PENGARUH VARIASI KUAT ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA PROSES PENGELASAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE SMAW WET UNDERWATER WELDING

(1)

commit to user

PENGARUH VARIASI KUAT ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA PROSES PENGELASAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE SMAW WET

UNDERWATER WELDING

Skripsi Oleh :

BASKORO ADI KURNIYANTO K2514016

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA OKTOBER 2018

(2)

commit to user

(3)

commit to user ⁱⁱⁱ

PENGARUH VARIASI KUAT ARUS

TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA PROSES PENGELASAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE SMAW WET UNDERWATER WELDING

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

Oleh :

Baskoro Adi Kurniyanto K2514016

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

OKTOBER 2018

(4)

commit to user

(5)

commit to user

(6)

commit to user ^vi ABSTRAK

Baskoro Adi K. K2514016. PENGARUH VARIASI KUAT ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA PROSES PENGELASAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE SMAW WET UNDERWATER WELDING. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret. Oktober 2018

Penelitian ini bertujuan untuk menemukan variasi kuat arus pengelasan yang dapat menghasilkan tingkat kekerasan dan stuktur mikro terbaik pada baja karbon rendah, melalui proses pengelasan Shield Metal Arc Welding Wet Underwater Welding (SMAW wet underwater welding).

Penelitian ini menggunakan metode deskriptif kuantitatif, dengan material paduan baja karbon rendah. Bahan tersebut akan dilas dengan variasi kuat arus 60A, 90A dan 120A menggunakan metode pengelasan SMAW Wet Underwater Welding.

Pada penelitian ini menggunakan kampuh V dengan sudut 60^O, mesin vickers digunakan untuk pengujian kekerasan, sedangkan untuk uji struktur mikro menggunakan mikroskop Olympus PME (Metallurgical Microcope with Inverted).

Pengujian komposisi kimia pada spesimen dilakukan dengan menggunakan spesimen spektrum komposisi kimia Optical Emission Spectrometer.

Tingkat rata-rata kekerasan pada raw material yaitu 159 VHN dan struktur mikro ferit lebih mendominasi dibandingkan dengan perlit. Sedangkan pada material setelah melalui proses pengelasan SMAW wet underwater welding pada daerah HAZ struktur mikro ferit acicular (AF), yang paling dominan spesimen dengan kuat arus 90A, begitu pula pada daerah las struktur mikro ferrite with aligned second phase (FSP) paling dominan pada spesimen dengan kuat arus 90A. Terdapat pengaruh kuat arus terhadap tingkat kekerasan hasil pengelasan paduan baja karbon rendah dengan kuat arus 60A, 90A dan 120A. Spesimen dengan variasi kuat arus 90A pada bagian HAZ memiliki tingkat rata-rata kekerasan lebih tinggi yaitu 244 VHN jika dibandingkan dengan variasi kuat arus 60A dan 120A yaitu 230 VHN dan 218,666 VHN. Nilai kekerasan pada daerah HAZ paling tinggi jika dibandingkan dengan daerah las dan logam induk. Hal ini didukung pada uji struktur mikro bahwa daerah HAZ mengandung kadar ferit acicular (AF) yang dominan jika dibandingkan dengan daerah lainnya. Sedangkan daerah logam las memiliki kadar ferrite with aligned second phase (FSP) yang dominan jika dibandingkan dengan daerah lainnya.

Kata Kunci : Kuat Arus, SMAW, Struktur Mikro, Wet Underwater Welding.

(7)

commit to user ^vii ABSTRACT

Baskoro Adi K. K2514016. THE EFFECT OF CURRENT INTENSITY VARIATION ON MICRO STRUCTURE AND HARDNESS IN THE WELDING PROCESS OF LOW CARBON STEEL USING SMAW WET UNDERWATER WELDING METHOD. Thesis, Faculty of Teacher Training and Education, Sebelas Maret University. October 2018

This study uses a quantitative descriptive method, with low carbon steel material. These materials will be welded with strong stresses 60A, 90A and 120A using the welding method SMAW Wet Underwater Welding. In this study, using seam V with a 60^o angle, the machine to test the hardness, while for the microstructure test using an Olympus PME microscope (Metallurgical Microcope with Inverted). The measurement of chemical composition was carried out using specimens of the Optical Chemistry Spectrometer spectrum. (SMAW wet underwater welding). Wet welding underwater welding (SMAW wet underwater welding).

The average level of hardness in raw material is 159 VHN and ferrite micro structures dominate more than pearlite. While the material after going through the welding process of SMAW wet underwater welding in the area of acicular ferrite (AF) microstructure, the most dominant specimen with a current strength of 90A, it is also very much in the ferrite microstructure weld area with the second most dominant phase (FSP) in the specimen with a current strength of 90A.. There is an influence of current strength on the hardness level of welding results of low carbon steel alloys with current strengths of 60A, 90A and 120A. Specimens with a current variation of 90A in the HAZ section have a higher average hardness level of 244 VHN when compared to variations in current strength of 60A and 120A, namely 230 VHN and 218,666 VHN. The hardness value in the HAZ region is highest when compared to weld and metal regions. This is supported in the microstructure test in which the HAZ region shows the dominant level of acicular ferrite (AF) compared to other regions.

While the weld metal area has ferrite levels with the second parallel phase (FSP) which is dominant when compared to other regions.

Keywords: Current Strength, SMAW, Micro Structure, Wet Underwater Welding.

(8)

commit to user ^viii MOTTO

"Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah dan kita tidak berusaha memulai."

“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan),

tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.”

(QS. Al-Insyirah 6-8)

“Sukses Itu Bukan Kebetulan. Sukses Itu Kerja Keras, Kegigihan, Belajar, Pengorbanan dan Banyak Lagi,

Cintailah Apa Yang Kamu Lakukan Atau Belajarlah Untuk Melakukannya”

(Pele)

“Play hard, Study Harder”

“Be Great, Do Great, Feel Great”

(9)

commit to user ^ix

HALAMAN PERSEMBAHAN Bapak dan Ibu

“Terima kasih atas segala doa, kasih sayang, kerja keras, dukungan dan bimbingan yang telah diberikan kepada saya selama ini”

Kakak dan Adik

”Terima kasih atas segala doa dan semangat, dukungan dan motivasi yang telah diberikan kepada saya selama ini”

Teman-teman PTM angkatan 2014

“Terima kasih atas perjuangan dan kerja samanya”

(10)

commit to user ^x KATA PENGATAR

Puji syukur peneliti panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena telah memberikan rahmat serta karunia-Nya berupa inspirasi, kesehatan, ilmu dan keselamatan. Berkat kehendak-Nya peneliti dapat menyelesaikan skripsi dengan judul”PENGARUH VARIASI KUAT ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKERASAN PADA PROSES PENGELASAN BAJA KARBON RENDAH DENGAN METODE SMAW WET UNDERWATER WELDING”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Peneliti menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan dan arahan dari berbagai pihak. Untuk itu, peneliti menyampaikan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto, M.Pd., Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Indah Widiastuti, ST, M.Eng., selaku Kepala Program Studi Pendidikan Teknik Mesin FKIP UNS

3. Dr. Suharno, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Dr.Eng. Nyenyep Sriwardani, ST.,M.T selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku Pembimbing Akademik yang senantiasa membantu dalam menjalani masa kuliah.

6. Semua pihak yang telah membantu kelancaran dalam penulisan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu.

(11)

commit to user ^xi

Peneliti menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna dan hal ini antara lain karena keterbatasan peneliti. Meskipun demikian, peneliti berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca, dan peneliti terbuka untuk menerima kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak.

Surakarta, Oktober 2018

Baskoro Adi Kurniyanto

(12)

commit to user ^xii DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERNYATAAN ... ii

HALAMAN PENGAJUAN ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

ABSTRAK ... vi

HALAMAN MOTTO ... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

DAFTAR GAMBAR ... xv

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ... 1

B. Identfikasi Masalah ... 3

C. Pembatasan Masalah ... 4

D. Perumusan Masalah ... 4

E. Tujuan Penelitian ... 4

F. Manfaat Penelitian ... 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR DAN HIPOTESIS A. Kajian Pustaka ... 6

B. Kerangka Berpikir ... 19

C. Hipotesis ... 21

BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 22

B. Desain Penelitian ... 23

C. Spesimen Penelitian ... 23

(13)

commit to user ^xiii

D. Teknik Pengambilan Spesimen ... 24

E. Teknik Pengumpulan Data . ... 24

F. Instrumen Penelitian ... 25

G. Teknik Analisis Data ... 29

H. Prosedur Penelitian ... 30

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian ... 34

1. Deskripsi Data ... 34

2. Hasil Uji Komposisi Kimia ... 35

3. Hasil Uji Struktur Mikro ... 35

4. Hasil Uji Kekerasan ... 37

B. Pembahasan ... 40

1. Analisis Hasil Uji Struktur Mikro ... 40

2. Analisis Hasil Uji Kekerasan ... 45

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI DAN SARAN A. Simpulan ... 50

B. Implikasi ... 50

C. Saran ... 51

DAFTAR PUSTAKA ... 52

LAMPIRAN ... 54

(14)

commit to user ^xiv DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kelebihan & kekurangan SMAW wet underwater welding... 7

Tabel 4.1 Komposisi Kimia Logam Induk ... 35

Tabel 4.2 Komposisi Kimia Daerah Las ... 35

Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Struktur Mikro ... 36

Tabel 4.4 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Tanpa Las (Raw Material) ... 38

Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan Spesimen Paduan Baja karbon rendah (Arus 60A) ... 38

(15)

commit to user ^xv DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Teknologi Las Bawah Air ... 9

Gambar 2.2 Skema Elektroda ... 12

Gambar 2.3 Elektroda E6013 ... 13

Gambar 2.4 Diagram Continous Cooling Transformations(CCT) ... 16

Gambar 2.5 Kerangka Pemikiran Penelitian ... 20

Gambar 3.1 Desain Pengelasan ... 23

Gambar 3.2 Dimensi Spesimen Las ... 23

Gambar 3.3 Jangka Sorong ... 26

Gambar 3.4 Mesin Las SMAW Wet Underwater Welding ... 26

Gambar 3.5 Mesin Frais ... 27

Gambar 3.6 Alat Uji Struktur Mikro ... 27

Gambar 3.7 Alat Uji Struktur Vickers ... 28

Gambar 3.8 Mesin Gerinda ... 28

Gambar 3.9 Alat Uji Komposisi Kimia ... 28

Gambar 3.10 Alur Penelitian ... 30

Gambar 4.1 Spesimen Uji Kekerasan dan Struktur Mikro ... 34

Gambar 4.2 Spesimen Uji Kekerasan ... 37

Gambar 4.3. Proses Uji Kekerasan ... 38

Gambar 4.4 Diagram Continous Cooling Transformations(CCT) ... 40

Gambar 4.5 Hasil Uji Struktur Mikro Raw Material Baja karbon rendah ... 40

Gambar 4.6 Hasil Uji Struktur Mikro Spesimen Paduan Baja karbon rendah denganArus 60A ... 42

Gambar 4.7 Hasil Uji Struktur Mikro Spesimen Paduan Baja karbon rendah dengan Arus 90A ... 43

Gambar 4.8 Hasil Uji Struktur Mikro Spesimen Paduan Baja karbon rendah dengan Arus 120A ... 45

Gambar 4.9 Grafik Distribusi Nilai Kekerasan ... 47

Gambar 4.10 Grafik Nilai Rata-rata Uji Kekerasan Vickers ... 48