TUGAS AKHIR STUDI STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK …eprints.ums.ac.id/72625/12/Halaman Depan-59.pdf · laporan tugas akhir yang berjudul “STUDI STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK
Post on 21-Nov-2019
30 Views
Preview:
Transcript
TUGAS AKHIR
STUDI STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN
BUTT JOINT PADA MATERIAL BAJA KARBON DENGAN LAS
KARBIT (OXY-ACETYLENE WELDING)
Disusun Sebagai Syarat Memperoleh Derajat Sarjana (S1)
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
FAJAR SIDIK ATTAMIMI
NIM : D 200 140 243
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2019
vi
MOTTO
“Dan sungguh akan Kami berikan cobaan kepadamu, dengan sedikit
ketakutan, kalaparan, kekurangan harta, jiwa dan buah-buahan. Dan
berikanlah berita gembira kepada orang-orang yang sabar”
(QS. Al-Baqarah Ayat 155)
“Hai orang-orang mu’min jika kamu menolong (agama) Allah, niscaya Dia
akan menolongmu dan meneguhkan kedudukanmu“
(QS. Muhammad Ayat 7)
“Bertaqwalah kepada Allah, maka Dia akan membimbingmu.
Sesungguhnya Allah mengetahui segala sesuatu”
(QS. Al-Baqarah Ayat 282)
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur atas kehadirat Allah SWT
rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan
laporan tugas akhir yang berjudul “STUDI STRUKTUR MIKRO DAN
SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN BUTT JOINT PADA MATERIAL BAJA
KARBON DENGAN LAS KARBIT (OXY-ACETYLENE WELDING)”
Atas terselesaikannya tugas akhir ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
1. Bapak Sukarno, dan Ibu Suwarti yang selalu memberikan motivasi,
do’a, semangat, dan segala upaya yang telah dilakukan, serta kakak
dan adik tercinta dan keluarga besar yang telah memberikan dukungan
sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT. Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah surakarta.
3. Bapak Ir. H. Subroto, MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng, Ph.D., selaku Dosen Pembimbing
Tugas Akhir yang telah memberikan bimbingan, pengarahkan, dan
masukan dengan sabar.
5. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT., selaku Koordinator Tugas Akhir telah
memberikan masukan dan bimbingan dengan sabar.
6. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D selaku Dosen Pembimbing
Akademik yang telah memberikan arahan dan bimbingannya selama
masa perkuliahan.
7. Seluruh Dosen dan Jajaran Staf Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah memberikan bekal
ilmu selama menyelasikan masa perkuliahan.
ix
STUDI STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN BUTT
JOINT PADA MAETERIAL BAJA KARBON DENGAN LAS KARBIT
(OXY-ACETYLENE WELDING)
Fajar Sidik A, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: fajar.sidik0506@gmail.com
ABSTRAK
Berdasarkan definisi dari Duetch Industrie Normen (DIN) las adalah
ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang
dilakukan dalam keadaan lumer atau cair. Pada saat ini teknik pengelasan
telah digunakan atau berkembang secara luas dalam penyambungan
pada kontruksi bangunan dan kontruksi mesin. Luasnya penggunaan
teknologi pengelasan ini disebabkan adanya keunggulan - keunggulan
pengelasan.
Tujuan penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sifat fisis dan
mekanis sambungan butt joint pada material baja karbon ST37 dengan
pengelasan oksi-asitilin menggunakan variasi jarak gap 1,6 mm, 2 mm
dan 2,4 mm. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan material
plat baja ST37 mengandung beberapa komposisi yang tinggi yaitu Besi
(Fe) 98.92%, Mangan (Mn) 0.6564%, Silicon (Si) 0.1690%, Carbon (C)
0.1400%, dan Aluminium (Al) 0.0404%. Pada pengujian tarik yang
dilakukan kekuatan tertinggi yaitu gap 1,6 mm sebesar 23,540 kgf/mm2,
untuk kekuatan tarik terendah yaitu gap 2,4 mm dengan nilai 23,255
kgf/mm2. Pengujian struktur mikro bertujuan untuk mengetahui fasa yang
terdapat pada daerah las, HAZ, dan Base Metal. Pada pengujian
kekerasan mikro Vickers dihasilkan nilai kekerasan paling tinggi pada
daerah las yaitu gap 1,6 mm sebesar 197,50 VHN, sedangkan yang
kekerasan terendah terjadi pada Base Metal dengan jarak gap 2,4 mm
dengan nilai 93,2 VHN.
Kata Kunci : Butt Joint, Pengelasan Oksi-asitilin, gap.
`
x
ABSTRACT
Based on the definition of the Duetch Industrie Normen (DIN)
welding is a metallurgical bond on a metal or alloy metal joint that is
carried out in a melted or liquid state. At this time welding techniques have
been used or developed extensively in connection with building
construction and machine construction. The breadth of use of welding
technology is due to the advantages of welding.
The purpose of this study was to determine the physical and
mechanical properties of butt joint joints on ST37 carbon steel material
with oxy-acetylene welding using a variation of 1.6 mm, 2 mm and 2.4 mm
gap distances. Based on the results of research carried out ST37 steel
plate material containing several high compositions namely Iron (Fe)
98.92%, Manganese (Mn) 0.6564%, Silicon (Si) 0.1690%, Carbon (C)
0.1400%, and Aluminum (Al) 0.0404 %. In the tensile test the highest
strength is the 1.6 mm gap of 23.540 kgf/mm2, for the lowest tensile
strength of 2.4 mm gap with a value of 23.255 kgf/mm2. Microstructure
testing aims to determine the phases found in the weld area, HAZ, and
Base Metal. The Vickers micro hardness test produced the highest
hardness value in the weld area, namely gap 1.6 mm by 197.50 VHN,
while the lowest hardness occurred in the Base Metal with a gap of 2.4
mm with a value of 93.2 VHN.
Keywords: Butt Joint, Oxy-Acetylene Welding, gap.
`
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................. i
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .......................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ............................................................. v
HALAMAN MOTTO ................................................................................. vi
KATA PENGANTAR ............................................................................... vii
ABSTRAK ............................................................................................... ix
ABSTRACT ............................................................................................. x
DAFTAR ISI ............................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................... 4
1.3 Batasan Masalah ............................................................ 4
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian .......................................................... 5
1.6 Sistematika Laporan ....................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................ 7
2.2 Dasar Teori ..................................................................... 11
2.2.1 Las Berdasarkan Panas Tenaga Listrik ............... 11
2.2.2 Las Berdasarkan Panas dan Kombinasi Busur
Nyala Listrik dan Gas Kekal (Inert) ....................... 14
2.2.3 Las Berdasarkan Panas dan Campuran Gas
Oxy-Acetylene Welding / OAW ............................ 16
`
xii
2.2.4 Jenis – jenis Las ................................................... 19
2.2.5 Penggunaan Fluks yang di Perlukan .................... 22
2.2.6 Sambungan Butt Joint .......................................... 22
2.2.7 Jenis – jenis Alur Pengelasan .............................. 23
2.2.8 Pengelasan Pada Baja Karbon ............................ 24
2.2.9 Pelat Baja ST37 ................................................... 27
2.3 Struktur Mikro Dan Mekanis............................................. 28
2.3.1 Komposisi Kimia .................................................. 28
2.3.2 Uji Tarik ................................................................ 28
2.3.3 Struktur Mikro ...................................................... 39
2.3.4 Kekerasan Vickers ............................................... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian .................................................... 41
3.2 Lokasi Penelitian .............................................................. 47
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................... 48
3.3.1 Alat Penelitian ...................................................... 48
3.3.2 Bahan Penelitian .................................................. 52
3.4 Alat Pengujian Spesimen ................................................. 54
3.4.1 Alat Uji Komposisi Kimia ...................................... 54
3.4.2 Alat Uji Tarik ......................................................... 55
3.4.3 Alat Uji Stuktur Mikro ............................................ 55
3.4.4 Alat Uji Kekekrasan .............................................. 56
3.5 Prosedur Pelaksanaan Penelitian .................................... 57
3.5.1 Proses Pengelasan ............................................... 57
3.5.2 Pengujian Komposisi Kimia ................................... 58
3.5.3 Pengujian Tarik ..................................................... 59
3.5.4 Pengujian Struktur Mikro ....................................... 60
3.5.5 Pengujian Kekerasan Vickers ............................... 61
`
xiii
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian .............................................................. 62
4.1.1 Hasil Pengujian Komposi Kimia .......................... 62
4.1.2 Hasil Pengujian Tarik .......................................... 63
4.1.3 Hasil Pengujian Struktur Mikro ............................ 69
4.1.4 Hasil Pengujian Kekerasan Vickers .................... 74
4.2 Pembahasan .................................................................. 76
4.2.1 Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia ........... 76
4.2.2 Pembahasan Pengujian Tarik ............................. 77
4.2.3 Pembahasan Struktur Mikro ................................ 78
4.2.4 Pembahasan Kekerasan Vickers ........................ 79
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .................................................................... 80
5.2 Saran ............................................................................. 81
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
`
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Nyala Netral ................................................................. 17
Gambar 2.2 Nyala Asetilin Lebih / Karburasi ................................... 17
Gambar 2.3 Nyala Oksigen Lebih / Oksidasi ................................... 18
Gambar 2.4 Bagian – bagian Alat Las Oksi Aseitilin ....................... 18
Gambar 2.5 Klasifikasi Jenis Pengelasan ....................................... 20
Gambar 2.6 Tipe Sambungan Butt Joint ......................................... 23
Gambar 2.7 Alur Sambungan Las Tumpul ...................................... 24
Gambar 2.8 Uji Tarik Tegangan Yang Terjadi ................................. 33
Gambar 2.9 Batas Modulus Elastisitas ............................................ 36
Gambar 2.10 Kurva Uji Tarik ............................................................. 38
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................ 41
Gambar 3.2 Proses Pengelasan Oksi Asetilin ................................. 43
Gambar 3.3 Ukuran Standar ASTM E8 ........................................... 43
Gambar 3.4 Sketsa Variasi gap 1,6 mm .......................................... 44
Gambar 3.5 Sketsa Variasi gap 2 mm ............................................. 44
Gambar 3.6 Sketsa Variasi gap 2,4 m ............................................. 44
Gambar 3.7 Mesin Oksi-Asetilin ...................................................... 48
Gambar 3.8 Penggaris dan Drawing Pen ........................................ 48
Gambar 3.9 Mesin Gerinda ............................................................. 49
Gambar 3.10 Tang ............................................................................ 49
Gambar 3.11 Sikat Kawat ................................................................. 50
Gambar 3.12 Helm Las ..................................................................... 50
Gambar 3.13 Sarung Tangan Las ..................................................... 51
Gambar 3.14 Amplas ........................................................................ 51
Gambar 3.15 Mounting Spesimen ..................................................... 51
Gambar 3.16 Kain Bludru .................................................................. 52
Gambar 3.17 Pelat Baja ST37........................................................... 52
Gambar 3.18 Kawat Las / filler .......................................................... 53
Gambar 3.19 Resin, Katalis & MMA .................................................. 53
`
xv
Gambar 3.20 Autosol / Metal Polish .................................................. 54
Gambar 3.21 Alat Uji Komposisi Kimia .............................................. 54
Gambar 3.22 Mesin Uji Tarik / UTM .................................................. 55
Gambar 3.23 Alat Uji Struktur Mikro .................................................. 56
Gambar 3.24 Alat Uji Kekerasan / Vickers Hardness Test ................ 57
Gambar 3.25 Hasil Pengelasan ......................................................... 57
Gambar 3.26 Spesimen Uji Komposisi Kimia .................................... 58
Gambar 3.27 Spesimen Uji Tarik ...................................................... 59
Gambar 3.28 Specimen Uji Struktur Mikro Dan Kekerasan
Mikro Vickers .............................................................. 60
Gambar 4.1 Grafik Hasil Uji Tarik dengan gap 1.6 mm ................... 63
Gambar 4.2 Grafik Hasil Uji Tarik dengan gap 2 mm ...................... 65
Gambar 4.3 Grafik Uji Tarik dengan gap 2,4 mm ............................ 66
Gambar 4.4 Grafik Tegangan .......................................................... 68
Gambar 4.5 Grafik Regangan ......................................................... 68
Gambar 4.6 Grafik Modulus Elastisitas ........................................... 69
Gambar 4.7 Hasil Uji Struktur Mikro gap 1,6 mm Pada Bagian
Las Perbesaran 500x .................................................. 70
Gambar 4.8 Hasil Uji Struktur Mikro gap 1,6 mm Pada Bagian
HAZ Perbesaran 500x ................................................. 70
Gambar 4.9 Hasil Uji Struktur Mikro gap 1,6 mm Pada Bagian
Base Metal Perbesaran 500x ...................................... 71
Gambar 4.10 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2 mm Pada Bagian
Las Perbesaran 500x .................................................. 71
Gambar 4.11 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2 mm Pada Bagian
HAZ Perbesaran 500x ................................................. 72
Gambar 4.12 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2 mm Pada Bagian
Base Metal Perbesaran 500x ...................................... 72
Gambar 4.13 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2,4 mm Pada Bagian
Las Perbesaran 500x .................................................. 73
`
xvi
Gambar 4.14 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2,4 mm Pada Bagian
HAZ Perbesaran 500x ................................................. 73
Gambar 4.15 Hasil Uji Struktur Mikro gap 2,4 mm Pada Bagian
Base Metal Perbesaran 500x ...................................... 74
Gambar 4.16 Diagram Perbandingan Hasil Nilai Kekerasan ............. 76
`
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbandingan Penggunaan Las Oksi-Asetilen dan
Las Busur Elektroda Terbungkus ....................................... 19
Tabel 2.2 Pengelasan Logam dengan Las Oksi-Asetilen .................. 22
Tabel 2.3 Klasifikasi Baja Karbon ...................................................... 25
Tabel 2.4 Klasifikasi Baja Menurut Tingkat Deoksidasi ..................... 26
Tabel 2.5 Komposisi Kimia Plat Baja ST37 ....................................... 27
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Plat Baja Karbon ST37 ....................... 62
Tabel 4.2 Hasil Uji Tarik gap 1,6 mm ................................................. 64
Tabel 4.3 Hasil Uji Tarik gap 2 mm .................................................... 66
Tabel 4.4 Hasil Uji Tarik gap 2,4 mm ................................................. 67
Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan dengan gap 1,6 mm ........................... 75
Tabel 4.6 Hasil Uji Kekerasan dengan gap 2 mm .............................. 75
Tabel 4.7 Hasil Uji Kekerasan dengan gap 2,4 mm ........................... 75
top related