BAB V PENUTUP
5.2 Saran
5.2 Saran
Pada penelitian yang dilakukan penulis kali ini tentunya masih terdapat beberapa kekurangan yang perlu diperbaiki kembali untuk mendapatkan hasil yang lebih maksimal. Maka dari itu penulis menyampaikan beberapa saran, yaitu : 1. Pada permukaan cekam yang menjadi tumpuan aluminium sepanjang daerah lasan perlu diperiksa kembali kondisi kedatarannya sebelum memulai pengelasan. Permukaan cekam yang tidak rata akan menghasilkan kondisi akar (root) lasan yang buruk. Pemasangan cekam yang tidak kencang juga akan berpengaruh pada hasil pengelasan yang buruk karena tidak sanggup meredam getaran yang terjadi pada saat pengelasan.
2. Untuk menghilangkan porositas atau cacat wormhole pada daerah lasan aluminium, pastikan kedua sisi aluminium yang akan disambung benar – benar bersih dari minyak, debu, air dan zat pengotor lainnya.
3. Dalam pengelasan friction stir welding sebaiknya pemakaian tool tidak terlalu diforsir supaya keadaan pin tool tidak patah ataupun rusak. Sediakan tool cadangan bila perlu.
4. Pada penelitian lain mungkin dapat mengubah kecepatan feed rate agar tidak terlalu kencang supaya masukan panas (heat input) yang dihasilkan dapat lebih maksimal.
58
Anonim. 2016. FSW Industrial Applications. http://www.twi-global.com/ capabilities/joining-technologies/friction-processes/friction-stir-welding/ industrial-applications/, (diakses 25 Juli 2016).
ASTM. 2010. ASTM E 190-92 Standard Test Method for Guided Bend Test for Ductility of Welds. American Society for Testing and Materials, Philadelphia.
ASM. 2015. Aluminium 5052-H34. Aerospace Specification Metals.
Apriansyah, D. 2015. Pengaruh Feed Rate Terhadap Kekuatan Sambungan Aluminium 5052 Dengan Metode Friction Stir Welding. Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta, Yogyakarta.
Dirhamsyah, M. 2011. Pengaruh Perubahan Parameter Permesinan Terhadap Sifat Mekanik Material AC4CH Pada Proses Friction Stir Welding (FSW). Teknik Mesin Universitas Indonesia, Depok.
Iqbal, M. 2014. Pengaruh Putaran Dan Kecepatan Tool Terhadap Sifat Mekanik Pada Pengelasan Friction Stir Welding Aluminium 5052. Teknik Mesin UNILA, Lampung.
Jayaraman, M. 2009. Optimization of Process Parameters for Friction Stir Welding of Cast Aluminium Alloy A319 by Taguchi Method. Journal of scientific & Industrial Research, Vol 68, pp 36 – 43.
Johnson, R. 2003. FSW of Magnesium Alloys. 4th International FSW Symposium, Park City, UT, USA.
Okumura T. & Wiryosumarto H. 1996. Teknologi Pengelasan Logam. Jakarta: Pradnya Paramita.
Pagar, K. & Wable, A. 2016. Review Paper Friction Stir Welding. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, India.
Rahayu, D. 2012. Analisis Proses Friction Stir Welding (FSW) Pada Plat Tipis Aluminium. Teknik Mesin Universitas Indonesia, Depok.
59
Surdia, T. & Saito, S. 1992. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta: Pradnya Paramitha.
Wijayanto, J. 2010. Analisa Kekuatan Bending Pada Pengelasan Friction Stir Welding Aluminium 6110. Teknik Mesin IST AKPRIND, Yogyakarta.
PENGARUH FEED RATE TERHADAP STRUKTUR MIKRO,
K E K E R A S A N D A N K E K U ATA N B E N D I N G PA D A
PENGELASAN FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM 5052
INTISARI
umy
Universitas
Muhammadiyah
Yogyakarta
Unggul & IslamiLukito Adi Wicaksono (20110130057)
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
lukitoadi1992@gmail.com
LATAR BELAKANG
METODOLOGI PENELITIAN
HASIL DAN PEMBAHASAN STRUKTUR MAKRO DAN MIKRO
REFERENSI
ALAT DAN BAHAN
HASIL DAN PEMBAHASAN PENGUJIAN KEKERASAN
HASIL DAN PEMBAHASAN PENGUJIAN BENDING
KESIMPULAN
DATA DIRI PENULIS
Logam Induk HAZ Feed Rate 18 CM/Menit Feed Rate 12 CM/Menit Feed Rate 6 CM/Menit Feed Rate 2 CM/Menit Weld Nugget Daerah Pengelasan
Sisi Bending Face Sisi Bending Root
Parameter 3600 rpm, Feed Rate 2 cm/min 3600 rpm, Feed Rate 6 cm/min 3600 rpm, Feed Rate 12 cm/min 3600 rpm, Feed Rate 18 cm/min
Tabel 1. Foto makro hasil pengelasan friction stir welding
Tabel 2. Foto struktur mikro hasil pengelasan friction stir welding
Tabel 3. Pengamatan visual spesimen three point bending
Feed Rate 2 cm/min Feed Rate 6 cm/min Feed Rate 12 cm/min Feed Rate 18 cm/min
Hasil foto makro pada Tabel 1. menunjukkan adanya cacat wormhole pada semua hasil pengelasan. Cacat las wormhole
disebabkan karena terkontaminasinya logam las dalam bentuk gas yang terperangkap di dalam logam las, sehingga membentuk
rongga memanjang. Besarnya cacat wormhole berbanding lurus dengan kecepatan feed rate. Semakin kencang laju feed rate
maka akan membentuk wormhole yang besar pula.
Pengujian struktur makro dan mikro bertujuan untuk melihat secara langsung penampang material pasca proses pengelasan
friction stir welding. Pengujian struktur makro adalah pengujian yang menggunakan visual secara langsung terhadap spesimen
dengan tujuan untuk mengetahui adanya celah dan lubang dalam permukaan bahan. Pengujian struktur makro pada penelitian ini
menggunakan perbesaran 9x. Sedangkan pengujian struktur mikro adalah proses pengujian terhadap material logam yang struktur
kristalnya sangat halus. Pengujian struktur mikro dilakukan pada daerah logam induk, HAZ dan stir zone menggunakan perbesaran
200x.
Foto struktur mikro
p a d a T a b e l 2 .
menunjukkan daerah
logam induk aluminium
5052 terlihat adanya
butiran kristal kecil dan
a d a n y a p o r o s i t a s .
Pada daerah HAZ
t e r l i h a t p e r u b a h a n
struktur dibandingkan
logam induk, dimana
terdapat butiran kristal
m e m a n j a n g d a n
a r a h n y a m e l i n g k a r
karena efek puntiran
t o o l k e t i k a p r o s e s
p e n g e l a s a n
berlangsung. Pada
d a e r a h l a s a n (s t i r
zone) terlihat butiran
k r i s t a l u k u r a n n y a
membesar dan jarak
antar kristal menjadi
renggang.
Pengujian bending merupakan proses pembebanan terhadap suatu bahan pada suatu titik, tepat di tengah
dari bahan yang ditahan di atas dua tumpuan. Dengan pembebanan ini, material akan mengalami deformasi
dengan dua buah gaya yang bekerja berlawanan pada saat yang bersamaan. Penelitian kali ini menggunakan
metode pengujian three point bending dengan jarak span 77 mm, diameter plunger 30 mm dan testing speed 10
mm/min. Pengujian dilakukan pada sisi permukaan lasan (face) dan akar lasan (root).
Gambar 4. Grafik pengaruh feed rate terhadap kekuatan lentur
sambungan las friction stir welding
Aluminium seri 5xxx adalah paduan aluminium dengan magnesium (Al-Mg) yang banyak diaplikasikan pada material konstruksi. Friction stir welding (FSW) adalah alternatif pengelasan aluminium yang terjadi dalam
kondisi padat dengan memanfaatkan gesekan antara pin tool dengan sisi material yang akan disambung. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa struktur mikro, profil kekerasan dan kekuatan bending hasil
pengelasan aluminium seri 5052 dengan metode FSW. Spesimen terbuat dari plat aluminium 5052 dengan ukuran 110 mm x 85 mm x 5 mm disambung dengan pengelasan FSW pada kecepatan spindel 3600 rpm
dengan variasi feed rate 2, 6, 12 dan 18 cm/menit. Hasil pengelasan akan diuji dengan pengujian struktur mikro pada daerah logam induk, HAZ dan stir zone, pengujian kekerasan menggunakan makro vickers serta pengujian
kekuatan bending pada sisi permukaan dan akar lasan dengan standar ASTM E190. Hasil pengujian struktur mikro pada HAZ terlihat butiran kristal lebih kecil dan panjang serta arahnya yang melingkar daripada logam induk.
Pada daerah lasan terlihat butiran kristal membesar dan jaraknya renggang. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan nilai kekerasan tertinggi terdapat pada feed rate 12 cm/menit (65,9 VHN) dan terendah pada feed rate 2
cm/menit (61 VHN). Pengujian bending menunjukkan nilai kekuatan lentur tertinggi terdapat pada akar lasan feed rate 2 cm/menit (729,06 Mpa) dan terendah terdapat pada akar lasan feed rate 18 cm/menit (135,35 Mpa).
Kata Kunci : FSW, feed rate, aluminium 5052
Tidak
Analisis Data
Kesimpulan dan Saran
Selesai
Proses Pengelasan Friction Stir Welding : 1. Putaran tool : 3600 rpm
2. Variasi feed rate
Proses Pengujian : Uji Struktur Makro dan Mikro, Uji Kekerasan, Uji Bending. Persiapan Alat dan Bahan
Mulai
Studi Literatur
Pembuatan Spesimen Tersambung
Ya
1. Pengelasan friction stir welding dengan variasi feed rate mempengaruhi struktur mikro pada daerah HAZ yaitu terlihat adanya
butiran kristal yang ukurannya menjadi lebih kecil yang agak memanjang serta arahnya yang melingkar jika dibandingkan dengan kristal pada logam induk. Pada struktur mikro daerah lasan terlihat adanya kristal yang ukurannya lebih besar serta jarak antar butiran kristal yang lebih renggang dibandingkan daerah HAZ.
2. Profil kekerasan sepanjang daerah las aluminium 5052 memiliki nilai yang lebih kecil dari raw material (77,5 VHN). Nilai
kekerasan daerah lasan tertinggi terdapat pada variasi feed rate 12 cm/menit (65,9 VHN). Sedangkan nilai kekerasan daerah
lasan yang paling rendah adalah pada variasi feed rate 2 cm/menit (61 VHN).
3. Variasi feed rate pada pengelasan friction stir welding terbukti mempengaruhi nilai kekuatan lentur dari material aluminium 5052.
Nilai kekuatan lentur tertinggi terdapat pada variasi feed rate 2 cm/menit dengan sisi bending pada akar (root) sambungan las
yaitu sebesar 729,06 MPa. Sedangkan nilai kekuatan lentur paling rendah terdapat pada variasi feed rate 18 cm/menit dengan
sisi bending pada akar (root) sambungan las yaitu sebesar 135,35 MPa.
Gambar 3. Grafik pengaruh feed rate terhadap profil kekerasan
pada daerah sambungan las friction stir welding
Pengujian kekerasan material dilakukan untuk melihat perbedaan karakter material di sekitar area
pengelasan. Pengujian ini dilakukan khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mengalami
pergesekan dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri adalah keadaan dari suatu material ketika material
tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak dapat kembali ke bentuk semula.
Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau
penekanan.Uji kekerasan pada penelitian ini menggunakan metode makro vickers dengan pembebanan 20 Kg.
Aluminium seri 5xxx adalah paduan aluminium dengan magnesium (Al-Mg) yang banyak diaplikasikan pada
material konstruksi. Selama ini proses penyambungan aluminium banyak dilakukan dengan metode pengelasan
TIG (Tungsten Inert Gas), namun jenis pengelasan ini mempunyai kekurangan yaitu masih menggunakan logam
pengisi dan timbulnya deformasi ketika pendinginan. Friction stir welding adalah salah satu jenis alternatif
pengelasan yang terjadi dalam kondisi padat dengan memanfaatkan gerak rotasi tool sebagai penghasil panas,
pengaduk, sekaligus penempa pada dua sisi material yang akan disambung. Penelitian ini bertujuan untuk
menganalisa struktur mikro, profil kekerasan dan kekuatan bending hasil pengelasan aluminium seri 5052 dengan
metode friction stir welding.
Pada penelitian ini ada beberapa langkah yang dilakukan.
Langkah – langkah dalam proses pengerjaan las friction stir
welding dapat dilihat pada Gambar 1. di bawah ini :
Gambar 1. Diagram alir penelitian friction stir welding
Dari hasil pengamatan
visual Tabel 3. yang diperoleh
setelah pengujian bending dapat
dilihat bahwa spesimen yang
kondisinya paling baik adalah
pada bagian akar (root) variasi
feed rate 2 cm/menit. Spesimen
ini tidak mengalami kerusakan
atau retak pada saat menngalami
penekanan dari sisi akar las.
Pada spesimen dengan variasi
lain mengalami retak pada
sambungan las karena adanya
cacat las wormhole yang cukup
besar di sepanjang daerah
pengelasan. Feed rate yang
r e n d a h d e n g a n k e c e p a t a n
s p i n d e l y a n g t i n g g i a k a n
menghasilkan penyebaran panas
yang semakin luas, sehingga
a k a n m e m b a n t u p r o s e s
pelunakan aluminium sebelum
terjadi pengadukan oleh pin tool
terhadap material yang akan
disambung.
Feed Rate (Cm/min)
Nila i Ke k u a ta n L e n tu r ( M P a ) Nilai Keker asan ( V H N ) Titik Pengujian (mm)
Pada Gambar 3. di samping menunjukkan grafik
yang merupakan nilai kekerasan hasil pengelasan
aluminium dengan metode friction stir welding
menggunakan putaran spindel 3600 rpm dengan
kecepatan feed rate bervariasi (2 cm, 6 , 12 dan 18
cm/menit). Feed rate 12 cm/menit memiliki nilai
kekerasan daerah pusat lasan yang paling tinggi
dengan nilai kekerasan yaitu 65,9 VHN. Sedangkan
nilai kekerasan daerah lasan feed rate 6 cm/menit
adalah 63,4 VHN, feed rate 18 cm/menit adalah 62,6
VHN dan yang paling rendah terdapat pada feed
rate 2 cm/menit yaitu sebesar 61 VHN, hal ini dapat
terjadi karena proses pengelasan friction stir welding
dengan kecepatan spindel 3600 rpm dan feed rate
lambat akan menghasilkan heat input yang besar
sehingga dapat membentuk grain yang kecil.
Pada Gambar 4. menunjukkan grafik pengaruh
variasi feed rate terhadap nilai kekuatan lentur pada
sambungan las FSW. Nilai kekuatan lentur permukaan
lasan (face) yang paling tinggi terdapat variasi feed
rate 6 cm/menit sebesar 224,51 MPa. Nilai kekuatan
lentur permukaan lasan (face) yang paling rendah
terdapat pada variasi feed rate 18 cm/menit sebesar
158,86 MPa. Nilai ini sangat jauh di bawah nilai
kekuatan lentur raw material dengan nilai 629,77 MPa.
Nilai kekuatan lentur akar lasan (root) tertinggi
terdapat pada variasi feed rate 2 cm/menit sebesar
729,06 MPa. Nilai variasi feed rate ini melebihi nilai
kekuatan lentur raw material yaitu sebesar 629,77
MPa. Nilai kekuatan lentur akar lasan (root) terendah
terdapat pada variasi feed rate 18 cm/menit sebesar
135,35 MPa.
Nama : Lukito Adi Wicaksono
TTL : Yogyakarta, 3 Nopember 1992
NIM : 20110130057
Email : lukitoadi1992@gmail.com
ASTM. 2010. ASTM E 190-92 Standard Test Method for
Guided Bend Test for Ductility of Welds. American Society for Testing and Materials, Philadelphia.
ASM. 2015. Aluminium 5052-H34. Aerospace Specification
Metals.