BAB III
METODE PENELITIAN 3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian experimental (true experiment research). Kajian literatur dari berbagai sumber baik dari buku maupun jurnal yang terkait digunakan untuk menambah informasi yang diperlukan.
3.2 Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian di mulai bulan januari – juni 2019, Adapun tempat pelaksanaan adalah sebagai berikut:
1. Pembuatan bentuk spesimen benda uji dilakukan di Laboratorium PPPPTK BOE Malang.
2. Persiapan mesin las di laboratorium POLINEMA Malang.
3. Proses Pengelasan dilakukan di laboratorium POLINEMA Malang.
4. Pengujian Distorsi dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang.
5. Pengujian uji tarik dan uji kekerasan vickers dilakukan di Laboratorium Universitas Muhammadiyah Malang
22
START
Studi Literatur
Persiapan Alat dan Bahan
Pembentukan Spesimen Pengelasan
Proses Pengelasan TIG
Variasi Arus 60 A
Variasi
Arus 70 A Variasi
Arus 80
Hasil Pengelasan
Pembuatanan Spesimen Uji
Pengujian Spesimen
Analisa Data Hasil Pengujian
Pembahasan dan Kesimpulan
Finish 3.3 Diagram Alir
Gambar 3.1 Diagram Alir
3.4 Persiapan Alat dan Bahan 3.4.1 Persiapan Peralatan
Alat-alat yang digunakan untuk pengujian dalam penelitian ini yakni:
1. Mesin uji Kekerasan. Kekerasan (Hardness) adalah salah satu sifat mekanik (Mechanical properties) dari suatu material. Kekerasan suatu
material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur mikro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali ke bentuk asal artinya material tersebut tidak dapat kembali ke bentuknya semula. Lebih ringkasnya kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan).
2. Meja rata dan dial indicator.
Dial indicator atau yang sering disebut dengan Dial Gauge ialah alat ukur yang digunakan untuk mengukur dan memeriksa kerataan atau kesejajaran pada permukaan benda dengan skala pengukuran yang sangat kecil.
3. Mesin las TIG
Sebuah proses pengelasan busur listrik yang menggunakan elektroda tak terumpan atau tidak ikut mencair.
4. Tang jepit.
5. Lab view 3.4.2 Persiapan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan untuk penelitian ini meliputi:
1. Aluminium 5083 tebal 3 mm panjang 360 mm dan lebar 120 mm 2. Elektroda Wolfram Pure
3. Gas Argon 4. Gas O2 5. Amplas
3.4.3 Persiapan Parameter Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)
Sampel Arus (A)
Tekanan gas (bar)
Temperatur Flame (°C)
Kecepatan Las (mm/s)
1 60 150 76 10
2 70 150 76 10
3 80 150 76 10
Tabel 3.1 Parameter Pengelasan TIG
3.4.4 Keamanan (Safety)
Gambar 3.2 Perlengkapan Keamanan Pengelasan 1. Kacamata Las
2. Sarung tangan las 3. Baju pelindung las 3.5 Tahap Penelitian
Ada beberapa tahap yang harus dilakukan untuk melaksanakan penelitian, yakni sebagai berikut:
3.5.1 Pembuatan Spesimen Pengelasan
Setelah proses pengelasan selesai, maka di lanjutkan untuk pembuatan spesimen uji sesuai dengan standar uji yang sudah di tentukan. Berikut adalah proses pembuatan spesimen uji:
a. Menyiapkan bahan uji yaitu menggunakan Aluminium 5083 dengan ketebalan 3mm.
b. Dilakukan pengelasan untuk menyambungkan antara plat dengan kekuatan arus yang sudah di tentukan tanpa menggunakan sudut kampuh atau harus rapat.
c. Memotong plat menjadi beberapa bagian setelah dilakukan pengelasan dengan dimensi yang sudah di tentukan yaitu dengan tebal 3mm, panjang 10mm, lebar 40mm. Lebar dihitung setelah dua plat tersambung.
d. Merapikan plat yang akan di uji dengan mesin frais.
Pemotongan plat Aluminium dengan dimensi yang sudah di tentukan menggunakan alat pemotong baja sebanyak 9 spesimen. Setiap arus pengelasan menggunakan 3 spesimen uji.
3.5.2 Proses Pengelasan TIG
Sebelum melakukan proses pengelasan, maka siapkan alat serta keperluan untuk melakukan pengelasan. Perhatikan lifetime mesin serta keselamatan penggunanya agar mengurangi resiko kecelakaan kerja. Mengikuti SOP atau standar keselamatan kerja lebih penting untuk menambah keselamatan dan kualitas kerja. Bersihkan permukaan spesimen dari kotoran debu, oli, cat, yang akan menghambat atau membuat kurangnya kualitas pada pengelasan. Berikut adalah langkah-langkah pengelasan TIG:
1. Memastikan kabel utama pesawat las sudah terhubung dengan arus listrik.
2. Melakukan pengecekan pada:
a. Saluran pendingin pengelasan
b. Pengecekan pada volume campuran gas c. Pengecekan pada meteran tekanan gas
3. Setel besarnya arus (sesuai dengan arus yang di tentukan untuk penelitian).
4. Setel kekuatan aliran gas pelindung.
5. Memakai alat keselamatan kerja seperi kacamata las atau helm las, baju las, serta sarung tangan las.
6. Menyiapkan benda kerja serta peralatan kerja pada meja kerja.
7. Menjepitkan tang massa mesin las pada benda kerja atau pada meja kerja.
8. Menyalakan busur dengan cara menggoreskan elektroda tungsten pada benda kerja (Striking of Arc), memberikan jarak antara ujung elektroda dengan permukaan benda kerja pada jarak 1,5mm - 3mm untuk menyetabilkan nyala busur.
9. Posisi torch ditahan pada sudut kemiringan 600 sampai dengan 850 untuk melakukan pengelasan. Kemudian logam pengisi diumpan dari luar dengan gerakan melingkar membentuk rigirigi memenuhi kampuh las.
3.5.3 Pembuatan kampuh V terbuka
Pembuatan kampuh V terbuka dilakukan dengan menggunakan alat yaitu mesin frais, bahan yang dipersiapkan yaitu plat aluminium 5083 dengan spesifikasi
ukuran: tebal 3mm, panjang 360mm, lebar 120mm. Bahan dipersiapkan didalam pencekam pada sudut pengefraisan 6 derajat, maka tahap pengefraisan pun langsung dilakukan dan yang perlu diperhatikan pada saat pengefraisan yaitu ragum pencekam pada mesin frais dan setelan mata bor haruslah center dan lurus agar hasil pada pengefraisan kampuh benar-benar lurus dan sudut yang didapatkan benar- benar sempurna.
Gambar 3.3 Pembuatan Kampuh V Terbuka 3.5.4 Pembentukan Spesimen Uji Distorsi
Setelah proses pengelasan dilakukan, selanjutnya pelat dibuat garis-garis untuk mempermudah melakukan pengukuran distorsi dengan cara menentukan beberapa titik dengan jarak yang telah ditentukan menggunakan dial gauge indicator. Titik-titik yang nantinya akan menjadi acuan dalam pengukuran dapat ditentukan sesuai dengan ukuran pelat yang akan digunakan didalam penelitian.
Ukuran pelat yang akan digunakan didalam penelitian ialah memiliki ukuran panjang 360mm, lebar 240mm dan ketebalan 3mm. Pengambilan data dengan memberikan penomoran pada pelat dimulai dari ujung sebelah kiri pelat dengan jarak antar ruas 10mm (ruas vertikal), masing-masing ruas memiliki panjang 20mm (ruas horizontal), sehinggan akan diperoleh titik sebesar 27 buah titik pengambilan data.
Gambar 3.4 Bagian-bagian yang dilakukan pengukuran distorsi
Gambar 3.5 Spesimen Uji Distorsi 60A
Gambar 3.6 Spesimen Uji Distorsi 70A
Gambar 3.7 Spesimen Uji Distorsi 80A
3.5.5 Pembentukan Spesimen Uji Tarik
Dalam pengujian tarik ini akan menggunakan 3 spesimen yang telah dilakukan proses pengelasan menggunakan metode las TIG, kemudian dilakukan pembentukan spesimen uji sesuai dengan ketentuan standar uji tarik ASTM E- 8/E8M-09.
Gambar 3.8 Spesimen Uji Tarik Standar ASTM E.8/E8M-09
Gambar 3.9 Langkah Kerja Pembuatan Spesimen Uji Tarik Langkah kerja pembuatan spesimen uji tarik :
1. Material uji dibuat kampuh las 2. Pengelasan material uji
3. Setelah dilas, material uji kemudian dipotong
4. Setelah dipotong, selanjutnya dibentuk sesuai spesimen uji tarik
Gambar 3.10 Pembentukan Spesimen Uji Setelah Proses Pengelasan
Gambar 3.11 Mesin Uji Tarik
Adapun prosedur dan pembacaan hasil pada pengujian tarik adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan kertas milimeter blok dan letakkan kertas tersebut pada plotter,
2. Menghidupkan mesin dan komputer untuk mengontrol mesin uji tarik, 3. Menginput data pada komputer sesuai ukuran benda uji yaitu mengenai
ketebalan dan lebar spesimen uji yang akan dilakukan pengujian, 4. Memasang benda uji tarik pada pencekam alat,
5. Memasang extensometer ditengah spesimen uji tarik, 6. Menekan tombol test untuk memulai penarikan,
7. Benda uji yang sudah putus lalu diukur berapa besar penampang panjang benda uji setelah putus,
8. Gaya atau beban yang maksimum ditandai dengan putusnya benda uji terdapat pada layar digital dan dicatat sebagai data,
9. Melepas benda uji yang telah selesai di uji,
10. Hasil diagram terdapat pada kertas milimeter block yang terdapat pada meja plotter,
11. Selanjutnya menghitung kekuatan tarik, kekuatan luluh, perpanjangan, reduksi penampang dari data yang telah didapat dengan persamaan yang ada.
3.5.6 Pelaksanaan Uji Kekerasan
Pada pelaksanaan pengujian kekerasan ini dengan menggunakan metode Vickers. Pengujian kekerasan dilakukan pada permukaan benda uji terdapat 3 titik daerah berbeda yaitu daerah induk logam, daerah HAZ dan daerah las. Berikut skema pengujian Vickers dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3.12 Skema Pengujian Vickers Cara pengujian kekerasan dengan metode Vickers :
Penekanan sebuah indentor dengan suatu gaya tekan tertentu ke permukaan yang rata dan bersih dari suatu logam yang diuji kekerasannya. Setelah gaya tekan dikembalikan ke gaya minor, maka yang akan dijadikan dasar perhitungan untuk nilai kekerasan Vickers bukanlah hasil pengukuran diameter atau diagonal bekas lekukan, tetapi justru dalamnya bekas lekukan yang terjadi itu. Inilah perbedaan metode Vickers dibandingkan dengan metode pengujian kekerasan lainnya.
3.13 Gambar Alat Uji Kekerasan
3.6 Teknik Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu dengan cara observasi eksperimen, atau merupakan metode pengumpulan data dengan cara mengamati dan mencatat semua aktivitas yang dilakukan didalam penelitian ini secara langsung. Meneliti atau mengukur nilai kekuatan tarik di daerah pengaruh panas (HAZ) material hasil pengelasan. Pengamatan eksperimen menggunakan lembar tabel eksperimen untuk mempermudahkan dalam pendataan hasil pengujian.
Arus (A)
No. Spesimen Kekuatan Tarik (MPa)
Rata-rata Kekuatan Tarik (MPa)
60
1 2 3
70
1 2 3
80
1 2 3
Tabel 3.2 Contoh Tabel Data Uji Tarik
No Spesimen 1 (mm) Spesimen 2 (mm) Spesimen 3 (mm)
A B C A B C A B C
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Tabel 3.3 Contoh Tabel Data Pengujian Distorsi pada Aluminium ASTM A5083
3.7 Analisa Data
Metode analisa data yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif. Dimana data dari hasil penelitian uji distorsi, uji kekerasan dan uji kekuatan tarik yang menghasilkan rata-rata angka selanjutnya akan diolah menggunakan microsoft excel sehingga mendapatkan data kuantitatif atau berupa angka. Data yang diperoleh akan ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik yang dianalisis secara deskriptif.
