• Tidak ada hasil yang ditemukan

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 & Islami

Lukito 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.

Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Mesin Milling

2. Universal Testing Machine

3. Mikroskop Optis

4. Alat Uji Kekerasan Vickers

5. Aluminium 5052 (Tebal 5 mm)

6. Tool Baja ST90

7. Gerinda Tangan

8. Tachometer

9. Ampelas

10. Tang Jepit

11. Jangka Sorong

Dokumen terkait