PENGARUH KETANGGUHAN SAMBUNGAN LAS PADA MATERIAL ALUMINIUM-MAGNESIUM TERHADAP BEBAN IMPAK DENGAN VARIASI SUDUT KAMPUH V 60

PENGARUH KETANGGUHAN SAMBUNGAN LAS PADA

MATERIAL ALUMINIUM-MAGNESIUM TERHADAP BEBAN

IMPAK DENGAN VARIASI SUDUT KAMPUH V 60

o

DAN 90

o

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

HARRY PRAMANA NIM.080401107

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulilah saya ucapkan Kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan nikmat kesehatan dan kesempatan sehingga tugas sarjana ini dapat

selesai. Tugas sarjana yang berjudul “Pengaruh Ketangguhan Sambungan Las

Pada Material Aluminium-Magnesium Terhadap Beban Impak Dengan Variasi Sudut Kampuh V 60o dan 90o” ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di

Departemen Teknik Mesin – Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Selama pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai

penulisan, saya banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu, dalam kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan

terimakasih kepada:

1. Kedua orangtuaku, Ayahanda Ir. Zul Yusri Lubis dan Ibunda T. Sahara

Rosnani yang telah memberikan perhatian, do’a, nasehat dan dukungan baik

moril maupun materil, juga adik-adikku Hendry Prabowo, Cynthia Zulina,

dan Cindy Zulani yang terus menerus memberikan masukan selama

pembuatan tugas sarjana ini.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku dosen pembimbing Tugas

sarjana yang telah banyak membantu menyumbang pikiran dan meluangkan

waktunya dalam memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas sarjana

ini.

3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Zulfikar, ST, MT, Nuzuli, ST, dan kepada timPeneliti Impak Fracture

Research Center (IFRC) yang telah membantu penulis.

5. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin,

Ibu Ismawati, Kak Sonta, Bapak Syawal, Bang Sarjana, dan Bang Lilik yang

6. Anggota dalam tim penelitian ini, Syahrul Ramadhan, dan Ikram atas kerja

sama dan waktu yang diberikan sehingga laporan ini bisa terselesaikan.

Penelitian ini merupakan suatu kesempatan yang sangat berharga bagi saya

untuk dapat meningkatkan ilmu, dan kualitas, serta pengalaman yang tidak

akan pernah saya lupakan.

7. Shanaz Olivia Hutami yang telah memberikan semangat dan kasih sayangnya

agar selalu berjuang menyelesaikan skripsi ini.

8. Seluruh teman–teman stambuk 2008, Munawir, Gio, Ary Fadila, Rozy, Felix,

Maraghi, Ramadhan dan yang lainnya yang namanya tidak dapat saya

sebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan baik selama

perkuliahan maupun dalam pembuatan tugas sarjana ini.

Saya menyadari bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh

sebab itu, saran dan kritik dari pembaca sekalian sangat diharapkan demi

kesempurnaan skrispi ini. Semoga tugas sarjana ini bermanfaat dan berguna bagi

semua pihak.

Medan, Juli 2013

Harry Pramana

ABSTRAK

Salah satu faktor yang mempengaruhi ketangguhan material adalah sifat mekanik

dari material tersebut. Jika material diberi proses pengelasan, maka akan dapat

merubah sifat mekanik dari material tersebut. Untuk mengkaji hal tersebut

disusunlah sebuah konsep penelitian yang terdiri dari dua tahapan. Mengukur

ketangguhan impak hasil pengelasan akibat variasi besar sudut kampuh V 60o dan

90o terhadap variasi paduan aluminium-magnesium dan memeriksa cacat las pada

hasil lasannya. Hasil dari pengujian menunjukkan pengelasan dengan variasi

sudut kampuh V 60o pada paduan paduan aluminium-magnesium dengan kadar

magnesium 2.2% dan dengan sudut kampuh 60o mempunyai nilai ketangguhan

impak rata-rata yang lebih baik dibandingkan sudut kampuh 90o, nilai

ketangguhan impak yang dihasilkan untuk Al 98%-Mg 1.4% dengan sudut

kampuh 60o adalah 0,2877 Joule/mm2, untuk Al 98%-Mg 1.4% dengan sudut

kampuh 90o adalah 0,2739 Joule/mm2, Al 97%-Mg 2.2% dengan sudut kampuh

60o adalah 0,3064 Joule/mm2, dan untuk Al 97%-Mg 2.2% dengan sudut kampuh

90o adalah 0,3038 Joule/mm2. Pengujian pada pengelasan oxy-acetylen gas untuk

paduan aluminium-magnesium, menunjukkan bahwa sudut kampuh dan

penambahan kadar magnesium mempengaruh hasil lasan (ketangguhan impak).

Kata kunci: ketangguhan impak, pengelasan oxy-acetylene, sudut kampuh,

ABSTRACT

One of the factors that affect material toughness is the mechanical properties of

the material . If the material given welding process , it will be able to change the

mechanical properties of the material . To look into the matter was composed of a

concept study consisted of two phases . Measuring the impact toughness weld

seam angle due to large variations in V 60o and 90o to the variation of

aluminum-magnesium alloy welding defects and check on the results welding . Results of the

testing showed the variation of the welding seam V 60o angle on

aluminum-magnesium alloy with aluminum-magnesium levels of 2.2 % and at an angle of 60o seam has

a value of impact toughness on average better than the seam angle 90o, the

resulting impact toughness values for Al 98%-Mg1.4% at an angle of 60° is

0.2877 Joule/mm2 hem , for the Al 98%-Mg 1.4 % at an angle of 90° is 0.2739

Joule/mm2 hem, Al 97 %-Mg 2.2% at an angle of 60o hem is 0,3064 Joule/mm2,

and 97 % for Al-Mg 2.2 % at an angle of 90° is 0.3038 Joule/mm2 hem . Tests on

Oxy-Acetylene gas welding for aluminum-magnesium alloy, showed that the

addition of the corner seam and welded magnesium levels influence the outcome

(impact toughness).

Keywords: impact toughness, oxy-acetylene welding, seam angle,

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ... i

ABSTRAK ………. iii

DAFTAR ISI ……….. v

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR NOTASI ………... xi

BAB 1 PENDAHULUAN ……….. 1

1.1 Latar Belakang ……….... 1

1.2 Perumusan Masalah ……….... 2

1.3 Tujuan Penelitian ……… 3

1.3.1 Tujuan Umum ……….. 3

1.3.2 Tujuan Khusus ……….. 3

1.4 Batasan Masalah ………. 3

1.5 Manfaat Penelitian ……….. 4

1.6 Sistematika Penulisan ………. 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ………. 6

2.1 Pengelasan ……….. 6

2.1.2 Las Oxy-Acetylene ………... 8

2.2 Pengelasan pada Aluminium ……….. 15

2.2.1 Aluminium dan Paduannya ……….. 15

2.2.2 Sifat Umum Dari Beberapa Jenis Paduan ………… 15

2.2.3 Paduan Aluminium Magnesium……..……….. 18

2.2.4 Sifat Mampu Las ... 19

2.3 Cacat Pada Las ……… 20

2.4 Metode Non Destructive Test……… 32

2.5 Uji Impak ……… 36

2.5.1 Pengujian Impak Metode Charpy ………. 37

2.5.2 Mesin Uji Impak ……… 38

2.5.3 Jenis Patahan ... 43

2.6 Kampuh Las ……… 44

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ……… 48

3.1 Jadwal Penelitian dan Lokasi Penelitian ………. 48

3.2 Metode Penelitian ……… 48

3.3 Variabel-Variabel Pengujian ………... 49

3.3.1 Spesimen ……… 49

3.3.2 Elektroda yang Digunakan ……… 50

3.3.3 Proses Pembentukan ……….. 51

3.5 Prosedur Pengujian Impak ……….. 54

3.6 Prosedur Pembentukan Kampuh ...……….. 58

3.6 Diagram Alir ………... 59

BAB 4 HASIL DAN DISKUSI ……….. 60

4.1 Pendahuluan ………... 60

4.2 Hasil Pengujian ……….. 60

4.2.1 Hasil Pengujian Cacat Las …...………. 60

4.2.2 Hasil Pengujian Impak …...………. 61

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ………...………... 72

5.1 Kesimpulan ………. 72

5.2 Saran ……… 73

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Klasifikasi pengelasan ………. ₈

Gambar 2.2. Tabung oksigen dan acetylene………. ₉

Gambar 2.3. Nyala karburasi ………. ₁₁

Gambar 2.17. Penetrasi berlebihan ……….. ₂₇

Gambar 2.18. Retak akar ………. ₂₈

Gambar 2.25. Pembebanan metode Charpy dan metode Izod …………... ₃₇

Gambar 2.26. Mesin uji impak charpy ………... ₃₉

Gambar 2.28. Sifat-sifat patahan ………... ₄₄

Gambar 2.29. Jenis-jenis sambungan las ………... ₄₇

Gambar 3.1. _{Kawat las AWS-A5.2 ... 50}

Gambar 3.2. Bentuk dan ukuran spesimen ……… ₅₁

Gambar 3.3. Spesimen yang telah disemprot cairan penetran ………….. ₅₃

Gambar 3.4. Cairan developer, penetran, dan cleaner ………... ₅₃

Gambar 3.5. Mesin impak Charpy ……… ₅₄

Gambar 4.1. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar

magnesium 1.4% dan sudut kampuh 90o……….. 62 Gambar 4.2. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar

magnesium 2,2% dan sudut kampuh 90o……….. 63 Gambar 4.3. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar

magnesium 1,4% dan sudut kampuh 60o……….. 64 Gambar 4.4. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar

magnesium 2,2% dan sudut kampuh 60o……….. 64

Gambar 4.5. Grafik perbandingan nilai variasi kadar magnesium

terhadap sudut kampuh 60o………... 68

Gambar 4.6. Grafik perbandingan nilai variasi kadar magnesium

terhadap sudut kampuh 90o………... 69 Gambar 4.7. Grafik nilai ketangguhan impak pada spesimen ...

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium

dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 90o………… ₆₂

Tabel 4.2. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium

dengan kadar magnesium 2,2% dan Sudut kampuh 90o………… 63

Tabel 4.3. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium

dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 60o………… 63

Tabel 4.4. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium

dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 60o………… 64

Tabel 4.5. Hasil perhitungan data ……….. 67

Tabel 4.6. Perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut

kampuh 60o ... 68

Tabel 4.7. Perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut

DAFTAR NOTASI

Ep = Energi Potensial.

Em = Energi Mekanik.

I = Nilai ketangguhan impak (Joule/mm2)

E = Energi yang diserap (Joule)

m = Massa Bandul (Kg)

g = Gravitasi (m/s2)

h1 = Ketinggian awal bandul (m)

h2 = Ketinggian akhir bandul (m)

λ = Jarak lengan pengayun (m)

α = Sudut posisi awal pendulum

β = Sudut posisi akhir pendulum