PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN DAN VARIASI
DIAMETER ELEKTRODA TERHADAP KEKUATAN TARIK
PADA STAINLESS STEEL AISI 304
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
ERWIN MAKMUR MANURUNG 100401110
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
ABSTRAK
Penyetelan besar arus pengelasan akan mempengaruhi hasil las untuk menyalakan busur listrik. Penentuan besarnya arus pengelasanuntuk penyambungan logam pada las busur akan mempengaruhi efisiensi pekerjaan dan bahan las. Pada penelitian ini menggunakan baja tahan karat austenitic Stainless Steel AISI
304dengan pengelasan Shield Metal Arc Welding(SMAW), besar arus pengelasan
85 A, 95 A dan 105 A, serta jenis elektroda E 308 L diameter 2,6 mm, 3,2 mm, dan 4,0 mm. Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi arus pengelasan dan variasi diameter elektroda terhadap kekuatan tarik pada Stainless Steel AISI 304. Konsep penelitian ini adalah dengan menguji kekuatan tarik pada pengelasan Stainless Steel AISI 304.Pada penelitian ini, Stainless Steel AISI 304dilas dengan posisi pengelasan mendatar atau bawah tangan. Hasil dari penelitian ini diperoleh bahwa pada diameter elektroda 2,6 mm dengan arus pengelasan 85 A diperoleh nilai tegangan tertinggi yaitu 367,749N/mm2 dan nilai regangan yang terbesar yaitu 18,0667 %, pada diameter elektroda 3,2 mm dengan arus pengelasan 95 A diperoleh nilai tegangan tertinggi yaitu 415,8433 N/mm2 dan nilai regangan yang terbesar yaitu 22,0933 %, dan pada diameter elektroda 4,0 mm dengan arus pengelasan 105 A diperoleh nilai tegangan tertinggi yaitu 332,2394N/mm2 dan nilai regangan yang terbesar yaitu 11,65 %.
ABSTRACT
The usage of electric current will affect the outcome of welding result for
powering weldingarc. Determination of the welding current for connecting the
metal in the welding arc will affect the efficiency of work and welding materials.
In this study using austenitic stainless steel AISI 304 Stainless Steel with Welding
Shield Metal Arc Welding (SMAW), large of welding current 85 A, 95 A and 105
A, and the type of electrode E 308 L diameter of 2.6 mm, 3.2 mm , and 4.0 mm.
The purpose of this study was to determine the effect of variations in welding
current and electrode diameter variation of the tensile strength in Stainless Steel
AISI 304. The concept of this study was to test the tensile strength of the welding
Stainless Steel AISI 304. In this study, Stainless Steel AISI 304 welded to the
position welding flat or down hand. Results from this study showed that the
electrode diameter of 2.6 mm with welding current 85 A obtained the highest
tension value is 367.749 N / mm2 and strain of the largest value that is 18.0667%,
the electrode diameter of 3.2 mm with welding current 95 A obtained the highest
tension value is 415.8433 N / mm2 and strain of the largest value that is
22.0933%, and the electrode diameter 4.0 mm with welding current 105 A
obtained the highest tension value is 332.2394 N / mm2 and the value of strain of
the total of 11.65%.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-Nya yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
Adapun judul skripsi ini adalah ”PENGARUH VARIASI ARUS
PENGELASAN DAN VARIASI DIAMETER ELEKTRODA TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA STAINLESS STEEL AISI 304” sebagai salah
satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di DepartemenTeknik Mesin – Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah membimbing, membantu, serta memberikan masukan dan arahan kepada penulis dalam menyusun skripsi ini. Pada kesempatan ini juga penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
2. Seluruh staff pengajar dan pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Penulis juga berterima kasih kepada keluarga besar, kakak, adik, sahabat, serta teman-teman yang memberi semangat, dukungan dan doa selama penyusunan skripsi ini.
5. Terima kasih kepada teman hidup selama menjalankan skripsi ini, Claudia Joanna Putri Laia yang terus mendoakan dan memberi semangat dari segala aspek yang tak terbantahkan hingga terselesaikannya skripsi ini.
6. Kepada keluarga kedua penulis Teknik Mesin 2010 yang menjadi penyemangat dan penyeimbang di setiap langkah penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. SOLIDARITY M FOREVER.
Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak untuk kesempurnaan skripsi ini.Akhir kata penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua yang membutuhkan.
Medan, September 2016 Penulis
DAFTAR ISI
2.2.4 Struktur Mikro Daerah Lasan... 24
2.2.6 Klasifikasi Kawat Elektroda Dan Fluksi ... 30
2.2.6.1 Kawat Elektroda ... 30
2.2.6.2 Fluksi ... 32
2.2.7 Teknik Mengelas Dan Desain Sambungan Las ... 33
2.2.7.1 Teknik Mengelas ... 33
2.2.7.2 Desain Sambungan Las ... 34
2.2.8 Parameter Pengelasan... 37
2.2.9 Cacat Pada Las ... 39
2.3 Pengujian Hasil Pengelasan ... 45
2.3.1 Uji Tarik ( Tensile ) ... 45
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 53
3.1 Jadwal Penelitian Dan Lokasi Penelitian ... 53
3.2 Langkah-Langkah Penelitian ... 53
3.3 Alat Dan Bahan ... 57
3.4 Penentuan Variabel Bebas, Terikat Dan Kendali ... 62
3.5 Diagram Alir Penelitian ... 64
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 65
4.1 Pendahuluan... 65
4.2 Hasil Pengujian ... 65
4.2.1 Hasil Pengujian Tarik ( Tensile ) ... 65
4.2.1.1 Stainless Steel AISI 304 Diameter 2,6 mm ... 66
4.2.1.2 Stainless Steel AISI 302 Diameter 3,2 mm ... 68
4.2.1.3 Stainless Steel AISI 304 Diameter 4,0 mm ... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 72
5.1 Kesimpulan ... 76
5.2 Saran ... 77
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi Kimia Baja AISI304 18 Tabel 2.2 Sifat Mekanik AISI304 18 Tabel 2.3 Sifat Fisik dan Listrik AISI304 Pada Kondisi Annealed 19 Tabel 2.4 Hubungan Diameter Elektroda dengan Arus Pengelasan 39 Tabel 2.5 Harga Modulus Elastisitas Logam Pada Berbagai Suhu 51 Tabel 3.1 Hubungan Besar Arus Pengelasan Terhadap Diameter
Elektroda 62
Tabel 4.1 Nilai Tegangan Variasi Arus Pengelasan dengan Elektroda
2,6 mm 66
Tabel 4.2 Nilai Tegangan Variasi Arus Pengelasan dengan Elektroda
3,2 mm 69
Tabel 4.3 Nilai Tegangan Variasi Arus Pengelasan dengan Elektroda
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Kristal Baja Austenite,Ferit dan Martensit 17 Gambar 2.2 Perkembangan Cara Pengelasan 22
Gambar 2.3 Las SMAW 24
Gambar 2.4 Daerah Logam Lasa dan Logam Induk 25 Gambar 2.5 Heat Affected Zone 26 Gambar 2.6 Jenis-Jenis Sambungan Las 37 Gambar 2.7 Pengaruh Arus Listrik 38 Gambar 2.8 Gambaran Singkat Uji Tarik dan Datanya 48 Gambar 2.9 Dimensi Spesimen Uji Tarik (JIS Z2201) 49 Gambar 2.10 Kurva Tegangan-Regangan 49 Gambar 3.1 Spesimen Benda Uji Setelah Pengelasan 55 Gambar 3.2 Spesimen Sebelum Pengujian Kekuatan Tarik 56 Gambar 3.3 Spesimen Setelah Pengujian Kekuatan Tarik 57
Gambar 3.4 Helm Las 57
Gambar 3.5 Masker Las 57
Gambar 3.6 Sarung Tangan Las 58
Gambar 3.7 Apron Las 58
Gambar 3.8 Sepatu Las 58
Gambar 3.9 Kabel Las 59
Gambar 3.10 Penjepit Elektroda 60
Gambar 3.11 Palu Las 60
Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian Pengaruh Variasi Arus Pengelasan dan Variasi Diameter Elektroda Terhadap Kekuatan Tarik Pada Stainless SteelAISI 304 64 Gambar 4.1 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata Stainless SteelAISI 304 dengan
Diameter Elektroda 2,6 mm 67
Gambar 4.2 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata Stainless SteelAISI 304 dengan Diameter Elektroda 2,6 mm 68
Gambar 4.3 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata Stainless Steel AISI 304dengan Diameter Elektroda 3,2 mm 69
Gambar 4.4 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata Stainless Steel AISI
304dengan Diameter Elektroda 3,2 mm
70
Gambar 4.5 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata Stainless Steel AISI 304 dengan Diameter Elektroda 4,0 mm 72 Gambar 4.6 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata Stainless Steel AISI 304
dengan Diameter Elektroda 4,0 mm 73 Gambar 4.7 Grafik Nilai Tegangan Rata-Rata Stainless Steel AISI 304
dengan Variasi Arus Pengelasan dan Variasi Diameter
Elektroda 74
Gambar 4.8 Grafik Nilai Regangan Rata-Rata Stainless Steel AISI 304 dengan Variasi Arus Pengelasan dan Variasi Diameter
DAFTAR NOTASI
Simbol Nama Keterangan Satuan
H Panas Joule
E Tegangan Listrik Volt
I Kuat Arus Ampere
t Waktu detik
σ sigma tegangan N/mm2
ε epsilon regangan %
F Gaya / beban N
A Luas Penampang mm2
L Panjang mm
