METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini akan dijelaskan metode-metode yang dilakukan pada proses pengujian.
3.1 Jadwal Penelitian dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboraturium Pengujian Departmen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan maret sampai dengan bulan juli.
3.2 Metode Penelitian
Adapaun beberapa proses pelaksanaan pengujian sebagai berikut:
1. Proses pengujian dilaksanakan sepenuhnya, terhadap variable-variabel yang mempengaruhi pemakain dari metode penyambungan, dalam hal ini penyambungan las oksi-asitilen terhadap sambungan pelat Al-Mg yang ditinjau dari pemeriksaan cacat lasan dan uji merusak dengan pengujian tarik.
2. Teknik pengumpulan data yang diperoleh dari prose pengelasan yang dilakukan dari hasil pengujian tarik terhadap benja uji sebanyak 12 spesimen, masing-masing 6 spesimen dengan variasi kadar magnesium 1.4% dan 2.2% dan variasi kampuh 600 dan 900 yang keseluruhannya dilakukan pengujian penentrant dan pengujian tarik.
3. Metode analisa dan evaluasi data yang diperoleh dari pengujian yang dilakuakn di laboraturium pada masing-masing specimen adalah kualitatif. Dari
data inilah akan dicari harga untuk uji tarik masing-masing spesimen dan merupakan nilai yang dicapai dari uji tarik bahan tersebut.
4. Dari sinilah penelitian akan mendapatkan kesimpulan yang sebenarnya bagaimana pengaruh variasi sudut dan kadar magnesium pada pengelasan oksi-asitilen terhadap kekuatan tarik dari Al-Mg didalam standar pengujian yang berlaku.
5. Penyusunan laporan, yang termasuk didalamnya kesimpulan dari hasil yang dicapai serta pengambilan langkah-langkah yang berhubungan terhadap hasil kekuatan sambungan las pada material uji lebih ditekankan, sehingga pada akhirnya tujuan penelitian dapat sepenuhnya tercapai.
3.3 Variabel-variabel Pengujian
Dari metode penelitian diats maka dapt ditentukan hal-hal dasar terhadap variable-variabel pengujian berikut ini:
3.3.1 Spesimen
Spesimen yang digunakan pada penelitian adalah plat aluminium-magnesium dengan pertimbangan:
1. Aluminium-magnesium banyak digunakan di industri, seperti industry pembuatan kapal laut.
2. Proses pengelasan aluminium-magnesium memerlukan keterampilan khusus dalam proses lasan.
3. Proses pembuatan aluminium-magnesium dilakukan dengan pengecoran tradisional.
Adapun jenis sambungan yang digunakan adalah jenis sambungan V-tunggal, sambungan ini lebih kuat dari beberapa sambungan lain, dan dapat dipakai untuk menerima gaya tekan yang besar, serta lebih tahan terhadap kondisi beban statis. Pada pelat dengan tebal 5 mm-20 mm dan perembesan (penetrasi) dapat dicapai 100%.
3.3.2. Pembentukan spesimen
Sebelum diuji, pada masing-masing spesimen dipotong dan dibentuk dengan menggunakan mesin skrap sehingga sesuai dengan standar uji tarik lembaran yaitu ASTM E-8M, spesimen ditunjukkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Spesimen uji tarik. Sumber : ASTM E-8M, ASTM Handbook.
Pembentukan spesimen dengan kampuh 600 dan 900 berdasarkan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Spesimen dipotong menjadi 12 bagian yang ukurannya sesuai dengan kebutuhan pengujian.
2. Setelah di potong dilakukan pembentukan sudut kampuh, dengan sudut masing-masing 600 dan 900, adapun jenis kampuh yang digunakan adalah kampuh V tunggal.
3. Dilakukan penyambungan dengan pengelasan pada sudut kampuh yang dibentuk dengan proses las oksi-asitilen.
4. Dilakukan pembersihan spesimen dari sisa pengelasan dengan menggunakan mesin grinda.
5. Spesimen uji tarik pada benda uji ini dilakukan untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik dan pertambahan panjang yang terjadi setelah di uji tarik.
3.3.3 Kawat Las (Welding Rod)
Kawat las yang digunakan untuk las oksi-asitilen tersedia dengan berbagai panjang tergantung apakah wrought atau dituang. Spesifikasi kawat las adalah AWS A5.2 dengan rincian sebagai berikut:
Tabel 3.1 Spesifikasi kawat las (AWS A5.2).
KLASIFIKASI AWS KUAT TARIK MINIMUM (Ksi) ELONGATION MINIMUM DALAM (%) RG65 67 16 RG60 60 20 RG45 45 -
Gambar kawat las AWS A.52 ditunjukkan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 kawat las AWS A.52
Elektroda/kawat las yang digunakan pada proses pengujian adalah elektroda tipe AWS-A5.2 dengan spesifikasi sebagai berikut:
Kawat las yang terbuat dari aluminium dan ada yang terbuat dari campuran fosfor dan perunggu (bronze) yang dipakai untuk menyambung dan membentuk lapisan pada aluminium, steel dan cast iron, kuningan, dan sebagainya.
1. Standard: AWS A.5.2: AI-43, DIN 1732 : EL-AISI 5-12, Mat No.: 3.2585 2. Komposisi Bahan: Al: 94, Si: 5.0, Fe: 0.55, Mg: 0.45.
3. Sifat Bahan: Elongation: 10% , Tensile Strenght: 200 N/ mm2, 0.2
Elongation Limit: 100N/ mm2, Hardness: 50HB.
4. Kegunaan: Kawat las yang terbuat dari aluminium yang digunakan untuk pengelasan semua aluminium jenis Al murni, Al-Cu, Al-Mn, Al-Si, Al-Mg, Al-Mg-Si, dan Al-Zn.
3.4 Proses Pengujian 3.4.1 Pengujian Cacat Las
Adapun metode yang digunakan untuk pengujian cacat las adalah non destructive test dengan menggunakan metode penetran test, metode penetrant test merupakan metode NDT yang paling sederhana, metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan, dan dapat digunakan pada posisi apapun. Melalui metode ini, cacat pada material akan terlihat lebih jelas, prosedur percobaan untuk uji penetran adalah:
Dengan spesifikasi cairan penetran, cleaner, dan developer sebagai berikut: a. Merk: Magnaslux
b. Buatan: USA c. Expire date: 2015
1. Pembersihan awal (pre cleaning)
Permukaan bahan yang akan diuji harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran, yang akan menghalangi masuknya cairan penetran ke dalam cacat. Cara yang digunakan untuk pembersihan awal adalah:
1. Deterjen (detergent)
2. Uap penghilang lemak (vapor degreasing)
3. Uap pembersih (steam cleaning)
4. Zat pelarut pembersih (Solvent Cleaning)
5. Pembersih dengan ultrasonik (ultrasonic cleaning)
Adapun gambar pembersih awal ditunjukan pada gambar 3.3.
(a) (b) Gambar 3.3 (a) kain bersih, (b) sikat pengujian. 2. Penggunaan cairan penetran
cara penggunaan penetran pada benda uji dilakukan berdasarkan sifat pemeriksaan dan bentuk benda yang akan diperiksa, metode yang bisa dilakukan dalam pemberian cairan penetran adalah:
1. Dicelupkan kedalam bak yang berisi cairan penetran (dipping)
2. Disemprotkan (spraying)
3. Dioleskan dengan menggunakan kuas (brushing)
Gambar 3.4 Cairan penetran. 3. Menghilangkan sisa penetran
Kelebihan sisa penetran pada permukaan benda uji harus dihilangkan untuk mendapatkan kontras yag optimum, disamping untuk menghilangkan keraguan dalam evaluasi cacat yang timbul. Dalam proses menghilangkan sisa penetran ada beberapa jenis penetran tertentu yang dapat dihilangkan dengan air, dimana sebelumnya cairan penetran tersebut telah dicampur dengan Emulsifer atau Emulsifer tersebut dioleskan beberapa saat setelah penggunaan cairan penetran selesai dilakukan.
Jenis-jenis penggunaan cairan penetran dapat dikategorikan berdasarkan pada jenis cairan pembersih sisa penetran yang digunakan. Yaitu jenis cairan penetran yang dapat dibersihkan dengan air. Pemakaian cairan cleaner juga harus teliti, pembersihan benda uji sangat mempengaruhi dari hasil pengujian, apabila pembersihan tidak benar-benar bersih, mengakibatkan pembacaan dari
pengujian menjadi salah, karena masih tersisa cairan penetrant di permukaan benda uji. Cairan cleaner ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Cairan cleaner.
4. Pengeringan
Setelah proses menghilangkan sisa penetran dilakukan, proses pengeringan harus dilakukan dengan udara panas yang ditiup dengan blower dimana suhu udara tiik melebihi 225 f.
5. Penggunaan zat pengembang (developer)
Untuk menarik cairan dari dalam cacat agar muncul ke permukaan digunakan suatu zat pengembang. Jenis zat pengembang ada dua macam yaitu jenis basah (cair) dan jenis kering (powder).
Pengembangan cair terbuat dari bahan bubuk yang dilarutkan pada cairan khusus seperti air dan volatile solvent. Zat pengembang harus berwarna putih supaya dapat memberikan kontras terhadap warna cairan penetran yang digunakan sehingga cacat akan terlihat dengan jelas.
Zat pengembang jenis kering umumnya digunakan untuk cairan penetra jenis fluorescent, sedangkan zat pengembang jenis basah (cair) yang dilarutkan pada bahan plarut biasa digunakan untuk cairan penetran jenis kontras warna. Konsentrasi dari penggunaan jenis pengembang harus diperhatikan agar mendapatkan lapisan yang tipis dan rata. Adapun cairan developer ditunjukan pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Cairan Developer.
3.4.2 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. Pembebanan tarik adalah pembebanan yang diberikan pada benda dengan memberikan gaya tarik berlawanan arah pada salah satu ujung benda. Pada pengujian tarik dicari tegangan luluh (σy), tengangan batas (σu) dan regangan. Pada penelitian ini pengujian tarik menggunakan alat uji
tarik Torsee Type AMU-10 dengan kapasitas 10 ton seperti yang diperlihatkan oleh
gambar 3.7.
Gambar 3.7 Alat uji tarik Torsee Type AMU-10 .
Spesifikasi:
Type : AMU-10 Beban max : 10 Ton Force Tahun :1989 Keterangan Gambar: 1. Panel beban 2. Pembaca grafik 3. Tombol ON 4. Tombol UP
5. Katup Unload Valve 6. Chuck atas
7. Chuck bawah 8. Tombol Pump 9. Tombol down 10. Katup Load Valve.
Berikut ini adalah prosedur percobaan yang dilakukan pada pengujian tarik dengan menggunakan alat uji tarik Torsee Type AMU-1:
1. Spesimen dibentuk sesuai ukuran menurut standar ASTM E-8M, yaitu
panjang daerah uji 60 mm, panjang daerah cekam 60 mm, tebal spesimen 5 mm.
2. Mesin uji tarik dihidupkan kemudian disetting alat pembaca grafik dan jarum
skala beban pada panel.
3. Spesimen dicekam pada chuck atas, kemudian chuck bawah dinaikkan dengan
menekan tombol UP hingga mencekam spesimen secara keseluruhan.
4. Katup hidrolik (load valve) dibuka kemudian mesin (pompa hidrolik/PUMP)
dijalankan sampai spesimen putus.
5. Setelah spesimen putus katup hidrolik (load valve) ditutup dan katup pembuka
(unload valve) dibuka, kemudian chuck bawah diturunkan dengan menekan tombol down.
6. Spesimen yang putus dilepas dari chuck atas dan bawah, kemudian diukur
besar pertambahan panjangnya dan besar nilai regangan yang diperoleh dari grafik hasil uji tarik seperti yang terlihat pada lampiran uji tarik kemudian dicatat data hasil pengujian.
MULAI
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukan oleh Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Diagram alir penelitian.
BERHASIL
Selesai
YA TIDAK
PEMBENTUKAN SPESIMEN UJI TARIK KAMPUH V 600 DAN 900 PROSES PENGELASAN OKSI-ASITILEN KAMPUH V 600 DAN 900 PENGUJIAN PENETRAN PENGUJIAN TARIK KAMPUH V 600 DAN 900 DATA PENGUJIAN TARIK ANALISA DATA