Naskah Publikasi
PENGARUH KEKUATAN LAS BERBAHAN KUNINGAN
TERHADAP PROSES PENGELASAN TIG DAN
OXY-ACETYLENE
Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
AgusSuprapto NIM : D 200 05 0045
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH
UNIVERSITAS MUHAMADIYAH SURAKARTA
FAKULTAS TEKNIK
Jl. A. Yani Tromol Pos 1- Pabelan, kartasura Telp. ( 0271 ) 715448 Surakarta 57102
Surat Persetujuan Artikel Publikasi Ilmiah
Yang bertandatangan di bawah ini pembimbing skripsi / tugas akhir : Nama : Ir. Agus Hariyanto, MT. ( Pembimbing 1 )
Nama : Agus Yulianto, MT. ( Pembimbing 2 )
Telah membaca dan mencermati naskah artikel publikasi ilmiah, yang merupakan ringkasan skripsi ( tugas akhir ) dari mahasiswa :
Nama : Agus Suprapto NIM : D200 05 0045 Program study : Teknik Mesin
Judul Skripsi : PENGARUH KEKUATAN LAS BERBAHAN
KUNINGAN TERHADAP PROSES PENGELASAN TIG DAN OXY-ACETYLENE
Naskah artikel tersebut, layak dan dapat persetujuan untuk dipublikasikan. Demikian persetujuan dibua, semoga dapat digunakan seperlunya.
Surakarta, 25 Maret 2013
PENGARUH KEKUATAN LAS BERBAHAN KUNINGAN
TERHADAP PROSES PENGELASAN TIG DAN
OXY-ACETYLENE
Agus Suprapto, Agus Hariyanto,Agus Yuliyanto
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
ABSTRAKSI
Pengelasan pada logam kuningan dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan menggunakan las asetylen dan las TIG. Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan kedua cara pengelasan tersebut ditinjau dari sifat fisik (komposisi kimia, struktur mikro) dan sifat mekaniknya (kekuatan impak dan tarik).
Material yang digunakan berupa plat kuningan C28000 dengan tebal 5 mm dan lebar 30 mm. Masing-masing spesimen dilas dengan las asetilin dan las TIG pada sambungan kampuh V dengan sudut 45°. Pengujian yang dilakukan antara lain uji fisis dan uji mekanis, untuk uji fisis yaitu uji komposisi kimia dengan menggunakan standar pengujian ASTM E62, kemudian uji struktur mikro dengan menggunakan standar pengujian ASTM E3, untuk uji mekanis yaitu uji kekuatan impak menggunakan standar pengujian JIS-Z2202 No. 4, dan uji kekuatan tarik menggunakan standar pengujian JIS-2210 No. 13.
Hasil penelitian menunjukkan bahan berupa kuningan dengan kadar Cu = 58,3% dan seng Zn = 36,3%. Sedangkan unsur tambahan lain berupa timbal, Pb (2,21%), timah Sn (1,14%), dan juga unsur lain yang sangat kecil (<1%), seperti Mn (0,0324%), Fe (0,639%), Ni (0,413%), Si (0,0851%) dan Mg (0,005%), Cr (0,0153), Al (0,473). Sedangkan pada daerah las terlihat adanya unsur Cu (terang) dan Zn (gelap) yang yang terpisah. Dari hasil uji diketahui kekuatan impak rata-rata tertinggi terletak pada raw material yaitu 0,412 joule/mm2,sedangkan pada proses pengelasan TIG yaitu 0,175 joule/mm2 dan pada pengelasan acetylene yaitu 0,11 joule/mm2. Kekuatan tarik maksimum dimiliki oleh material yang belum mengalami pengelasan yaitu sebesar 474,677 N/mm2, untuk proses pengelasan TIG Sebesar 375,422 N/mm2, dan pada proses pengelasan asetilin sebesar 304,437 N/mm2
Pendahuluan
Latar Belakang
Kuningan merupakan salah satu logam yang sangat bermanfaat
bagi kebutuhan teknologi maupun kebutuhan rumah tangga. Cara atau
pemilihan pengelasan yang salah akan berpengaruh pada penurunan
kualitas barang produksi seperti kekuatan konstruksi, kekuatan
sambungan las, ketangguhan las, dan juga kerapiannya. Maka dari itu
perlu adanya penelitian untuk mengetehui metode dan cara pengelasan
yang tepat pada bahan kuningan (Wiryosumarto,H., 2004).
Kemungkinan terjadinya penurunan kekuatan mekanis pada
sambungan las, terjadi akibat pada bagian yang dilas mengalami
perubahan struktur mikro logam akibat pemanasan dan pendinginan
selama pengelasan. Dengan adanya perubahan struktur logam ini, dengan
sendirinya akan berpengaruh pada kekuatan ikatan atom-atom
penyusunnya. Di samping itu juga adanya pengaruh oksigen yang dapat
bereaksi dengan senyawa kuningan akan mengurangi kekuatan
sambungan. Dengan memilih bentuk sambungan yang pas akan diketahui
sambungan mana yang paling sesuai untuk sambungan las pada kuningan
(Wiryosumarto, H., 2004).
Berkaitan dengan semua latar belakang tersebut maka dalam
penelitian ini dipilih pengelasan material kuningan untuk membandingkan
hasil pengelasan menggunakan las acetylen dan las TIG dengan metode
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian tentang sambungan las pada kuningan ini adalah
1. Mengetahui komposisi kimia material kuningan yang digunakan
pada proses pengelasan asetilin dan proses pengelasan TIG
menurut standar ASTM E62
2. Mengetahui struktur mikro pada bagian logam induk, HAZ, dan las
pada proses pengelasan asetilin dan proses pengelasan TIG
menurut standar ASTM E3
3. Mengetahui harga impak sambungan las asetilin dan sambungan
las TIG menurut satandar JIS-2201 No.13
4. Mengetahui kekuatan tarik sambungan las asetilin dan sambungan
las TIG menurut standar JIS-Z 2202 NO 4
Tinjauan Pustaka
Aryanto, V, (2010), melakukan penelitian tentang kuningan dengan
Hasil penelitian menunjukkan bahan berupa kuningan dengan kadar Cu
= 61,36% dan seng Zn = 34,6%. Sedangkan unsur tambahan lain
berupa timbal, Pb (3,2%), phospor P (0,857%), dan juga unsur lain yang
sangat kecil (<1%), seperti Si (0,0123%), Mn (0,0044%), Al (0,0088%), S
(0,0077%) dan As (0,0339%). Sehingga dari unsur yang ada material ini
termasuk logam kuningan a, karena unsur seng (Zn) < 35%. Sedangkan
pada daerah las terlihat adanya unsur Cu (terang) dan Zn (gelap) yang
yang terpisah. Dari hasil uji kekerasan diketahui kekerasan rata -rata
menggunakan las asetylen (184,6 VHN), diikuti sambungan U –asetylen
(156,5 VHN), sambungan U – TIG (148,3 VHN), sambungan lap joint –
TIG (144,8 VHN), lalu sambungan langsung – TIG (138,6 HVN) dan
sambungan lap joint – asetylen (133,7 HVN). Kekuatan tarik maksimum
dimiliki oleh sambungan las TIG-lap joint (279,23 MPa), diikuti
sambungan las TIG-U (278,3368 MPa), sambungan las asetylen-U
(272,2554 MPa), sambungan las TIG-langsung (270,2032 MPa),
sambungan las asetylen-lap joint (266.5609 MPa), dan sambungan las
asetylen-langsung (272.2554 MPa).
Sarkoro, S.P.H., (2004), dalam penelitian pengaruh prosentase
timah putih (Sn) pada kuningan cor terhadap sifat fisis dan mekanis
menunjukkan hasil bahwa penambahan unsur timah putih (Sn) pada
paduan kuningan (Cu-Zn) akan mempengaruhi sifat mekanis paduan
tersebut. Hal tersebut dibuktikan dengan meningkatnya nilai
kekerasan kuningan sebanding dengan meningkatnya prosentase
unsur timah putih pada kuningan. Indharto, H.S., (2004), pada
penelitian sifat fisis dan mekanis propeller kuningan dan aluminium
pada kapal nelayan menghasilkan kesimpulan bahwa propeller
berbahan kuningan dengan fasa fase α (Cu), yaitu dengan warna
terang, lebih tahan terhadap korosi daripada propeller alumunium
dengan fasa larutan padat α FCC (alumunium dengan warna
terang) dan silikon eutektik (dengan warna hitam/gelap). Hal ini
kanan Al (alumunium lebih mudah teroksidasi dan cenderung lebih
aktif).
Metode Penelitian
Penelitian ini menggunakan urutan seperti diagram alir Dibawah ini
Mulai
Studi Pustaka dan Literatur
Persiapan Bahan dan Alat Penelitian
Proses pengelasan oxy-acetylen Proses pengelasan TIG
Pengerjaan Lanjutan Spesimen
Uji komposisi kimia (ASTM E62)
Uji struktur mikro (ASTM E3)
Uji Impak (JIS 2202 NO 4)
Uji Tarik JIS2201 NO.13)
Hasil pengujian
Analisa dan Pembahasan
Kesimpulan
Selesai
Hasil Penelitian
1.Komposisi Kimia
UNSUR PROSENTASE(%)
Cu 58,3
Zn 36,3
Pb 2,21
Sn 1,14
Mn 0,0324
Fe 0,639
Ni 0,413
Si 0,0851
Mg <0,0050
Cr 0,0153
Al 0,473
Unsur pendukung tersebut memberikan sifat yang berbeda –
beda, untuk unsur Si ( silicon ) yang dalam hal ini memberikan sifat
tuang / mampu cor yang baik, dan Fe ( besi ) dapat meningkatkan
kekuatan kekerasan, mengurangi retak pada saat panas ketika
pengecoran, mengurangi sifat ketahanan koros sedangkan unsur lain
seperti Mn, Mg, Ti, Cr, prosentasenya sangat kecil sehingga
mempunyai pengaruh yang kecil pada sifat fisis dan mekanis bahan.
Berdasarkan pada hasil pengujian komposisi kimia diatas, maka
2.Uji Struktur Mikro
Data Hasil Pengujian Struktur Mikro
Gambar struktur mikro spesimen kuningan dengan proses las Asetilin
Pada penguj
u dengan Zn sehingga untuk dibedakan dapa
tuk daerah HAZ terlihat adanya unsur Cu (
ang yang terpisah. Sedangkan pada dae
tur yang lebih lembut karena adanya pem
pada daerah pengelasan hingga logam ku
pak kuningan
yang diperoleh pada pengujian impak dida
ak rata-rata pada spesimen yang telah men
mempunyai harga impak yaitu 0,11
spesimen yang dilakukan proses pengelas
yaitu 0,412 J/mm2. Pe
Data hasil rata – rata pen
Jenis las Luas
Perbedaan jenis las sangat berpengaruh pad
as yang dihasilkan, untuk las TIG suhu
ggi dan merata dari pada las asetilin. Pada
n yang dapat melindungi dari oksidasi, sed
n antara Tegangan Tarik (σ) dengan Regang
Dari hasil penelitian kekuatan tarik sambungan las rata-rata diketahui
bahwa :
1. Kekuatan tarik pada raw material yaitu sebesar 474,677 N/mm2,
sedangkan pada spesimen sambungan las TIG yaitu 375,422
N/mm2 dan kekuatan tarik sambungan las asetilin yaitu 304.,437
N/mm2
2. Perpatahan rata-rata terjadi di daerah HAZ, dikarenakan pengaruh
panas yang mengakibatkan perubahan struktur atom, sehingga
tegangan tarik antara logam induk dan logam lasan lebih besar
dibanding daerah HAZ
3. Pada umumnya kekuatan tarik pada proses pengelasan TIG lebih
baik dari pada proses pengelasan asetilin, karena logam yang
meleleh lebih matang dan merata. Patahan tarik terjadi pada daerah
HAZ, karena didaerah HAZ merupakan titik terlemah sebagai aikibat
pengaruh panas yang mengubah struktur mikro menjadi lebih getas
karena pemanasan yang tidak sempurna.
4. Regangan akibat tegangan tarik umumnya lebih besar pada las TIG
karena pertambahan panjang setelah di uji lebih besar dari pada
proses pengelasan asetilin.
5. Regangan akibat tegangan tarik umumnya lebih besar pada las TIG
karena pertambahan panjang setelah di uji lebih besar dari pada
Kesimpulan
Berdasarkan data penelitian dan analisis dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
1. Berdasarkan pada hasil pengujian komposisi kimia, maka kuningan
ini digolongkan dalam CU-Zn jenis C28000.
2. Pada pengujian struktur mikro pada logam induk terlihat menyatu
antara Cu dengan Zn sehingga untuk dibedakan dapat dilihat dari
warnanya, untuk daerah HAZ terlihat adanya unsur Cu (terang) dan
Zn (gelap) yang yang terpisah. Sedangkan pada daerah las
mempunyai struktur yang lebih lembut karena adanya pemanasan
yang lebih tinggi pada daerah pengelasan hingga logam kuningan
meleleh
3. Harga impak pada material sambungan las asetilin yaitu 0,11
joule/mm2 , dan harga impak untuk sambungan las TIG yaitu 0,175
joule/mm2.
4. Kekuatan tarik pada material sambungan las asetilin yaitu 304,437
N/mm2, Kemudian kekuatan tarik pada material sambungan las TIG
yaitu 375,422 N/mm2.
SARAN
Untuk memperoleh hasil pengelasan yang baik disarankan untuk
memperhatikan hal-hal berikut :
1. Untuk pengelasan plat kuningan sebaiknya memakai jenis las TIG
untuk memperoleh sambungan yang lebih kuat.
dilakukan pemanasan awal sebelum dilakukan pengelasan.
3. Dari jenis sambungan las pada kuningan yang diteliti, ternyata yang
memerlukan pengelasan lebih sedikit (lebih murah) yaitu pengelasan
asetilin, akan tetapi untuk hasil pengelasan TIG lebih baik
dibandingkan dengan pengelasan asetilin
Daftar Pustaka
ASTM, E62, 2005, Standar Test Methods for Chemical Analysis of
copper Alloys, Philadelphia,PA, American Society for Testing and
Material.
ASTM,E3, 2005, Standar Guide for Preparation of Metallographic
Specimens, Philadelphia, PA, American Society for Testing and
Material.
Dieter, G. E.; Djaprie, S. 1990, Metalurgi Mekanik, jllid I, Edisi ke-3, PT. Erlangga, Jakarta
Gunter Joseph, 2001, Copper: Its Trade, Manufacture, Use, and
Environmental Status, (link).
J. Davis (editor), 2001, ASM Specialty Handbook: Copper and Copper
Alloys, ASM International, (link).
JIS-Z2202, Test Pieces for Inpack Test for Metallic Material, Japanese
Industrial Standart, Japan
JIS-Z2201, Test Pieces for Tensile Test for Metallic Material, Japanese
Nugroho, M, 2006, Studi Tentang Kuningan, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta
Sarkoro, S.P.H, 2004, Peningkatan Kekuatan Hasil Las Kuningan,
Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta
Surdia, T.;Shinroku, S, 1999, Pengetahuan Bahan Teknik, . Pradnya Paramita, Jakarta
Veri, Aryanto, 2010, Studi Tentang Pengelasan Kuningan, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta
Van Vlack; Djaprie, S, 1992, Ilmu dan Teknologi Bahan, PT. Erlangga, Jakarta
Van Vliet, G.L.J, 1984, Teknologi Untuk Bangunan Mesin Bahan-bahan I, PT. Erlangga, Jakarta
Wiryosumarto, 2004, Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradnya Paramita, Jakarta
