PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK
TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR
MIKRO PADA BAJA ASTM A36 DENGAN METODE
PENGELASAN GMAW
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh: RUKMA PAMENGKU
201410120311156
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2021
PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN TARIK
DAN STRUKTUR MIKRO PADA BAJA ASTM A36
DENGAN METODE PENGELASAN GMAW
Rukma Pamengku 201410120311156 Drs. M. Jufri, ST, MT Pembimbing I Dr. Nur Subeki, ST., MT Pembimbing II
Pendahuluan
Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom, pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dari pertumbuhan peningkatan industri karena memegang peranan penting dalam rkayasa dan reparasi produksi logam. Hampir tidak mungkin pembangunan suatu pabrik tidak melibatkan pengelasan.
Metode Penelitian
Spesimen di uji dengan mesin uji struktur mikro selanjutnya beberapa spesimen yang akan diuji tarik di hitung ukurannya, lalu pengujian tarik dilakukan sebanyak sembilan kali dengan variasi, baja A36 pengelasan dengan arus sebesar 80A,baja A36 pengelasan dengan arus sebesar 90A, baja A36 pengelasan dengan arus sebesar 100A.
Hasil Penelitian
Grafik 1. Tegangan Antar Spesimen Terhadap Variasi Arus Listrik
312,882 330,089 333,802 300 305 310 315 320 325 330 335 340 80 A 90 A 100 A Te ga n ga n (M p a) Arus
Grafik 2. Regangan terhadap variasi arus listrik
14,998 29,433 30,2 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 80 A 90 A 100 A Reg an ga n ( %) Arus
Grafik 3.Tegangan dan regangan terhadap variasi arus listrik 312,882 330,089 333,802 14,998 29,433 30,2 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 400,00 80 A 90 AArus 100 A Teg… Reg… Tegangan (MPa) Regangan (%)
Simpulan
Pada penelitian yang dilakukan tentang pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan tarik dan struktur mikro baja ASTM A36 dengan metode pengelasan GMAW, menyimpulkan bahwa terjadi kenaikan nilai kekuatan tarik dari variasi arus listrik 80A, 90A, 100A, Hal ini disebabkan karena semakin tinggi arus listrik yang diberikan maka masukan panas pada spesimen akan semakin besar dan arus yang memiliki kekuatan tarik tertinggi pada baja ASTM A36 dengan metode pengelasan GMAW adalah arus 100A sesuii dengan prosentase mikro struktur yang terbentuk.
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, taufik serta hidayah-Nya kepada penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Kekuatan Tarik
dan Struktur Mikro pada Baja ASTM A36 dengan Metode Pengelasan GMAW”. Penyusunan tugas akhir ini dilaksanakan untuk memenuhi syarat
memperoleh gelar sarjana teknik di Universitas Muhammadiyah Malang.
Proses penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan baik secara moril maupun materil dari berbagai pihak. Maka dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan banyak terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada
1. Bapak dan ibuku tercinta Boniran dan Haryati atas jasa-jasanya, kesabaran dan do’anya yang selalu diberikan dan tidak pernah lelah mendidik penulis sejak kecil. Kakak-kakakku, Sulistiyono dan Sunarji, serta istriku Elin Rahmawati, yang selalu menyemangati dan memotivasi.
2. Bapak Dr.Ahmad Mubin,ST.,MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang yang telah memberikan izin dalam penulisan skripsi ini.
3. Bapak Murjito.,ST.,MT selaku Ketua Jurusan Teknik MesinUniversitas Muhammadiyah Malang yang selalu memberikan kelancaran pelayanan dan urusan akademi.
4. Bapak Drs.Moh.Jufri.,ST.,MT dan Bapak Dr. Nur Subeki, ST., MT selaku dosen pembimbing yang telah memberikan waktu, telah sabar, telaten dalam membimbing saya dari awal sampai akhir.
5. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang meberikan ilmu dan pengetahuan selama masa kuliah.
6. Seluruh staf dan karyawan Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang, Fakutlas Teknik yang sudah membantu dalam penyelesaiaan administrasi dan memberikan banyak informasi.
ix
7. Staf Laboratorium Proses Produksi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah melayani segala urusan dalam pembuatan dan menganalisa Alat Guludan tanah.
8. Teman-teman tercinta, Mesin D 2014, yang selalu membantu, memberikan semangat, dan doa dalam penyelesaian Skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari penyusunan tugas akhir ini, baik dari materi maupun teknik penyajiannya. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan.
Malang, 19 April 2021
x
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
LEMBAR KONSULTASI / ASISTENSI ... iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv BAB 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan Penelitian ... 4 1.4 Batasan Masalah ... 4 1.5 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2.1 Pengelasan ... 6
2.1.1 Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding) ... 7
2.1.2 Las GMAW (Gas Metal Arc Welding) ... 8
2.1.3 Las GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) ... 9
2.1.4 Las SAW (Submerged Arc Welding) ... 10
2.1.5 Las Gesek ... 12
2.2 Elektroda ... 13
2.3 Arus Pengelasan ... 15
2.4 Baja ASTM A36 ... 16
2.5 Sifat Mekanik Material ... 17
2.5.1 Kekerasan ... 17 2.5.2 Kekuatan Tarik ... 18 2.5.3 Keuletan ... 19 2.5.4 Keausan ... 19 2.5.5 Melar (Creep) ... 20 2.5.6 Lelah (Fatique) ... 21 2.5.7 Ketahan Impak ... 21 2.6 Konsep Fasa ... 22
xi
2.6.1 Ferrite ... 24
2.6.2 Austenite ... 24
2.6.3 Martensit ... 25
2.6.4 Bainit ... 26
BAB III METODE PENELITIAN ... 27
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 27
3.2 Diagram Alir Penelitian ... 27
3.3 Alat dan Bahan Penelitian ... 28
3.3.1 Alat ... 28 3.3.2 Bahan ... 33 3.4 Variabel Penelitian ... 33 3.4.1 Variabel Tetap ... 33 3.4.2 Variabel Bebas ... 33 3.4.3 Variabel Terikat ... 34 3.5 Prosedur Penelitian ... 34
3.5.1 Pembuatan Spesimen Las ... 34
3.5.2 Proses Pengelasan ... 36
3.5.3 Pembuatan Spesimen Uji Tarik ... 37
3.5.4 Pengujian Tarik ... 38
3.5.5 Pengujian Mikrostruktur ... 38
3.6 Metode Analisa Data ... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 40
4.1 Pengamatan Patahan ... 40
4.2 Hasil Perhitungan ... 41
4.3 Pembahasan ... 43
4.3.1 Hubungan Tegangan Antar Spesimen Terhadap Variasi Arus Listrik ... 43 4.3.2 Hubungan Regangan Antar Spesimen Terhadap Variasi Arus Listrik ... 44 4.3.3 Hubungan Tegangan dan Regangan Antar Spesimen Terhadap Variasi Arus Listrik ... 45 4.4 Hasil Pengujian Mikrostruktur ... 47
BAB V PENUTUP ... 50
5.1 Kesimpulan ... 50
5.2 Saran ... 51
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Skema peralatan pengelasan SMAW ... 8
2.2 Peralatan dalam proses GMAW ... 9
2.3 Skema proses GTAW ... 10
2.4 Skema proses SAW ... 12
2.5 Skema Las Gesek ... 13
2.6 Elektroda Besi Karbon ... 14
2.7 Elektroda Stainless Steel ... 14
2.8 Elektroda Alumunium ... 15
2.9 Teknik Pengujian Kekerasan ... 18
2.10 Kurva Tegangan vs Regangan ... 19
2.11 Skema Pengujian Impak ... 22
2.12 Diagram fasa Ferrouse – Fe3c ... 23
2.13 Photomicrograpichs struktur ferrite ... 24
2.14 Photomicrograpichs struktur austenite ... 25
2.15 Photomicrograpichs Martensit ... 25
2.16 Struktur bainit ... 26
3.1 Diagram Alir Penelitian ... 27
3.2 Mesin Las SMAW ... 28
3.3 Mesin Frais ... 29
3.4 Mesin Potong Hidrolik ... 30
3.5 Mesin uji tarik ... 31
xiii
3.7 Sisir Kawat ... 32
3.8 Gerinda ... 33
3.9 Pemotongan pelat 1200cm x 2400cm ... 34
3.10 Hasil dari potongan berukuran 60cm x 60cm ... 35
3.11 Pelat untuk pengelasan... 35
3.12 Proses pembuatan kampuh ... 35
3.13 Ukuran dari pembuatan kampuh ... 35
3.14 Spesimen hasil pengelasan ... 36
3.15 Perataan hasil pengelasan dengan gerinda ... 36
3.16 Spesimen uji tarik ASTM E8 ... 37
3.17 Hasil potongan pelat setelah pengelasan ... 37
3.18 Proses perataan spesimen menggunakan frais ... 38
3.19 Spesimen hasil pengelasan siap uji ... 38
4.1 Hasil patahan spesimen... 40
4.2 Grafik Pengaruh besar Arus Pengelasan Baja terhadap Tegangan ... 43 4.3 Grafik Pengaruh besar Arus Pengelasan Baja terhadap Regangan ... 44 4.4 Grafik Hubungan tegangan dan regangan antar spesimen terhadap arus listrik ... 45 4.5 Hasil uji mikro struktur variasi Arus pengelasan ... 47
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
3.1 Unsur Elektroda ... 28
3.2 Persentase unsur pada baja ASTM A36 ... 33
4.1 Hasil perhitungan tegangan dari data pengujian tarik ... 41
15
DAFTAR PUSTAKA
Arifin, S. 1997. Las Listrik dan Otogen. Ghalia Indonesia, Jakarta.
ASTM Internasional (E8/E8M - 09). 2010. Standard Test Methods for Tension Testing of Metalic Materials.United States of America.
Callister, William D. 2014. Materials Science Engineering, Nine Edition, John Wiley & Sonss Inc. New York.
Chandra, H dan Pratiwi, D.K. 2007. Panduan Praktikum Material Teknik. Lab. Metalurgi Teknik Mesin Universitas Sriwijaya, Indralaya.
Daryanto. 2010. Proses Pengolahan Besi dan Baja. Bandung.
Faisal Akbar Tanjung, M.Jufri, Ali Saifullah. 2018. Pengaruh Stress Relief
Annealing dari Hasil Pengelasan SMAW pada Baja ASTM A36 terhadap Kekuatan Tarik. Malang: Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Malang.
Iqbal, Hefri Olivian. 2018. Pengaruh Heat Treatment Normalizing dengan variasi
Holding Time terhadap kekuatan Tarik dan Mikrostruktur Baja AISI 1045.
Malang: Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
Laksono, Solichin dan Yoto. 2017. Analisis kekuatan Tarik Alumunium 5083 Hasil Pengelasan GMAW posisi 1G Dengan Variasi Kuat Arus dan Debit Aliran Gas Pelindung.
Mohruni, A. S., & Kembaren, B. H. 2013. Pengaruh Variasi Kecepatan dan Kuat Arus Terhadap Kekerasan, Tegangan Tarik, Struktur Mikro Baja Karbon Rendah dengan Elektroda E6013. Jurnal Rekayasa Mesin, 1–8.
Prayitno, D., Hutagahung., & Aji, D., P., B. 2018. Pengaruh Kuat Arus Listrik Pengelasan terhadap Kekerasan Lapisan Lasan pada Baja STM A316. Jurnal
Vokasional Teknik Mesin. 1-6.
Raharjo, Samsudi & Rubijanto J.P. 2012. Variasi Arus Listrik Terhadap Sifat Mekanis Sambungan Las Shielding Metal Arc Welding (SMAW). Jurnal FT
16
Santosa, Joko. 2006. Pengaruh Arus Pengelasan terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Las SMAW dengan Elektroda E7018.
