UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS GUNADARMA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

SKRIPSI

GALVANIS SAMBUNGAN LAS BAJA KONSTRUKSI SS400

Disusun Oleh:

Nama : Abdul Rachman

NPM : 20498003

Jurusan : Teknik Mesin

Dosen Pembimbing : Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D

Diajukan Guna Melengkapi Sebagian Syarat Dalam Mencapai Gelar Sarjana /Strata Satu (S1)

Jakarta

LEMBAR PENGESAHAN I

Judul Tugas Akhir:

GALVANIS SAMBUNGAN LAS BAJA KONSTRUKSI SS400

NAMA : ABDUL RACHMAN

NPM/NIRM : 20498003/983137710150001

JURUSAN : TEKNIK MESIN

TANGGAL SIDANG : 13 SEPTEMBER 2003

Menyetujui Pembimbing

Mengetahui

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D

LEMBAR PENGESAHAN II

Komisi Pembimbing

No. Nama Kedudukan

1. Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D Ketua

2. Dr. Ing. Farid Thalib Anggota

3. Ir. Cokorda Prapti Mahandari, M.Eng Anggota

Panitia Ujian

No. Nama Kedudukan

1. Dr. Ravi Ahmad Salim Ketua

2. Dr. Wahyudi Priyono Sekretaris

3. Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D Anggota

4. Dr. Ing. Farid Thalib Anggota

5. Ir. Cokorda Prapti Mahandari, M.Eng Anggota

Tanggal Lulus: 13 September 2003

Mengetahui:

Pembimbing

Depok, September 2003 Bagian Sidang

Drs. Syahbuddin, MSc, Ph.D Drs. Edi Sukirman, MM

ABSTRAKSI

Abdul Rachman 20498003

GALVANIS SAMBUNGAN LAS BAJA KONSTRUKSI SS400 Skripsi Fakultas Teknologi Industri

Kata Kunci: Galvanis

(X + 90 + Lampiran)

Galvanis Sambungan Las Baja Konstruksi SS400 dipelajari pada penelitian ini. Bahan yang digunakan adalah baja siku SS400 yang disambung dengan las elektroda terbungkus yang menggunakan arus listrik pengelasan 110A, 130A dan 150A. Elektroda yang digunakan adalah tipe E 6130. Metode galvanis yang digunakan adalah galvanis celup panas (Hot-Dip Galvanizing) dengan bahan pelapisan logam seng (Zn) cair. Hasil galvanisasi menyebabkan terjadinya reaksi pertumbuhan fasa Fe-Zn pada permukaan logam induk lebih cepat dibandingkan dengan logam las. Pengaruh kandungan silikon pada logam induk termasuk kedalam baja sandelin dan logam las termasuk baja hyper- sandelin. Struktur mikro lapisan Fe-Zn yang terbentuk pada permukaan kedua logam relatif sama yaitu fasa Γ, fasa δp dan fasa ζ untuk waktu pencelupan 2 menit. Waktu pencelupan 5 menit fasa yang terbentuk adalah fasa Γ, fasa δp, fasa δk dan fasa ζ. Pada waktu pencelupan 10 menit dan seterusnya fasa yang terbentuk adalah fasa Γ, fasa δp dan fasa ζ. Pada logam las yang menggunakan arus pengelasan 150A reaksi pertumbuhan lapisan Fe-Zn lebih cepat dibandingkan dengan logam las yang menggunakan arus pengelasan110A dan 130A.

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan skripsi ini kepada Sang Kholiq yang menguasai apa-apa yang ada di langit dan dibumi serta yang ada diantara keduanya, karena

sesungguhnya shalatku, ibadahku, hidupku dan matiku hanyalah untuk Allah Tuhan semesta alam.

Dan kupersembahkan Skripsi ini untuk Kedua Orangtuaku tercinta:

Ayahanda

H. Saiful Bachri

Ibunda

Hj. Sri Rahayu (Alm.)

Untuk kakakku dan Adik-adikku terkasih serta untuk

kekasihku tersayang.

KATA PENGANTAR

b

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT., karena atas syafaat, rahmat serta karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini, yang sebelumnya dilakukan penelitian pada Departemen Galvanis, PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA.

Penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam mencapai gelar Sarjana untuk jenjang Strata Satu (S1), Fakultas Teknologi Industri Jurusan Teknik Mesin Universitas Gunadarma Jakarta.

Penulis menyadari bahwa penyusunan penulisan ini masih banyak kekurangannya, namun demikian penulis telah berusaha dengan segenap kemampuan yang dimiliki untuk menyajikan penulisan skripsi ini sebaik mungkin.

Dengan tersusunnya penulisan ini penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu baik secara moril ataupun materil, kepada;

1. Ibu Prof. Dr. E.S. Margianti, SE. MM. Selaku Rektor Universitas Gunadarma.

2. Bapak Dr. Syahbuddin Selaku Ketua Jurusan sekaligus Dosen Pembimbing 3. Bapak Teddy. SL. Selaku Kabag. Galvanis PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA

sekaligus pembimbing di lapangan

4. Bapak Rifai S.Pd. Selaku Ass. Manager Bagian Diklat di PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA.

5. Bapak Sukamto, Selaku Bagian Galvanis PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA.

6. Bapak Sukandi, Selaku Bagian Galvanis PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA.

7. Bapak Endang Sobari, Selaku Bagian Gentset PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA.

8. Bapak Drs. Lasiman

9. Seluruh karyawan PT. BUKAKA TEKNIK UTAMA, khususnya Bagian Departemen Galvanis yang tidak dapat disebutkan namanya oleh penulis.

10. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, khususnya Asisten Lab. Metallurgi Universitas Gunadarma.

Terima kasih dan hormat saya kepada yang tercinta Bapak dan Ibu yang telah memberikan kasih, moril dan materil hingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Allah melimpahkan rahmat serta karunia-Nya kepada saudara-saudara sekalian yang telah banyak membantu penulis dalam membuat skripsi ini.

Jakarta, Agustus 2003 Penulis

Abdul Rachman

DAFTAR ISI

Isi Halaman

HALAMAN JUDUL... i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

ABSTRAK ... iv

PERSEMBAHAN ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI... vii

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Penelitian ... 1

1.2. Tujuan Penelitian ... 2

1.3. Batasan Penelitian... 2

1.4. Metode Penelitian ... 2

1.5. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Pasangan Galvanik (Sel) ... 5

2.1.1. Jenis-jenis Sel Galvanik... 6

2.1.2. Perlindungan Galvanik ... 13

2.2. Diagram Kesetimbangan Fe – Zn ... 14

2.2.1. Pembentukan dan Pertumbuhan lapisan

Paduan Fe – Zn ... 17

2.2.2. Pengaruh Temperatur Terhadap Jumlah Kristal Zeta (ζ)... 19

2.2.3. Tahapan-Tahapan Untuk Mencapai Kesetimbangan. 20 2.3. Teori Difusi ... 23

2.3.1. Hukum Fick ... 25

2.3.2. Efek Kirkendall... 25

2.3.3. Pertumbuhan Lapisan ... 27

2.4. Beberapa Pengaruh Terhadap Kualitas Lapisan ... 29

2.4.1. Pengaruh Silikon (Kesetimbangan Fe-Zn-Si)... 29

2.4.2. Persiapan Permukaan Sebelum Pelapisan ... 32

2.4.3. Komposisi Seng ... 33

2.4.4. Kondisi Operasi Celup Panas ... 33

2.4.5. Pengaruh Lapisan Galvanis Terhadap Kekerasan dan Perlindungan Korosi ... 34

2.5. Las Elektroda Terbungkus ... 36

2.6. Struktur Mikro Daerah Pengaruh Panas Lasan (HAZ) ... 39

BAB III LANGKAH KERJA PEMBUATAN SPECIMEN 3.1. Bahan ... 42

3.2. Prosedur Penelitian ... 43

3.2.1. Persiapan Pembuatan Specimen ... 43

3.2.2. Pengelasan ... 46 3.2.3. Galvanis ... 47 3.2.4. Pengujian ... 52

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Struktur Mikro ... 56 4.1.1. Struktur Mikro Baja SS400... 56 4.1.2. Struktur Mikro Daerah Lasan ... 57 4.1.3. Struktur Mikro Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan

Logam Induk. ... 58 4.1.4. Struktur Mikro Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan

Logam Las... 60 4.2. Ketebalan Lapisan Fasa Intermetalik Fe-Zn... 63 4.3. Laju Pertumbuhan Fasa δp dan Fasa ζ ... 81 4.4. Perbedaan Ketebalan Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan Logam

Induk dan Logam Las Serta Pengaruh Besar Arus Las ... 85

BAB V KESIMPULAN

5.1. Kesimpulan ... 90

DAFTAR PUSTAKA ... 91 LAMPIRAN ... 93

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Sel Galvanik (Zn-Cu)... 5

2.2. Baja Galvanisir... 7

2.3. Lembar Lapisan Timah Putih ... 7

2.4. Sel Galvanik Mikro (Paduan Al-Si)... 8

2.5. Sel Mikro dan Korosi ... 9

2.6. Pengerasan Sepuh dan Korosi... 9

2.7. Korosi Batas Butir... 10

2.8. Sel Tegangan ... 10

2.9. Sel Konsentrasi ... 11

2.10. Anoda yang Dikorbankan ... 13

2.11. Tegangan Terpasang Sumber Arus Searah ... 13

2.12. Kesetimbangan Fe-Zn ... 15

2.13. Fasa Lapisan Hasil Celup Panas ... 16

2.14. Pembentukan Lapisan Paduan Pada Satu Sudut ... 19

2.15. Pengaruh Temperatur Terhadap Jumlah Kristal ζ Selama Reaksi 1 jam 20 2.16. Kemungkinan Tahapan-Tahapan untuk Mencapai Kesetimbangan ... 20

2.17. Hubungan Antara Waktu, Reaksi dengan Laju Pertumbuhan Lapisan... 22

2.18. Mekanisme Difusi Tempat Atom Kosong (TAK) ... 23

2.19. Distribusi Kosentrasi Pada Percobaan Krikendall ... 26

2.21. Hubungan Parabolik Antara Tebalnya Lapisan Oksida dengan Lamanya

Proses Oksidasi ... 28

2.22. Hubungan Antara Tebal Lapisan Dengan Kadar Silikon Dalam Baja.... 31

2.23. Pengaruh Kadar Silikon Dalam Baja Terhadap Ketebalan Lapisan dan Waktu Celup Pada Temperatur 425⁰C ... 31

2.24. Bagian Dari Diagram Fe-Zn-Si pada Temperatur 450⁰C... 32

2.25. Diagram Eh – PH Logam Seng ... 35

2.26. Las Busur Dengan Elektroda Terbungkus ... 37

2.27. Pemindahan Logam Las ... 37

2.28. Diagram CCT Pada Pengelasan Baja Kekuatan BJ55 ... 40

3.1. Pengerjaan Pelat Specimen ... 44

3.2. Ukuran Specimen ... 46

4.1. Struktur Mikro Baja Siku SS400 ... 59

4.2. Struktur Mikro Logam Las Dengan Arus Listrik Pengelasan 150A... 57

4.3. Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan Logam Induk Dengan Waktu Pencelupan 2 Menit... 58

4.4. Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan Logam Induk Dengan Waktu Pencelupan 5 Menit ... 59

4.5. Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan Logam Las Untuk Arus Pengelasan 110A dengan Waktu Pencelupan 2 Menit... 60

4.6. Lapisan Fe-Zn Pada Permukaan Logam Las Untuk arus Pengelasan 110A dengan Waktu Pencelupan 5 Menit... 60 4.7. Lapisan Fe-Zn Pada Daerah Transisi Antara Logam Las dan Logam

Induk untuk Waktu Pencelupan 5 Menit... 61 4.8. Diagram Laju Pertumbuhan Fasa δp dan Fasa ζ pada lapisan Fe-Zn

Permukaan logam induk ... 80 4.9. Diagram Laju Pertumbuhan Fasa δp dan Fasa ζ Pada Lapisan Fe-Zn

Permukaan Logam Las Dengan Arus 110A... 81 4.10. Diagram Laju Pertumbuhan Fasa δp dan Fasa ζ Pada Lapisan Fe-Zn

Permukaan Logam Las Dengan Arus 130A... 81 4.11. Diagram Laju Pertumbuhan Fasa δp dan Fasa ζ Pada Lapisan Fe-Zn

Permukaan Logam Las Dengan Arus 150A... 82 4.12. Diagram Perbedaan Ketebalan Lapisan Fe-Zn Untuk Arus Pengelasan

110A, 130A, 150A dan Logam Induk ... 85

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Fasa-fasa Paduan yang Membentuk Lapisan ... 17 3.1. Spesifikasi Baja Siku SS400 ... 42 3.2. Spesifikasi Elektroda Jenis E 6013 ... 47 3.3. Ketebalan Lapisan Fe-Zn Pada Specimen Dengan Menggunakan

Alat Ukur Thickness Tester ... 51 4.1. Fasa Intermetalik Fe-Zn yang Terbentuk Pada Permukaan Logam Las

dan Logam Induk ... 62 4.2. Ketebalan Lapisan Intermetalik Fe-Zn Pada Permukaan Logam Induk 63 4.3. Tebal Lapisan Fasa yang Terbentuk dan Ketebalan Lapisan Fe-Zn

Keseluruhan Pada Permukaan Logam Induk ... 67 4.4. Ketebalan Lapisan Intermetalik Fe-Zn Pada Permukaan Logam Las

Untuk Arus 110A ... 67 4.5. Tebal Lapisan Fasa yang Terbentuk dan Ketebalan Lapisan Fe-Zn

Keseluruhan Pada Permukaan Logam Las Dengan Arus 110A... 71 4.6. Ketebalan Lapisan Intermetalik Fe-Zn Pada Permukaan Logam Las

Untuk Arus 130A ... 72 4.7. Tebal Lapisan Fasa yang Terbentuk dan Ketebalan Lapisan Fe-Zn

Keseluruhan Pada Permukaan Logam Las Dengan Arus 130A ... 76 4.8. Ketebalan Lapisan Intermetalik Fe-Zn Pada Permukaan Logam Las

Untuk Arus 150A ... 76

4.9. Tebal Lapisan Fasa yang Terbentuk dan Ketebalan Lapisan Fe-Zn

Keseluruhan Pada Permukaan Logam Las Dengan Arus 150A... 80 4.10. Perbedaan Ketebalan Lapisan Fe-Zn Pada Daerah Logam Las dan

Logam Induk ... 85