38
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Bahan dan Peralatan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
3.1.1. Bahan
Gambar 3.1 Alumunium 6061
Pada penelitian ini bahan yang digunakan adalah alumunium paduan 6061 berbentuk plat dengan ketebalan 6mm, ukuran spesimen dipotong sesuai dengan ukuran standar uji masing- masing pengujian dan memiliki kandungan komposisi kimia seperti pada tabel 3.1 dibawah ini.
Tabel 3.1. Komposisi Paduan Aluminium 6061
% Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al
Min 0.40 - 0.15 - 0.80 0.05 - -
Remainder Max 0.80 0.70 0.40 0.15 1.20 0.35 0.25 0.15
3.1.2. Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian dan juga untuk membentuk spesimen dalam pengujian adalah sebagai berikut :
1. Gergaji otomatis
Mesin gergaji digunakan untuk memotong alumunium plat sesuai dengan ukuran yang diinginkan sebelum dilakukan proses pengelasan. Mesin gergaji ini juga dapat digunakan untuk memotong spesimen sesuai dengan ukuran standar pengujian, berikut dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Mesin Gergaji 2. Las Tig
Pada penelitian ini proses pengelasan TIG dilakukan sebagai proses penyambungan spesimen dengan menggunakan parameter seperti pada tabel 3.2 berikut :
Tabel 3.2 Parameter pengelasan
Parameter Nilai
Welding machine Lakoni 200A
Electrode diameter 2.4 mm
Filler rod diameter 2.4 mm
Current 150A
Sheilding gas Argon
3. Tungku Pembakaran
Gambar 3.3 Tungku Pembakaran
Tungku pembakaran yang terdapat di laboratorium Sentral Universitas Negeri Malang yang ada pada gambar diatas, digunakan untuk memberikan perlakuan panas pada Aluminium seri 6061, baik digunakan untuk proses Solution heat treatment ataupun perlakuan panas artificial aging.
4. Alat Uji Tarik
Pengujian tarik pada penelitian ini dilakukan guna mengetahui batas kekuatan material dan sifatnya terhadap gaya tarik yang diberikan. Pengujian ini dilakukan pada laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang seperti pada gambar 3.4 berikut.
Gambar 3.4 Alat uji tarik
Spesifikasi alat pengujian tarik sebagai berikut pada tabel 3.3:
Tabel 3.3 spesifikasi alat uji tarik
Merek Shimadzu Corporation
Model UH-300 kNX C1 380 V
Nomor mesin 1240353H0074
Kapasitas 300 kN
Tahun pembuatan 2015
Buatan Jepang
5. Alat Uji Korosi
Gambar 3.5 Alat Uji Korosi
Pengujian korosi dilakukan guna mengetahui perbedaan kelajuan korosi pada spesimen yang telah diperlakukan artificial aging dengan variasi temperatur 120°C, 160°C dan 200°C. Pengujian korosi ini dilakukan di Laboratorium Metrologi Industri Universitas Brawijaya (Gambar 3.5).
6. Alat Uji Mikrostruktur
Gambar 3.6 Alat Uji SEM
Uji SEM dilakukan di Laboratorium Biologi Universitas Muhammadiyah Malang (Gambar 3.6). Pengujian SEM dilakukan sebagai
pengamatan struktur yang tersusun pada spesimen setelah proses artificial aging dengan variasi temperatur 120°C, 160°C dan 200°C.
3.2. Proses Pengelasan
Proses pengelasan yang digunakan adalah gas tungsten arc welding (GTAW) dengan menggunakan parameter yang sama pada setiap spesimen. Langkah-langkah yang dilakukan pada proses pengelasan adalah sebagai berikut:
1. Mempersiapkan mesin las GTAW.
2. Mempersiapkan spesimen yang akan dilas.
3. Mempersiapkan parameter pengelasan.
4. Melakukan pengelasan.
3.3. Proses Perlakuan Panas
Setelah spesimen dilakukan proses pengelasan, spesimen akan diberikan proses perlakuan panas dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Mempersiapkan tungku pembakaran.
2. Mempersiapkan spesimen.
3. Melakukan Solution heat treatment dengan suhu 400°C dengan waktu penahanan selama 1 jam.
4. Melakukan proses quenching dengan media air.
5. Melakukan proses artificial aging dengan suhu 120°C dengan waktu penahanan selama 3 jam.
6. Melakukan proses artificial aging dengan suhu 160°C dengan waktu penahanan selama 3 jam.
7. Melakukan proses artificial aging dengan suhu 200°C dengan waktu penahanan selama 3 jam.
8. Hasil dari proses perlakuan panas kemudian diuji.
3.4. Pembuatan Spesimen 3.4.1. Spesimen Perlakuan Panas
Hasil dari pengelasan masih berupa plat lembaran yang masih lebar, sehingga perlu dipotong dengan ukuran yang sesuai mengikuti kapasitas tungku pembakaran lalu diperhalus dengan pengamplasan.
3.4.2. Spesimen Uji Tarik
Setelah melalui proses perlakuan panas benda uji dibentuk sesuai dengan standar uji tarik ASTM E8. Tahapan selanjutnya benda uji dibetuk sesuai dengan gambar 3.7 dibawah ini.
Gambar 3.7 Dimensi Benda Uji Tarik Keterangan ukuran :
Panjang keseluruhan benda uji 100mm, lebar luar 10mm, lebar dalam 6mm, length of reduced section 25mm dan ketebalan 6mm.
3.4.3. Spesimen Uji SEM
Pada penelitian ini ukuran benda uji yang digunakan dipotong dengan ukuran 3x3 cm, permukaan benda uji diperhalus dengan menggunakan amplas dan dipoles menggunakan polishing machine, lalu diberikan cairan etsa guna mengkorosikan permukan.
3.4.4. Spesimen Uji Korosi
1. Material berupa aluminium plat dipotong dengan dimensi 40mm x 10mm x 1mm.
2. Bersihkan kotoran yang menempel pada plat uji.
3. Gosok spesimen dengan amplas hingga permukaan spesimen benar-benar halus.
4. Mencuci spesimen lalu dikeringkan.
5. Melapisi spesimen menggunakan lem besi (pengecatan sebagai isolator, bisa juga dengan aquaproof) hingga permukaan uji yang tersisa adalah 10 mm x 10 mm.
Gambar 3.8 Dimensi Benda Uji Korosi 6. Spesimen sudah siap diuji.
3.5. Proses Pengujian Spesimen
Adapun beberapa proses pengujian yang dilakukan sebagai berikut : 3.5.1. Pengujian Tarik
Pengujian ini dilakukan untuk memberikan titik aman dari penggunaan bahan tersebut untuk kebutuhan suatu produksi, sehingga pengujian ini akan diketahui beban maksimum dan tegangan maksimum pada benda uji.
Proses pengujian tarik sebagai berikut :
1. Spesimen uji tarik dibentuk sesuai dengan ASTM E8
2. Spesimen dipasang pada penjepit atas dan bawah pada alat uji. Penjepit bawah dinaikan dan diturunkan dengan kecepatan lambat, sehingga pada penjepit benda uji dalam posisi yang tepat, diusahakan kedudukan pada benda uji betul-betul vertikal, kemudian pada penjepit dikencangkan.
3. Spesimen diberikan beban tarik dengan kecepatan 10 mm/detik, sehingga pada benda uji akan mengalami pertambahan panjang hingga benda uji tersebut patah atau putus. Perpatahan diharapkan terjadi pada bagian panjang ukur atau gauge length dari benda uji.
4. Data yang didapatkan kemudian dicatat selama proses pengujian tarik berlangsung (pertambahan beban (P) dan pertambahan panjang (ε)) dengan interval yang ditentukan.
5. Hasil beban tarik maksimum dan kekuatan tarik pada benda uji yang telah putus dicatat.
6. Hasil pertambahan panjang yang tercantum pada mesin uji tarik dicatat setelah benda uji patah.
3.5.2. Pengujian Mikrostruktur
Berikut langkah-langkah dalam proses pengamatan mikro struktur : 1. Menyiapkan alat dan benda uji.
2. Meletakan benda uji dibawah lensa objektif dari mikroskop.
3. Melakukan pengamatan sesuai dengan Table Metal Handbook.
4. Melakukan pemotretan terhadap benda uji.
5. Analisa data.
3.5.3. Pengujian Korosi
Berikut langkah-langkah dalam proses pengujian korosi : 1. Persiapkan alat dan benda uji yang telah dibersihkan.
2. Pemfilteran elektrolit.
3. Mengukur massa awal spesimen.
4. Merendam spesimen kedalam larutan elektrolit.
5. Pengukuran massa elektroda.
6. Pengujian.
7. Pengambilan data.
3.6. Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.9 Diagram Alir Penelitian
