45 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian mengenai sifat mekanik pengaruh arus pengelasan,
waktu pengelasan dan pengaruh penambahan filler serbuk pada
sambungan las titik dengan material feritik Stainless Steel mm dan
Aluminium seri 6019 pada penelitian ini didapat hasil dari pengujian yang
meliputi uji geser, dan uji kekerasan micro Vickers. Dari pengujian ini
dilakukan analisis dan pembahasan guna mendapat kesimpulan yang
sesuai dengan tujuan penelitiaan
4.1 Pengujian Beban Tarik-Geser (Tensile Shear Load) A. Analisis Grafis
Cara umum untuk mengetehui sifat mekanik pada suatu material
yaitu dengan cara melakukan pengujian beban tarik-geser. Pada
pengujian beban tarik-geser ini diberikan beban gaya statik yang
meningkat secara perlahan sehingga membuat material terputus. Dilihat
dari hasil rata-rata beban tarik-geser yang terdiri dari 2 sempel setiap
variasinya dengan mengunakan standar pengujian ASME IX didapat hasil
46 0
200 400 600 800 1000
0,2 0,3 0,4
Ten
si
le
sh
e
ar
l
o
ad
b
e
ar
in
g
cap
ac
ity (N
)
welding time(Secon)
ARUS 6000
ARUS 7000
ARUS 8000
ARUS 6000
ARUS 7000
ARUS 8000
Grafik 4.1 Pengaruh welding time terhahap kekuatan sambungan las titik pada material yang mengunakan filler serbuk. (garis kontinyu menunjukkan spesimen dengan filler; garis putus-putus menunjukkan spesimen tanpa filler).
Dari grafik diatas menunjukan bahwa pengaruh welding time
terhadap sambungan las menunjukan semakin besar welding time dan
arus akan menyebabkan panas yang sangat besar, dan panas yang
ditimbulkan terlalu besar membuat filler serbuk tersebut menguap. Ketika
filler serbuk Zn menguap bukanya menjadi perantara melaikan menjadi
foit yang mengakibatkan kekuatan sambungan las tersebut menurun.
Dari grafik diatas menjelaskan bahwa pada arus 6000A dengan
waktu 0,2; 0,3; 0,4 detik memiliki kemampuan daya beban dukung
sebesar 810,495N; 692,835N; 524,835N. Arus 7000A waktu 0,2; 0,3; 0,4
detik memiliki kemampuan daya beban dukung sebesar 730,16N;
620,93N; 547,55N. Sedangkan arus 8000A sebesar 757,63N; 573,53N;
349,77N. Pada grafik diatas menunjukan bahwa adanya penurunan yang
47 0
200 400 600 800 1000
6000 7000 8000
Ten
si
le
sh
e
ar
l
o
ad
b
e
ar
in
g
cap
ac
ity (N
)
Ampere (A)
WT 0,2
WT 0,3
WT 0,4
WT 0,2
WT 0,3
WT 0,4
Dari grafik hasil pengujian tarik geser sambungan las tanpa
menggunakan filler diatas dapat diketahui bahwa pada arus 6000A bahwa
pada welding time 0,2;0,3;0,4 detik memiliki kekuatan sebesar 346,34N;
485,385N; 651,38N. Arus 7000A pada welding time 0,2;0,3;0,4 memliki
kekuatan sebesar 422,16N; 735,055N; 815,12N.dan pada arus 8000A
memiliki kekuatan sebesar 541,81N; 430,80N; 869,265N.
Grafik 4.2 Pengaruh besar arus terhahap kekuatan sambungan las titik pada material tanpa mengunakan filler. (garis kontinyu menunjukkan spesimen dengan filler; garis putus-putus menunjukkan spesimen tanpa filler).
Berbanding lurus dengan welding time semakin besar arus dan
waktu yang digunakan maka pada material yang menggunakan filler
serbuk mengalami penurunan. Berbeda dengan material yang tanpa filler
semakin besar arus dan waktu maka kekuatnya semakin meningkat. Dari
grafik diatas dapat dilihat penambahan kekuatan yang sangat jelas.
Dari proses pengujian geser yang telah dilakukan,didapati satu
jenis kegagalan sambungan las pada setiap variasi variasi parameter
48
jenis kegagalan sambungan pada sambungan las tersebut. Hal ini
menunjukan terdapatnya nilai daya beban dukung geser yang sangat
tinggi pada sambungan las tersebut.
B. Pembahasan Uji Tarik-Geser dan Mode Kegagalannya.
Pada beberapa kasus yang terjadi pada pengujian beban geser
sambungan las menerima pembebanan tarik maupun geser atau biasa
disebut juga dengan Beban Tarik-Geser (Tensile Shear Load)Dari grafik
4.1 dan grafik 4.2 memperlihatkan pengaruh variasi welding time dan arus
pada material yang ditembahi dengan serbuk filler seng bahwa sanya
semakin besar arus dan bertambahnya waktu pengelasan maka
berpengaruh pada kekuatan sambungan las yang menurun. Hal ini
dikarenakan semakin panas hambatan yang dihasilkan maka serbuk seng
akan mencair dan melebar dikarenakan tidak adanya lokator atau
pembatas cairan sehingga menjadi lubang yang mengakibatkan kekuatan
tarik gesernya menurun.
Gambar 4.1 foto mikro nugget SS dan ZN yang menunjukan Banyak lubang
Berbanding terbalik dengan material yang tanpa menggunakan filler
49
mengakibatkan penampang rata, sehingga pada saat pengelasan tidak
ada lubang yang muncul yang mengakibatkan kakuatan geser nya
meningkat. Hal ini dapat dilihat pada grafik 4.1 dan grafik 4.2 diatas.
Analisa pada grafis material tanpa filler menunjukan bahwa
pengaruh arus terhadap kapasitas beban tarik geser dari sambungan las
titik, dapat diketahui semakin besar arus yang diberikan maka semakin
besar pula kapasitas beban tarik geser yang dihasilkan. Dari rumus heat
input (H)
H = I².R.t...(4.1)
Kuadrat arus berbanding lurus terhadap masukan panas (heat
input). Sehingga arus yang besar akan mengakibatkan logam mencair dan
membentuk nugget yang lebar sehinnga mengakibatkan kekuatan
kapasitas beban dukung tarik geser meningkat juga (Agustriyana
L,dkk.2011)
Tipe atau pola kegagalan yang terjadi pada uji geser las titik secara
umum ada 2 pola kegagalan yaitu interfacial failure (IF) dan Pull out failure
(PF). Interfacial failure merupakan kegagalan dalam pengelasan titik
dimana terjadi kerusakan atau keretakan pada zona fusi. Sedangkan Pull
out failure merupakan kegagalan dimana terjadi kerusakan pada daerah
50
Gambar 4.2 Pola kegagalan uji geser sambungan tanpa filler (A),
Pola kegagalan uji geser sambungan menggunakan filler (B),
Dari gambar 4.2 pola kegagalan yang terjadi dalam penelitian ini
memiliki tipe kegagalan interfacial failure. Karena kegagalan sambungan
las terjadi pada zona fusi. Pada penggunaan filler, juga terjadi tipe
kegagalan interfacial failure
4.2 Pengujian Micro Vicrers
A. Analisis Grafis
Pengelasan titik menyebabkan logam mengalami perubahan sifat
mekanik salah satunya nilai kekuatan tekan. Logam mengalami
perubahan struktur mikro untuk daerah FZ (Fusion Zone) dan HAZ (Heat
Affected Zone) akibat panas yang ditimbulkan oleh aliran listrik. Distribusi
kekerasan logam pada daerah FZ (Fusion Zone) memiliki nilai hampir
seragam. Semakin besar kuat arus berdampak meningkatnya diameter
nugget. Akan tetapi meningkatnya diameter nugget tidak berpengaruh
terhadap distribusi kekerasan logam ( Haikal.2014)
51 0
50 100 150 200 250 300
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
t= 0,2
t= 0,3
t= 0,4 Pada penelitian ini menggunakan standar pengujian AWS D8.9-97
untuk pengujian kekerasan micro hardness (micro Vickres). Dengan gaya
penekanan 200gf (1,916 Newton) dan waktu tekan 10 detik dengan jarak
indentasi 0,4mm.
Hal yang terjadi pada penelitian adalah bahwa peningkatan arus
mengakibatkan peningkatan kekerasan pada daerah nugget. Kekerasan
tertinggi pada arus 6000 ampere adalah 274,1HV, pada arus 7000
ampere kekerasanya adalah 302,3HV, sedangkan pada arus 8000
ampere memiliki nilai kekerasan 326,0HV pada spesimen dengan filler
serbuk.
Hal ini bisa terjadi karena sebagiian seng melebur dan menyatu
dengan stainlees stell, yang mengakibatkan struktur mikro pada daerah
lasan berubah sehingga menggakibatkan kekerasan daerah lasan menjadi
meningkat pada material yang menggunakan filler.
52
Grafik 4.4 Nilai kekerasan pada arus 6000 A tanpa filler serbuk Zn
Grafik 4.5 Nilai kekerasan pada arus 7000 A dengan filler serbuk Zn 0
50 100 150 200 250 300 350 400
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
t= 0,2s
t= 0,3s
53
Grafik 4.6 Nilai kekerasan pada arus 7000 A tanpa filler serbuk Zn
Grafik 4.7 Nilai kekerasan pada arus 8000 A dengan filler serbuk Zn 0
50 100 150 200 250 300 350 400
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
t= 0,2s
t =0,3s
54
Grafik 4.8 Nilai kekerasan pada arus 8000 A tanpa filler serbuk Zn
Grafik 4.9 Nilai kekerasan pada welding time 0,2 detik dengan filler serbuk
Zn 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
55
Grafik 4.10 Nilai kekerasan pada welding time 0,2 detik tanpa filler serbuk
Zn
Grafik 4.11 Nilai kekerasan pada welding time 0,3 detik dengan filler
serbuk Zn 0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
8000 A
0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
56
Grafik 4.12 Nilai kekerasan pada welding time 0,3 detik tanpa filler serbuk
Zn
Grafik 4.13 Nilai kekerasan pada welding time 0,4 detik dengan filler
serbuk Zn 0 50 100 150 200 250 300 350 400
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
8000 A
0 50 100 150 200 250 300 350
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
57
Grafik 4.14 Nilai kekerasan pada welding time 0,4 detik tanpa filler serbuk
Zn
Nilai kekerasan spesimen tanpa menggunakan filler maupun
menggunakan filler pada semua parameter pengelasan di daerah logam
induk relatif sama, hal ini dikarenakan pada logam induk tidak terkena
input panas sama sekali sehingga nilai kekerasan dianggap konstan.
Sedangkan nilai kekerasan pada daerah HAZ dan logam las (nugget)
cenderung berbeda karena input panas yang diterima setiap spesimen
berbeda pula. Nilai kekerasan daerah las pada tiap parameter ditunjukkan
pada tabel-tabel dibawah ini. 0
50 100 150 200 250 300 350 400 450
H
ar
d
n
e
ss Vi
cke
rs (HV)
6000 A
7000 A
58
Tabel 4.1 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 6000 A
6000 A Nilai Kekerasan (HVN)
Daerah Las
Non Filler Filler
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 HAZ
SS 119 138,9 161,2
104,6 182,9 194,4
HAZ
SS 119,2 164 181
160,7 178,9 194,5
Nugget
SS 170,6 241,7 244,5
260,8 264,3 274,1
Nugget
ZN _ _ _
56,6 68,5 104
Nugget
AL 44,7 88,2 104,5
48 57,3 58,5
HAZ
AL 38,7 43,7 45,2
41,2 44,3 45,9
HAZ
AL 38,3 38,9 42,5
46,7 50,4 51,6
59
Tabel 4.2 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 7000 A
7000
A Nilai Kekerasan (HVN)
Daerah Las
Non Filler Filler
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4
BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6
HAZ
SS 123,7 146,4 180,6
167,5 159,4 201,2
HAZ
SS 134,4 168,8 187,8
188,7 201,5 220,9
Nugget
SS 230,4 244,2 253
271,4 287 302,3
Nugget
ZN _ _ _
88,4 143,2 189,1
Nugget
AL 57,8 94,1 156,3
50 51,3 52,6
HAZ
AL 40,6 43,1 45,3
43,8 45,4 50,7
HAZ
AL 39,2 39,6 43,8
47,1 48,9 51,4
BM AL 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4
60
Tabel 4.3 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 8000 A
8000 A Nilai Kekerasan (HVN)
Daerah Las
Non Filler Filler
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
Tw=0,2 sec
Tw=0,3 sec
Tw=0,4 sec
BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4
BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6
HAZ
SS 151,6 182,9 205,8
255,7 256,5 238,3
HAZ
SS 212,7 211 226,2
201,1 232,4 265,2
Nugget
SS 294,4 305,3 335
301,6 313,4 326
Nugget
ZN _ _ _
174,2 181,6 239,9
Nugget
AL 96,3 173,1 177,8
51,5 53,6 55,4
HAZ
AL 49 50,8 52,1
50,2 48,2 51,8
HAZ
AL 41 49,1 49,5
46,8 51,3 54,9
BM AL 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4
BM AL 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2
B. Pembahasan pengujian Micro Vicrers
Dari grafik diatas menunjukan tingginya nilai kekerasan pada logam
las disebabkan karena pada daerah ini merupakan daerah yang paling
besar menerima masukan panas kemudian disusul daerah HAZ dan
daerah logam induk yang tidak terkena panas. Diketahui bahwa daerah
yang menerima panas tinggi dan pendinginan cepat akan mengalami
61
Nilai kekerasan yang tertinggi pada logam las terlihat pada
spesimen yang menggunakan filler serbuk. Dikarenakan butiran struktur
mikro pada material dengan filler lebih halus dibanding dengan material
tanpa filler. Menurut Joko Waluyo ( 2013 ) dengan menggunakan metode
hyen semakin kecil butiran pada struktur mikro maka kekerasanya
semakin besar bila dibandingkan dengan butiran yang besar.
(B)
(A)
Gambar 4.3 Perbandingan foto mikro pada daerah logam las. (A) dengan filler, (B) tanpa filler
Hasanbasoglu,A. Dkk (2006) mengatakan bahwa keuletan
merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi kualitas
sambungan las titik. Sedangkan keuletan pada hasil pengelasan tahanan
listrik ditentukan berdasarkan komposisi kimia logam induk material,
pengaruh panas yang tinggi, dan kecepatan pendinginan pada komposisi
material tersebut. Diagram Schaffler umumnya digunakan untuk
62
Gambar 4.4 Diagram Schaffler
Diagram Schaffler (gambar 4.4) dapat digunakan untuk
memperkirakan perubahan fase yang terjadi berdasarkan komposisi kimia.
Diagram Schaffler menggunakan perhitungan khrom (Cr) ekuivalen dan
Nikel (Ni) ekuivalen dalam menentukan titik awal fase dari logam induk
masing-masing material. Dalam penelitian ini unsur khrom yang
terkandung dalam baja tahan karat sebesar 16, 65755 %. dari diagram
Schaffler (gambar 4.4) dapat dikatakan logam las baja tahan karat
mendekati fasa ferrite.
Amaya, S. (2013). Pernah melakukan penelitian yang berfokus
pada alumunium seri 6000 Dalam penelitiannya tentang kekerasan
berbagai seri paduan Aluminium, hasilnya dapat dilihat bahwa nilai
kekerasan paling tinggi Aluminium seri 6082 terdapat pada daerah fusion
zone (nugget) kemudian disusul daerah HAZ dan Base Metal (logam
