ANALISA TRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA PENYAMBUNGAN PLAT BEDA MATERIAL (Al-Al) (Al- CuZn) (Cu-Cu) DENGAN MENGGUNAKAN METODE FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Oleh: YULIYANTO D200 100 119 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2018
21
Embed
ANALISA TRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA …eprints.ums.ac.id/68976/13/Naskah publikasi NEW3.pdf · 2018-11-15 · ANALISA. TRUKTUR MIKRO . DAN SIFAT MEKANIK PADA PENYAMBUNGAN
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ANALISA TRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA
PENYAMBUNGAN PLAT BEDA MATERIAL (Al-Al) (Al-
CuZn) (Cu-Cu) DENGAN MENGGUNAKAN METODE
FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE
Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I
pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Oleh:
YULIYANTO
D200 100 119
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2018
1
ANALISA TRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK PADA
PENYAMBUNGAN PLAT BEDA MATERIAL (Al-Al) (Al-
CuZn) (Cu-Cu) DENGAN MENGGUNAKAN METODE
FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE
ABSTRAKSI
Friction Stir Welding (FSW). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
mengetahui lebih jelas kekuatan tarik dari sambungan las Friction Stir Welding
(FSW) ) beda material dengan pengujian uji tarik, uji kekerasan vickers dan uji
struktur mikro. Pengelasan pada penelitian ini menggunakan Alumunium seri
1100, Kuningan dan paduan Tembaga dengan tebal 2mmParameter yang
digunakan adalah kecepatan putar spindle 1250 rpm, kecepatan pemakanan 12,5
mm/menit.Hasil pengelasan dianalisa dengan membandingkan kekuatan
sambungan las antara material beda jenis dengan material sejenis. Pengujian ini
menggunakan standar ASTM E8M untuk pengujian tarikASTM E384 untuk
pengujian kekerasan dan ASTM E3 pengujian struktur mikro. Hasil pengujian pada
pengelasan beda material Alumunium dengan Kuningan menunjukan tegangan
tarik maksimal sebesar 44,14 Mpa dan hasil regangan sebesar 0,67%. Untuk
material Alumunium dengan Alumunium nilai regangan sebesar 0,33% dan nilai
tegangan sebesar 43,19 Mpa, dan untuk material Tembaga dengan Tembaga hasil
nilai regangan sebesar 9,16%. Dan nilai tegangan sebesar 161,20 Mpa. Untuk
pengujian struktur mikro pada daerah Haz material Al-Al mengalami pengecilan
butir dan halus dibandingkan daerah Haz material AL-CuZn dan material Cu-Cu
mengalami pembesaran butiran. Pada daerah Stir Zone terjadi peningkatan yang
cukup signifikan disbanding daerah Haz dari material sejenis menunjukan
percampuran kedua logam di daerah Stir Zone, tetapi pada material bedajenis Al-
CuZnmengalamipatahanatauretakpadasaatpengelasan.
Kata kunci :FSW, AlumuniumdanKuningan, StrukturMikro, SifatMekanik.
ABSTRACK
Friction Stir Welding (FSW). The purpose of this research is to know
more clearly the tensile strength of the welding friction stir welding joint (FSW))
different material with tensile test, vickers hardness test and microstructure test.
The welding in this research use Alumunium 1100 series, Brass and Copper alloy
with 2mm thick. The parameters used are 1250 rpm spindle speed, 12.5 mm / minute
feeding speed. Welding results are analyzed by comparing the strength of welded
joints between different material types with similar materials. This test uses the
ASTM E8M standard for TENSON E384 testing for hardness testing and ASTM E3
microstructure testing. The results of the test on the welding of different materials
Alumunium with Brass shows the maximum tensile pressure of 44.14 Mpa and
strain results of 0.67%. For Alumunium material with Alumunium strain value of
0.33% and a voltage value of 43.19 Mpa, and for Copper material with Copper the
2
result of a strain value of 9.16%. And the voltage value is 161,20MPa. For
microstructure testing on Haz Al-Al material degradation of grain and smoother
than Haz-material AL-CuZn and Cu-Cu material having granular enlargement. In
the Stir Zone area there was a significant increase compared to the Haz area of
similar material showing the mixing of the two metals in the Stir Zone area, but on
different materials the type of Al-CuZn had broken or cracked during welding.
Keywords: FSW, Aluminum and Brass, Micro Structure, Mechanical Properties
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Dalam dunia industri manufaktu saat ini sering kita jumpai pembuatan
produk/komponen yang membutuhkan penyambungan material baik dibidang
otomotif, perkapalan, penerbangandan lain-lain. Dan pengelasan merupakan
salah satu metode penyambungan yang saat ini sering digunakan untuk
penyambungan material. Saat ini banyak industri manufaktur yang
mengembangkan teknik-teknik pengelasan untuk meningkatkan kualitas
produk dan memangkas biaya produksi.
Saat ini proses pengelasan logam diklasifikasikan menjadi dua
kelompok, yaitu: Liquid state welding (LSW), dan Solid state welding (SSW).
LSW adalah proses pengelasan logam yang dilakukan dalam keadaan cair,
sedangkan SSW merupakan proses las di mana pada saat pengelasan, logam
dalam keadaan padat.
Salah satu jenis metode Solid state welding (SSW) yaitu Friction stir
welding (FSW) merupakan proses penyambungan logam dengan
memanfaatkan energi panas yang diakibatkan karena gesekan yang terjadi
antara tool dan benda kerja yang akan disambung. Penyambungan ini terjadi
karena pengadukan dua sisi potongan logam yang mulai Melunak akibat
gesekan.(FSW) friction stir welding ditemukan dan dikembangkan oleh
Wayne Thomas pada tahun 1991 di (TWI)The Welding Institute Amerika
Serikat.FSW dapat diaplikasikan baik dibidang otomotif, perkapalan,
penerbangandan lain-lain.
3
1.2 Tujuan penelitian
Tujuan yang ingin didapatkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui perbandingan kekuatan tarik maksimal dan regangan hasil
pengelasan frition stir welding antara Al-Al,AL-KUNINGAN,TEMBAGA-
TEMBAGA dengan melakukan pengujian tarik.
2. Mengetahui perbandingan nilai kekerasan hasil pengelasan friciton stir
welding antara Al-Al,AL-KUNINGAN,TEMBAGA-TEMBAGA dengan
melakukan pengujian kekerasan.
3. Mengetahui perubahan struktur mikro hasil pengelasan friction stir welding
antara Al-Al,AL-KUNINGAN,TEMBAGA-TEMBAGA
4. Membandingkan sifat mekanik dan mikro struktur antara pengelasan friction
stir welding yang menggunakan 2 jenis material yang sama dengan 1 jenis
material yang berbeda
1.3 Kajian pustaka
Guo dkk(2013) menelitri tentang sifat mekanik dan struktur mikro
friction stir welding hasil penyambungan material antara alumunium seri 6061
dengan seri 7075. Guo menjelaskan hasil pencampuran material hasil
pengelasan jauh lebih efektif ketika alumunium seri 6061 ditempatkan pada
sisi advancing side. Terjadinya penurunan kekerasan pada hasil pengelasan
terutama daerah HAZ pada kedua material dibanding dengan base metal.
Muhammad reza (2011) ,menelti pengaruh parameter mesin terhadap
sifat mekanik material AC4CH dengan metode friction stir welding . variasi
parameter yang digunakan adalah putarantool,bentuk tool ,dan kemiringan
tool. Menyimpulkan bahwa metode friction stir welding dapat menghsilkan
sambungan yang sempurna. Dimana dengan feeding yang tetap putaran tool
semakin tinggi maka kekuatan tariknya semakin menurun. Tool dengan
bentuk pin silinder lurus mempunyai kecnderungan mempunyai kemkuatan
tarik rendah dibandingkan dengan silinder tirus dan ballnose. Apabila
4
semakin besar sudut tool makan semakin rendah kekuatan tariknya tetapi pada
sudut 0 hasil pengelasan tidak baik.
1.4 Landasan Teori
Pengelasan adalah proses penyambungan dua material atau lebih yang
menyatu pada permukaan material dengan menggunakan bantuan panas dan
atau tekanan
Friction stir welding merupakan salah satu jenis pengelasan solid state
welding (ssw) dimana pengelasan friction stir welding memanfaatkan
gesekan yang terjadiantara tool dan material yang akan disambung. Friction
stir welding pertama kali ditemukan oleh Wayne Thomas dari The Welding
Institute dari United Kingdom pada tahun 1991.
Gambar 1. sekema gambar friction stir welding ( Mishra,2014)
1.5 Pengujian tarik
Pengujian tarik merupakan salah satu jenis pengujian untuk mengetahui
sifat-sifat bahan. yaitu dengan memberikan beban tarik pada material hasil
pengelasan yang semakin lama semakin besar bebanya sehingga benda uju
menjadi patah. Dari pengujian ini akan didapat tegangan tarik, tegangan patah,
dan tegangan lebih. Bahan yang diuji dibentuk sesuai dengan standar yang