PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN
TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST - 40
DENGAN MODEL SAMBUNGAN 2 LAPIS
TUGAS AKHIR
Diajukan kepadaUniversitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
M. OKTANTO DWI HANDOKO
201510120312082
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2017
ii
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST - 40
DENGAN MODEL SAMBUNGAN 2 LAPIS Oleh : M. Oktanto Dwi Handoko
NIM : 201510120312082
Pembimbing 1 : Ir. Daryono, MT Pembimbing II : Drs. M. Jufri, ST, MT 120 130 140 150 160 170 1 2 3 4 5
Tegangan Geser
80A 90A 100A
Pengulanga
n
τs ( 𝑁𝑁 mm 2 )Dalam melakukan pengelasan banyak factor yang dapat mempengaruhi hasil pengelasan itu sendiri diantaranya cara dan prosedur pengelasan, alat dan bahan yang dibutuhkan, elektroda yang digunakan ,kuat arus yang dipakai, jarak kampuh dan besaran sudut kampuh yang digunakan. Kuat arus dan besaran sudut kampuh inilah yang diteliti dan Dibuat lah macam variasi arus dan model kampuh untuk membuat Lasan menjadi lebih Kuat dan Baik. Penelitian ini melakukan proses pengelasan dengan variasi arus dan bentuk kampuh las terhadap kekuatan geser pada baja ST 40, kemudian dilakukan pengujian dengan alat Uji Tarik.
Hasil pengujian geser yang telah dilakukan menunjukan nilai tegangan geser tertinggi adalah 157.2539 N/mm2 pada variasi arus 80 ampere dispesimen nomor 2. Sedangkan pada variasi arus 90 ampere nilai tegangan geser tertinggi adalah 162.2539N/mm2 dispesimen nomor 2, dan pada variasi arus 100 ampere nilai tegangan geser tertinggi adalah 163.7614 N/mm2 dispesimen nomor 2. Semakin besar (I) arus yang digunakan maka besar pula (Q) masukan panas yang ditimbulkan karena panas yang semkin tinggi membuat elektroda mencair sempurna semakin matang hasil pengelasan itu dan semakin kuat hasil las serta semakin besar (τ) tegangan geser yang terjadi dengan kata lain semakin besar arus pengelasan maka kekuatan geser yang terjadi akan semakin besar pula.
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN
TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST 40
DENGAN MODEL SAMBUNGAN 2 LAPIS
Diajukan kepadaUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin Disusun Oleh
M. OKTANTO DWI HANDOKO 201510120312082
Diterima dan Disetujui Pada tanggal 26 Juli 2017
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
NIP 108.8909.0124
Drs. M. Jufri, ST, MT
NIP 196311101990101001
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT NIP 108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128. Fax. (0341)460782 Malang 65144
iv
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : M. Oktanto Dwi Handoko
NIM : 201510120312082
No. ST. Pemb. TA : E.2.d / 114 / FT / UMM / III / 2017 Tgl. ST. TA Keluar : 10 Maret 2017
Judul : Pengaruh Variasi Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Geser Baja St 40 Dengan Model Sambungan 2 Lapis
Pembimbing I : Ir. Daryono, MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 14/3/2017 Konsultasi Judul 2 12/4/2017 ACC Judul 3 19/4/2017 Konsultasi BAB I 4 19/4/2017 ACC BAB I 5 25/4/2017 Konsultasi BAB II 6 27/4/2017 ACC BAB II
7 27/4/2017 Konsultasi BAB III
8 4/5/2017 ACC BAB III
9 15/5/2017 Konsultasi BAB IV 10 6/6/2017 ACC BAB IV 11 10/6/2017 Konsultasi BAB V 12 19/6/2017 ACC BAB V 13 21/7/2017 Seminar Hasil Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Malang, 26 Juli 2017 Dosen Pembimbing I Ir. Daryono, MT NIP 108.8909.0124 Ir. Daryono, MT NIP 108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128. Fax. (0341)460782 Malang 65144
v
BERITA ACARA BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : M. Oktanto Dwi Handoko
NIM : 201510120312082
No. ST. Pemb. TA : E.2.d / 114 / FT / UMM / III / 2017 Tgl. ST. TA Keluar : 10 Maret 2017
Judul : Pengaruh Variasi Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Geser. Baja St 40 Dengan Model Sambungan 2 Lapis
Pembimbing II : Drs. M. Jufri, ST, MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 6/4/2017 Konsultasi judul dan BAB I
2 19/4/2017 ACC BAB I
3 19/4/2017 Konsultasi BAB II
4 30/5/2017 ACC BAB II
5 30/5/2017 Konsultasi BAB III
6 30/5/2017 ACC BAB III
7 12/7/2017 Konsultasi BAB IV 8 20/7/2017 ACC BAB IV 9 20/7/2017 Konsultasi BAB V 10 20/7/2017 ACC BAB V 11 21/7/2017 Seminar Hasil Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Malang,26 Juli 2017 Dosen Pembimbing II Ir. Daryono, MT NIP 108.8909.0124 Drs. M. Jufri, ST, MT NIP 196311101990101001
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan dibawah :
Nama : M. Oktanto Dwi Handoko
NIM : 201510120312082
Tempat /Tanggal lahir : Anjir Muara, 09 Oktober 1993 Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
Menyatakan bahwa karya tulis ilmiah atau tugas akhir ini yang berjudul “PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST 40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN 2 LAPIS” adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecuali dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Jika terbukti melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 26 Juli 2017 Penulis
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST-40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN 2 LAPIS M. Oktanto Dwi Handoko (201510120312082) 1. Ir. Daryono. MT 2. Drs. M. Jufri. ST, MT Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
vii ABSTRAK
Dalam melakukan pengelasan banyak factor yang dapat mempengaruhi hasil pengelasan itu sendiri diantaranya cara dan prosedur pengelasan, alat dan bahan yang dibutuhkan, elektroda yang digunakan ,kuat arus yang dipakai, jarak kampuh dan besaran sudut kampuh yang digunakan. Kuat arus dan besaran sudut kampuh inilah yang diteliti dan Dibuat lah macam variasi arus dan model kampuh untuk membuat Lasan menjadi lebih Kuat dan Baik. Penelitian ini melakukan proses pengelasan dengan variasi arus dan bentuk kampuh las terhadap kekuatan geser pada baja ST 40, kemudian dilakukan pengujian dengan alat Uji Tarik.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah melakukan uji kekuatan geser dengan alat uji tarik dengan variasi arus pengelasan 80A 90A & 100A dengan banyak 5 spesimen per masing – masing arus.
Hasil pengujian geser yang telah dilakukan menunjukan nilai tegangan geser tertinggi adalah 157.2539 N/mm2 pada variasi arus 80 ampere dispesimen nomor 2.
Sedangkan pada variasi arus 90 ampere nilai tegangan geser tertinggi adalah 162.2539N/mm2 dispesimen nomor 2, dan pada variasi arus 100 ampere nilai tegangan
geser tertinggi adalah 163.7614 N/mm2 dispesimen nomor 2. Semakin besar (I) arus yang
digunakan maka besar pula (Q) masukan panas yang ditimbulkan karena panas yang semkin tinggi membuat elektroda mencair sempurna semakin matang hasil pengelasan itu dan semakin kuat hasil las serta semakin besar (τ) tegangan geser yang terjadi dengan kata lain semakin besar arus pengelasan maka kekuatan geser yang terjadi akan semakin besar pula.
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST-40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPIS 2 M. Oktanto Dwi Handoko (201510120312082) 1. Ir. Daryono. MT 2. Drs. M. Jufri. ST, MT Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
viii ABSTRACT
In welding many factors that can affect the welding results themselves include how and welding procedures, tools and materials needed, the electrode used, the current strength used, the distance of the campuh and the amount of camping angle used. The strong currents and magnitude of the corners of this camp are researched and made is a variety of currents and models of the camp to make Lasan become more Powerful and Good. This research conducted welding process with variation of current and weld weld form to shear strength on ST40 steel, then tested by means of Tensile Test.
The method used in this research is to test the shear strength with tensile test with variation of 80A 90A & 100A welding current with 5 specimens per each current. The result of the shear testing that has been done shows the highest shear stress value is 157.2539 N / mm2 at the current variation of 80 amperes of the test number 2. While in the 90 ampere current variation the highest shear stress value is 162.2539N / mm2 of the 2nd test, and at the current variation of 100 amperes The highest shear stress value is 163.7614 N / mm2 of the test number 2. The larger (I) current is used then the large (Q) heat input generated due to high semkin heat makes the melt electrode more mature the welding results and the stronger the weld result And the greater (τ) shear stress that occurs in other words the greater the welding current, the shear strength will be greater.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan segala puji dan syukur kepada Allah SWT dan salam yang tercurahkan kepada Rasulullah SAW, yang memberikan berkat limpahan dan rahmatnya, sehingga dapat terselesaikannya tugas akhir yang berjudul “Pengaruh Variasi Arus Terhadap Kekuatan Geser Baja St 40 Dengan Model Sambungan 2 Lapis”, guna memenuhi persyaratan untuk menyelesaikan program Strata 1 (S1) pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak baik dalam segi moril maupun materil. Oleh karena itu segala ungkapan terimakasih dipersembahkan kepada:
1. Kedua orangtua kakak dan adik yang selalu memberikan doa, restu, semangat serta bantuan materil bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku dosen pembimbing I yang sangat membantu didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 3. Bapak Drs. M. Jufri, ST, MT selaku dosen pembimbing II yang sangat membantu
didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 4. Teman-teman (Transfer Politeknik Banjarmasin angkatan 2015) yang selalu saling
memberikan dukungan dan motivasi didalam penyusunan serta penyelesaian tugas akhir ini.
5. Teman-teman seperjuangan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang turut membantu didalam penyusunan dan penyelesaian tugas akhir ini.
Dalam tugas akhir ini, diharapkan semoga memberikan banyak manfaat baik bagi penulis sendiri atau pun bagi pembaca yang khususnya mahasiswa Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 26 Juli 2017 Penulis
x DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
POSTER ... ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ... iii
LEMBAR ASISTENSI ... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Tujuan Penelitian ... 3 1.4 Manfaat Penelitian ... 3 1.5 Batasan Masalah ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Studi Pustaka ... 4
xi
2.2.1 Jenis-jenis Pengelasan ... 7
2.2.2 Jenis Jenis Las Berdasarkan Panas Listrik dan Gas ... 11
2.2.3 Jenis Jenis Las Berdasarkan Panas Yang Dihasilkan Campuran Gas ... 12
2.2.4 Jenis Jenis Las Berdasarkan Ledakan dan reaksi isotermis... 12
2.3 Proses Las ... 13
2.4 Jenis Jenis kontruksi Sambungan ... 14
2.4.1 Sambungan pelat... 14
2.4.2 Pengelasan pipa ... 18
2.5 Elektroda ... 22
2.5.1 Standar Kawat Las Listrik ... 23
2.5.2 kawat Las Listrik Baja ... 25
2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Pengelasan ... 25
2.7 Pengertian Tegangan ... 28
2.7.1 Macam-macam Tegangan... 29
2.8 Perhitungan sambungan las untuk beban statis ... 32
2.9 Perhitungan sambungan las dengan pembebanan eksentris .. 36
2.10 Kekuatan Sambungan Las ... 39
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian ... 42
xii
3.2 Variabel Penelitian ... 44
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian... 45
3.4 Bahan dan Alat ... 46
3.5 Metode Penelitian ... 47
3.6 Prosedur Pengujian Uji Geser... 48
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Bahan Eksperimen Sebelum diuji... 50
4.2 Hasil Eksperimen ... 50
4.2.1 Data Penelitian ... 50
4.2.2 Benda Uji Sebelum Pengelasan ... 51
4.2.3 Hasil Pengelasan ... 51
4.3 Hasil Pengujian Geser ... 52
4.3.1 Hasil Pengujian Geser Pada Tiap-tiap Spesimen ... 54
4.4 Analisa Hasil Pengujian Geser ... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 71
5.2 Saran ... 71 DAFTAR PUSTAKA ...
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkain proses las listrik SMAW ... 14
Gambar 2.2 Jenis-Jenis Kontruksi Sambungn Las Sebidang ... 15
Gambar 2.3 Sambungan Lewatan ... 16
Gambar 2.4 Sambungan Tegak ... 17
Gambar 2.5 Sambungan Sudut... 17
Gambar 2.6 Sambungan Sisi ... 17
Gambar 2.7 Penggunaan cincin pengisi ... 21
Gambar 2.8 Geometri sambungan dengan cincin penahan ... 21
Gambar 2.9 Tegangan yang timbul pada penampang ... 28
Gambar 2.10 Tegangan Normal ... 29
Gambar 2.11 Tegangan tarik pada batang penampang A ... 30
Gambar 2.12 Tegangan Tekan ... 30
Gambar 2.13 Tegangan Geser ... 31
Gambar 2.14 Sambungan temu ... 32
Gambar 2.15 Beban geser pada sambungan tumpeng ... 33
Gambar 2.16 Gambar desain mesin pencacah eceng gondok ... 34
Gambar 2.17 Sambungan T dengan beban F dan momen ... 35
Gambar 2.18 Sambungan T silinder ... 35
Gambar 2.19 Sambungan dengan pembebanan eksentris ... 36
Gambar 2.20 Gelegar persegi empat yang dilas pada tumpuan ... 38
Gambar 3.1 Dimensi Benda Uji Tarik ... 46
Gambar 3.2 Mesin uji tarik tarno grocki ... 48
Gambar 4.1 Pemotongan plat sebelum pengelasan ... 51
Gambar 4.2 Bentuk sambungan pada spesimen 1, 2, 3, 4, 5 80A ... 51
Gambar 4.3 Bentuk sambungan pada spesimen 1, 2, 3, 4, 5 90A ... 52
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kondisi Pengelasan Tembus ... 19
Tabel 2.2 Kondisi pengelasan turun dengan elektroda jenis selulosa ... 19
Tabel 2.3 Sifat Minimum Logam Las ... 40
Tabel 2.4 Tegangan Tegangan Yang Diizinkan Oleh Kode AISC ... 41
Tabel 2.5 Faktor konstruksi Tegangan Lelah ... 41
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan ... 45
Tabel 3.2 Hasil Uji Geser ... 49
Tabel 4.1 Bentuk Patahan Hasil Pengujian Geser ... 53
xiii
DAFTAR PUSTAKA
A. Wibowo, Pengaruh Variasi Kampuh Pengelasan Terhadap Kekuatan Impact Baja St 60, 2016
Febri Riyan, Pengaruh Jenis Elektroda dan Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik pada Pengelasan Baja ST 41 Menggunakan Las Smaw, 2017.
Hero Simpein S, dengan Judul Pengaruh Variasi Kuat Arus Las Listrik pada Sudut Kampuh V Ganda terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impact dari Material ST 37, 2011.
http://www.maritimeworld.web.id/2015/02/Jenis-Jenis-Las.html, Diakses pada
tanggal 1 april 2017 http://www.pengelasan.com/2016/03/macam-macam-sambungan-posisi-pengelasan.html http://listiyonobudi.blogspot.in/2011/03/jenis-jenis-sambungan-las_25.html http://teknikmesinmanufaktur.blogspot.com/2015/03/apa-saja-faktor-faktor-yang-memengaruhi.html
Ir. Zainun Ahmad, 1999, Elemen Mesin 1.
Maman Suratman, Spd. 2001. Teknik Mengelas. Bandung. Pustaka Grafika.
Martua Frans P, Studi Eksperimen dan Simulasi Pada Kampuh Pengelasan Busur Listrik Plat Baja ST 40, 2009.
xiv
R. Mursid, Pengaruh Posisi dan Arus Las Terhadap Kecepatan Geser Pengelasan Pada Baja Lunak Dengan Menggunakan Las Busur Listrik AC, 2009.
Riyan Angrisca P, Pengaruh Kuat Arus Pengelasan dan Jenis Elektroda pada Pengujian Tarik Hasil Sambungan Las SMAW pada Baja ST 37, 2017.
Saiful Huda, Ananlisa Pengaruh Variasi Arus dan Bentuk Kampuh pada
Pengelasan SMAW terhadap Distorsi Sudut dan Kekuatan Tarik Sambungan Butt-Join Baja aisi 4140,2013.
Sriwidharto. 1992. Petunjuk Kerja Las. Jakarta. PT Pradnya Paramitha.
Wiryosumarto H., 1988, Teknik Pengelasan Logam, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
