TUGAS AKHIR
ANALISA PROPERTI MEKANIS PENGELASAN
BRAZING
ANTARA PLAT ALUMINIUM SERI 1000 DAN
STAINLESS
STEEL
304
DENGAN PENAMBAHAN SERBUK MAGNESIUM
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Progam Studi Strata 1 Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh: ANDI SETYAWAN
D200160154
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2020
v
MOTTO & PESAN
Mintalah Kepadaku, Niscaya akan aku kabulkan
(Q.S. Al-Mu’min:60)
Barang siapa tak sanggup menanggung lelah nya belajar maka harus siap menanggung lelah nya kebodohan
(Imam Asy Syafi’i)
Pertama kita membentuk kebiasaan dan kebiasaan akan membentuk kita. Kalahkan kebiasaan buruk, atau mereka akan mengalahkan Anda
(Dr. Rob Gilbert)
Tindakan menyalahkan hanya akan membuang waktu. Sebesar apapun kesalahan yang Anda timpakan ke orang lain, dan sebesar apapun Anda
menyalahkannya, hal tersebut tidak akan mengubah Anda
(Wayne Dyer)
Ambillah risiko yang lebih besar dari apa yang dipikirkan orang lain aman. Berilah perhatian lebih dari apa yang orang lain pikir bijak. Bermimpilah
lebih dari apa yang orang lain pikir masuk akal
(Claude.T.Bissel)
Hidup adalah sebuah perjalanan, nikmati setiap momen yang hadir tak perlu risau bagaimana akhirnya
(Andi Setyawan)
One day you’ll leave this world behind so live a life you will remember
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN
Karya sederhana ini kupersembahkan kepada :
1. Ibu dan Bapak, atas do’a dan ridho darimu. Akhirnya satu amanah terselesaikan dan sekarang berlanjut ke amanah lain yang Insyaa Allah keberkahan sudah siap di depan mata.
2. Nesya Ardani, S.Tr.Gz., dan Dinda Liza Austin atas masukan dan dukungannya selama ini sehingga saya dapat menyelesaikan program strata 1 ini.
3. Serta sahabat-sahabat, teman karib. Atas do’a, nasihat, semangat dan kesetiaaan dalam menemani perjalanan hidup sampai saat ini.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh.
Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan anugerah yang tiada terkira. Atas izin-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tulisan ini. Dialah yang Maha Berilmu dan Maha Pemberi Ilmu bagi siapa saja yang dikehendaki-Nya.
Atas terselesaikannya tugas akhir ini, tidak mungkin dicapai tanpa adanya dukungan, bantuan, bimbingan, semangat dan nasihat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis ucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D., selaku dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. H. Subroto, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. dan Bapak Nurmutaha Agung Nugraha, S.T., M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Mesin UMS.
4. Bapak Muhammad Syukron, S.T., M.Eng, Ph.D. selaku Pembimbing tugas akhir, yang menjadi guru bagi saya. Yang mana telah mengarahkan, membantu, dan membimbing selama pengerjaan tugas akhir ini.
5. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan selama penulis menempuh studi.
6. Irfan Agung Prasetyo, teman seperjuangan dalam tugas akhir. Serta saudara Yoga Saputra, S.T., Aditya Dwi Bagus, S.T., Dicky Effendi, S.T. yang selalu memberikan masukan, saran, dan dorongan maupun nasihat.
ix
ANALISA PROPERTI MEKANIS PENGELASAN BRAZING ANTARA PLAT
ALUMINIUM SERI 1000 DAN STAINLESS STEEL 304 DENGAN
PENAMBAHAN SERBUK MAGNESIUM Andi Setyawan, Muhammad Syukron Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura E-mail : andisetyawan3133@gmail.com
Abstrak
Penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serbuk magnesium dalam proses mematri baja aluminium - stainless steel terhadap
properti mekanis. Spesimen dalam penelitian ini digunakan aluminium seri 1000, stainless steel 304, filler ER4043 dan bubuk magnesium
Pada penelitian ini standart untuk pembuatan spesimen adalah ASTM
D1002. Uji tarik dan kekerasan dilakukan untuk menganalisis properti mekanis pada sambungan brazing
Hasil penelitian menunjukan bahwa kekuatan tarik menurun dengan penambahan serbuk magnesium. Kekuatan tarik tertinggi adalah 8.9 MPa. Sementara spesimen tanpa bubuk magnesium didapatkan kekuatan tarik lebih tinggi sebesar 11 MPa. Sedangkan untuk hasil kekerasan pada spesimen dengan penambahan bubuk magnesium didapatkan nilai sebesar 43.45 VHN, kemudian pada spesimen tanpa penambahan bubuk magnesium didapatkan nilai sebesar 238.25 VHN.
x
MECHANICAL PROPERTY ANALYSIS OF BRAZING WELDING AMONG 1000 SERIES ALUMINUM PLATES AND STAINLESS STEEL 304 WITH THE
ADDITION OF MAGNESIUM POWDER
Andi Setyawan,Muhammad Syukron
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
E-mail : andisetyawan3133@gmail.com
Abstract
The study was to determine the effect of adding magnesium powder in the
aluminum – stainless steel brazing process for mechanical properties.The
specimens in this research were used aluminium series 1000, stainless steel series
304, Filler ER4043 alusol, and magnesium powder.
The specimen was manufactured based on the ASTM D1002 standard.
Tensile and hardness tests were carried out to analyze the mechanical properties
of the brazed joints
The results showed that the tensile strength decreased with the addition of magnesium powder. The highest tensile strength is 8.9 MPa. While specimens
without magnesium powder obtained higher tensile strength of 11 MPa. As for the hardness results on specimens with the addition of magnesium powder obtained a
value of 43.45 VHN, then on specimens without the addition of magnesium powder
obtained a value of 238.25 VHN
xi
DAFTAR ISI
TUGAS AKHIR ... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ... i
HALAMAN PERSETUJUAN ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... iv
MOTTO & PESAN ... v
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi
KATA PENGANTAR ... vii
Abstrak ... ix Abstract ... x DAFTAR ISI ... xi BAB I ... 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 4 1.3 Tujuan Penelitian ... 4 1.4 Batasan Masalah ... 4 1.5 Manfaat Penelitian ... 5 1.6 Sistematika Penulisan ... 5 BAB II ... 7 TINJAUAN PUSTAKA ... 7 2.1 Tinjauan Pustaka ... 7 2.2 Landasan Teori ... 12 2.2.1 Brazing ... 12
2.2.2 Elemen Proses Brazing ... 18
2.2.3 Logam Induk... 19
2.2.4 Logam Pengisi (filler) ... 20
2.2.5 Fluks ... 21
2.2.6 Reaksi Interfacial ... 21
xii
2.2.8 Aluminium... 28
2.2.9 Baja Tahan Karat (Stainless Steel) ... 33
2.2.10 Magnesium ... 37
2.2.11 Teori Elastisitas dan Plastisitas ... 38
2.2.12 Tegangan ... 39 2.2.13 Regangan ... 40 2.2.14 Tegangan Geser ... 41 2.2.15 Deformasi ... 42 2.2.16 Kekerasan ... 42 BAB III ... 44 METODE PENELITIAN ... 44
3.1 Diagram Alir Penelitian ... 44
3.2 Bahan dan Penelitian ... 46
3.3 Alat Penelitian ... 48
3.4 Sampel ... 55
3.5 Lokasi Penelitian ... 56
3.6 Prosedur Penelitian ... 56
BAB IV ... 60
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 60
4.1 Analisa Pengujian Komposisi Kimia ... 60
4.4.1 Analisa Pengujian Komposisi Kimia Aluminium... 60
4.4.2 Analisa Pengujian Komposisi Kimia Stainless steel ... 61
4.2 Analisa Pengujian Tarik ... 62
4.3 Analisa Kekerasan ... 66 BAB V ... 69 PENUTUP ... 69 5.1 Kesimpulan ... 69 5.2 Saran ... 70 DAFTAR PUSTAKA ... 70 LAMPIRAN... 73
xiii
Daftar Gambar
Gambar 2.1 SEM Filler Alusol tipe lembut ... 10
Gambar 2.2 Torch Brazing ... 16
Gambar 2.3 Furnace Brazing ... 17
Gambar 2.4 Mekanisme Interdiffusion ... 22
Gambar 2.5 Mekanisme Difusi Vacancy ... 22
Gambar 2.6 Mekanisme Difusi Interstitial... 22
Gambar 2.7 Mekanisme Difusi Fluks ... 23
Gambar 2.8 Mekanisme Diffusion Bonding ... 25
Gambar 2.9 Cacat retak ... 26
Gambar 2.10 Cacat porositas ... 27
Gambar 2.11 Cacat inklusi ... 27
Gambar 2.12 Diagram Schaeffler ... 37
Gambar 2.13 Pengujian Vickers Hardness ... 43
Gambar 3.1 Diagram alir Penelitian ... 44
Gambar 3.2 Plat Aluminium setelah dipotong sesuai standar ASTM D1002 ... 46
Gambar 3.3 Plat Stainless Steel setelah dipotong sesuai standar ASTM D1002 ... 47
Gambar 3.4 Filler ER 4043 ... 47
Gambar 3.5 Flux Al-Braze EC ... 48
Gambar 3.6 Serbuk Magnesium ... 48
Gambar 3.7 Tabung Gas dan Torch ... 49
Gambar 3.8 Alat Uji komposisi Kimia (Spectrometer) ... 49
Gambar 3.9 Mesin Uji tarik/geser ... 50
Gambar 3.10 Mesin Uji Kekerasan ... 51
Gambar 3.11 Penggaris dan Spidol ... 51
Gambar 3.12 Neraca digital ... 51
Gambar 3.13 Mesin potong (Shearing) ... 52
xiv
Gambar 3.15 Thermometer Infrared ... 52
Gambar 3.16 Gergaji ... 53
Gambar 3.17 Mesin Polish ... 53
Gambar 3.18 Amplas ... 53
Gambar 3.19 Mangkok ... 54
Gambar 3.20 Resin dan katalis ... 54
Gambar 3. 21 Kain beludru ... 54
Gambar 3. 22 Autosol ... 55
Gambar 3. 23 Spesimen uji tarik ... 55
Gambar 3. 24 Spesimen uji kekerasan ... 55
Gambar 3. 25 Ukuran spesimen sesuai standar ASTM D1002 ... 57
Gambar 4.1 Hasil rata – rata pengujian sambungan dengan penambahan serbuk magnesium ... 63
Gambar 4.2 Hasil rata- rata pengujian sambungan tanpa penambahan serbuk magnesium ... 63
Gambar 4.3 Hasil rata – rata pengujian sambungan ... 64
Gambar 4.4 Hasil pengujian tarik geser sambungan aluminium dan stainless steel tanpa penambahan filler serbuk magnesium ... 66
Gambar 4.5 Hasil pengujian tarik geser sambungan aluminium dan stainless steel dengan penambahan filler serbuk magnesium ... 66
Gambar 4.6 Mekanisme Uji kekerasan ... 66
xv
Daftar Tabel
Tabel 4.1 Komposisi kimia logam induk Aluminium... 61 Tabel 4.2 Komposisi kimia logam induk Stainless steel ... 62
