commit to user
PENGARUH GAS PELINDUNG (
SHIELDING GAS
) DAN
TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK
SAMBUNGAN LAS TITIK TAHANAN LISTRIK (
RESISTANCE
SPOT WELDING
) ALUMINIUM AA 5052
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
Untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
NAZIR TAUFANI NIM. I0409034
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
iv
MOTTO
“Karena sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.”
(Q.S.Al Insyirah : 5-6)
“…Sesungguhnya Alloh tidak mengubah keadaan suatu kaum sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri….”
(Q.S. Ar Ra’ad : 11)
“When we stand together as a family, we can achieve great things”
(Kenny Dalglish)
“The only way to do great work is to love what you do”
(Steve Jobs)
“Pengalaman tidak bisa dipelajari, tetapi harus dilalui”
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat Illahi, kupersembahkan tulisan ini kepada:
1. Allah SWT, Pemilik segala keagungan, kemuliaan, kekuatan dan keperkasaan.
Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang kuhadapi adalah kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pengatur alam semesta, tempat bergantung segala sesuatu, tempatku memohon pertolongan.
2. Junjungan Nabi besar Muhammad SAW, Manusia terbaik di muka bumi,
uswatun hasanah, penyempurna akhlak, sholawat serta salam semoga selalu tercurah padanya, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah sampai akhir zaman.
6. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat dan dorongan untuk saya
menyelesaikan tugas akhir.
7. Ambon, Getar, Eri, Egar, Oloy, Gemblong dan Dio yang menjadi keluarga baru
saya selama tinggal dan kuliah di UNS. Terima kasih untuk beberapa tahun yang penuh kenangan.
8. Mas Iyus, mas Adi, mas Julian, mas Alwi, Agung, Aufar, Victor, Pipod, Anas,
commit to user
vi ABSTRAK
PENGARUH GAS PELINDUNG (SHIELDING GAS) DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK TAHANAN LISTRIK (RESISTANCE SPOT WELDING) ALUMINIUM AA
5052
Nazir Taufani
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
nazirtaufani@gmail.com
Dalam studi ini, pengaruh penggunaan gas pelindung dan tegangan listrik terhadap sifat mekanik sambungan las titik tahanan listrik Aluminium AA 5052 telah diteliti. Dalam proses pengelasan, gaya penekanan elektroda, waktu pengelasan, dan laju aliran gas dalam penelitian ini dibuat seragam dengan menggunakan gas pelindung argon, gas pelindung karbon dioksida dan tanpa gas pelindung. Parameter pengelasan yang digunakan yaitu tegangan listrik divariasi 2,30; 2,67 dan 3,20 V. Pengujian struktur mikro dan makro, kekerasan mikro
vickers dan kapasitas dukung beban geser-tarik dilakukan untuk mengetahui sifat
mekanik sambungan las. Hasil penelitian ini menunjukkan nilai tegangan listrik 2,30 V; 2,67 V; dan 3,20 V dengan gas argon memiliki nilai kapasitas dukung beban geser-tarik yang paling tinggi dibandingkan dengan gas karbon dioksida dan tanpa gas. Gas argon dengan tegangan listrik 3,20 V menghasilkan kapasitas dukung beban geser tarik yang paling tinggi yaitu 0,385 kN dengan mode kerusakan berupa
interfacial. Peningkatan tegangan listrik menyebabkan ukuran nugget meningkat.
Nugget hasil pengelasan dengan gas argon memiliki tingkat kekerasan tertinggi
akibat berkurangnya ukuran butir dalam kaitannya dengan kecepatan pendinginan.
commit to user
vii ABSTRACT
THE EFFECTS OF THE SHIELDING GAS AND ELECTRICAL VOLTAGE
ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF RESISTANCE SPOT WELDED
JOINT ALUMINUM AA 5052
Nazir Taufani investigated in this study. Electrode pressure, welding time, and gas flow rate were constantly maintained. Welding processes were conducted with variation of shielding gas including argon gas, carbon dioxide gas and no shielding gas. The welding parameters used were 2.30, 2.67 and 3.20 varied-voltages. The micro and macro structure investigations, Vickers hardness test, and tensile load bearing capacity test were performed to evaluate the mechanical properties of joints. Welding process using 2.30 V, 2.67 V, and 3.20 V argon gas have higher tensile shear load bearing capacity than carbon dioxide gas and no shielding gas. Argon gas using 3.20 V resulted the highest tensile load bearing capacity of 0.385 kN with a possibility of interfacial failure mode. The increasing of welding voltage caused the increasing nugget size. The nugget welded with argon gas had the highest level
of hardness effect of grain size reducing due to it’s cooling rate.
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan
bimbingan-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul
“Pengaruh Gas Pelindung (Shielding Gas) Dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat
Mekanik Sambungan Las Titik Tahanan Listrik (Resistance Spot Welding) Aluminium AA 5052”.
Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai
gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,
khususnya kepada :
1. Bapak Dr. Triyono, ST. MT. selaku pembimbing I yang telah dengan sabar
memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir
ini.
2. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku pembimbing II yang telah
memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT., Teguh Triyono, ST. MEng., dan Ibu Indri
Yaningsih, ST. MT. selaku dosen penguji.
4. Bapak Prof. Muhammad Nizam, ST. MT. Ph.D selaku pembimbing akademik.
5. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST. MT. selaku Ketua Program Studi Teknik
Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
6. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku koordinator Tugas Akhir.
7. Seluruh staff dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
8. Seluruh staff karyawan administrasi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam hal
administrasi.
9. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret.
commit to user
ix
11. Teman skripsi Kresnawan, Gilang, Sanuri, Dion, Daus, Mas Zuhri, Mas
Mamin dan teman - teman di Laboratorium Material yang telah menemani
penulis baik dalam keadaan suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi
di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
12. Semua rekan - rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi
baik kalian semuanya.
13. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat kepada penulis untuk
menyelesaikan skripsi.
14. Teman – teman dari GK FC terutama Ambon, Getar, Dio, Eri, Oloy dan
Gemblong, terima kasih untuk kebersamaannya dari awal sampai akhir.
15. Agung, Aufar, Fauzi, Victor, Anas, Pipod, Mas Alwi, Mas Adi, Mas Julian,
Mas Iyus, dan seluruh teman – teman Bigreds Regional Solo terima kasih atas
keramah tamahannya selama ini kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat
banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan
tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas.
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat
berguna dan digunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 10 Juli 2015
commit to user
x DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul ... i
Surat Penugasan ... ii
Halaman Pengesahan ... iii
Abstrak ... vi
Daftar Lampiran………xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang...1
1.2. Perumusan Masalah...2
1.3. Batasan Masalah...2
1.4. Tujuan Dan Manfaat...3
1.5. Sistematika Penulisan...3
BAB II DASAR TEORI...4
2.1. Tinjauan Pustaka...4
2.2. Dasar Teori...6
2.2.1. Paduan Aluminium...6
2.2.2. Resistance Spot Welding (RSW)...7
2.2.3. Gas Pelindung (Shielding Gas)...10
2.3. Tarik geser...11
2.4. Hipotesis...12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN...13
3.1. Tempat Penelitian...13
3.2. Alat Dan Bahan...13
3.3. Prosedur Penelitian...15
3.3.1. Proses Pengelasan...15
3.3.2. Pengujian Geser-Tarik...17
3.3.3. Pengujian Kekerasan Micro Vickers...17
3.3.4. Pengujian Metalografi...18
3.4. Diagram Alir...19
BAB IV DATA DAN ANALISA...20
4.1. Struktur Mikro dan Makro (Metalografi)...20
4.2. Analisa Data Pengujian Kekerasan...28
4.3. Tensile Load Bearing Capacity (TLBC)...32
BAB V PENUTUP...36
5.1. Kesimpulan...36
5.2. Saran...36
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Skema dari proses resistance spot welding. ... 7
Gambar 2.2 Siklus resistance spot welding... 8
Gambar 2.3 Skema mode kegagalan interfacial dan pull out ... 12
Gambar 3.1 Mesin las titik type DN-16-1 AC point welder ... 13
Gambar 3.2 Chamber ... 14
Gambar 3.3 Universal Testing Machine ... 14
Gambar 3.4 Vickers Micro Hardness ... 15
Gambar 3.5 Bentuk spesimen benda kerja dan dimensinya ... 16
Gambar 3.6 Skema uji geser-tarik ... 17
Gambar 3.7 Indentor dan hasil penekanan uji kekerasan vickers ... 18
Gambar 3.8 Skema uji mikro………...18
Gambar 3.9 Diagram alir penelitian………...19
Gambar 4.1 Foto Makro Hasil Lasan………...21
Gambar 4.2 Struktur mikro Base metal (logam induk) Aluminium AA 5052...22
Gambar 4.3 Foto Struktur mikro Heat Affected Zone (HAZ )………...24
Gambar 4.4 Foto Struktur mikro daerah las (nugget)………25
Gambar 4.5 Pengeplotan perhitungan besar butir dengan metode Heyn (Intercept heyn)………...26
Gambar 4.6 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,30 V ... 29
Gambar 4.7 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,67 V ... 30
Gambar 4.8 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 3,20 V ... 31
Gambar 4.9 Pengaruh tegangan listrik terhadap kapasitas dukung beban geser-tarik (tensile load bearing capacity) sambungan las titik .... 33
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat-sifat argon ... 10
Table 2.2 Sifat-sifat karbon dioksida ... 11
Table 3.1 Komposisi kimia Aluminium AA 5052 ... 15
Tabel 3.2 Parameter pengelasan………...16
Tabel 3.3 Jumlah spesimen pengujian………....17
commit to user
xiii
DAFTAR RUMUS
Halaman
Rumus 2.1 Rumus Energi termal ... 8
Rumus 4.1 Rumus jumlah titik potong persatuan panjang...27
Rumus 4.2 Rumus panjang garis potong …..………27
commit to user
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil uji Geser Tarik
Lampiran 2 Data kekerasan Mikro Vickers
Lampiran 3 Standar AWS D8.9 untuk uji Geser Tarik
Lampiran 4 Standar ASTM E92 untuk uji micro vickers hardness
Lampiran 5 Standar ASTM E407 untuk etsa material
Lampiran 6 Standar ASTM E112 untuk mencari ukuran butir rata – rata
