TUGAS AKHIR
PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH
PLUNGE) TERHADAP KEKUATAN
SAMBUNGAN LAS PADA PENGELASAN
ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING)
ALUMINIUM
SERI 5083
Disusun :
Disusun Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat- Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjan Teknik (S1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
DAMAS PRASETYANA
NIM : D200070055
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
v
MOTTO
“
Tidak ada masalah yang tidak dapat diselesaikan selama ada
komitmen untuk menyelesaikannya
”
( Damas P )
“
Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada
yang dapat menggantikan kerja keras. Keberuntungan adalah
sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan
kesiapan
”( Thomas A. Edison )
Terjanglah semua rintangan dan raihlah mimpi dengan
berdo'a dan kemauan bekerja keras
( Damas P )
Orang boleh salah, agar dengan demikian ia berpeluang
menemukan kebenaran dengan proses autentiknya sendiri
PENGARUH KEDALAMAN PIN (
DEPTH PLUNGE
)
TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA
PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (
DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING
) ALUMINIUM SERI 5083
Damas Prasetyana, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura
Email : damas.prasetyana@gmail.com
ABSTRAKSI
Pengelasan dalam industri manufaktur memiliki peranan penting pada proses penyambungan logam. Salah satu metode pengelasan logam adalah pengelasan adukan gesek / friction stir welding (fsw). Metode pengelasan friction stir welding yaitu pengelasan dengan memanfaatkan panas yang timbul akibat putaran dari tool yang bergesekan dengan material induk atau benda kerja. Metode friction stir welding ini pada umumnya digunakan untuk menyambung material aluminium. Tujuan dari penelitian tugas akhir ini adalah mengetahui pengaruh kedalaman pembenaman pin (depth plunge) terhadap perubahan sifat fisis dan mekanis dari hasil pengelasan adukan gesek sisi ganda (double sided friction stir welding).
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mesin milling vertikal untuk materialnya Al 5083 dengan dimensi panjang 200 mm x lebar 100 mm x tebal 3 mm sebanyak 6 spesimen. Parameter yang digunakan adalah kecepatan putar spindle 1250 rpm,kecepatan feeding 12,5 mm/mnt, variasi kedalaman pembenaman pin 0,9 mm, 1,9 mm dan 2,9 mm. Setelah proses pengelasan selesai dilanjutkan dengan pengujian tarik, pengujian micro vickers, foto makro dan foto mikro.
Dari hasil pengujian diketahui tegangan tarik tertinggi pada variasi depth plunge 1,9 mm sebesar 177,78 Mpa. Untuk pengujian micro vickers daerah pengelasan mengalami penurunan kekerasan jika dibandingkan dengan logam induk dan daerah HAZ memiliki kekerasan paling rendah. Sedangkan pada pengamatan foto makro pengelasan tersambung dengan baik, tetapi terjadi cacat rongga pada pengelasan dengan variasi depth plunge 2,9 mm. Pada pengamatan foto mikro terjadi pengecilan butiran struktur pada daerah stir zone.
PENGARUH KEDALAMAN PIN (
DEPTH PLUNGE
)
TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA
PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (
DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING
) ALUMINIUM SERI 5083
Damas Prasetyana, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura
Email : damas.prasetyana@gmail.com
ABSTRACT
Welding in the manufacturing industry has an important role in the process of joining metals. One method of welding metal is friction stir welding / friction stir welding (FSW). Friction stir welding method of welding is welding by utilizing the heat due to rotation of the tool that is rubbing against the parent material or workpiece. Friction stir welding method is generally used to connect the aluminum material. The purpose of this research was to determine the effect of the depth of immersion pin (depth plunge) to changes in physical and mechanical properties of friction stir weld double sides (double sided friction stir welding).
This study was conducted using a vertical milling machine for material Al 5083 with the long dimension of 200 mm x width 100 mm x thickness of 3 mm by 6 specimens. The parameters used are rotational speed 1250 rpm spindle, feeding speed of 12.5 mm / min, immersion depth variation pin 0.9 mm, 1.9 mm and 2.9 mm. After the welding process is completed followed by tensile testing, testing micro vickers, macro image and a micro photograph.
From the test results known to the highest tensile stress on variations plunge depth of 1.9 mm amounted to 177.78 Mpa. For testing micro vickers welding area decreased hardness when compared with the parent metal and HAZ region has the lowest hardness. While in the observation of the macro image of welding is plugged in, but it happens on a welding defect cavity with variations plunge depth of 2.9 mm. In observation of micro photograph happen diminution grain structure in the region stir zone.
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alkhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan .
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH
PLUNGE) TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA
PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE SIDED
FRICTION STIR WELDING) ALUMINIUM SERI 5083” dapat
terseleasikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ini
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR., ST., MSc., Ph.D. Selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Bibit Sugito, MT. selaku dosen pembimbing utama terima kasih telah banyak memberikan banyak waktu, ilmu, saran,
arahan dan motifasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Dosen yang telah membimbing ku selama ini, meberi pengajaran ilmu dan segala hal baik yang telah kuperoleh.
viii
dukungan dan dorongan baik moril maupun materi’il maupun
spritual thank for all semoga kalian sehat selalu, panjang umur,
banyak rejeki, dikuatkan iman islamnya dan bisa melihat anak mu
sukses dan takkan kulupakan pengorbanan kalian yang begitu
besarnya pada anak mu ini, amin.
6. Kawan-kawan Teknik Mesin 2007 yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan penulis
satu-persatu.
Akhirnya penyusun berharap, semoga laporan Tugas Akhir ini
dapat membawa manfaat bagi kita semua.
Wassalammu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, Februari 2016
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SEKRIPSI ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
LEMBAR MOTTO ... v
ABSTRAKSI... vi
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah.. ... 3
1.3 Tujuan Penelitian... 3
1.4 Manfaat Penelitian... 4
1.5 Batasan Masalah... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1 Kajian Pustaka ... 7
2.2 Landasan Teori ... 8
x
2.2.2 Prinsip Kerja Friction Stir Welding ... 10
2.2.3 Parameter Friction Stir Welding...12
2.2.4 Material Aluminium ... 15
2.2.5 Pengujian Tarik ... 20
2.2.6 Pengujian Struktur Makro Dan Mikro ... 21
2.2.7 Pengujian Kekerasan... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 24
3.1 Diagram Alir Penelitian... 24
3.2 Bahan Penelitian ... 26
3.3 Peralatan Penelitian ... 27
3.3.1Peralatan Untuk Pembuatan Spesimen Dan Proses Pengelasan... 28
3.3.2 Peralatan Untuk Pengujian Spesimen... 31
3.4 Pelaksanaan Pengelasan... 33
3.4.1 Parameter Pengelasan... 33
3.4.2 Proses Pengelasan ... 33
3.5 Pengujian Spesimen Hasil Pengelasan... 37
3.5.1 Uji Tarik ... 37
3.5.2 Uji KekerasanVickers... 38
3.5.3 Pengamatan Struktur Makro dan Mikro... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 41
4.1 Komposisi Kimia... 41
4.3 Pengujian Tarik ... 43
4.3.1 Hasil Pengujian Tarik ... 43
4.3.2 Pembahasan Pengujian Tarik ... 45
4.4 Pengujian Struktur Makro dan Mikro ... 46
4.4.1 Hasil Pengujian Makro ... 46
4.4.2 Hasil Pengujian Mikro... 47
4.4.3 Pembahasan Pengujian Makro dan Mikro... 49
4.5 Pengujian Kekerasan ... 50
4.5.1 Hasil Pengujian Kekerasan ... 50
4.5.2 Pembahasan Pengujian Kekerasan ... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 47
5.1 Kesimpulan ... 53
5.2 Saran... 54
DAFTAR PUSTAKA
xii
Gambar 2.5. Beberapa Bentuk Profil Pin ... 13
Gambar 2.6. Gerakan Tool ... 13
Gambar 2.7. Posisi Tool Terhadap Benda Kerja... 14
Gambar 2.8. Diagram Fasa Al-Mg ... 20
Gambar 2.9. Pengujian Mikcro Vickers secara skematik ... 23
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian ... 24
Gambar 3.2. Base Metal ... 26
Gambar 3.3. Tool Welding ... 27
Gambar 3.4. Mesin Milling Vertikal ... 28
Gambar 3.5. Mesin Cutting ... 29
Gambar 3.11. Mesin Uji Tarik ... 31
Gambar 3.12. Micro Vickers Hardness Mechine ... 32
Gambar 3.13. Alat Uji Foto Makro ... 32
Gambar 3.14. Alat Uji Foto Mikro ... 33
Gambar 3.15. Pemasangan Tool Pada Coled ... 34
Gambar 3.16. Posisi Pencekaman Benda Kerja ... 34
Gambar 3.17. Parameter Proses Pengelasan ... 35
Gambar 3.18. Proses Masuknya Tool Pada Plat Aluminium ... 35
Gambar 3.19. Proses Friction Stir Welding ... 36
Gambar 3.21. Pengujian Tarik ... 38
Gambar 3.22. Spesimen Uji Kekerasan ... 38
Gambar 3.23. Spesimen Uji Struktur Makro dan Mikro ... 39
Gambar 4.1. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 0,9 mm ... 42
Gambar 4.2. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 1,9 mm ... 43
Gambar 4.3. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 2,9 mm ... 43
Gambar 4.4. Grafik Variasi Depth Plunge Terhadap Tegangan... 44
Gambar 4.5. Grafik Variasi Depth Plunge Terhadap Regangan ... 45
Gambar 4.6. Foto Makro Pada Variasi 0,9 mm ... 46
Gambar 4.7. Foto Makro Pada Variasi 1,9 mm ... 47
Gambar 4.8. Foto Makro Pada Variasi 2,9 mm ... 47
Gambar 4.9. Struktur Mikro Pada Base Metal Variasi Depth Plunge (1) 0,9 mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ... 47
Gambar 4.10. Struktur Mikro Pada HAZVariasi Depth Plunge (1) 0,9 mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ... 48
Gambar 4.11. Struktur Mikro Pada Stir Zone Variasi Depth Plunge (1) 0,9 mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ... 48
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat Fisik Aluminium ... 16
Tabel 4.1. Hasil Uji Komposisi Kimia Bahan ... 41
Tabel 4.2. Data Tegangan Hasil Uji Tarik ... 44
Tabel 4.3. Data Regangan Hasil Uji Tarik ... 44
