REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN … · “REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN PADUAN TUNGSTEN INERT GAS (TIG)”.Penelitian ini berisi tentang pengukuran kinerja Program

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN PADUAN

SUPER DENGAN METODE TUNGSTEN INERT GAS (TIG)

SKRIPSI

Disusun oleh:

APINK NUR WAKHID

K2512017

PROGRAM PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JUNI 2016


commit to user

ii

PERYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertandtangan dibawah ini :

Nama : Apink Nur Wakhid

NIM : K2512017

Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin

Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “REKAYASA FILLER ROD PADA

PENGELASAN BAHAN PADUAN SUPER DENGAN METODE

TUNGSTEN INERT GAS (TIG)” ini benar-benar merupakan hasil karya saya

sendiri. Selain itu,sumber informasi yang saya kutip dari penulis lain telah

disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil

jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Juni 2016

Yang membuat pernyataan

Apink Nur Wakhid


commit to user

iii

REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN PADUAN

SUPER DENGAN METODE TUNGSTEN INERT GAS (TIG)

Disusun oleh:

APINK NUR WAKHID

K2512017

Skripsi

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

PROGRAM PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JUNI 2016


commit to user

iv

PERSETUJUAN


NIM : K2512017

Judul Skripsi : Rekayasa Filler Rod pada Pengelasan Bahan

Paduan Super dengan Metode Tungsten Inert Gas

(TIG).

Skripsi ini telah distujui untuk dipertahankan dihadapan Tim Penguji

Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

Persetujuan Pembimbing


Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Dr. Suharno, M.T. Dr. Indah Widiastuti, M. Eng.

NIP. 19710603 200604 1 001 NIP. 19780514 200501 2 002


commit to user

v

PENGESAHAN


NIM : K2512017

Judul Skripsi : Rekayasa Filler Rod pada Pengelasan Bahan

Paduan Super dengan Metode Tungsten Inert Gas

(TIG).

Skripsi ini telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta pada hari...., Juni 2016.

Skripsi telah direvisi sesuai dengan balikan dari Tim Penguji dan mendapat

persetujuan pada:

Hari :

Tanggal :

Persetujuan hasil revisi oleh Tim Penguji Skripsi:

Nama Penguji Tanda tangan Tanggal

Ketua : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T. .......................... .............

Sekreta : Budi Harjanto, S. T., M. Eng. ......................... ............

Anggota I : Dr. Suharno, S. T., M. T. ......................... .............

Anggota II : Dr. Indah Widiastuti, M. Eng. ........................ ............

Mengesahkan

Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Prof. Joko Nurkamto, M.Pd.

NIP. 19610124 198702 1 001

Kepala Program Studi

Pendidikan Teknik Mesin

Dr. Suharno, S.T., M.T.

NIP. 19710603 200604 1 001


commit to user

vi

MOTTO

“Sesungguhnya bersama kesukaran itu ada keringanan. Karena itu bila kau selesai

(mengerjakan yanglain). Dan berharaplah kepada Tuhanmu”.

(Q.S Al Insyirah: 6-8)

“Railah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar”.

(Khalifah Umar)

“Apabila didalam diri seseorang masih ada rasa malu dan takut untuk berbuat

suatu kebaikan, maka jaminan bagi orang tersebut adalah tidak akan bertemunya

ia dengan kemajuan selangkah pun”.

(Bung Karno)

“Kita semua hidup dalam ketegangan, dari waktu ke waktu,serta dari hari kehari;

dengan kata lain, kita adalah pahlawan dari cerita kita sendiri”.

(Mary Mccarthy)


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Segala Puji Syukur dan kedahirat Allah SWT yang telah memberi tantangan indah

untuk anak-Mu kerjakan dengan semaksimal mungin. Skripsi ini khusus aku

persembahkan untuk:

Bapak dan Ibu tercinta

Terimakasih atas semua doa disetiap sujudnya, dukungan, pengorbanan dan kasih

sayang yang senantiasa mengalirkan disetiap langkah kakiku yang membuatku

tumbuh kuat dengan segala kelemahan dan kelebihanku sampai saat ini.

Buat Adikku Nanding

Terima kasih telah menyemangatiku dan mendorongku untuk menyelesaikan

skripsi ini.

Untuk Danur, Novan, Okto, Arifin, Afri

Terima kasih sudah menjadi sahabat terbaikku yang selalu mendorong dan

menyemangati untuk segera menyelesaikan kewajibanku. Sukses buat kalian.

Agus, Yahya, Herlina

Karya sederhana ini tak akan cepet selesai tanpa bantuan, dorongan dan

kekompakan dari kalian semua.

Arya, Ardy, Nicolas, Ridho, Toat, Husain,Yusuf, Andika, Widodo

Sahabat-sahabat seperjuangan, seperkuliahan, seperumahan, sepertiduran,

sepermainan, yang slalu menyemangati untuk menyelesaikan skripsi. Sukses buat

kalian semua.

Keluarga Besar PTM 2012

Terima kasih untuk persaudaraan ini, aku belajar, aku tegar, dan aku bersabar

hingga aku berhasil bersama kalian.


commit to user

viii

ABSTRAK

Apink Nur Wakhid. K2512017. REKAYASA FILLER ROD PADA

PENGELASAN BAHAN PADUAN SUPER DENGAN METODE

TUNGSTEN INERT GAS (TIG). Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. Juni 2016

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui cara rekayasa filler rod agar

homogeny dengan logam induk yang digunakan saat pengelasan sudu turbin

pesawat, (2) mengetahui komposisi kimia dan karakteritik super alloy berbasis

Nikel (Ni) yang digunakan dalam bahan sudu turbin pesawat sebelum dan sesudah

dilakukan pengelasan, (3) mengetahui pengaruh kuat arus terhadap tingkat

kekerasan super alloy berbasis Ni yang sudah dilakukan pengelasan dengan filler

rod yang direkayasa pada metode Tungsten Inert Gas (TIG), (4) mengetahui

struktur mikro pada hasil pengelasan super alloy berbasis Nikel (Ni) dengan

metode tungsten inert gas (TIG) setelah rekayasa filler rod.

Penelitian ini menggunakan metode eksperimen. Populasi dalam penelitian

ini adalah bahan paduan super berbasis Nikel (Ni). Teknik pengambilan sampel

yang digunakan adalah Area Sampling dan sampel yang digunakan adalah hasil

pengelasan bahan paduan super berbasis. Analisis data menggunakan metode

deskriptif kuantitatif dari hasil kekerasan dan struktur mikro serta dari observasi

yang diperoleh dari uij komposisi kimia, uji struktur mikro, dan uji kekerasan

bahan hasil pengelasan TIG pada bahan paduan super berbasis (Ni).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Mekanisme rekayasa filler rod

dilakukan dengan menggunakan potongan logam induk yang dibentuk

menyerupai filler rod buatan pabrik. (2) Sudu turbin bahan paduan super yang

digunakan dalam penelitian ini memiliki komposisi utama dengan unsur Ni

63,72%, Cr 12,49% dan Co 9%, dapat disimpulkan bahwa sudu turbin pesawat

tersebut terbuat dari bahan. (3) Dari pengamatan struktur mikro hasil pengelasan

sudu turbin dengan rekayasa filler rod perbedaan struktur mikro pada daerah las,

HAZ dan logam induk ini terjadi karena pengaruh panas yang dihasilkan dari kuat

arus yang digunakan dan proses pendinginan setelah dilakukan pengelasan.

Peristiwa tersebut mengakibatkan perubahan bintik ɣ dan ɣ’ dari bintik kecil

menjadi gumpalan-gumpalan besar, kehalusan butiran yang terlihat pada

permukaan setiap daerah, terlihatnya kandungan karbida pada setiap daerah pada

material hasil lasan, (4) Terdapat perbedaan nilai kekerasan, dimana pada daerah

las memiliki nilai kekerasan yang tinggi dari pada daerah HAZ dan logam induk

karena pada daerah las memiliki bitik-bintik ɣ dan ɣ’ yang lebih besar dan rapat,

serta pada daerah las terdapat karbida yang mengendap di batas-batas butir dalam

paduan yang kaya Cr sebagai partikel yang tidak teratur dan terputus-putus.

Kata Kunci: Rekayasa Filler Rod, TIG, Super Alloy, Area HAZ


commit to user

ix

ABSTRACT

Apink Nur Wakhid. K2512017. ARTIFICIALLY FILLER ROD ON THE

SUPER ALLOY MATERIALS WELDING USING TUNGSTEN INERT GAS

(TIG) METHODS. Mini-thesis, Faculty of Teacher Training and Education

Sebelas Maret University. June 2016

This research aims to: (1) know how artificially filler rod to be

homogeneous with the parent metal is used when welding turbine blade air; (2)

know chemical characteristic and super alloy Nicel (Ni)-based characteristic

which is used on the plane’s blades turbin materials before and after do welding

on it; (2) know the effect of the flux stream againts super alloy Nicel (Ni)-based

hardeness level which have been do welding with filler rod that is artificially

using Tungsten Inert Gas (TIG) methods; (3) know micro structure on the result

super alloy Nicel (Ni)-based with TIG welding methods after artificially by filler

rod.

This research uses experiment methods. Population on this research is a

super alloy Nicel (Ni)-based. Taking sample technique which use on this research

is an area sampling and the super alloy Nicel (Ni) based with flux stream on the

TIG welding is a sample on this research. Data analysis used descriptive

quantitative methods from the result of hardeseness level and micro structure, and

observation which is getting from chemical composition test, micro structure test

and hardeness level test result of super alloy Nicel (Ni)-based with TIG welding

methods.

Result of the research shows that: (1) Artificially mechanisms filler rod is

done by using a piece of the parent metal shaped like filler rod brew mill; (2) Super

alloy turbine blades which use on this research has main composition Ni 63,72%,

Cr 12,49, and Co 9%, it can be concluded that turbine blades are made from from

rene 95 nickel super alloy-based; (3) From the observation of micro structure

result of blade turbine welding with artificially filler rod structure different of

welding area, HAZ area, and main metal happens because an effect of flux stream

heat which is used on welding and because of cooling off processes after do

welding. That phenomenon causes changed of ɣ spot and ɣ’ spot that is from little

spot and become a big clums. A small object daintiness which see on the each

area surfaces, carbida conten visible from each area surfaces; (4) There are

differences in hardness, which in the welding area has a high hardeness level than

HAZ area and main metal area because it has bigger and solid ɣ spot and ɣ’ spot

than it, and also the welding area was found carbida which is precipitate on the

spot borders on the rich Cr alloy as a broken and irregular particle.

Keywords: Artificially Filler Rod, TIG, Super Alloy, HAZ Area


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah yang Maha Pengasih dan Maha Penyanyang, atas

rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dengan judul:

“REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN PADUAN

SUPER DENGAN METODE TUNGSTEN INERT GAS (TIG)”.Penelitian ini

berisi tentang pengukuran kinerja Program Studi untuk mengetahui seberapa

tingkat kinerja yang sudah dicapai Program Studi pada Jurusan Ilmu Pendidikan

dan Jurusan Pendidikan Olahraga dan Kesehatan FKIP UNS.

Penelitian ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk

mendapatkan gelar sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyadari bahwa terselesaikannya penelitian ini tidak lepas dari

dukungan dri berbagai pihak sehingga dalam kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

2. Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas sebelas Maret Surakarta.

3. Dr. Suharno, S. T., M. T. selaku pembimbing I yang selalu memberi

pengarahan, motivasi dan bimbingan yang menyenangkan selama

menyusun skripsi ini.

4. Dr. Indah Widiastuti, M. Eng selaku pembimbing II yang selalu

mengayomi dan memberi pengarahan selama proses bimbingan skripsi.

5. Kepala Laboratorium Bahan Teknik Departemen Teknik Mesin Sekolah

Vokasi Universitas Gajah Mada, yang telah mengijinkan penulis untuk

melakukan penelitian dan mengambil data untuk keperluan menyusun

skripsi ini.

6. Lilik Dwi Setyana, S.T., M.T. selaku staf Lab. Bahan Teknik yang telah

membimbing dalam menyukseskan pelaksanaan penelitian ini.


commit to user

xi

7. Semua pihak yang turut dalam membantu penyusunan skripsi ini yang

tidak mungkin disebutkan satu-persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karna

keterbatasan penulis. Meskipun demikian penulis berharap semoga skripsi ini

bermanfaat bagi orang lain.


Penulis


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................. iii

HALAMAN PERSETUJUN............................................................................ iv

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... v

HALAMAN MOTTO ...................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vii

ABSTRAK. ...................................................................................................... viii

ABSTRACT. .................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ..................................................................................... x

DAFTAR ISI .................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ............................................................................. 3

C. Pembatasan Masalah ........................................................................... 4

D. Rumusan Masalah ............................................................................... 4

E. Tujuan Penelitian ................................................................................ 5

F. Manfaat Penelitian .............................................................................. 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS

A. Kajian Pustaka ..................................................................................... 7

1. Teknik Rekayasa ........................................................................... 7

2. Turbin Gas .................................................................................... 7

3. Kualitas Sifat Fisik dan Mekanik Bahan ...................................... 12

4. Superalloy ..................................................................................... 13

5. Pengelasan Tungsten Inert Gas (TIG) ........................................... 19

6. Bahan Tambah Las TIG (Filler Rod) ............................................. 27


commit to user

xiii

7. Uji Komposisi Kimia .................................................................... 30

8. Uji Struktur Mikro ........................................................................ 31

9. Uji Kekerasan ................................................................................ 32

B. Kerangka Berpikir ............................................................................... 34

C. Hipotesis Penelitian ............................................................................. 35

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 37

1. Tempat Penelitian .......................................................................... 37

2. Waktu Penelitian ........................................................................... 37

B. Desain Penelitian ................................................................................ 38

C. Populasi dan Sampel .......................................................................... 38

1. Populasi Penelitian ........................................................................ 38

2. Sampel Penelitian .......................................................................... 38

D. Teknik Pengambilan Sampel .............................................................. 38

E. Teknik Pengumpulan Data ................................................................. 39

1. Identifikasi Variabel ...................................................................... 39

2. Sumber Data .................................................................................. 40

F. Instrumen Penelitian ........................................................................... 40

1. Alat Penelitian ............................................................................... 41

2. Bahan Penelitian ............................................................................ 43

G. Teknik Analisis Data .......................................................................... 43

1. Analisis Uji Komposisi Kimia ...................................................... 44

2. Analisis Uji Struktur Mikro .......................................................... 44

3. Analisis Uji Kekerasaa .................................................................. 44

H. Prosedur Penelitian ............................................................................. 45

1. Urutan Langkah Penelitian ............................................................ 45

2. Tahap Penelitian ............................................................................ 51

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Deskripsi Data .................................................................................... 52

1. Rekayasa Filler rod ....................................................................... 52

2. Uji Komposisi Kimia .................................................................... 53


commit to user

xiv

3. Uji Struktur Mikro ........................................................................ 55

4. Uji Kekerasan ................................................................................ 57

B. Pengujian Hipotesis Hasil Analisis Data ........................................... 58

1. Analisis Data Hasil Uji Komposisi Kimia (Spectometri) ............. 58

2. Analisis Data Hasil Uji Kekerasan................................................ 59

3. Analisis Data Hasil Uji Struktur Mikro ........................................ 59

C. Pembahasan Hasil Analisis Data......................................................... 59

1. Analisis Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................. 59

2. Analisis Hasil Uji Struktur Mikro ................................................. 64

3. Analisis Hasil Uji Kekerasan ........................................................ 71

BAB V PENUTUP

A. Kesimpulan ................................................................................... 74

B. Implikasi ....................................................................................... 75

C. Saran ............................................................................................. 75

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 76

LAMPIRAN .................................................................................................... 78


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Turbin Gas Pembakaran Dalam .................................................. 8

Gambar 2.2 Turbin Pesawat Terbang .............................................................. 9

Gambar 2.3 Evolusi Ketahanan Temperature Tinggi dari Bahan Paduan Super

selama 60 Tahun Semenjak Penggunaanya di Tahun 1940an .... 17

Gambar 2.4 Unsur pemadu dalam superalloy base nikel ................................ 18

Gambar 2.5 Konstruksi perangkat las TIG...................................................... 21

Gambar 2.6 Konsruksi komponen las AC ...................................................... 22

Gambar 2.7 Konstruksi komponen las DC...................................................... 23

Gambar 2.8 Zirconiated Tungsten Electodes ................................................. 24

Gambar 2.9 Batang pengisi (Filler Rod) las TIG .......................................... 28

Gambar 2.10 Spectrometer Metal Scan............................................................. 31

Gambar 2.11 Alat Uji Struktur Mikro ............................................................... 32

Gambar 2.12 Alat uji kekerasan Vickers ........................................................... 33

Gambar 2.13 Skema Identasi Vickers ............................................................... 34

Gambar 2.14 Paradigma Penelitia ..................................................................... 35

Gambar 3.1 Gerinda Tanangan ...................................................................... 41

Gambar 3.2 Jangka Sorong ............................................................................ 41

Gambar 3.3 Las TIG dan Perlengkapannya .................................................... 42

Gambar 3.4 Alat uji struktur mikro ................................................................. 42

Gambar 3.5 Alat uji kekerasan Vickers ........................................................... 43

Gambar 3.6 Turbin pesawat garuda boing 737 ............................................... 43

Gambar 3.7. Gambar Spesimen........................................................................ 46

Gambar 3.8. Pengelasan Spesimen ................................................................. 47

Gambar 3.9 Hasil Pengelasan.......................................................................... 48

Gambar 3.10 Spesimen Uji ............................................................................... 49

Gambar 3.11 Bagan Tahapan Penelitian ............................................................. 51

Gambar 4.1 Proses Pemotongan Sudu Turbin ................................................. 52

Gambar 4.2 Filler Rod yang Sudah Direkayasa ............................................. 53

Gambar 4.3 Gambar Spesimen Uji Kekerasan................................................ 57


commit to user

xvi

Gambar 4.4 Spesimen Uji Komposisi Kimia .................................................. 60

Gambar 4.5 Histogram Hasil Uji Komposisi Kimia ...................................... 62

Gambar 4.6 Struktur Mikro Daerah Las dan HAZ Spesimen Uji dengan

Kuat Arus 70 Ampere Perbesaran 200x ...................................... 65


Kuat Arus 80 Ampere Perbesaran 200x ...................................... 67


Kuat Arus 100 Ampere Perbesaran 200x .................................... 69

Gambar 4.9 Grafik Nilai Rata-rata Hasil Uji Kekerasan Vickers .................. 71


commit to user

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Kode dan Komposisi Kimia Elektroda Tungsten ............................... 25

Tabel 2.2 Karakteristik Gas Argon ................................................................... 26

Tabel 2.3 Gas Pelindung untuk Las TIG ............................................................ 27

Tabel 2.4 Klasifikasi Filler Rod pada Nikel dan Paduannya .............................. 30

Tabel 3.1 Jadwal Pelaksanaan Penelitian ........................................................... 37

Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia Sudu Turbin .......................................... 54

Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Struktur Mikro Spesimen Las dengan Perbesaran

200X. .................................................................................................. 56

Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Welding Bahan Paduan Super, Arus

70 A. ................................................................................................... 57


80 A. ................................................................................................... 58


100 A. ................................................................................................. 58

Tabel 4.6 Komposisi Kimia Rene 95 Nickel Based Superalloy ......................... 61


commit to user

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Hasil Uji Komposisi Kimia Raw Material ........................................................ 78

Hasil Uji Komposisi Kimia Weld Material ........................................................ 79

Hasil Uji Kekerasan ............................................................................................ 80

Hasil Pengamatan Struktur Mikro ...................................................................... 83

Karakteristik Rene 95 Nikel Based Superalloy Menurut Matweb.com ............. 84

Foto Penelitian .................................................................................................... 86

Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ........................................................ 88

Surat Permohonan Izin Menyusun Skripsi ........................................................ 90

Surat Keputusan Dekan FKIP tentang Izin Penyusunan Skripsi ...................... 91

Surat Permohonan Izin Penelitian ...................................................................... 92

Surat Keterangan Melakukan Penelitian ............................................................ 94

REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN … · “REKAYASA FILLER ROD PADA PENGELASAN BAHAN PADUAN TUNGSTEN INERT GAS (TIG)”.Penelitian ini berisi tentang pengukuran kinerja Program

Documents