1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan semakin berkembangnya teknologi maka industri pada saat ini mengalami kemajuan yang sangat pesat. Karena pesatnya kemajuan teknologi, maka banyak sekali proses produksi yang membutuhkan proses pengelasan. Pengelasan (welding) adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logarn tambahan dan menghasilkan sambungan yang kontinu. Pada proses pengelasan terdapat berbagai jenis mesin las yang dapat digunakan, salah satunya adalah las SMAW (Shielding Metal Arc Welding). (Ninien, 2011)
Pada pengelasan SMAW elektroda memiliki peranan penting sebagai bahan penyambung antar dua logam yang akan dilas dan elektroda ini terdiri dari banyak ukuran, jenis dan dijual dalam berbagai macam merk. Agar mendapatkan hasil pengelasan yang baik maka elektroda yang digunakan harus disesuaikan dengan bahan yan akan dilas serta pemilihan parameter parameter pengelasan yang tepat juga akan meningkatkan kualitas dari hasil pengelasan tersebut. (setio, 2012)
2
ST37. baja ST 37 banyak digunakan untuk konstruksi umum karena mempunyai sifat mampu las dan kepekaan terhadap retak las. Kepekaan retak yang rendah cocok terhadap proses las, dan dapat digunakan untuk pengelasan plat tipis maupun plat tebal. (Subardi, 2009)
Dalam proses pengelasan terdapat berbagai masalah yang terjadi, karena banyak factor yang mempengaruhi kekuatan hasil pengelasan seperti tegangan busur, besar arus, kecepatan pengelasan, besarnya penembusan dan polaritas listrik. berbagai hal harus diperhitugkan sebelum melakukan pengelasan, untuk mendapatkan hasil pengelasan yang baik seperti sifat mekanik, sifat fisik, komposisi, dan dimensi adalah menentukan prosedur pengelasan yang benar, agar mendapatkan hasil yang baik. Selain itu yang tidak kalah pentingnya untuk diperhatikan adalah pada penentuan arus logam lasan, hal ini nantinya akan menyebabkan timbulnya permasalahan terhadap perubahan-perubahan deformasi, retak las, kekuatan lasan dan sebagainya.
3
120 A dengan menggunakan las SMAW agar memperoleh hasil sambungan yang baik.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan alasan tersebut diatas, maka permasalahan yang timbul adalah 1. Apakah ada pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan tarik daerah las
baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7016? 2. Berapa arus pengelasan optimum untuk mendapatkan kekuatan tarik
maksimum pada sambungan plat ST 37?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang dikemukakan, maka tujuan dari penelitian ini
adalah:
1. Untuk mengetahui pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan tarik lasan baja paduan rendah hasil pengelasan SMAW dengan elektroda E7016. 2. Untuk mengetahui arus pengelasan optimum untuk mendapatkan kekuatan
tarik maksimum pada sambungan plat ST 37.
1.4 Manfaat Penelitian
Sebagai peran nyata dalam pengembangan teknologi khususnya pengelasan,
maka penulis berharap dapat mengambil manfaat dari penelitian ini, diantaranya:
1. Sebagai literatur pada penelitian yang sejenisnya dalam rangka
4
2. Sebagai informasi bagi juru las untuk meningkatkan kualitas hasil pengelasan.
3. Sebagai informasi penting guna meningkatkan pengetahuan bagi peneliti
dalam bidang pengujian bahan, pengelasan dan bahan teknik.
1.5 Batasan Masalah
Mengingat sangat kompleknya penelitian dalam pengelasan, maka penulis membatasi permasalahan agar pembahasannya dapat lebih terfokus. Adapun batasan-batasan masalahnya adalah sebagai berikut:
1. Material logam yang digunakan adalah pelat baja karbon ST 37. 2. Tebal specimen 8 mm
3. Elektroda yang digunakan adalah E7016 standar ASTM (American Society for Testing Material) yang didasarkan pada standar asosiasi las Amerika Serikat AWS (American Welding Society).
4. Proses pengelasan yang digunakan adalah las dengan elektroda terbungkus atau SMAW (Shielded Metal Arc Welding).
5. Sambungan las yang digunakan sambungan tumpul 6. Kecepatan pengelasan diabaikan
7. Pendingin menggunakan media udara ruang
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP
KEKUATAN TARIK BAJA ST 37 MENGGUNAKAN
LAS SMAW DENGAN ELEKTRODA E7016
SKRIPSI
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satau (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
Chamdani Achmad
201010120311042
JURUSAN MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
LEMBAR PENGESAHAN
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP
KEKUATAN TARIK BAJA ST 37 MENGGUNAKAN
LAS SMAW DENGAN ELEKTRODA E7016
SKRIPSI
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh : CHAMDANI ACHMAD
201010120311042
Telah Diperiksa, Disetujui dan disahkan oleh :
Pembimbing I
Drs. M. Jufri, ST, MT 196311101990101001
Pembimbing II
Ir. Herry Supriyanto, MT 108.8709.0049 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kepada Allah SWT, karena atas berkat dan rahmat -Nya maka penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. Penulisan Skripsi ini merupakan salah satu Syarat Wajib bagi mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang sebagai salah satu syarat akademis untuk dapat menyelesaikan studi di Universitas Muhammadiyah Malang.
Dengan segala usaha penulis mencoba untuk menggapai suatu karya tulis terbaik, namun demikian penulis menyadari sepenuhnya karya tulis(skripsi) ini belumlah sempurna, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis sangat mengharapkan kritik dan saran-saran yang bersifat membangun dari semua pihak. Adapun terselesainya Skripsi ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak yang telah membantu dalam penyusunannya,
Karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada :
1. Drs. Muhadjir Effendy, Msi. selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Malang.
2. Ir. Sudarman, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Uniersitas Muhammadiyah Malang.
3. Ir. Daryono, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Para Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Kedua orang tua serta kakakku yang telah memberikan dukungan baik moral maupun materil serta do’anya.
7. Teman – teman Mahasiswa di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
Tiada dapat penulis membalas segala kebaikan kecuali dengan harapan semoga Allah SWT membalas dengan yang lebih baik. Besar harapan, semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi pembaca, khususnya bagi penulis sendiri guna menambah ilmu pengetahuan.Sekian dan terimakasih.
Malang, 15 Januari 2015
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR BERITA ACARA BIMBINGAN ... iv
LEMBAR PERNYATAAN ... vi
ABSTRAKSI ... vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Tujuan Penelitian ... 3
1.4 Manfaat Penelitian ... 3
1.5 Batasan Masalah ... 4
BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengelasan ... 5
2.2 Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding) ... 6
2.3 Elektroda Terbungkus ... 7
2.4 Pengaruh Besar Arus Dan Diameter Elektroda ... 9
2.5 Kampuh V Tunggal ... 10
2.6 Jenis baja ... 11
2.6.1 Baja Paduan Rendah ... 11
2.6.2 Baja ST 37 ... 12
2.7 Metalurgi Las ... 13
2.7.1 Siklus Thermal Daerah Las ... 13
2.7.2 Pembekuan Pada Struktur Logam Las ... 14
2.7.4 Cacat Yang Mungkin Terjadi Pada Las ... 16
2.8 Pengujian Komposisi ... 17
2.9 Tipe – Tipe Sambungan Pengelasan ... 17
2.10 Pengujian Material ... 18
2.10.1 Pengujian Tidak Merusak (Non Destructif Test) ... 18
2.10.2 Pengujian Merusak (Destructif Test ) ... 19
2.11 Pengujian Tarik ... 19
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Metode Penelitian ... 23
3.2 Tempat dan Waktu ... 23
3.3 Bahan Logam Induk dan Elektroda ... 23
3.3.1 Bahan Logam Induk ... 23
3.3.2 Elektroda yang Digunakan ... 24
3.4 Variabel Pengelasan ... 24
3.4.1 Variabel Terikat ... 24
3.4.2 Variabel Bebas ... 25
3.5 Ukuran Spesimen dan Bentuk Sambunngan ... 25
3.5.1 Ukuran Spesimen yang akan di las ... 25
3.5.2 Bentuk Sambungan dan Jarak Sambungan ... 26
3.6 Peralatan yang Digunakan ... 26
3.6.1 Mesin Las SMAW (shield Metal Art Welding) ... 26
3.6.2 Mesin Uji Tarik ... 27
3.7 Spesimen Uji Tarik ... 28
3.8 Proses Pengujian Tarik ... 29
3.9 Metedologi Penelitian ... 32
3.10 Prosedur Pengelasan ... 33
3.11 Prosedur Uji Tarik ... 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian ... 35
4.2 Perhitungan Uji Tarik ... 35
4.2.1 Perhitungan Kekuatan (Tensile Strength) ... 35
4.2.3 Perhitungan Modulus Elastisitas ... 43
4.2.4 Perhitungan Kekuatan Luluh (Yield Strength) ... 46
4.3 Pembahasan ... 49
4.3.1 Kekuatan Tarik ... 50
4.3.2 Regangan ... 52
4.3.3 Modulus Elastisitas ... 53
4.3.4 Kekuatan Luluh ... 54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 56
5.2 Saran ... 57
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mesin las SMAW ……… 6
Gambar 2.2 Skema pengelasan Las SMAW ……….. 7
Gambar 2.3 Elektroda Terbungkus ……… 8
Gambar 2.4 Kampuh V Tunggal ……… 11
Gambar 2.5 Daerah HAZ pada Sambungan Las ……… 13
Gambar 2.6 Macam – macam Sambungan ………. 18
Gambar 2.7 Kurva Tegangan Regangan ………. 20
Gambar 3.1 Merek Dan Jenis Elektroda ………. 24
Gambar 3.2 Ukuran Spesimen ……… 25
Gambar 3.3 Bentuk dan Jarak Sambungan ……… 26
Gambar 3.4 Mesin Las SMAW ……….. 27
Gambar 3.5 Mesin Uji Tarik ……….. 28
Gambar 3.6 Dimensi Spesimen ……….. 28
Gambar 3.7 Spesimen Siap Uji Tarik ………. 29
Gambar 3.8 Proses Uji Tarik ……….. 29
Gambar 3.9 Proses Uji Tarik dipantau dari monitor ……….. 30
Gambar 3.10 Spesimen Setelah Mengaalami Uji Tarik ………. 30
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Elektroda Terbungkus dari Baja Lunak ………… 9
Tabel 2.1 Spesifikasi Arus Menurut Tipe Elektroda dan Diameter …… 10
Tabel 3.1 Komposisi Kimia ……… 23
Tabel 3.2 Contoh Pengambilan Data ……….. 33
Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Tarik ………. 35
DAFTAR GRAFIK
DAFTAR PUSTAKA
Sonawan, H., Suratman, R., 2004, Pengantar Untuk Memahami Pengelasan Logam, Αlfa Beta, Bandung.
Wiryosumarto, H., 2000, Teknologi Pengelasan Logam, Erlangga, Jakarta. Sckolastika Ninien, 2011. Analisa Pengaruh Penggunaan Variasi Besaran Arus Pada Las Tig Terhadap Perubahan Struktur Mikro. Bandung : Politeknik Negeri Bandung.
Kenyon, W., Ginting, D., 1985, Dasar-Dasar Pengelasan, Erlangga, Jakarta. Martua Frans Purba, 2009. Studi Eksperimendan Simulasi pada kampuh
pengelasan busur listrik plat baja ST 40. Sumatera Utara : Universitas Sumatera Utara Medan
Arifin, S., 1997, Las Listrik dan Otogen, Ghalia Indonesia, Jakarta.
Alip, M., 1989, Teori dan Praktik Las, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Wiryosutomo, H. 2004. Teknologi Pengelasan Logam. Pradya Paramita, Jakarta. Subardi, 2009. Pengaruh dari suhu area pemanasan terhadap kekerasan dan mikrostruktur pada pengelasan baja ST 37. Yogyakarta : STTNAS