TUGAS AKHIR Analisis Kekuatan Las Berbahan Aluminium Mampu Las Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis.

(1)

i

TUGAS AKHIR

ANALISIS KEKUATAN LAS BERBAHAN ALUMINIUM

MAMPU LAS TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

GALIH EDI WIDODO NIM : D 200 05 0038

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITA MUHAMADIYAH SURAKARTA

(2)

(3)

PERNYA tiruan atau duplikasi da pernah dipakai untuk m Universitas Muhammadi bagian yang sumber info

iii

ATAAN KEASLIAN SKRIPSI

kan dengan sesungguhnya bahwa dengan jud

kuatan Las Berbahan Aluminium Mampu

Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis

memenuhi sebagian syarat memperoleh usan Teknik Mesin Fakultas Teknik Univ

arta, sejauh yang saya ketahui bukan mer dari skripsi yang sudah dipublikasikan d mendapatkan gelar kesarjanaan di ling adiyah Surakarta atau instansi manapun, formasinya saya cantumkan mana mestinya.

(4)

(5)

(6)

MOTTO

Ø

Sesungguhnya sholatku ibadahku,hidup dan matiku hanya untuk Alloh SWT.

Ø

Kegagalan adalah keberhasilan yang tertunda

Ø

Jadilah dirimu sendiri

Ø

Tidak ada jalan yang mewah yang di tempuh untuk mempelajari sebuah ilmu

Ø

Niat dulu baru bekerja

Ø

Hadapi kegagalan dengan pikiran yang positif dan jangan takut untuk mencoba lagi

(7)

vii

PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada :

1. Alloh SWT yang selalu memberikan nikmat dan rahmat pada umatNYA. 2. Ayah Muchamad Gempur serta ibunda Suwarni yang selalu melimpahkan kasih sayang serta doa yang tiada hentinya disetiap langkahku

3. Kakak Sadono dan adikku Nandow yang selalu memberiku semangat 4. Sahabat – sahabatku Partom, Komeng , Dany, Anton, Yoga, serta

(8)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah- NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam mudah – mudahan tetap pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga serta sahabatnya.

Tugas akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk menyelesaikan program studi S- 1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhamadiyah Surakarta. Bersama ini penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan setinggi- tingginya kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini , penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta .

2. Ir. Sartono Putro, MT., selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhamadiyah Surakarta .

3. Ir. Agus Hariyanto, MT., selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir yang telah memberikan dorongan serta arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

4. Agus Yulianto, ST. MT., selaku dosen pembimbing II yang telah berkenan meluangkan waktu dalam memberikan arahan dan bimbingan dalam penulisan Tugas Akhir ini.

5. Pimpinan beserta staf Tata Usaha di Jurusan Teknik Mesin.

(9)

Penulis menyada penyusunan Tugas Akhir Tugas Akhir ini dapat be pada umumnya, saran da harapkan.

ix

dari sepenuhnyamasih banyak kekurangan hir ini. Namun demikian , penulis berharap s bermanfaat bagi penulis khususnya dan pe dan kritik yang bersifat membangun sangat

Surakarta

Galih Edi W

an dalam p semoga pembaca at penulis

2011

(10)

Analisis Kekuatan Las Berbahan Aluminium Mampu Las Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis

Galih Edi Widodo, Agus Hariyanto, Agus Yulianto

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Sukoharjo

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan sambungan las aluminium dari dua macam pengelasan yang berbeda yaitu las TIG ( Tungsten Inert Gas ) dan Oxy – Acetylene terhadap sifat fisis dan mekanis.

Material digunakan adalah aluminium jenis 6063 dengan tebal ± 5mm dan lebar 25mm yang disambung masing – masing dengan las TIG dan Oxy- Acetylene. Tipe sambungan las mengunakan sambungan tumpul (butt joint) dengan sudut kampuh 600. Kemudian untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis material setelah dilas dilakukan beberapa pengujian meliputi : pengujian komposisi kimia menggunakan standar ASTM E34, pengujian struktur mikro pada bagian logam induk, logam las, dan logam HAZ ( Heat Affected Zone ) menggunakan standar ASTM E3, dan pengujian impak menggunakan standar JIS-Z2202 dan pengujian tarik menggunakan standar JIS-Z2201 .

Hasil pengujian koposisi kimia didapatkan unsur – unsur penyusun dengan prosentase aluminium (AL) 97,76 %, silikon (Si) 0,48%, magnesium (Mg) 0,41 %, tembaga (Cu) 0,15%. Pengujian struktur mikro pada logam induk terlihat butiran – butiran Mg2Si berwarna gelap dan

halus. pada daerah HAZ ( Heat Affected Zone ) untuk pengelasan Acetylene butiran Mg2Si terlihat berukuran lebih besar dan cenderung

merapat, sedangkan untuk las TIG butiran terlihat berbentuk guratan kecil. Pada logam las Acetylene butiran struktur mikro lebih besar dibanding dengan las TIG. Harga impak tertinggi pada raw material yaitu 0,39 joule/mm2, kemudian pengelasan TIG sebesar 0, 12 joule/mm2 ,dan pada pengelasan Acetylene sebesar 0,07 joule/mm2 . Kekuatan tarik maksimal pada raw material yaitu 176,3 N/mm2 kemudian pada las TIG sebesa 125,4 N/mm2, dan pada las Oxy- Acetylene sebesar 114,2 N/mm2 .

(11)

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDU ... i

LEMBAR SOAL ... ii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iv

HALAMAN PENGESAHAN ... v

MOTO ... vi

PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR... viii

ABSTRAK ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Tujuan Penelitian ... 3

1.3 Manfaat Penelitian ... 3

1.4 Perumusan Masalah ... 4

1.5 Batasan Masalah ... 4

1.6 Metode Penelitian ... 5

1.7 Sistematika Penulisan ... 6

(12)

2.1. Tinjauan Pustaka ... 8

2.2. Landasan Teori ... 9

2.2.1.Aluminium ... 9

A. Jenis- Jenis Aluminum ... 11

B. Sifat Mampu Las aluminium... 20

2.2.2. Las Tig ... 22

2.2.3. Las Karbit ... 24

2.2.4.Logam Pengisi ( filler metal ) ... 28

2.2.5. Jenis Sambungan Las ... 29

2.2.6.Pengujian Sifat Fisis Dan Mekanis Material ... 34

2.2.6.1.Pengujian Sifat Fisis ... 34

2.2.6.2.Pengujian Sifat Mekanis ... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 34

3.1. Bahan ... 34

3.1.1.plat Aluminium ... 34

3.1.2 logam Pengisi( fiiler ) ... 34

3.2. Alat Penelitian ... 44

3.3. Metode Penelitian ... 39

3.3.1.Diagram Alur Penelitian Penelitian ... 39

3.3.2.Urutan Pelaksanaan Penelitian ... 50

(13)

xiii

3.4.1. Pengujian Komposisi Kimia ... 54

3.4.2. pengujian struktur Mikro ... 55

3.4.3. Pengujian Impak ... 55 Pengujian Tarik Aluminium ... 67

4.4.3. Grafik Hubungan Modulus Elastisitas dengan Regangan Pengujian Tarik Aluminium ... 68

4.4.4. Grafik Hubungan Antara Tegangan dan Modulus Elastisitas Dengan Regangan Hasil Pengujian Tarik ... 70

(14)

DAFTAR GAMBAR

Gambar .2.1. Struktur mikro aluminium murni ... 12

Gambar .2.2. Struktur mikro Al- Cu ... 14

Gambar .2.3. Struktur mikro Al- Mg ... 16

Gambar .2.4. Struktur mikro Al- Mg- Si ... 19

Gambar .2.5. Letak elektroda wolfram pada las Tig ... 22

Gambar .2.6. Jenis nyala api netral pad alas asetilin ... 25

Gambar .2.7. Jenis nyala api asetiline pada las asetiin ... 25

Gambar .2.8. Jenis nyala api oksigen lebih pad alas asetilen ... 26

Gambar.2.9. Skema alat las oxi-acetylene ... 27

Gambar.2.10. Jenis- jenis sambungan dasar ... 30

Gambar.2.11. Macam- macam sambungan T ... 31

Gambar.2.12. Sambungan tumpang ... 32

Gambar.2.13. Sambungan sisi ... 33

Gambar.2.14. Sambungan dengan penguat ... 33

Gambar.2.15. Hubungan beban tarik dengan pertambahan panjang ... 40

Gambar.3.1. material plat aluminium 6063 ... 43

Gambar .3.2. Kawat pengisi ( filler ) ... 44

Gambar.3.3. Alat uji komposisi kimia ... 45

(15)

xv

Gambar .3.5. Alat uji impak ... 46

Gambar .3.6. Alat uji tarik ... 47

Gambar .3.7. Alat las oxy – acetylene ... 48

Gambar 3.8. Alat las TIG ... 48

Gambar .3.9. Diagram alir penelitian ... 49

Gambar .3.10. Proses pengelasan las karbit ... 51

Gambar .3.11. Proses pengelasan TIG ... 52

Gambar .3.12. Skema spesimen uji impak (JIS-Z2202) ... 56

Gambar .3.13. Skema spesimen uji tarik (JIS-Z2201) ... 58

Gambar.4.1. Gambar struktur mikro logam induk aluminium ... 61

Gambar.4.2. Struktur mikro aluminium paduan seri 6063 sebagai pembanding ... 61

Gambar.4.3. Gambar struktur mikro aluminium pada proses las asetilin . 62 Gambar.4.4. Gambar struktur mikro aluminium pada proses las TIG ... 62

Gambar.4.5. Histogram perbandingan harga impak aluminium ... 65

Gambar.4.6. Histogram perbandingan energi terserap pengujian impak aluminium ... 65

Gambar4.7. Grafik hubungan tegangan dengan regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las TIG ... 67

(16)

hasil pengujian tarik aluminium tanpa proses las ( raw ) ... 68 Gambar4.10. Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las TIG ... 68 Gambar4.11.Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las asetilin ... 69 Gambar4.12.Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium tanpa proses las ( raw ) ... 69

Gambar4.13.Grafik hubungan antara tegangan dan modulus elastisita dengan regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las TIG ... 70

Gambar4.14.Grafik hubungan antara tegangan dan modulus elastisitas dengan regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las asetilin ... 70 Gambar4.15.Grafik hubungan antara tegangan dan modulus

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 1xxx ... 12

Tabel 2.5 Daftar komposisi kimina aluminium jenis 5xxx ... 16

Tabel 2.6. Sifat fisis aluminium 6063 ... 17

Table 2.7. Sifat mekanis aluminium 6063 ... 17

Table 2.8. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 6xxx ... 18

Tabel2.9. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 7xxx ... 20

Table 2.10. Daftar komposisi kimia electroda aluminium ... 29

Tabel 4.1. Hasil Pengujian komposisi Kimia ... 59

Tabel 4.3.1. Data hasil uji impak aluminium dengan las TIG ... 63

Tabel 4.3.2. Data hasil uji impak aluminium dengan las OAW ... 64

Tabel 4.3.3 Data hasil uji impak aluminium tanpa las ... 64

(18)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel komposisi kimia aluminium

Lampiran 2. Foto spesimen Pengujian komposisi kimia Lampiran 3. Foto spesimen Pengujian struktur mikro Lampiran 4. Foto spesimen Pengujian tarik

Lampiran 5. Foto spesimen pengujian impak Lampiran 6. Tabel hasil pengujian tarik

Lampiran 7. Grafik tegangan regangan hasil pengujian tarik Lampiran 8. Tabel hasil pengujian impak

Lampiran 9. Gambar diagram fasa AL-Mg-Si Lampiran 10. Standart JIS-Z 2201

Lampiran 11. Standart JIS-Z 2202 Lampiran 12. Standart ASTM E3 Lampiran 13. Standart ASTM E34