BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian
24
3.2 Metode Penelitian
Metode penelitian adalah penggunaan suatu cara dalam penelitian, untuk proses pelaksanaan penelitian dan hasil data penelitian bisa untuk dipertanggung jawabkan secara ilmiah. Dalam penelitian ini menggunakan metode eksperimen.
Untuk mencari sebab dan akibat dari faktor yang berpengaruh. Eksperimen ini dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang dalam kondisi dan peralatan yang ada, guna untuk memperoleh data tentang hasil pengelasan SMAW (shield metal arc welding) terhadap mikro struktur dan hasil sambungan las pada material stainless steel 316.
3.3 Jenis Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental, yang dimana metode eksperimental (true experiment research) merupakan suatu tindakan eksperimen atau percobaan. Kajian literatur dari berbagai sumber jurnal yang terkait, digunakan untuk menambah informasi dan pengetahuan yang diperluhkan.
3.4 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan mulai bulan september 2020. Adapun pelaksanaannya adalah sebagai berikut :
1. Persiapan mesin las SMAW (shield metal arc welding) di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang
2. Proses pengelasan dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang
3. Pembuatan bentuk spesimen sudut kampuh V di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah Malang
3.5 Variabel Penelitian
Variabel merupakan suatu obyek dalam penelitian, atau juga yang menjadi titik perhatian suatu penelitian. Variabel dalam penelitian ini yaitu variabel kuantitatif, variabel kuantitatif adalah variabel yang berhubungan dengan jumlah atau angka. Karena dalam penelitian ini berhubungan dengan variabel jenis variasi kampuh 45˚ dan 55˚ dan arus pengelasan 95A, 105A, 115A Variabel penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah :
a. Variabel bebas
Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi dan dapat divariasikan sesuai dengan keinginan peneliti. Dalam penelitian ini variabel bebas yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Variasi 1 : Sudut kampuh V 45˚ dengan penggunaan arus las 95 ampere.
2. Variasi 2 : Sudut kampuh V 55˚ dengan penggunaan arus las 95 ampere.
3. Variasi 3 : Sudut kampuh V 45˚ dengan penggunaan arus las 105 ampere.
4. Variasi 4 : Sudut kampuh V 55˚ dengan penggunaan arus las 105 ampere.
5. Variasi 5 : Sudut kampuh V 45˚ dengan penggunaan arus las 115 ampere.
6. Variasi 6 : Sudut kampuh V 55˚ dengan penggunaan arus las 115 ampere
b. Variabel terikat
Variabel terikat adalah variabel yang tidak mengalami perubahan dalam penelitian ini bersifat tetap. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Material yang dilas stainless steel 316
Pengelasan SMAW (Shield Metal Arc Welding) Elektroda (NSN 308) diameter (3,2)
Alat dan Bahan Penelitian
Persiapan Alat
Alat yang perlu disiapkan dalam penelitian ini antara lain : 1. Mesin las SMAW (Shield Metal Arc Welding) 2. Pengujian yang dilakukan (Uji impact)
c. Variabel terkontrol
Variabel terkontrol adalah variabel yang besarnya ditentukan sebelum penelitian dan nilainya dijaga tetap sama selama pengujian. Variabel terkontrol dalam penilitian ini adalah :
Gambar 3.1 Mesin las SMAW (Shield Metal Arc Welding)
2. Mesin Frais
Gambar 3.2 Mesin frais
3. Mesin uji impact
Gambar 3.3 Alat uji impact (Charpy)
4. Jangka sorong (Sigmat)
Gambar 3.6 Elektroda kode NSN - 308
Gambar 3.4 Jangka sorong
3.6.2 Persiapan Bahan
Bahan yang perlu disiapkan dalam penelitian ini antara lain :
1. Stainless steel 316 dengan diameter panjang 60mm, lebar 10mm, dan ketebalan 10mm.
Gambar 3.5 Stainless steel tipe 316
2. Elektroda type NSN 308 dengan diameter 3,2 mm
3.7 Langkah Kerja Penelitian
Langkah kerja dalam pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut : 3.7.1 Pemotongan Spesimen Stainless Steel 316
Pembuatan spesimen uji dilakukan dengan cara pemotongan sebagian material stainless steel dengan menggunakan alat potong mesin hidrolis, dikarenakan untuk menghindari terjadinya rekristalisasi dan mengurangi terjadinya distribusi panas yang berpengaruh terhadap perubahan struktur mikro pada material stainless steel 316.
3.7.2 Pembuatan Kampuh V
Pembuatan sudut kampuh V dengan menggunakan bantuan mesin frais, untuk material yang disiapkan dengan ukuran panjang 60mm, lebar 10mm, ketebalan 10mm. dan jumlah bahan sebanyak 12 buah. Sebelum melakukan proses pengefraisan pada material pastikan material yang dipasangkan diragum dalam keadaan kuat. Tahap selanjutnya atur mata bor pengefraisan pada sudut 45˚, 55˚,maka proses pengefraisan langsung dilakukan dan yang perlu diperhatikan pasa saat proses pengefraisan yaitu mata bor haruslah centre dan lurus, agar hasil yang dihasilkan pembuatan kampuh yang didapatkan benar-benar sempurna.
Gambar 3.6 Kampuh V
3.7.3 Proses Pelaksanaan Pengelasan
Proses pelaksanaan pengelasan menggunakan las SMAW, untuk langkah- langkah yang harus dilakukan dalam proses pengelasan adalah sebagai berikut :
1. Mempersiapkan mesin las SMAW AC/DC sesuai dengan pemasangan polaritas
2. Mepersiapkan material uji yang akan dilas pada meja las 3. Posisi pengelasan menggunakan posisi 1G (mendatar)
4. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V tunggal, dengan sudut 45˚, 55˚,dan celah 3mm
5. Mempersiapkan elektroda khusus material stainless steel 316 dan untuk penggunaan arus sesuai yang ditetapkan dalam penelitian. Kemudian kabel penjepit negatitif (-) dari mesin las ditempatkan pada material dasar dan kabel penjepit positif (+) dipasangkan dengan elektroda, hidupkan mesin las dan lakukan proses pengelasan, pada saat ujung elektroda digoreskan dipermukaan benda kerja pastikan elektroda dalam keadaan mencair.
6. Setelah proses pengelasan selesai, benda kerja didinginkan dengan udara bebas.
3.8 Pembentukan spesimen Uji
Setelah proses pengelasan selesai maka dilanjutkan dengan pembuatan spesimen uji yang nantinya akan diuji impact (ketangguhan). Berikut langkah- langkah pembuatan spesimen uji :
1. Bahan material di potong dengan ukuran panjang 60mm, lebar 10mm, dan ketebalan 10mm dengan menggunakan alat bantu mesin pemotong hidrolis.
2. Setelah proses pemotongan,,bentuk sudut kampuh V dengan variasi sudut 45˚ dan 55˚ dengan alat bantu mesin frais.
3. Selanjutnya melakukan pengelasan dengan variasi arus 95 ampere, 105 ampere, 115 ampere hasil pengelasan yang tidak rata dihaluskan menggunakan mesin grinda.
4. Tahap berikutnya bentuk takikkan tepat pada posisi tengah pada material dengan kedalaman 2mm menggunakan alat bantu mesin milling
Berikut gambar bentuk pengujian impact (ketangguhan) :
Gambar 3.7 Spesimen Uji
Tabel 3.1 Penamaan sampel
3.9 Pelaksanaan Pengujian Mekanik
Tempat dilaksanakan pengujian uji impact dan pengamatan mikro struktur dilakukan dilaboratorium Universitas Muhammdiyah Malang, dan untuk pengelasan dilakukan dilaboratorium Universitas Muhammdiyah Malang
No Jenis Perlakuan Kode Sampel Jumalah Sampel 1 Arus 95 A dan kampuh V 45˚ S1, S2, S3 3
2 Arus 95 A dan kampuh V 55˚ S4, S5, S6 3 3 Arus 105 A dan kampuh V 45˚ T1, T2, T3 3 4 Arus 105 A dan kampuh V 55˚ T4, T5, T6 3 5 Arus 115 A dan kampuh V 45˚ M1, M2, M3 3 6 Arus 115 A dan kampuh V 55˚ M4, M5, M6 3
3.9.1 Pengujian Impact
Metode uji impact ini bertujuan untuk mendapatkan nilai ketangguhan akibat beban kejut yang diberikan pada spesimen uji. Pengujian impact ini dilakukan dengan menggunakan alat uji impack jenis charpy. Sebelum melakukan pengujian pada setiap sampel, sampel harus dikelompokkan berdasarkan variabel
yang telah ditetapkan pada penelitian ini. Tahap berikutnya spesimen uji diletakkan dengan posisi mendatar dan posisi takikkan membelakangi pendulum, posisi pendulum diatur sampai α = 90˚. Selanjutnya pendulum dilepaskan dari ketinggian sudut 90˚ sampai mengenai spesimen pada bagian luar spesimen yang sejajar dengan takikkan, kemudian catat hasil dari perubahan jarum pada alat uji impact.
Untuk lebih detailnya pada prosedur pengujian ketangguhan impact.
Berikut prosedur pengujiannya :
1. Dipastikan mesin uji ketangguhan impact dalam keadaan normal
2. Dipersiapkan spesimen uji yang sudah diberi takikan, sesuai dengan ukuran 3. Dilakukan pengukuran luas area dibawah takikan sampel uji, selanjutnya
mencatatnya
4. Selanjutnya dilakukan pengujian satu persatu pada sampel uji, sebagai berikut :
Dipastikan jarum skala bewarna merah atau penunjuk harga impact pada posisi nol
Diletakkan spesimen uji dengan takikan membelakangi pendulum
Dilakukan penarikan pada pendulum sehingga membentuk α = 90˚
Melepaskan pendulum agar pendulum mengenai benda uji dengan beban dan sudut yang telah ditentukan
Melakukan pengereman dengan menarik tuas rem yang terdapat pada alat pengujian ketangguhan impact
Membaca energi yang diserap oleh bahan untuk mendapatkan hasil data pengujian ketangguhan impact
Mengamati hasil patahan yang dihasilkan lalu mengambil dokumentasi
Mengulagi pengujian ketangguhan impact pada spesimen berikutnya hingga selesai
Berikut gambar alat dari uji impact charpy :
Gambar 3.8 Alat Uji Impact Charpy
3.10 Data Penelitian Uji Impact
Tabel 3.2 Data Ketangguhan Hasil Uji Impact
3. 11 Analisa Data
Setelah data diperoleh dari penelitian selanjutnya menganalisa data dengan cara mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari pengujian dimasukkan kedalam persamaan-persamaan perhitungan, sehingga diperoleh data yang bersifat kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka. Setelah mendapatkan data dari proses perhitungan, dilanjutkan dengan membandingkan hasil atau nilai dari setiap
No a
(mm)
b (mm)
A (mm²)
E (Joule)
HI (Joule/mm²)
Rata – rata HI 1
2 3
proses pengujian material pengelasan, sehingga dapat diketahui Pengaruh Variasi Arus dan Sudut Kampuh V Las SMAW Terhadap Harga Impact Stainless Steel 316.
