BAB II Wire Drawing

BAB II BAB II DASAR TEORI DASAR TEORI

2.1 Definisi

2.1 Definisi Wire Drawing.Wire Drawing. S

Seeccaarra a uummuumm WiWire re DrDrawawining g  memerurupapakakan n sasalalah h sasatu tu jejeninis s prprososeses man

manufaufaktuktur r dendengan gan memmemanfanfaataatkan kan fenfenomeomena na defdeformormasi asi plaplastis stis akiakibat bat gaygayaa  pembentukan.

 pembentukan. Gaya Gaya pembentukan pembentukan ini ini berupa berupa tekanan tekanan dan dan tarikan tarikan yang yang terjaditerjadi sewakt

sewaktu benda u benda kerja melewati die.kerja melewati die. Wire drawing Wire drawing  diaplikasikan dalam pembuatan diaplikasikan dalam pembuatan kabel listrik, kawat dan pipa.

kabel listrik, kawat dan pipa.

Gambar 2.1 Skematis mesin

Gambar 2.1 Skematis mesin Wire Drawing Wire Drawing  dan dan Dies Dies

Proses penarika

Proses penarikan n kawatmkawatmelipueliputi ti penarpenarikan logam ikan logam melalumelalui i cetakan olehcetakan oleh gay

gaya a taritarik k yanyang g bekbekerjerja a padpada a bagbagian ian kelkeluar uar cetacetakankan. . AliAliran ran plaplastistic c terterutautamama dis

disebaebabkabkan n oleoleh h gaygaya a tektekan an yanyang g timtimbubul l sebsebagaagai i reakreaksi si dardari i loglogam am terterhadhadapap cet

cetakaakan. n. PenPengurguranaanagan gan diadiametmeter er batbatang ang pejpejal al atau atau batbatang ang rod rod ! ! dedengngan an carcaraa  penarikan

 penarikan berurutan, berurutan, dinamakan dinamakan " " penarikan penarikan batang batang bar bar ! atau kawat, penarikan! atau kawat, penarikan  batang

 batang berongga disebut berongga disebut juga juga penarikan tabung penarikan tabung tergantung pada tergantung pada diameter diameter produkproduk akhir yang dihasilkan. #atang, kawat dan penarikan tabung, biasanya dilakukan akhir yang dihasilkan. #atang, kawat dan penarikan tabung, biasanya dilakukan  pada

 pada suhu suhu kamar, kamar, akan akan tetapi tetapi karena karena biasanya biasanya deformasi deformasi besar, besar, maka maka akanakan terdapat kenaikan suhu yang cukup berarti selama proses.

$eberhasilan proses

$eberhasilan prosesWire Drawing Wire Drawing  dipengaruhi oleh " dipengaruhi oleh " 1.

1. %a%ateteririal al $a$awawatt 2

2.. GGeeoommeettrrii Dies Dies &.

&. $o$ontntak aak antntara kara kawawat dat denengagann dies.dies. '.

'. SpeSpesifisifikaskasi proi produk duk yanyang dig dihashasilkilkan.an.

Parame

Parameter ter proseproses s pembepembentukntukan an logam dapat logam dapat dinydinyatakan dengan atakan dengan besarnbesarnyaya gaya yang dibutuhkan. (engan metode energi deformasi homogen tanpa gesekan gaya yang dibutuhkan. (engan metode energi deformasi homogen tanpa gesekan dan geseran! gaya penarikan ideal dapat dihitung dengan rumus"

dan geseran! gaya penarikan ideal dapat dihitung dengan rumus"

ε  ε  σ  σ  ε  ε  ε  ε  d d   A  A  F   F 

==

_k k 

 ∫ 

 ∫ 

k k _mm (persamaan 2.1) (persamaan 2.1)

)ika gesekan diperhitungkan dan dengan anggapan plane strain maka besarnya )ika gesekan diperhitungkan dan dengan anggapan plane strain maka besarnya gaya penarikan adalah

gaya penarikan adalah





























−

−







 +

+

=

=

 B  B m m k  k  k  k   D  D  D  D  B  B  B  B  A  A  F   F  2 2 1 1 1 1 σο  σο  (persamaan 2.2) (persamaan 2.2) Se

Sebabagagai i prprososeses Cold Cold FormForming ing   lain  lainnynya,a, WiWire re DrDrawawiningg mengakibatkanmengakibatkan kenaikan kekerasan dan kekuatan yang dikenal dengan strain hardening. (ilain kenaikan kekerasan dan kekuatan yang dikenal dengan strain hardening. (ilain  pihak

 pihak proses proses ini ini juga juga menakibatkan menakibatkan penurunana keuletan. penurunana keuletan. ProsesProses annealing annealing yaituyaitu  pemanasan

 pemanasan pada pada suhu diatas suhu diatas suhu rekristalissuhu rekristalisasi asi dan pendinginanan dan pendinginanan perlahan perlahan akanakan *mengembalikan+ keuletan tersebut. Proses annealing ini melibatkan perubahan *mengembalikan+ keuletan tersebut. Proses annealing ini melibatkan perubahan struktur mikro, konfigurasi tegangan dalam

struktur mikro, konfigurasi tegangan dalam (internal Stress)(internal Stress) dan dislokasi. dan dislokasi.

2.2 Batasan Penarikan Kawat. 2.2 Batasan Penarikan Kawat.

eg

egangangan an yanyang g dapdapat at dibdiberierikan kan daldalam am proproses ses penpenariarikan kan kawkawat at adaadalahlah terbatas.

--o



Gambar 2.2 $ur/a tegangan regangan material plastis ideal.

Pada kur/a material Plastik ideal diatas, tegangan tarik ideal dinyatakan oleh luas  bidang dibawah kur/a alir sebagai berikut"

ε   τ   τ   ο 

.

= t   _{(persamaan 2.3)}

(eformasi pada kawat yang telah ditarik terjadi bila "

(persamaan 24)

%aka batas penarikan ideal adalah pada regangan 0 1, atau reduksi maksimal r 0 & .

#ila gesekan dan geseran tidak diabaikan, maka batas ini akan lebih rendah, sebagai contoh bila koefisien gesek µ = 0,05 dan  s!d!t die " = #$ _{maka batas}

reduksi yang dapat diberikan adalah 0 3,34 siebel!.

ο  τ    τ   _t =

2.% Load Cell.

BAB III

%.1 Data )asi* Pen+!k!ran Dan Pen+$*aan Data.

a. %aterial " 5embaga  b. (iameter awal " 4 mm

c. Panjang awal " 23& mm

Perhitungan Load Cell  Percobaan (ies mm! (iameter  mm! Panjang mm! #eban Penarikan kg! Gaya Penarikan 6! (aya Penarikan 7! (o (i 8o 8i m 9 P 1 ',4 4 ',4 23& 22: 213 233,1 23,31 2 ',2 ',4 ',2 22: 2'3 1;: 1;'2,&: 1;,'2&: & ',3 ',2 ',3 2'3 224 1'4 1'22,'4 1',22'4 ' &,4 < < 244 < < < <

1. Perit!n+an +a-a enarikan

9 0 m . g $eterangan " 9 0 gaya penarikan 6! g 0 Gaya grafitasi ;,:1m=s2_! m 0 %assa $g! •  910 m . g 0 213 $g > ;,:1 m=s2 0 233,1 6 • 92 0 m . g 0 1;: $g > ;,:1 m=s2 0 1;'2,&:6 • 9& 0 m . g

0 1'4 $g > ;,:1 m=s2 0 1'22,'46

2. Perit!n+an Da-a Penarikan.

P 0 9 . ? $eterangan " 9 0 gaya penarikan 6! P 0 (aya Penarikan ? 0 $ecepatan Penarikan 3,31 m=s! • P1 0 9 . ? 0 233,1 6 > 3,31 m=s 0 23,31 7 • P2 0 9 . ? 0 1;'2,&: 6 > 3,31 m=s 0 1;,'2&: 7 • P& 0 9 . ? 0 1'22,'4 6 > 3,31 m=s 0 1',22'4 7

5abel Perhitungan Percobaan

Percobaan (ies mm! (iameter  mm! Panjang mm! Percobaan (o (i 8o 8i Ao Ai 1 ',4 4 ',4 23& 22: 1;, 14,; 2 ',2 ',4 ',2 22: 2'3 14,; 1&,:

'3@ 3 @ tan 34 . 3 tan = =  B  B  B α   µ  & ',3 ',2 ',3 2'3 224 1&,:& 12,4 eduksi Penampang egangan  5egangan Penarikan σ   Gaya Penarikan 9 (aya Penarikan 3,1: 1; 2:;,' '31,' 24 ',:1' 3,12 12 14@, 21:',&& 12 21,:'&@ 3,3; ;,' ;:,43 12&@,1 14 12,&@1 • 0 131:,; %Pa • 0 @;4,3 %Pa • 0 ;,: %Pa

%. Perit!n+an Te+an+an Penarikan.

















  

 

 



 

 

−

+

=

 B i  D  D  B  B 2 3 1 1 ο  σ   σ  

 MPa  D  D  B  B  B i ' , 2:; 4 4 , ' 1 '3@ . 3 '3@ . 3 1 ; , 131: 1 1 1 ! '3@ , 3  2 1 2 3 1

=

















 

 

 



 

 

−

+

=

















 

 

 

 



 

 

−

+

=

σ   σ   σ   σ   ο   MPa  D  D  B  B  B i  , 14@ 4 , ' 2 , ' 1 '3@ . 3 '3@ . 3 1 3 , @;4 1 1 2 ! '3@ , 3  2 2 2 3 2

=

















 

 

 



 

 

−

+

=

















 

 

 

 

 

 

−

+

=

σ   σ   σ   σ   ο   MPa  D  D  B  B  B i 43 , ;: 2 , ' 3 , ' 1 '3@ . 3 '3@ . 3 1 4: , ; 1 1 & ! '3@ , 3  2 & 2 3 &

=

















 

 

 



 

 

−

+

=

















 

 

 

 



 

 

−

+

=

σ   σ   σ   σ   ο  1. 2. &.

/. Perit!n+an 'a-a Penarikan. 9 0 σ   _{. A} i $eterangan " 9 0 gaya penarikan 6! σ   _{0 5egangan 5arik} 

Ai 0 8uas Penampang Akhir 

• 91 0 σ  . Ai 0 2:;,' > 14,; 0 '31,' 6 • 92 0 σ   . Ai 0 14@ > 1&,: 0 21:',&& 6 • 9& 0 σ   . Ai 0 ;:,43 > 12,4 0 12&@,1 6 8i 0 Panjang Akhir mm! 8o 0 Panjang awal mm!

•  24 mm •  12 mm •  14 mm

5. Perit!n+an Da-a Penarikan.

P 0 9 . ? $eterangan " 9 0 gaya penarikan 6! P 0 (aya Penarikan ? 0 $ecepatan Penarikan 3,31 m=s! • P1 0 91 . ? 0 ':1,' 6 > 3,31 m=s 0 ', :1' 7 • P2 0 92 . ? 0 21:',&& 6 > 3,31 m=s

0 21,:'&@ 7

• P_& 0 9_& . ?

0 12&@,1 6 > 3,31 m=s 0 12,&@1 7

. Ana*isa Per$aan Penarikan 3w4

Pada Pengujian ke<1 sampai ke<& dengan menggunakan dies dari ',4 ',2 sampai ',3 berhasil. Pada pengujian ke<' dengan menggunakan (ies &,4 terjadi putus yang diaibatkan oleh factor pengecilan diameter yang tidak merata, serta pada saat perpanjangan terjadi necking di daerah pengecilan diameter yang tidak rata atau juga bias diakibatkan oleh kekerasan

material.

1. )elaskan secara skematis prinsip penarikan kawat, dan jelaskan bagaimana  prinsip pengukuran gaya pembentukan yang ada pada bangku penarikan

kawat. )awab "

Skematis penarikan kawat adalah meliputi penarikan logam melalui cetakan oleh gaya tarik yang bekerja pada bagian keluar cetakan. Prinsip  pengukuran gaya pembentukan yang ada pada bangku penarikan adalah

2. 5erangkan mengapa proses penarikan kawat dapat dianggap sebagai  proses penarikan dan penekanan. Gambarkan keadaan tegangan State of

stress! pada daerah deformasi. )awab "

$arena didalam proses penarikan kawat itu terdapat daya tarik kawat dengan mesin penarik sedangkan penekanan karena kawat itu mengalami gaya tekan oleh dies.

&. )elaskan apa yang dimaksud dengan Strain hardening dan jelaskan mekanisme penguatan = pengerasan dengan strain hardening ini

Strain Bardening adalah proses pengerasan butiran logam akibat  penekanan dan penarikan pada logam, mekanisme penguatan=pengerasan dengan strain hardening adalah material ditarik oleh mesin penarik kawat dan sesudah penarikan itulah material menjadi keras, tetapi sesudah mengalami penarikan itu material akan menjadi ulet.

'. Gambarkan secara skematis pengaruh suhu pada proses pemanasan yang melibatkan reco/ery, recrystalliCation, dan grain grown terhadap sifat logam yang telah cold working

)awab "

Gambar Skematis pengaruh suhu pada proses pemanasan

4. $abel listrik dibuat dengan wire drawing, bagaimana pengaruh daya hantar listrik terhadap reduksi penampang kabelD

)awab"

Pengaruh daya hantar listriknya tidak terlalu bagus karena terjadinya  pengecilan penampang logam.

. %engapa dalam analisis penarikan kawat, hanya dapat menentukan gaya tarik dengan ketelitian E 23.

$arena umumnya logam atau kawat yang ditarik, memiliki ketelitian tarik E 23 dimana logam memiliki beban penarikan terbatas.

&.& 5ugas Setelah Praktikum.

1. Fsilah tabel load cell dan table perhitungan percobaan, pada tabel  perhitungan percobaan terdapat data<data referensi sebagai berikut.

(ata yang diketahui "

• $onstanta Pegas k! " 1&@,4 6=mm

• Semi con angle ! " @

• $oefisien Gesek H! " 3,34

• $oefisien pengerasan regangan $! " &23 %Pa, n " 3,4'

• $ecepatan Penarikan /! " 3,31 m=s

2. #erikan analisis kenapa gaya hasil penarikan load cell dan hasil  perhitungan berbedaD 5entukan dari kedua gaya penarikan mana yang

dianggap sebenarnya, dan )elaskan 

&. Gambarkan skematis bentuk struktur mikro sebelum dan sesudah melewati dies.

'. #uatlah tegangan penarikan σ  _{! terhadap regangan  !, dan grafik} Ԑ gaya penarikan 9! terhadap reduksi r! penampang. #erikan pendapat anda dari grafik tersebut

4. #erikan analisis terhadap kesalahan< kesalahan perhitungan,  pengamatan dan pengukuran dalam praktikum wire drawing.

)awaban 1.

2. Pada hasil pengukuran load cell  berbeda dengan perhitungan  percobaan, itu dapat terjadi karena ada parameter yang berpengaruh, seperti hasil pengukuran load cell  ada massa yang mempengaruhi nilai gayanya, sedangakan pada percobaan terdapat nilai tegangan yang mempengaruhi nilai gayanya oleh karena itu nilai gayanya berbeda.

(ari dua perhitungan ini nilai gaya hasil percobaan dianggap sebenarnya, karena itu di dalamnya terdapat parameter yang lengkap seperti koefisien reganagan, nilai *n+ nilai tegangan, nilai regangan serta luas penampang kawat.

&. Gambar struktur mikro '.

Grafik tegangan tarik σ  _{! terhadap egangan  !}Ԑ

Analisa "

(ilihat dari grafik, tegangan maksimum terdapat pada dies ',4 sebesar 2:;,' %Pa untuk dies ',2 sebesar 14@, %Pa, dan dies ' sebesar ;:,43 %Pa sedangakan regangan  ! maksimum terjadi padaԐ _{dies ',4 sebesar}

Grafik gaya penarikan 9! terhadap reduksi r! Analisa "

(ari grafik diatas antara gaya penarikan dengan reduksi, dapat dilihat gaya penarikan maksimum terjadi pada dies ',4 sebesar '31,' dan reduksi terjadi padadies ',4 sebesar 3,1:.

4. $esalahan<kesalahan yang terjadi pada perhitungan, pengamatan, dan  pengukuran, adalah didalam perhitungan dilakukan pembukaan angka hal ini akan mempengaruhi hasil perhitungan, pada pengamatan

displa indikator yang menunjukan angka yang berbeda<beda saat  penarikan kawat, pada kesalahan pengukuran harus ada toleransi.

BAB I6

A&A(ISA DA& DISK7SI

/.1 Ana*isa.

(ari hasil praktikum yang telah dilakukan, terdapat perbedaan perhitungan antara perhitungan loadcell dan perhitungan percobaan, dikarenakan ada beberapa faktor yang mempengaruhi diantaranya pengukuran dimensi, kalibrasi dari mesin

wire drawing! load cell! dan material kawat.

/.2 Disk!si.

(ari hasil praktikum atau diskusi kelompok kami, terjadi kegagalan pada saat pengujian dengan menggunakan dies berukuran &,4. Iang diakibatkan dari  pengecilan diameter dies yang tidak merata. Jntuk itu agar pada saat pengecilan diameter diperhatikan dan pada saat mengukur dimensi harus dikalibrasi atau lebih teliti.

BAB 6

KESI8P7(A& DA& SARA&

5.1 Kesi!*an.

(ari hasil praktikum yang telah kami lakukan didalam penarikan kawatharus memperhatikan parameter<parameter seperti "

a. %aterial kawat.  b. Geometri dies.

c. $ontak antara kawat dengan dies. d. Spesifikasi produk yang dihasilkan.

Jntuk menghasilkan atau meminimalisir kegagalan pada saat pengujian harus teliti memperhatikan pemasangan "aw dan pengecilan diameter dengan gerinda.

5.2 Saran.

$etika melakukan pengecilan diameter dan pemasangan kawat pada "aw harus diperhatikan serta pengukuran dimensi harus teliti.

(A95A PJS5A$A

1. #ackofen, 7.A, Deformasi Processing , Addison<7elsey, %assachusettes, 1;@2.

2. (ieter, G.K, Mechanical Metalrugy, second edition, 6ew Iork, 1;:. &. )honson, 7, %ellor,P.#, Enginering Plasticity, )hon 7iley L sons, 6ew

Iork, 1;:&.

'. Siswosuamo, %ardjono,Teknik Pembentukan Logam, )ilid 1, )urusan %esin, 95F, Fnstitut 5eknologi #andung, 1;:4.

4. 7idyanto, #ambang, Pembuatan Bangku Prnarikan awat Dan Peneltian  Proses Penarikan awat! 5ugas Sarjana, 1;:3.

(ies (isplay Fndikator