i TUGAS AKHIR
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN
STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN
T-JOINT
DAN
BUTT JOINT
PIPA ALUMINIUM
DENGAN METODE
TIG ARGON WELDING
Disusun :
HAKIM SETIAWAN
D200140159
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
ii
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul :
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA ALUMINIUM DENGAN
METODE TIG ARGON WELDING
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 sebagai mana mestinya.
Surakarta, Oktober 2017 Yang menyatakan,
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir berjudul “Analisis Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro pada Sambungan T- Joint dan Butt Joint Pipa Aluminium dengan Metode TIG Argon Welding”, 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 : HAKIM SETIAWAN NIM : D200 140 159 Disetujui pada:
Hari : Tanggal :
Pembimbing Utama
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir berjudul “Analisis Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro pada Sambungan T- Joint dan Butt Joint Pipa Aluminium dengan Metode TIG Argon Welding”, telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama : HAKIM SETIAWAN NIM : D200 140 159 Disahkan pada :
Hari : Tanggal : Dewan penguji :
Ketua : Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D. (...)
Anggota 1 : Ir. Bibit Sugito, M.T. (...)
Anggota 2 : Tri Widodo Besar R., S.T., M.Sc., Ph.D. (...)
Dekan Fakultas Teknik Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Universitas Muhammadiyah Surakarta Surakarta
vi
MOTTO
Wahai orang – orang yang beriman !, Mohonlah pertolongan
(kepada Allah) dengan sabar dan sholat. Sungguh, Allah beserta
orang yang sabar.
(QS. 2:153)
“Segala urusan dunia cepat atau lambat pasti akan berakhir,
namun ada hal yang bisa kita pilih ; berakhir dengan indah atau
penuh penyesalan”.
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan kerendahan hati kupersembahkan karya sederhana ini kepada:
1.
Ayahanda Syamsuddin dan Ibunda Uning Widiyani, orang tua
saya yang sangat saya cintai, yang telah mengorbankan
segalanya demi masa depan saya.
2.
Kakak, adik, saudara, dan keluarga besar tercinta yang selalu
mendukungku dan memberi motivasi.
3.
Teman-teman Marching Band Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang telah memberikan banyak pengalaman luar biasa
dan mengajari saya arti sebuah perjuangan.
4.
Teman-teman
transfer
Teknik
Mesin
Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang selalu memberi masukan dalam
menyelesaikan masa kuliah dan Tugas Akhir ini.
5.
Seluruh teman-teman Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Semoga yang sudah saya perjuangkan selama 3 tahun ini bisa
bermanfaat, bukan hanya tulisan Tugas Akhir ini saja, namun juga
keberadaan saya bagi orang disekitar saya. Terimakasih untuk
semuanya.
viii ABSTRAKS
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA ALUMINIUM DENGAN
METODE TIG ARGON WELDING
Hakim Setiawan, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro email : hakimsetia@gmail.com
Berbagai macam metode Liquid State Welding telah digunakan untuk memenuhi berbagai kebutuhan, salah satu yang sering digunakan adalah TIG welding. Las ini mampu mengurangi panas berlebih pada benda kerja karena memiliki gas inert yaitu argon yang berfungsi sebagai gas pelindung dan pendingin, sehingga mampu mengurangi reaksi antara material non-ferro dengan udara bebas. Reaksi yang dimaksud adalah reaksi yang mengakibatkan porositi yang besar dan menimbulkan dross pada hasil las. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan dari jenis aluminium yang sama dan struktur mikro dari sambungan las yang berbeda dengan uji tarik dan uji mikro. Hal itu dilakukan dengan menggunakan uji tarik pada sambungan T-joint dan butt joint.
Dalam penelitian ini, proses pengelasan dilakukan pada pipa alumunium yang sama dengan diameter 22,2 mm dan tebal 1,6 mm menggunakan metode TIG Argon Welding dengan bahan tambah aluminium alloy. Analisis selesai dilakukan dengan mengetahui perbandingan kekuatan las antara butt joint dan T-joint.
Pada pengujian Tarik, T-joint memiliki rata-rata tegangan tarik
sebesar 38,6 N/mm2 dan rata-rata regangan yang dihasilkan 12 %.
Pengujian tarik sambungan butt joint memiliki rata-rata tegangan yang
dihasilkan 40,3 N/mm2 dan rata-rata tegangan yang dihasilkan 10,23 %.
Struktur mikro pada daerah welding atau bahan tambah menghasilkan besaran butir yang lebih kasar daripada base metal karena perbedaan kandungan material.
ix ABSTRACTS
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA ALUMINIUM DENGAN
METODE TIG ARGON WELDING
Hakim Setiawan, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro email : hakimsetia@gmail.com
There are many methods of Liquid State Welding. It have been used in industries to meet various needs. One of the often used method is TIG welding. The weld method is able to reduce excessive heat in the workpiece because it has an inert gas argon that serves as a protective gas and coolant. It can reduce the reaction between non-ferrous material and air. The reaction can cause large porosity and develop dross material in the welding zone. The objectives of this study are to investigate the welding strength and micro structure of the joint. Tensile test and micro photograph are conducted for the types of specimens T-joint and Butt joint.
In this research, the welding process was conducted on the same material of aluminum pipe with the diameter of 22.2 mm and 1.6 mm thick by using TIG Argon Welding method. The welding was done with added aluminium alloy.
In tensile test results, the T-joint has an average tensile stress of 38.6
N / mm2 and a mean strain yield of 12%. The tensile test of the butt joint has
an average stress of 40.3 N / mm2 and the average strain of 10.23%. The
microstructure investigation in the weld zone, the grain size was bigger than the base metal, this is due to differences in material content
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan .
Tugas Akhir berjudul “ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT
PIPA ALUMINIUM DENGAN METODE TIG ARGON WELDING” dapat terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ini menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D., Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Subroto, M. T., Selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, PhD., selaku dosen pembimbing utama terima kasih telah banyak memberikan banyak waktu, ilmu, saran, arahan dan motifasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Dosen yang telah membimbing ku selama ini, memberi pengajaran ilmu dan segala hal baik yang telah kuperoleh.
xi 5. Ayahanda Syamsuddin dan Ibunda Uning Widiyani, orang tua saya yang sangat saya cintai, yang telah mengorbankan segalanya demi masa depan saya.
6. Kakak, adik, saudara, dan keluarga besar tercinta yang selalu mendukungku dan memberi motivasi.
7. Seluruh teman-teman Universitas Muhammadiyah Surakarta. 8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan penulis satu-persatu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, Oktober 2017
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
PERNYATAAN KEASLIAN SEKRIPSI ... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN ... iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ... v
LEMBAR MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
ABSTRAKSI ... viii
ABSTRACTS ... ix
KATA PENGANTAR ... xi
DAFTAR ISI ... ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR TABEL ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 3 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan Laporan ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7
2.1 Kajian Pustaka ... 7
xiii
2.2.1 Pengelasan ... 8
2.2.2 Macam – Macam Pengelasan ... 10
2.2.3 Bahan Tambah ... 20
2.2.4 Aluminium dan Paduannya ... 20
2.2.5 Pengujian ... 35
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 44
3.1 Persiapan Bahan dan Alat ... 44
3.2 Diagram Alir ... 49
3.3 Studi Literatur dan Survey Lapangan ... 50
3.4 Pembuatan Bahan dan Pengujian Spesimen ... 50
3.4.1 Pembuatan Spesimen Uji Komposisi Kimia ... 50
3.4.2 Pengujian Komposisi Kimia ... 50
3.4.3 Pembuatan Spesimen Pengelasan ... 52
3.4.4 Pembuatan Spesimen Struktur Mikro ... 53
3.4.5 Pengujian Struktur Mikro ... 55
3.4.6 Pembuatan Spesimen Uji Tarik ... 55
3.4.7 Pengujian Tarik ... 56
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 58
4.1 Pengujian Komposisi Kimia ... 58
4.1.1 Hasil Pengujian Komposisi Kimia ... 58
4.1.2 Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia ... 59
4.2 Pengujian Struktur Mikro ... 60
4.2.1 Hasil Pengujian Struktur Mikro ... 60
xiv
4.3 Pengujian Tarik ... 63
4.3.1 Perhitungan Pengujian Tarik ... 63
4.3.2 Hasil Pengujian Tarik ... 65
4.3.3 Pembahasan Pengujian Tarik ... 67
BAB V PENUTUP ... 68
5.1 Kesimpulan ... 68
5.2 Saran ... 69
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xv DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Peralatan Oxy- Acetylene Gas Welding ... 9
Gambar 2.2. Jenis Nyala Api ... 11
Gambar 2.3. Skema Penyebaran Elektroda Las Listrik ... 11
Gambar 2.4. Peralatan pada Las Listrik ... 14
Gambar 2.5. Skema Penyebaran Elektroda Las MIG... 15
Gambar 2.6 Skema Pengelasan Las TIG ... 16
Gambar 2.7 Jenis Polaritas Listrik pada Pengelasan ... 16
Gambar 2.8 Jenis Sambungan ... 17
Gambar 2.9 Diagram fasa Al-Si ... 34
Gambar 2.10 Kurva Regangan – Tegangan ... 39
Gambar 2.11 Kurva Batas Elastis dan Tegangan Luluh ... 40
Gambar 2.12 Bentuk Spesimen Uji Tarik ... 42
Gambar 3.1 Pipa Aluminium ... 43
Gambar 3.2 Peralatan dalam Pembuatan Spesimen ... 45
Gambar 3.3 Alat – Alat Pengujian ... 47
Gambar 3.4 Diagram Alir ... 48
Gambar 3.5 Spesimen Struktur Mikro ... 53
Gambar 4.1 Base Metal Aluminium ... 59
Gambar 4.2 Daerah HAZ dengan Daerah Las ... 59
Gambar 4.3 Daerah HAZ Aluminium ... 60
Gambar 4.4 Daerah Las Aluminium ... 60
Gambar 4.5 Grafik Tegangan Maksimal ... 63
Gambar 4.6 Grafik Regangan ... 64
xvi DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat Fisik Aluminium ... 29
Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia ... 57
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Tarik Pipa Tanpa Sambungan ... 62
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Tarik Pipa Sambungan Butt Joint ... 62
