v
PENGARUH TEKANAN GAS PADA PENGELASAN OXI
ASETILEN WELDING ( OAW ) TERHADAP KEKUATAN
TARIK DAN KETANGGUHAN PADA BAHAN
ALUMUNIUM-MAGNESIUM ( Al+Mg )
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
YUDI PRATAMA NIM.080401049
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
xi
ABSTRAK
Pembangunan konstruksi dengan menggunakan logam pada masa
sekarang ini banyak melibatkan unsur pengelasan khususnya bidang rancang
bangun karena sambungan las merupakan salah satu pembuatan sambungan
yang secara teknis memerlukan keterampilan yang tinggi bagi pengelas agar
diperoleh sambungan dengan kualitas baik. Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mendapatkan nilai ketangguhan sambungan las pada material
aluminium magnesium serta karakterisitik hasil pengelasan dengan variasi
tekanan gas oxy asetilen . pada penelitian ini menggunakan campuran logam
aluminium-magnesium pada pengelasan oxy asetilen welding (OAW) dengan
variasi tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan tekanan O2 2 lb,c2h2 6lb/m². Hasil
pengujian pada penelitian ini meliputi hasil pengujian Tarik, Impact,
Kekerasan,dan Metallografi.dimana pada pengujian metalografi terlihat warna
putih keperakan menunjukan aluminium dan butiran berwarna hitam
menunjukan magnesium.
xii
ABSTRACT
Using metal construction at the present time involves many elements, particularly the field of welding because the weld joint design is one of making connections which technically requires high skills for welding in order to obtain a connection with good quality. in this study using aluminum-magnesium alloys in oxy acetylene welding welding (OAW) with pressure variations O2 1lb,C2H2 3lb /m² and pressure O2 2 lb,c2h2 6lb/m². The test results on the study include Pull test results, Impact, Hardness, and Metallografi. where the metallographic examination showed visible white silvery aluminum and magnesium showed black granules.
xiii KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia yang
diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian
skripsi ini.Shalawat dan salam saya ucapkan kepada baginda Rasulullah Muhammad
SAW.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana
Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara.Adapun dari judul skripsi ini adalah “Pegaruh Tekanan Gas Pada Pengelasan Oksi Asetliwn Welding ( OAW ) Terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Pada Bahan Alumunium-Magnesium ( Al+Mg )”.
Laporan hasil penelitian skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus
dipenuhi oleh setiap mahasiswa untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Regular Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
• Bapak Dr.Ir.Muhammad Sabri selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah
banyak memberi masukan, kepercayaan serta membina saya selama
mengerjakan penelitian ini.
• Bapak Dr. Ing-Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik
Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
• Terima kasih kepada seluruh staf pengajar dan dosen yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan.
• Kepada Orang tua saya tercinta A.Anwar dan E.br.damanik, serta seluruh
keluarga yang telah memberikan dukungan secara moril maupun materil.
• Terima kasih kepada kel.Agustinus Sibuea,yang telah membantu dan memberi
dukungan fasilitas pada saya dalam penyelesaian skripsi ini.
• Terima kasih kepada teman-teman saya saudara Ferdy J Marpaung ST,Jefri H
manik,Gunung Sinambela,Ari M Bangun dan Lasmen Sitompul,yang telah
xiv • Seluruh teman – teman stambuk 2008 dan 2010 terkhususnya dan mahasiswa
Program Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara yang telah memberikan bantuan baik selama perkuliahan maupun
lain-lain.
• Seluruh staf pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin, Ibu Ismawati, Kak Sonta, Bapak Syawal, Bang Sarjana,bang Rustam dan Bang
Lilik yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan.
• Terima kasih kepada seluruh asisten laboratorium departemen Teknik
Mesin,yang telah membantu dalam penelitian.
Penulis sangat menyadari bahwa dalam laporan hasil penelitian ini masih jauh
dari kesempurnaan, untuk itu sarandan komentar sangat diperlukan.
Terima kasih atas segala bantuan baik secara moril maupun materil, baik secara
langsung ataupun tidak langsung kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam
penulisan laporan hasil penelitian ini.
Medan, Penulis
xv
DAFTAR TABEL ...viii
DAFTAR GAMBAR ...x
DAFTAR NOTASI ...xiii
BAB 1 PENDAHULUAN ...1
1.1 Latar belakang ...1
1.2 Batasan masalah ...3
1.3 Tujuan penelitian ...3
1.3.1 Tujuan umum ...3
1.3.2 Tujuan khusus ...3
1.4 Manfaat penelitian ...4
1.5 Sistematika penulisan ...4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...6
2.1 Pengertian Pengelasan ...6
2.1.1Klasifikasi cara-cara pengelasan ...7
xvi
2.2 Pengelasan Pada Aluminium……….…..14
2.2.1 Aluminium dan paduannya...14
2.2.2 Sifat Umum Dari Beberapa Jenis Paduan...15
2.5.1 Teori Uji Impak (Impact Test)………...40
2.5.2 2.5.2 Uji Tarik (Tensile Test)………48
2.5.3 Uji Kekerasan (Hardness Test)………..50
2.5.4 Photo Mikro (Metalografi)………...51
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ...58
3.1 Jadwal penelitian dan lokasi penelitian ...58
3.2 Metode penelitian ...58
3.3 Variabel-variabel pengujian ...59
3.3.1 Spesimen ...60
3.3.2 Kawat las yang digunakan ...60
3.4. Bahan dan Alat ...61
3.4.1 Pembuatan Spesimen Uji Impak ...61
xvii
3.4.3 Pembuatan Specimen Uji Kekerasan...64
3.4.4 Proses Pengelasan………..66
BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ...76
4.1 Hasil Pembentukan Spesimen ...76
4.2 Hasil pengujian...76
4.2.1 Hasil Pengujian Tarik……….77
4.2.2 Hasil Pengujian impact ...86
4.2.3 Hasil Uji Kekerasan...90
4.2.3 Hasil Pengujian Metalografi ( Stuktur Mikro )………..93
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...95
5.1 Kesimpulan ...95
5.2 Saran ...96
DAFTAR PUSTAKA ...97
xviii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1 Nilai tegangan dari tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan O2 2 lb,c2h2 6lb/mm2……. 84
Tabel 4.2. Hasil pengujian impact dengan bahan Aluminium-magnesium dengan
tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m²……...………...87
Tabel 4.3. Hasil pengujian impact dengan bahan Aluminium-magnesium dengan
tekanan O2 1lb,c2h2 6lb/m²……….…....…...88
Tabel 4.4 Hasil pengujian kekerasan dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan
xix DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Klasifikasi cara pengelasan... 8
Gambar 2.2 Tabung oksigen dan acetylene.... 9
Gambar 2.3 Nyala karburasi ...……... 11
Gambar 2.4 Nyala oksidasi ………... 11
Gambar 2.5 Nyala netral... 12
Gambar 2.6 Al-Mg phase diagram, Temperatur (°C) Vs % Mg...
Gambar 2.11 Muka cekung... 26
Gambar 2.12 Longsor Pinggir ……….……. 26
Gambar 2.13 Penguat berlebihan ………..………...……… 27
Gambar 2.14 Jalur terlalu lebar ………... 28
Gambar 2.15 Tinggi rendah ………... 29
Gambar 2.16 Lapis dingin …………..……….. 30
Gambar 2.17 Penetrasi tidak sempurna ……….……… 31
Gambar 2.18 Penetrasi berlebihan ……… 32
xx
Gambar 2.26 Benda Uji Impak Metode Izod dan Metode Charpy …... 42
Gambar 2.27 Alat Uji Impact ……………….... 44
Gambar 2.28 Struktur Mikro Mekanisme Perpatahan Microvoid Coalescence... 44
Gambar 2.29 Struktur Mikro Mekanisme Perpatahan Cleavage ……….. 45
Gambar 2.30 Bentuk Dan Dimensi Uji Impak Berdasarkan ASTM E23-56T... 47
Gambar 2.31 Kurva tegangan regangan………...…... 48
Gambar 2.32 Alat Uji Photo Mikro (Mikroskop optic)……... 51
Gambar 3.1 Kawat las AWS-A5.2………. 60
Gambar 3.2 Bentuk dan ukuran spesimen ……….…………... 62
Gambar 3.3 Spesimen Uji Impak (sebelum pengelasan)…..………. 62
Gambar 3.4 Spesimen uji impak setelah pengelasan ………. 63
Gambar 3.5 Spesimen uji tarik sebelum pengelasan ………….…....... 64
Gambar 3.6 Spesimen uji tarik setelah pengelasan... 64
Gambar 3.7 Spesimen uji kekerasan (Hardness Test)………... 65
Gambar 3.8 Spesimen uji kekersan setelah pengelasan ………….……... 65
Gambar 3.9 Komponen Las oxy asetilen welding... 66
Gambar 3.10 Proses pengelasan ……… 67
Gambar 3.11 Spesimen uji impact,tensile,hardness,metalografi sesudah pengelasan ……….….. 67
Gambar 3.12 Mesin impak charpy... 68
Gambar 3.13 Skema proses pengujian impak……….... 69
Gambar 3.14 Alat uji tarik(Tensile)……… 71
Gambar 3.15 Alat uji Brinell (Lab. Metallurgi USU, 2013)... 72
Gambar 3.16 Alat foto mikro………... 74
Gambar 3.17 Diagram alir penelitian ……….……… 75
Gambar 4.1 spesimen uji tarik sebelum di uji………... 76
xxi
Gambar 4.3 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen II .. 78
Gambar 4.4 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen III.... 79
Gambar 4.5 spesimen uji tarik setelah pengujian dengan tekanan O2
1lb,c2h23lb/m²……… 79
Gambar 4.6 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen I….. 80
Gambar 4.7 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen II... 80
Gambar 4.8 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen III… 81
Gambar 4.9 spesimen uji tarik setelah pengujian dengan tekanan O2 2
lb,c2h2 6lb/m²………...……….…. 81
Gambar 4.10 spesimen pengujian impact tekanan O21lb,c2h23lb/m².…… 88
Gambar4.11 spesimen pengujian impact tekanan O22lb,c2h26lb/m²……. 89
Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Nilai Ketangguhan Impact dari tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan O2 2 lb,c2h2 6lb/m²…….. ..
89
Gambar 4.13 spesimen uji kekerasan dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² 90
Gambar4.14 spesimen uji kekerasan engan tekanan O2 2 lb,c2h2
6lb/m²……….….….………..…90
Gambar 4.15 Grafik nilai Perbandingan BHN………….………...……….92
Gambar 4.16 Struktur mikro Aluminium-magnesium pada pembesaran
200X dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m²…………...………....93
Gambar 4.17 Struktur mikro Aluminium-magnesium pada pembesaran
xxii
DAFTAR NOTASI
σ = Tegangan (MPa)
P = Beban pada waktu pengujian (kgf)
A = Luas penampang (cm2)
E = energy yang diserap
Α = sudut awal pemukulan (1470
)
ß = sudut akhir pemukulan
ε = Regangan (%)
Δ L = Panjang akhir (mm)
Lo = Panjang awal (mm)
σu= Tegangan nominal (kg/mm2)
Fu = Beban maksimal (kg)
