i
TUGAS AKHIR
STUDI PENGARUH PENDINGINAN ELEKTRODA
PADA PROSES SPOT WELDING
TERHADAP KUALITAS PRODUK
Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai syarat untuk mengikuti Ujian Tugas Akhir pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh :
NAMA : EKO ARDIYANTO
NIM
: D200060084
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
STUDI PENGARUH PENDINGINAN ELEKTRODA PADA PROSES SPOT WELDING TERHADAP KUALITAS PRODUK
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, 6 Juni 2011 Yang menyatakan
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas Akhir berjudul “studi pengaruh pendinginan elektroda pada prosesspot welding terhadap kualitas produk”, telah disetujui oleh pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama : EKO ARDIYANTO NIM : D200 060 084 Disetujui pada : Hari : Tanggal : Pembimbing Utama,
Muh. Alfatih Hendrawan,ST, MT
Pembimbing Pendamping,
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir ini berjudul “STUDI PENGARUH PENDINGINAN ELEKTRODA PADA PROSES SPOT WELDING TERHADAP KUALITAS PRODUK” telah dipertahankan dihadapan dewan penguji dan disahkan sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan Oleh :
Nama : EKO ARDIYANTO Nim : D 200 060 084 Disahkan Pada
Hari : Tanggal :
Tim Penguji :
Ketua : Muh. Alfatih Hendrawan, ST, MT ( ) Anggota 1 : Ir. Pramuko Ilmu.P, MT ( ) Anggota 2 : Ir. Agus Hariyanto, MT ( )
Dekan Ketua Jurusan
vi
MOTTO
“Allah mengaugerahkan al-hikmah (kefahaman yang dalam tentang Al Quaran dan As Sunah) kepada siapa yang dikehendakiNya. Dan barang siapa yang dianugerahi hikmah, ia benar-benar telah dianugerahi karunia
yang banyak. Dan bahaya orng-orang yang berallah yang dapat mengambil pelajaran (dari firman Allah)”
(Q.S. Al Baqarah : 269)
“Dan diantara tanda-tanda kekuasanNya adalah bahwa Dia mengirimkan angin sebagai pembawa berita gembira dan untuk merasakan kepadamu
sebagian dari rahmatNya dan supaya kapal dapat berlayar dengan perintahNya dan (juga) supaya kamu dapat mencari karuniaNya;
mudah-mudahan kamu bersyukur” (Q.S.Ar-Ruum :46)
“Kebaerhasialan seseorang dilihat bukan dari beberapa banyak penghasilan yang diperoleh, tetapi bagaimana seseorang tersebut dapat
memberikan perubahan yang positif dalam lingkingannya” (Penulis)
vii
STUDI PENGARUH PENDINGINAN ELEKTRODA PADA
PROSES SPOT WELDING TERHADAP KUALITAS PRODUK
Eko Ardiyanto, Muh. Alfatih H, Pramuko I.P Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email : eardiyanto@ymail.com
ABSTRAKSI
Proses pengelasan dan penggunaan konstruksi las merupakan hal yang umum disemua Penggunaan negara di dunia. Salah satunya di industri karoseri karena kekuatan dan kerapian sambungan pada body sangat diperhatikan karena akan ikut menentukan kualitas produk. Salah satu pengelasan yang sering direkomendasikan pada industri ini adalah spot welding. Pada pelaksanaan/penggunaan proses las spot welding tergantung pada beberapa factor diantaranya : arus listrik, waktu, diameter ujung elektroda. Selain itu pada spot welding terdapat pendingin air didalam elektroda. Dengan adanya variable proses pengelasan spot welding diatas, maka perlu dianalisa/diteliti agar dapat diketahuai pengaruh pengelasan terhadap kualitas produk las.
Material yang digunakan berupa plat baja karbon rendah (mild steel) dengan ketebalan 1 mm. Masing-masing spesimen dilas dengan spot welding krisbow tipe DN-16-1 dengan sambungan tumpang (lap joint), dengan arus las 6956 A, 7920 A, dan 8938 A, waktu las 3,5 detik, 3 detik, 2,5 detik dan diameter ujung elektroda 9 mm, 7 mm dan 5 mm. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian geser sesuai dengan standar uji ASME IX.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi arus, waktu dan diameter ujung elektroda berpengaruh terhadap kualitas pengelasan dan kekuatan geser yang dihasilkan. Dari hasil pengujian geser yang dilakukan menunjukkan bahwa tegangan geser tertinggi pada saat menggunakan variasi arus 8938 A, waktu 3,5 dt dan diameter ujung elektroda 5 mm yaitu 42,35 kg/mm² Sedangkan untuk hasil tegangan geser terendah pada saat menggunakan variasi 6956 A, waktu 2,5 detik dan diameter ujung elektroda 9 mm dengan hasil kekuatan geser 5,05 kg/mm²
viii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alikum. Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan ridho-Nya sehingga Laporan Tugas Akhir ini bisa cepat terselesaikan. Sholawat serta salam senantiasa tetap tercurahkan pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.
Dalam memasuki Era Industrialisasi, pencapaiannya sangat ditentukan oleh penguasaan teknologi. Karena teknologi adalah mesin penggerak pertumbuhan melalui industri. Oleh sebab itu, tepat momentumnya jika kita merenungkan masalah teknologi, menginventarisasi yang kita miliki, memperkirakan apa yang ingin kita capai dan bagaimana caranya memperoleh teknologi yang kita perlukan itu, serta mengamati betapa besar dampaknya terhadap transformasi budaya kita.
Ada berbagai pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan laporan ini. Untuk itu perkenankanlah penulis mengucapkan terimakasih kepada :
1. Ir. Agus Riyanto, MT. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.
3. Muh. Alfatih Hendrawan, ST.MT Selaku pembimbing Utama Tugas Akhir.
ix
4. Ir. Pramuko Ilmu. P, MT., Selaku pembimbing pendamping. 5. Ayah dan Ibu yang selalu memberikan motivasi dan doanya. 6. Rekan-rekan seperjuangan HMI Cabang Sukoharjo dan HMI
Komisariat Ahmad Dahlan 2 yang telah turut ambil bagian dalam membantu penyelesaian laporan ini.
7. Rani Endah Wahyuningsih yang selalu memberikan motivasi. 8. Sahabat-sahabatku yang penuh keceriaan dan Gokil abiez “Neny
Beside U, Enald Extrada, Umi Kulsum, Andi’na Umi” thax brow. 9. Teman-teman yang tidak bisa saya sebutin satu per satu,
terimakasih atas partisipasi dan dukungannya.
Dalam penelitian dan penulisan laporan ini penulis menyadari bahwa hasil laporan yang penulis kemukakan masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati. Selain itu penulis juga berharap dengan adanya laporan ini bisa membantu memberikan tambahan pengetahuan dan motivasi untuk pembaca pada umumnya dan penulis khususnya guna meningkatkan pengetahuan di Indonesia.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta, 6 juni 2011
x x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ………..……….. i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ………. ii
HALAMAN PERSETUJUAN ……… iii
HALAMAN PENGESAHAN ……….……… iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ……….……… v
HALAMAN MOTTO ……….. vi
RINGKASAN ………. vii
KATA PENGANTAR ………..……….……….. viii
DAFTAR ISI ……….……….. x
DAFTAR GAMBAR ………... xiii
DAFTAR TABEL ……… xiv
DAFTAR SIMBOL.. ………... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang……… 1 1.2 Tujuan Penelitian ……….. 3 1.3 Manfaat Penelitian ……… 3 1.4 Batasan Masalah ……….. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka …..……… 5
2.2 Landasan Teori ………. 7
2.2.1 Las resistensi Listrik ………. 7
2.2.2 Klasifikasi Cara-cara Pengelesan …………. 8
2.2.3 Spot Welding (Las Titik) ……….. 9
2.2.4 Baja Karbon ……… 14
2.2.5 Baja Karbon Rendah ……….... 15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18 3.1 Diagram Alir Penelitian ……….……… 18
3.2 Bahan dan alat ………...………... 19
3.2.1 Bahan………. 18
3.2.2 Alat Penelitian ………. 18
3.2.3 Alat Uji Geser ………... 21
3.2.4 Alat Bantu ………... 21
3.3 Sampel ..………. 22
xi
3.4.1 Lokasi Pengelasan ………. 22
3.4.2 Lokasi Uji Geser ………. 23
3.1 Prosedur Penelitian ……….. 23
3.5.1 Studi Literatur ……….. 23
3.5.2 Persiapan Benda Uji dan Alat ……….. 23
3.5.3 Pemilihan standarisasi Pengujian ……… 24
3.5.4 Pemotongan Material ………. 24
3.5.5 pengelasan ……….. 25
3.5.6 pengujian Geser ……….. 25
3.2 Kesulitan ………. 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis dan Hasil Penelitian …….………. 29
4.1.1 Uji Rasio 2 varian ……… 30
4.1.1.1 Grafik arus Terhadap Kekuatan Geser Rata-rata pengelasan ……... 33 4.1.1.2 Grafik Pengaruh Waktu terhadap Kekuatan Geser Rata-rata Pengelasan ……… 34 4.1.1.3 Grafik Pengaruh Diameter elektroa terhadap Kekuatan geser Rata-rata pengelasan ………. 35 4.1.2 Analysis of Variance (ANOVA) ………. 36
4.1.3 Uji Residual ……….. 37
4.1.3.1 Uji Identik ………... 37
4.1.3.2 uji Independen ……….. 38
xii
4.2 Pembahasan ………...………... 39 4.2.1 Analisis Arus, Waktu, dan Diameter Ujung
Elektroda ……….
40 4.2.1.1 Arus ……… 40 4.2.1.2 Waktu ………. 41 4.2.1.3 Diameter Ujung Elektroda ………….. 42 4.2.1.4 Pendingin ………... 43 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ………... 48 5.2 Saran ………... 48 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagan Klasifikasi cara pengelasan………..9
Gambar 2.2. Proses pengelasan……….10
Gambar 2.3. Distribusi suhu pada las spot welding.………12
Gambar 2.4. Pompa air dan dream yang berisi air………...12
Gambar 2.5. Periode waktu saat pengelasan………...14
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian……….18
Gambar 3.2. Bahan plat baja karbon rendah mild steel tebal 1 mm ……18
Gambar 3.3. Las spot welding laboraturium UNS………20
Gambar 3.4. Alat uji Geser (Universal Testing Machine)……… .. 21
Gambar 3.5 Sampel material yang sudah di las………..22
Gambar 3.6. Ukuran uji tarik menurut ASME IX ………..24
Gambar 3.7. Variasi cara pengelasan pada spot welding………...25
Gambar 3.8. Alat uji geser………26
Gambar 4.1. Hasil perbandingan variansi respon 2 tegangan geser ….30 Gambar 4.2. Hasil perbandingan varian kekuatan geser 1 dan 2………31
Gambar 4.3. Grafik pengaruh arus terhadap kekuatan geser rata- rata pengelasan………..33
Gambar 4.4. Grafik pengaruh waktu terhadap kekuatan geser rata- rata pengelasan………..34
Gambar 4.5. Grafik pengaruh diameter ujung elektroda terhadap Kekuatan geser rata-rata pengelasan ………35
Gambar 4.6. Analysis of variance (ANOVA) ...………..36
Gambar 4.7. Grafik uji indentik hasil residual ………..37
Gambar 4.8. Grafik ACF data proses hasil residual ………38
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Hasil uji geser spesimen las spot welding………...29 Tabel 4.2. Hasil rata-rata uji geser spesimen las...………...32
xv DAFTAR SIMBOL = Panas (Joule)
= Arus (Ampere)
= Resistan/hambatan (Ω)
=Waktu (dt)
=Hambatan Jenis (ρ = 4 x 10-7) (ohm mm)
τ
=Tegangan Geser (N/mm2)Fm =Beban Maksimum (N)
Ao = Luas Penampang mula-mula (mm²)
l = Panjang jarak kedua elektroda (mm) K = Rugi kalor
