PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN DISTORSI PADA FRICTION STIR WELDING DENGAN BAHAN ALUMINIUM 5083

(1)

PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT

MEKANIK DAN DISTORSI PADA FRICTION STIR

WELDING DENGAN BAHAN ALUMINIUM 5083

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

ERINDA NOVA SAFRINI

201510120311161

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

(2)

PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT

MEKANIK DAN DISTORSI PADA FRICTION STIR

WELDING DENGAN BAHAN ALUMINIUM 5083

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

ERINDA NOVA SAFRINI

201510120311161

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan berkat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Sholawat serta salam tak lupa penulis ucapkan kepada Rosullulloh SAW yang telah membimbing umatnya hingga akhir zaman.

Tugas akhir ini berjudul “pengaruh feed rate terhadap sifat mekanik dan distorsi pada Friction Stir Welding dengan bahan aluminium 5083”. Tujuan pembuatan tugas akhir ini yaitu untuk memenuhi salah satu persyaratan memperoleh gelar sarjana teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna, dan banyak kekurangan baik dalam metode penulisan maupun dalam pembahasan materi. Hal tersebut dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis, sehingga penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun mudah-mudahan dikemudian hari dapat memperbaiki segala kekuranganya.

Penulis menyadari bahwa penulisan ini tidak dapat terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai pihak baik moril maupun materil. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini terutama kepada:

1. Orang tua, yang senantiasa menyemangati, memberikan dukungan baik moril maupun materil dan mendoakan yang tidak henti-hentinya kepada penulis,

2. Bapak Dr. Nur Subeki ST, MT selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan ilmu, bimbingan dan pengarahan dengan sabar serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini. 3. Bapak Irkham Mamungkas ST, MT selaku dosen pembimbing II yang

telah banyak memberikan ilmu, bimbingan dan pengarahan dengan sabar serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini.

4. Bapak Murjito ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas dalam memperlancar penelitian dan penyusunan naskah tugas akhir ini.

5. Rekan – rekan penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah membantu penulis dari awal masuk kuliah hingga penyusunan naskah tugas akhir ini di selesaikan.

6. Praska Haruka yang telah memberikan semangat dan dukungan hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Staf Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membantu selama penelitian.

8. Staf tata usaha Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang telah membantu dalam hal administrasi.

9. Rekan-rekan kosan yang menyemangati penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

(8)

Rasa hormat dan terimakasih bagi semua pihak atas segala dukungan dan doanya semoga Allah SWT, membalas segala kebaikan yang telah mereka berikan kepada penulis. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih banyak kepada semua pihak yang telah membantu.

Malang, 23 Oktober 2019 Penulis,

Erinda Nova Safrini 201510120311161

(9)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

POSTER ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR ASISTENSI ... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi

ABSTRAK ... vii

KATA PENGANTAR ... ix

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR TABEL... xiii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 5 1.3 Tujuan Penelitian ... 5 1.4 Manfaat Penelitian ... 5 1.5 Batasan Masalah ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1.1 Klasifikasi Proses Pengelasan ... 7

2.1.2 Klasifikasi Bentuk Sambungan Las ... 9

2.1.3 Daerah Sambungan Las ... 9

2.1.4 Friction Stir Welding ... 10

2.1.5 Prinsip Kerja FSW ... 11

2.1.6 Kelebihan dan Kekurangan FSW ... 15

2.2 Aluminium ... 16

2.2.1 Klasifikasi Aluminium ... 17

(10)

2.2.3 Sifat – Sifat Aluminium ... 20

2.3 Distorsi ... 22

2.3.1 Macam – Macam Distorsi ... 23

2.3.2 Penyebab Distorsi ... 24

2.3.3 Metode Mengekur Distorsi ... 25

2.4 Pengujian Mekanik ... 26

2.4.1 Pengujian Tarik ... 26

2.4.2 Pengujian Kekerasan ... 30

BAB III METODE PENELITIAN ... 31

3.1 Jenis Penelitian ... 31

3.2 Waktu Dan Lokasi Penelitian ... 33

3.3 Alat dan Bahan ... 34

3.4 Tahapan – Tahapan Pengelasan ... 43

3.5 Tahapan – Tahapan Pengujian ... 46

3.6 Teknik Pengumpulan Data ... 50

3.7 Analisan Data ... 52

3.8 Diagram Alir Penelitian ... 52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 54

4.1 Hasil Penelitian ... 54

4.2 Hasil Penelitian Variasi Berbeda ... 54

4.3 Hasil Pengujian Distorsi ... 56

4.4 Hasil Pengujian Tarik ... 62

4.5 Hasil Pengujian Kekerasan ... 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 70

5.1 Kesimpulan ... 70

5.2 Saran ... 70

DAFTAR PUSTAKA ... 71

(11)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor ... 19

Tabel 2.2 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan ... 19

Tabel 2.3 Klasifikasi Sifat Fisik Aluminium ... 21

Tabel 2.4 Klasifikasi Sifat Mekanik Aluminium ... 21

Tabel 3.1 Data Pengujian Distorsi ... 51

Tabel 3.2 Data Awal Spesimen Sebelum Pengujian Tarik ... 51

Tabel 3.3 Data Hasil Perhitungan Spesimen Pengujian Tarik ... 51

Tabel 3.4 Data Hasil Pengujian Kekerasan ... 52

Tabel 4.1 Data Awal Spesimen Uji Tarik ... 62

Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Spesimen Uji Tarik... 63

Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi feed rate 40 mm/mnt ... 66

Tabel 4.4 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi feed rate 60mm/mnt ... 66

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan ... 8

Gambar 2.2 Klasifikasi Bentuk Sambungan ... 9

Gambar 2.3 Skema Proses FSW ... 11

Gambar 2.4 Prinsip Kerja Friction Stir Welding ... 12

Gambar 2.5 Macam – macam distorsi yang terjadi pada pengelasan ... 23

Gambar 2.6 Tegangan Sisa Karena Penahan Luar pada Las ... 25

Gambar 2.7 Cara Mengukur Distorsi ... 26

Gambar 2.8 Gambar Singkat Uji Tarik ... 27

Gambar 2.9 Gambar Kurva Tegangan dan Regangan ... 28

Gambar 2.10 Profil Data Hasil Uji tarik ... 28

Gambar 3.1 Mesin Pemotong Pelat ... 34

Gambar 3.2 Mesin Frais Model LC-20VH ... 35

Gambar 3.3 Penjepit Spesimen ... 36

Gambar 3.4 Desain Tool HSS ... 37

Gambar 3.5 Tool HSS ... 37

Gambar 3.6 Gerinda Tangan ... 38

Gambar 3.7 Penggaris ... 38

Gambar 3.8 JangkaSorong ... 38

Gambar 3.9 Cekam Pelat Pengujian Distorsi ... 39

Gambar 3.10 Dial Indicator ... 39

Gambar 3.11 Alat Uji Tarik ... 40

Gambar 3.12 Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers ... 41

Gambar 3.13 Desain Pelat Aluminium Seri 5083 ... 42

Gambar 3.14 Pelat Aluminium Seri 5083 ... 42

Gambar 3.15 Proses Pengelasan Friction Stir Welding ... 44

Gambar 3.16 Desain Titik Pengukuran Pada Spesimen Uji Distorsi ... 45

Gambar 3.17 Spesimen Benda Uji Tarik Sesuai Standar ASTM E8 ... 45

Gambar 3.18 Proses Pengukuran Distorsi ... 47

(13)

Gambar 3.20 Skema Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ... 49

Gambar 3.21 Alat Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ... 50

Gambar 3.22 Diagram Alur Penelitian... 53

Gambar 4.1 Bagian Atas Hasil Pengelasan variasi Feed Rate 40mm/mnt ... 54

Gambar 4.2 Bagian Bawah Hasil pengelasan variasi Feed Rate 40mm/mnt ... 55

Gambar 4.3 Bagian Atas Hasil pengelasan variasi Feed Rate 60mm/mn ... 55

Gambar 4.5 Bagian Atas Hasil pengelasan variasi Feed Rate 80mm/mnt ... 56

Gambar 4.10 Grafik 3D Distorsi Variasi feed rate 40mm/mnt ... 57

Gambar 4.11 Grafik 3D Distorsi variasi feed rate 60mm/mnt... 57

Gambar 4.12 Grafik 3D Distorsi variasi feed rate 80mm/mnt... 58

Gambar 4.13 Distorsi Longitudinal terhadap Panjang pada Baris 10mm ... 59

Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik dan Tegangan Luluh Rata ... 64

(14)

DAFTAR LAMPIRAN

1. BIODATA 2. DISTORSI 3. PENGUJIAN TARIK 4. PENGUJIAN KEKERASAN 5. NASKAH PUBLIKASI 6. POWER POINT

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Edward, Zulkifli dan Wing Hendroprasetyo, 2013,”Pengaruh Bentuk Probe Pada Tool Shoulder Terhadap Metalurgi Aluminium Seri 5083 Dengan Proses Friction Stir Welding”, Surabaya: Jurnal Teknik POMITS Vol. 2, No. 1. Indra, M.P.,Darsin, M., & Sumarji. (2011) Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Alumnium AA1100 Hasil Pengelasan Friction Stir welding dengan variasi Feed Rate. Jurnal Tekno, Vol 16, hal 15-22.

Nur Subeki. 2015. Pengaruh Pengelasan FCAW Tanpa dan dengan Penambahan Panas terhadap Perubahan Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Sambungan Las.

Santosa, B., Utama, I., Zubaydi, A., Setyawan, D., Huda, M., Hardy, S., Ifa, U. (2012). Analisa umur kekuatan struktur katamaran berbahan aluminium. Surabaya: FTK-ITS.

Santoso, E. B., Irawan, Y.S., &Sutikno, E (2012). Pengaruh Sudut Champer dab Gaya Tekan Akhir Terhadap Kekuatan Tarik dan Porositas Sambungan Las Gesek Pada Paduan Al-Mg-Si. Jurnal Rekayasa Mesin, 3’1, Hal 293-298 Saputra, A (2019). Analisa Pengaruh Variasi Kecepatan Pengelasan Terhadap Sifat Mekanik Pada Alumnium Tipe AA5083 dengan Metode Friction Stir Welding.

Sudrajat, A dkk. (2012). Analisis Sifat Mekanik Hasil Pengelasan Aluminium Aa 1100 Dengan Metode Friction Stir Welding (FSW).

Sonawan Herry, H.,, Suratman. 2006. Pengantar Untuk Memahami Proses Pengelasan. Jakarta : Alfabeta.

Tata S, Shinroku S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta : Pradnya paramita.

Waratama, E. K. (2018). Studi Pengelasan Friction Stir Welding (FSW) Pada AA-7075 dengan Fe Menggunakan variasi Feed rate 30mm/mnt , 40mm/mnt, dan 50 mm/mnt. Skripsi tidak dipublikasikan : Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Warono &Sutrisno. (2013). Pengaruh Shot Peening Terhadap Kekerasan Permukaan dan Sifat Mekanis Sambungan Friction Stir Welding Pada Alumnium Seri 5083. Seminar Nasinoal, hal 116-121.

Wijayanto, Jarot dkk, “Friction Stir Welding/FSW pada Paduan Aluminium Seri 6061 dan 2024”, Yogyakarta: IST AKPRIND.

Wiryosumarto, H dan Okumura, Thoshie.1996.TeknologiPengelasan Logam . Jakarta: Pradnya Paramita.

(16)