompok arus 130 Amper dan 160 Amper mengalami kenaikanterhadap raw materials yaitu masing-masing sebesar 37,55 % dan 32,05%. Tingkat kekerasan tertinggi terjadi pada daerah HAZ sebesar 274 kg/mm2 darivariasi arus 130 Amper, hal ini terlihat pada struktur mikronya terihat lebih lembut dibandingkan variasi arus pengelasan yang lain. Sesuai hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa dengan variasi arus pengelasan terjadi perubahan struktur akibat pendinginan sehingga berpengaruh terhadap kekuatan bahan yaitu terjadi peningkatan terhadap raw materials.
Kata kunci adalah arus, SMAW, kekuatan tarik, ketangguhan, E7018.
Abstrak paragraf 1 seharusnya berisi permasalahan dan tujuan penelitian, tetapi pada skripsi ini langsung tertulis tujuan penelitiannya, spasi yang digunakan benar yaitu 1.0
Disini paragraf 2 berisi hasil pembahasan, padahal sesuai aturan paragraf ke-2 seharusnya berisi metode penelitian dan prosedur penelitian.
Perlu ada paragraf 3 yang memuat kesimpulan dan saran
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengembangan teknologi di bidang konstruksi yang semakin maju
tidak dapat dipisahkan dari pengelasan karena mempunyai peranan penting
dalam rekayasa dan reparasi logam. Pembangunan konstruksi dengan logam
pada masa sekarang ini banyak melibatkan unsur pengelasan khususnya
bidang rancang bangun karena sambungan las merupakan salah satu
pembuatan sambungan yang secara teknis memerlukan ketrampilan yang
tinggi bagi pengelasnya agar diperoleh sambungan dengan kualitas baik.
Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam konstruksi sangat luas meliputi
perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, sarana transportasi, rel, pipa
saluran dan lain sebagainya.
Faktor yang mempengaruhi las adalah prosedur pengelasan yaitu suatu
perencanaan untuk pelaksanaan penelitian yang meliputi cara pembuatan
konstruksi las yang sesuai rencana dan spesifikasi dengan menentukan semua
hal yang diperlukan dalam pelaksanaan tersebut. Faktor produksi pengelasan
adalah jadwal pembuatan, proses pembuatan, alat dan bahan yang diperlukan,
urutan pelaksanaan, persiapan pengelasan (meliputi: pemilihan mesin las,
penunjukan juru las, pemilihan elektroda, penggunaan jenis kampuh)
(Wiryosumarto, 2000).
Pilihan ketika menggunakan DC polaritas negatif atau positif adalah
terutama ditentukan elektroda yang digunakan. Beberapa elektroda SMAW
didisain untuk digunakan hanya DC- atau DC+. Elektroda lain dapat
menggunakan keduanya DC- dan DC+. Elektroda E7018 dapat digunakan
pada DC polaritas terbalik (DC+). Pengelasan ini menggunakan elektroda
E7018 dengan diameter 3,2 mm, maka arus yang digunakan berkisar antara
115-165 Amper. Dengan interval arus tersebut, pengelasan yang dihasilkan
akan berbeda-beda (Soetardjo, 1997).
Penyetelan kuat arus pengelasan akan mempengaruhi hasil las. Bila
arus yang diguanakan terlalu rendah akan menyebabkan sukarnya penyalaan
busur listrik. Busur listrik yang terjadi menjadi tidak stabil. Panas yang terjadi
tidak cukup untuk melelehkan elektroda dan bahan dasar sehingga hasilnya
merupakan rigi-rigi las yang kecil dan tidak rata serta penembusan kurang
dalam. Sebaliknya bila arus terlalu tinggi maka elektroda akan mencair terlalu
cepat dan akan menghasilkan permukaan las yang lebih lebar dan penembusan
yang dalam sehingga menghasilkan kekuatan tarik yang rendah dan
menambah kerapuhan dari hasil pengelasan (Arifin, 1997).
Kekuatan hasil lasan dipengaruhi oleh tegangan busur, besar arus,
kecepatan pengelasan, besarnya penembusan dan polaritas listrik. Penentuan
besarnya arus dalam penyambungan logam menggunakan las busur
mempengaruhi efisiensi pekerjaan dan bahan las. Penentuan besar arus dalam
pengelasan ini mengambil 100 A, 130 A dan 160 A. Pengambilan 100 A
dimaksudkan sebagai pembanding dengan interval arus diatas.
Berdasarkan latar belakang diatas maka penelitian ini mengambil
judul : “ Pengaruh Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik dan
Ketangguhan Las SMAW Dengan Elektroda E7018.”
B. Pembatasan Masalah
Penelitian ini menggunakan bahan baja paduan rendah yang diberi
perlakuan pengelasan dengan variasi arus 100 Amper, 130 Amper dan 160
Amper dengan menggunakan las SMAW DC polaritas terbalik dengan
elektroda E7018 diameter 3,2 mm. Jenis kampuh yang digunakan adalah
kampuh V dengan sudut 700. Spesimen diuji tarik, ketangguhan, foto mikro
dan uji kekerasan.
Latar belakang dimulai dari umum ke khusus, pada paragraf 1 memuat penggunaan las secara umum, sedangkan pada paragraf ke-2 dan seterusnya sudah beralih ke khusus.Latar belakang berisi bukti-bukti otentik dari buku/jurnal ilmiah, contoh pada skripsi ini yaitu “faktor yang mempengaruhi las” milik (Wiryosumarto,2000), dan beberapa bukti lain dari (Soetardjo, 1997).dan (Arifin, 1997).Bukti-bukti otentik dari jurnal (primer) akan lebih baik digunakan daripada sumber sekunder.
Setelah beberapa bukti-bukti sudah dianggap cukup, sehingga penulis yakin bisa mengangkat judul penelitian “Pengaruh Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik dan ketangguhan las” pada skripsi ini.
Pembatasan masalah perlu dilakukan agar penelitian bisa berpusat pada satu hal saja dan tidak melebar.Pada penelitian ini hanya dibatasi untuk meneliti baja paduan rendah dan menggunakan las SMAW DC.
C. Permasalahan
Berdasarkan alasan tersebut di atas, maka permasalahan yang timbul
adalah:
a. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap kualitas kekuatan tarik
baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018?
b. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan tarik daerah las
baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018?
c. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap ketangguhan baja paduan
rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018?
d. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap struktur mikro baja paduan
rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018?
e. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap kekerasan baja paduan
rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018?
D. Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang dikemukakan, maka tujuan dari
penelitian ini adalah:
a. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap kualitas
kekuatan tarik baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan
elektroda E7018.
b. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap
kekuatan tarik lasan baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan
elektroda E7018.
c. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap
ketangguhan baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda
E7018.
d. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap
struktur mikro baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan
elektroda E7018.
e. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap
kekerasan baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda
Setelah masalah telah dibatasi maka akan timbul beberapa masalah yang dan menjadi hipotesis yang perlu diteliti kebenarannya
E7018.
E. Manfaat Penelitian
Sebagai peran nyata dalam pengembangan teknologi khususnya
pengelasan, maka penulis berharap dapat mengambil manfaat dari penelitian
ini, diantaranya:
a. Sebagai literatur pada penelitian yang sejenisnya dalam rangka
pengembangan teknologi khususnya bidang pengelasan.
b. Sebagai informasi bagi juru las untuk meningkatkan kualitas hasil
pengelasan.
c. Sebagai informasi penting guna meningkatkan pengetahuan bagi peneliti
dalam bidang pengujian bahan, pengelasan dan bahan teknik.
F. Penegasan Istilah
Judul dalam penelitian ini memuat beberapa kata, untuk menghindari
salah pengertian dalam judul ini, maka perlu adanya penegasan istilah untuk
memperjelas makna dari judul skripsi ini, yaitu:
a. Arus Pengelasan
Pengelasan adalah penyambungan dua logam dan atau logam
paduan dengan cara memberikan panas baik di atas atau di bawah titik
cair logam tersebut baikdengan atau tanpa tekanan serta ditambah atau
tanpa logam pengisi (Suharto, 1991).
b. Kekuatan Tarik las SMAW
Kekuatan tarik adalah sifat mekanik sebagai beban maksimum
yang terus-menerus oleh spesimen selama uji tarik dan dipisahkan oleh
daerah penampang lintang yang asli
c. Ketangguhan las SMAW
Ketangguhan adalah kemampuan bahan dalam menerima beban
tumbuk yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk
mematahkan batang uji dengan palu ayun (Kenyon, 1984).
Tujuan penelitian adalah hasil yang ingin dicapai dari rumusan masalah. Jadi misalnya permasalahannya terdapat 5 permasalahan maka tujuan yang hendak dicapai juga 5 tujuan.
Manfaat penelitian terbagi menjadi manfaat secara teori dan secara praktis. Diatas hanya terdapat manfaat secara praktis bagi lembaga-lembaga maupun bagi peneliti sendiri. Disini penulis mencamtumkan 3 manfaat penelitian yaitu sebagai literatur, sebagai informasi bagi juru las, dan untuk meningkatkan pengetahuan bagi peneliti sendiri.
Penegasan istilah berfungsi untuk mendapatkan gambaran yang jelas dan menghindari agar tidak terjadi kesalahfahaman atau kekaburan dalam mengambil arti dan maksud istilah yang digunakan dalam judul skripsi
BAB II
LANDASAN TEORI
1. Pengertian Las
Definisi pengelasan menurut DIN (Deutsche Industrie Norman)
adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang
dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, las merupakan
sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi
panas.
2. Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding)
Pola pemindahan logam cair sangat mempengaruhi sifat mampu las
dari logam. Logam mempunyai sifat mampu las yang tinggi bila pemindahan
terjadi dengan butiran yang halus. Pola pemindahan cairan dipengaruhi oleh
besar kecilnya arus dan komposisi dari bahan fluks yang digunakan. Bahan
fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda selama pengelasan
mencair dan membentuk terak yang menutupi logam cair yang terkumpul di
tempat sambungan dan bekerja sebagai penghalang oksidasi.
3. Elektroda Terbungkus
Pengelasan dengan menggunakan las busur listrik memerlukan kawat
las (elektroda) yang terdiri dari satu inti terbuat dari logam yang dilapisi
lapisan dari campuran kimia. Fungsi dari elektroda sebagai pembangkit dan
sebagai bahan tambah.
Elektroda terdiri dari dua bagian yaitu bagian yang berselaput (fluks)
dan tidak berselaput yang merupakan pangkal untuk menjepitkan tang las.
Fungsi dari fluks adalah untuk melindungi logam cair dari lingkungan udara,
menghasilkan gas pelindung, menstabilkan busur.
Bahan fluks yang digunakan untuk jenis E7018 adalah serbuk besi dan
hidrogen rendah. Jenis ini kadang disebut jenis kapur. Jenis ini menghasilkan
sambungan dengan kadar hidrogen rendah sehingga kepekaan sambungan
terhadap retak sangat rendah, ketangguhannya sangat memuaskan.
4. Besar Arus Listrik
Besarnya arus pengelasan yang diperlukan tergantung pada diameter
elektroda, tebal bahan yang dilas, jenis elektroda yang digunakan, geometri
sambungan, diameter inti elektroda, posisi pengelasan. Daerah las mempunyai
kapasitas panas tinggi maka diperlukan arus yang tinggi.
5. Baja Paduan Rendah
Baja paduan rendah adalah baja paduan yang mempunyai kadar
karbon sama dengan baja lunak, tetapi ditambah dengan sedikit unsur-unsur
paduan. Penambahan unsur ini dapat meningkatkan kekuatan baja tanpa
mengurangi keuletannya. Baja paduan banyak digunakan untuk kapal,
jembatan, roda kerta api, ketel uap, tangki-tangki dan dalam permesinan.
6. Struktur Mikro Daerah Las-lasan
Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah logam las, daerah
pengaruh panas atau heat affected zone disingkat menjadi HAZ dan logam
induk yang tak terpengaruhi panas.
a. Daerah logam las
b. Daerah pengaruh panas atau heat affected zone (HAZ)
c. Logam induk
7. Diagram CCT (continuous cooling transformation)
Pada proses pengelasan, transformasi austenit menjadi ferit merupakan
tahap yang paling penting karena akan mempengaruhi struktur logam las,
Faktor-faktor yang mempengaruhi transformasi austenit menjadi
ferit adalah masukan panas, komposisi kimia las, kecepatan pendinginan dan
bentuk sambungan las.
8. Heat Input
Energi yang dihasilkan dalam operasi pengelasan dihasilkan dari
bermacam-macam sumber tergantung pada proses pengelasannya. Pada
pengelasan busur listrik, sumber energi berasal dari listrik yang diubah
menjadi energi panas. Energi panas ini sebenarnya hasil kolaborasi dari arus
las, tegangan las dan kecepatan pengelasan. Parameter ketiga yaitu kecepatan
pengelasan ikut mempengaruhi energi pengelasan karena proses
pemanasannya tidak diam akan tetapi bergerak dengan kecepatan tertentu.
9. Pengujian Ketangguhan
Ketangguhan adalah tahanan bahan terhadap beban tumbukan atau
kejutan (takikan yang tajam secara drastis menurunkan ketangguhan). Tujuan
utama dari pengujian impak adalah untuk mengukur kegetasan atau keuletan
bahan terhadap beban tiba-tiba dengan cara mengukur energi potensial sebuah
palu godam yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu. Pengujian impak adalah
pengujian dengan menggunakan beban sentakan (tiba-tiba). Metode yang
sering digunakan adalah metode Charpy dengan menggunakan benda uji
standar.
10. Kampuh V
Sambungan kampuh V dipergunakan untuk menyambung logam atau
plat dengan ketebalan 6-15 mm. Sambungan ini terdiri dari sambungan
kampuh V terbuka dan sambungan kampuh V tertutup. Sambungan kampuh V
terbuka dipergunakan untuk menyambung plat dengan ketebalan 6-15 mm
dengan sudut kampuh antara 600-800, jarak akar 2 mm, tinggi akar 1-2 mm
( Sonawan, 2004).
11. Pengujian Komposisi
Pengujian komposisi adalah pengujian yang dilakukan dengan maksud
untuk mengetahui kadar unsur-unsur yang terkandung dalam bahan. Pada baja
unsur yang berpengaruh dalam penguatan baja yang dominan adalah karbon.
Dan unsur-unsur lain yang berpengaruh antara lain:
a. S bersifat menurunkan keuletan pada terak.
b. Mo (Molibden) dan W (tungsten) bersifat mengendalikan kegetasan pada
perlakuan temper.
c. Kadar P yang rendah dapat menaikkan kuat tarik baja, tetapi P bersifat
membuat baja getas pada suhu rendah.
d. P, Mo dan V (Vanadium) membawa sifat penurunan keuletan pada baja.
e. Ni dan Mn bersifat memperbaiki keuletan baja, Mn juga bersifat mengikat
karbida sehingga perlit dan ferlit menjadi halus.
12. Pengujian Tarik
Proses pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik
benda uji. Pengujian tarik untuk kekuatan tarik daerah las dimaksudkan untuk
mengetahui apakan kekuatan las mempunyai nilai yang sama, lebih rendah
atau lebih tinggi dari kelompok raw materials. Pengujian tarik untuk kualitas
kekuatan tarik dimaksudkan untuk mengetahui berapa nilai kekuatannya dan
dimanakah letak putusnya suatu sambungan las. Pembebanan tarik adalah
pembebanan yang diberikan pada benda dengan memberikan gaya tarik
berlawanan arah pada salah satu ujung benda.
13. Pengujian Kekerasan
Proses pengujian logam kekerasan logam dapat diartikan sebagai
kemampuan suatu bahan terhadap pembebanan dalam perubahan yang tetap.
Harga kekerasan bahan tersebut dapat dianalisis dari besarnya pembebanan
yang diberikan terhadap luasan bidang yang menerima pembebanan.
Pengujian kekerasan logam ini secara garis besar ada 3 jenis yaitu cara
goresan, penekanan, cara dinamik. Proses pengujian yang mudah dan cepat
dalam memperoleh angka kekerasan yaitu penekanan. Penentuan kekerasan
penekanan ada 3 cara yaitu Brinell, Vickers, dan Rockwell. Pada penelitian ini
digunakan cara mikro Vickers dengan menggunakan penekan berbentuk
piramida intan. Besar sudut antara permukaan piramida yang saling
berhadapan 1360. pada pengujian ini bahan ditekan dengan gaya tertentu dan
terjadi cetakan pada bahan uji dari intan.
14. Foto Struktur Mikro
Struktur bahan dalam orde kecil sering disebut struktur mikro. Struktur
ini tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi harus menggunakan alat
pengamat struktur mikro. Penelitian ini menggunakan mikroskop cahaya.
Persiapan yang dilakukan sebelum mengamati struktur mikro adalah
pengefraisan spesimen, pengampelasan, pemolesan dan pengetsaan. Setelah
dipilih, bahan uji diratakan kedua permukaannya dengan menggunakan mesin
frais, dalam pendinginan harus selalu terjaga agar tidak timbul panas yang
mempengaruhi struktur mikro. Setelah rata digosok dengan menggunakan
ampelas mulai dari yang kasar sampai yang halus. Bahan yang halus dan rata
itu diberi autosol untuk membersihkan noda yang menempel padabahan.
Langkah terakhir sebelum dilihat struktur mikro adalah dengan mencelupkan
spesimen kedalam larutan etsa dengan penjepit tahan karat dan permukaan
menghadap keatas. Kemudian spesimen dicuci, dikeringkan dan dilihat
stuktur mikronya.
15. Kerangka Berfikir
Pengelasan merupakan salah satu proses penyambungan logam. Pada
proses pengelasan banyak faktor yang mempengaruhi kualitas dari hasil
pengelasan diantaranya: mesin las yang digunakan, bahan yang digunakan,
prosedur pengelasan, cara pengelasan, arus pengelasan dan juru las.
Las SMAW adalah suatu proses pengelasan busur listrik yang mana
penggabungan atau perpaduan logam yang dihasilkan oleh panas dari busur
listrik yang dikeluarkan diantara ujung elektroda terbungkus dan permukaan
logam dasar yang dilas dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber
tenaga. Jenis arus listrik yang digunakan ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus
bolak-balik (AC). Pengelasan dengan arus searah pemasangan kabel pada
mesin las ada 2 macam yaitu polaritas lurus (DC-) dan polaritas terbalik
(DC+). Pada polaritas terbalik (DC+) panas yang diberikan mesin las ⅓ untuk
memanaskan benda dan ⅔ untuk memanaskan elektroda.
Proses pemindahan logam elektroda terjadi pada saat ujung elektroda
mencair dan membentuk butir-butir yang terbawa arus busur listrik yang
terjadi. Bila digunakan arus listrik besar maka butiran logam cair yang
terbawa menjadi halus dan sebaliknya bila arus kecil maka butirannya menjadi
besar.
Pengelasan dengan menggunakan las SMAW DC polaritas terbalik
besarnya arus bermacam-macam sesuai dengan jenis elektroda. Penyetelan
arus pengelasan akan berpengaruh pada panas yang ditimbulkan dalam
pencairan logam dan penetrasi logam cairan tersebut.
Arus yang tinggi akan mengakibatkan panas yang tinggi, penembusan
atau penetrasi yang dalam dan kecepatan pencairan logam yang tinggi. Arus
yang kecil menghasilkan panas yang rendah dan tidak cukup untuk
melelehkan elektroda dan bahan logam. Penembusan, panas dan kecepatan
pencairan logam akan berpengaruh pada kualitas hasil pengelasan.
Landasan teori memuat teori-teori yang membantu penulis dalam melakukan penelitian. Dalam skripsi ini penulis memuat beberapa landasan teori seperti pengertian las, pengertian SMAW, elektroda terbungkus, struktur mikro, dllPada penelitian kuantitatif, peran teori sangat penting sebagai dasar atau landasan dalam suatu riset/penelitian. Karena tanpa landasan teori maka penelitian akan berujung pada kesalahan atau sering dikenal dengan istilah trial and error. Landasan teori bisa didapatkan dari berbagai sumber seperti buku-buku.
Akan tetapi disini pada landasan teori no.14, penulis mengisikan landasan teori tentang struktur mikro yang malah isinya hanya prosedur/cara melakukan foto struktur mikro untuk penelitian penulis, padahal landasan teori berisi teori-teori yang didapat dari sumber-sumber.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Metode penelitian adalah suatu cara yang digunakan dalam penelitian,
sehingga pelaksanaan dan hasil penelitian bisa untuk dipertanggungjawabkan
secara ilmiah. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, yaitu suatu cara
untuk mencari hubungan sebab akibat antara dua faktor yang berpengaruh.
Eksperimen dilaksanakan dilaboratorium dengan kondisi dan peralatan
yang diselesaikan guna memperoleh data tentang pengaruh arus pengelasan
terhadap kekuatan tarik dan ketangguhan las SMAW dengan elektroda E7018.
A. Dimensi Benda Uji
Spesifikasi benda uji yang digunakan dalam eksperimen ini adalah
sebagai berikut:
1. Bahan yang digunakan adalah plat baja karbon rendah
2. Ketebalan plat 11 mm
3. Elektroda yang digunakan adalah jenis E7018 dengan diameter 3,2 mm.
4. Posisi pengelasan dengan menggunaklan posisi bawah tangan.
5. Arus pengelasan yang digunakan adalah 100 A, 130 A, 160 A.
6. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V terbuka, jarak celah plat 2 mm,
tinggi akar 2 mm dan sudut kampuh 700.
7. Bentuk spesimen benda uji mengacu standar JIS Z 2201 1981 untuk
pengujian tarik.
8. Bentuk spesimen benda uji standar JIS Z 2202 1980 untuk pengujian
ketangguhan.
B. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan mulai bulan November tahun 2005. Adapun
pelaksanaannya adalah sebagai berikut:
1. Pengujian komposisi dilakukan di PT Itokoh Ceperindo Klaten.
2. Proses pengelasan dilakukan di Balai Latihan Kerja Semarang
3. Pembuatan bentuk spesimen benda uji dilakukan di laboratorium Teknik
Mesin Universitas Gadjah Mada.
Penulisan judul Bab “metodologi penelitian” salah seharusnya “metode penelitian”
4. Pengujian tarik, ketangguhan dan kekerasan dilakukan di laboratorium
Teknik Mesin S1 Universitas Gadjah Mada.
5. Foto struktur mikro di laboratorium Teknik Mesin D3 Universitas Gadjah
Mada.
C. Populasi dan Sampel
Populasi adalah keseluruhan subyek penelitian (Suharsimi, 2002).
Populasi dalam penelitian ini adalah semua hasil pengelasan material baja
karbon rendah las SMAW dengan elektroda E7018.
D. Pelaksanaan Penelitian
a. Persiapan Penelitian
b. Pengujian Komposisi
c. Pembuatan Kampuh V terbuka
e. Proses Pengelasan Benda
f. Pembuatan Spesimen
g. Pengujian Tarik
h. Pengujian Ketangguhan
i. Foto Struktur Mikro
j. Pengujian Kekerasan
E. ANALISIS DATA
Setelah data diperoleh selanjutnya adalah menganalisa data dengan cara
mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari hasil pengujian dimasukkan
kedalam persamaan-persamaan yang ada sehingga diperoleh data yang bersifat
kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka. Teknik analisa data pengaruh
arus pengelasan terhadap kekuatan tarik dan ketangguhan las SMAW dengan
elektroda E 7018 berupa perbandingan prosentase dan rata-rata antara data-data
yang mengalami variasi arus pengelasan.
Waktu dan tempat penelitian berisi tanggal diadakannya penelitian tersebut dan semua tempat yang untuk penelitian ditulis disini.
Penulis disini menggunakan semua subjek penelitian bukan sebagian sehingga disini tertulis populasi bukan sampel.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Uji Komposisi MaterialHasil pengujian komposisi kimia material pada penelitian ini
dimasukkan dalam Tabel 4-1 sebagai berikut:
Tabel 4-1. Komposisi Kimia Material dalam % beratC Si Mn S P Ni Nb Cr V W Ti
0,098 0,228 1,489 0,007 0,014 0,151 0,06 0,085 0,05 0,05 0,01
Menurut Wiryosumarto (2000), baja paduan rendah adalah
sekelompok baja paduan yang mempunyai kadar karbon sama dengan baja
lunak, tetapi ditambah dengan sedikit unsur-unsur paduan. Hasil pengujian
komposisi kimia material diatas menunjukkan kadar karbonnya adalah 0,098%,
dan terdapat unsur-unsur paduan dengan % berat yang rendah, maka baja ini
diklasifikasikan menjadi baja paduan rendah (low alloy steel).
3. Hasil Uji Kekerasan
Pengujian kekerasan menghasilkan data dari nilai kekerasan dari
specimen kelompok raw materials dan kelompok variasi arus pengelasan. Nilai
kekerasan dari setiap spesimen dimasukkan kedalam Tabel 4-2 dibawah :
Disini tedapat hasil dari uji komposisi material dengan menganalisa foto struktur mikro.
Tabel 4-2. Hasil Uji Kekerasan Vickers dalam satuan kg/mm2
Titik Daerah Spesimen
Arus 100 A Arus 130 A Arus 160 A
1 Logam las 197 204 1852 199 205 1893 199 214 1894 197 214 1945 197 214 1956 189 226 1937 197 210 2128 195 211 2149 196 211 21210 191 217 21211 220 220 24912 184 217 23113 205 219 229
Rata-rata 197,38 214 20814 Batas 227 251 25115 HAZ 234 274 25116 229 272 25117 229 263 24818 224 239 22919 223 229 23420 229 220 234
Rata-rata 228 249,5 241,1721 Batas 234 221 24122 Logam
induk225 205 219
23 226 212 22324 214 214 22125 224 219 22326 214 217 22027 219 208 21228 219 209 21229 214 219 20330 212 213 20731 217 208 203
Rata-rata 218,4 212,4 214,3
Keterangan :
Nomor pada kolom titik (tabel 4-2) angka 1-31 menunjukkan posisi titik
pengujian kekerasan mikro Vickers, dapat dilihat pada gambar 4-14 dibawah ini :
Disini penulis menguji kekerasan spesimen dengan menggunakan variasi ampere yang berbeda
4. Hasil Uji Kekuatan Tarik
Tabel 4-3. Hasil Pengujian Tarik Untuk Kualitas Kekuatan Tarik Baja Paduan Rendah
Parameter SpesimenRaw materials
Arus 100 A Arus 130 A Arus 160 A
σu (MPa) 647,7 - 645,9 666,1643,3 512,8 655,4 663,6628,9 631,6 640,1 724,5
Rata-rata 639,9 572,2 647,1 684,7σy (MPa) 512,7 - 526,1 544,6
500,8 437,6 534,6 526,6493,2 525,5 546,2 588,2
Rata-rata 504,2 481,5 535,6 553,1e (%) 29,5 - 12,9 19,85
31 9,3 15,78 20,2026 10,75 12,4 20,05
Rata-rata 28,83 10,02 13,69 20,03q (%) 69,35 - 40,02 43,82
66,78 28,98 33,87 60,2569,38 30,71 24,61 31,34
Rata-rata 68,50 29,84 32,83 45,14Data dari Tabel 4-3 hasil pengujian tarik selanjutnya dimasukkan ke
dalam diagram batang seperti di bawah ini:
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dari material baja paduan rendah sebagai material uji dalam penelitian ini
5. Hasil Uji Ketangguhan Impak
Hasil dari pengujian ketangguhan impak berupa tenaga yang diserap (W)
dalam satuan Joule dan nilai pukul takik (K) dalam satuan Joule/mm2. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Tabel 4-5 di bawah ini :
Tabel 4-5. Hasil Pengujian Ketangguhan ImpakNo Parameter Tenaga patah (J) Ketangguhan
(Joule/mm2)
1 Raw materials 80 0,999
2 84 1,058
3 83 1,027
Rata-rata 82,33 1,028
1 Arus 100 A 149,6 1,84
2 147,3 1,80
3 143 1,787
Rata-rata 146,63 1,809
1 Arus 130 A 138 1,725
2 128 1,607
3 128 1,605
Rata-rata 131,33 1,646
1 Arus 160 A 121 1,51
2 121 1,51
3 122 1,52
Rata-rata 121,33 1,513
B. Pembahasan
Data dari hasil penelitian diketahui ada perbedaan struktur mikro,
kekerasan, kekuatan tarik, ketangguhan dari kelompok raw materials dan
kelompok yang dikenai proses pengelasan dengan tiga variasi arus, yaitu
sebesar 100 Amper, 130 Amper dan 160 Amper.
Data dari hasil pegujian kelompok raw materials mempunyai
ketangguhan paling kecil dibanding kelompok variasi arus dan pengujian tarik
bahan baja paduan mempunyai nilai kekuatan yang terendah kedua setelah
kelompok variasi arus 100 Amper. Struktur mikro yang ada pada raw
Eksperimen untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan ketangguhanantara bahan yang mengalami perlakuan pengelasan dengan logam induk
materials adalah ferit dan perlit yang mempunyai butiran yang besar. Struktur
ferit mempunyai kekuatan dan keuletan yang cukup, sedangkan struktur perlit
mempunyai sifat yang keras dan kurang ulet. Pada gambar 4-1 (a) struktur ferit
mendominasi area. Untuk pengujian tarik kelompok raw materials mempunyai
nilai kekuatan yang tinggi, karena mengandung unsur Mn yang besar yaitu
1,489 % dan kandungan unsur silikon (Si) sebesar 0,228 %. Fungsi dari unsur
Mn adalah dapat mengikat karbon (C) membentuk karbida mangan (Mn3C)
yang dapat menaikkan kekuatan, ketangguhan baja dan meningkatkan
kekerasan. Fungsi dari kandungan unsur silikon adalah pembentuk ferit yang
sangat kuat dan juga untuk menguatkan baja. Nilai perpanjangan dan reduksi
penampang untuk raw materials tertinggi dibanding kelompok variasi arus
pengelasan.
Pengujian yang pertama adalah pengujian tarik untuk variasi arus
pengelasan 100 Amper. Nilai kekuatan tarik, tegangan luluh, reduksi
penampang dan perpanjangan untuk kualitas baja paduan rendah mempunyai
nilai yang paling kecil diantara variasi arus pengelasan dan raw materials.
Pada kelompok variasi 100 Amper, arus yang terjadi terlalu rendah
menyebabkan sukarnya penyalaan busur listrik dan busur listrik yang terjadi
tidak stabil. Panas yang dihasilkan tidak cukup untuk melelehkan elektroda
dan raw materials serta penembusan yang terjadi kurang maksimal. Pada
pengujian tarik untuk kualitas lasan, kelompok ini mempunyai nilai kekuatan
tarik dan tegangan luluh tertinggi diantara kelompok variasi arus pengelasan
yang lain. Nilai perpanjangan dan reduksi penampang yang lebih tinggi dari
kelompok arus 130 Amper dan lebih rendah dari kelompok arus 160 Amper.
Pengujian yang kedua adalah pengujian tarik dan pengujian impak
untuk variasi arus pengelasan 130 Amper. Nilai kekuatan tarik dan tegangan
luluh untuk kualitas baja karbon rendah mempunyai nilai yang yang lebih
besar dibanding kelompok variasi arus 100 Amper dan kelompok raw
materials, tetapi lebih rendah dibanding kelompok 160 Amper. Nilai reduksi
penampang dan perpanjangan mempunyai nilai yang lebih tinggi dibanding
kelompok arus 100 Amper dan lebih rendah dibanding kelompok variasi arus
pengelasan 160 Amper dan raw materials. Pada kelompok ini, arus yang
terjadi cukup stabil dibanding kelompok 100 Amper. Arus yang stabil ini
menyebabkan penembusan dan nyala busur yang baik. Pada pengujian tarik
untuk kualitas lasan, kelompok ini mempunyai nilai kekuatan tarik dan
tegangan luluh lebih tinggi dari kelompok variasi arus pengelasan 100 Amper
dan lebih rendah dari kelompok variasi arus pengelasan 160 Amper. Nilai
pertambahan panjang dan reduksi penampang mempunyai nilai yang paling
kecil dibanding kelompok variasi arus pengelasan 100 Amper dan 160 Amper.
Pengujian yang ketiga adalah pengujian tarik dan pengujian impak
untuk variasi arus pengelasan 160 Amper. Nilai kekuatan tarik dan tegangan
luluh untuk kualitas baja karbon rendah mempunyai nilai yang paling tinggi
diantara variasi arus pengelasan dan raw materials. Nilai untuk perpanjangan
dan reduksi penampang kelompok ini lebih rendah dibandingkan kelompok
raw materials dan lebih tinggi diantara variasi arus pengelasan. Arus
pengelasan 160 Amper termasuk dalam interval arus yang diijinkan untuk
elektroda E7018 diameter 3,2 mm yaitu antara 115 sampai 165 Amper. Pada
pengelasan ini busur yang terjadi lebih besar dibandingkan arus 130 Amper.
Percikan busur terlihat lebih besar dan peleburan elektroda lebih cepat. Nilai
yang dihasilkan dari pengujian tarik untuk kualitas lasan lebih kecil
dibandingkan kelompok variasi arus pengelasan yang lain.
Data dari hasil pengujian ketangguhan impak diketahui bahwa nilai
untuk raw materials mengalami penurunan dibanding dengan variasi arus
pengelasan, ini karena panas yang dihasilkan saat pengelasan menyebabkan
bahan makin ulet sehingga ketangguhan yang dihasilkan makin tinggi. Nilai
ketangguhan impak untuk arus 100 Amper lebih tinggi dibandingkan dengan
kelompok spesimen variasi arus pengelasan 130 Amper dan 100 Amper,
karena struktur mikro ferit acicular lembut yang berupa bilah-bilah menyilang
lebih optimal, sehingga menahan rambatan retak yang terjadi. Ini berbanding
lurus dengan pernyataan Lancaster (1996), bahwa semakin lembut ferit
acicular mempunyai ketangguhan yang semakin tinggi.
Di paragraf ke-2 terlihat adanya pengaruh variasi arus terhadap pengelasan sehingga jika penulis menggunakan H0=adanya pengaruh variasi pengelasan terhadap...., maka H0 itu akan di terima
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Nilai kekuatan tarik dan tegangan luluh untuk spesimen kualitas kekuatan
tarik baja paduan rendah kelompok pengelasan arus 160 Amper paling
tinggi dibandingkan kelompok variasi arus pengelasan 100 Amper dan 130
Amper serta kelompok raw materials. Nilainya mengalami kenaikan
sebesar 44,84 MPa untuk nilai kekuatan tarik dan 84 MPa untuk nilai
tegangan luluh terhadap kelompok raw materials
2. Nilai kekuatan tarik dan tegangan luluh untuk spesimen kekuatan tarik
daerah lasan kelompok 100 Amper paling tinggi dibandingkan kelompok
variasi arus pengelasan 130 Amper dan 160 Amper. Nilainya mengalami
kenaikan terhadap spesimen arus pengelasan 160 Amper sebesar 3,72 %
untuk kekuatan tarik dan 8,98 % untuk nilai tegangan luluh.
3. Nilai tenaga patah dan ketangguhan impak untuk spesimen kelompok 100
Amper mempunyai nilai paling tinggi dibandingkan kelompok variasi arus
pengelasan 130 Amper, 160 Amper dan kelompok raw materials. Nilai
rata-ratanya sebesar 146,63 Joule dan 1,809 Joule/mm2, nilainya
mengalami kenaikan sebesar 43,85 % untuk tenaga patah dan 43,15 %
untuk pukul takik terhadap spesimen raw materials.
B. Saran1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan setelah selesai pengelasan hendaknya
benda kerja dilakukan postweld heat treatment untuk meminimalis
terjadinya retak dan mengurangi tegangan sisa yang terjadi.
2. Jika mengelas dengan elektroda E7018 sebaiknya menggunakan arus dari
115 sampai 165, karena jika kurang maka penembusan yang terjadi akan
kecil dan jika lebih dari 165 Amper akan menyebabkan busur listrik yang
tejadi tinggi sekali sehingga akan menyebabkan pencairan logam induk
besar.
Kesimpulan memuat jawaban dari tujuan penelitian. Sebagai contoh disini tujuan penelitian “Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh arus pengelasan terhadap kualitas kekuatan tarik baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7018” Sudah berhasil terjawab di pembahasan sehingga dapat disimpulkan seperti dibawah ini.
Saran yang baik adalah menyarankan bagi peneliti selanjutnya untuk meneliti kekurangan dari penelitian yang sudah dilakukan penulis. Disini penulis sudah menyarankan kepada peneliti selanjutnya untuk meneliti postweld heat treatment.
top related