PENGARUH GAS FLOW RATE DAN FILLER FEEDING RATE TERHADAP DISTRIBUSI KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO HASIL PENGELASAN GMAW ALUMINIUM 7075

(1)

PENGARUH

GAS FLOW RATE

DAN

FILLER

FEEDING RATE

TERHADAP DISTRIBUSI

KEKERASAN DAN STRUKTUR MIKRO

HASIL PENGELASAN GMAW ALUMINIUM

7075

Dosen pembimbing :

Prof. Dr. Ir. Sulistijono, DEA

Budi Agung Kurniawan, S.T, MSc.

Oleh :

(2)

a

b

s

t

r

a

k

Dalam proses pengelasan terdapat berbagai permasalahan yang

terjadi, karena banyak faktor yang mempengaruhi hasil pengelasan. Berbagai hal harus diperhitungkan sebelum melakukan pengelasan, untuk mendapatkan hasil pengelasan yang baik seperti sifat mekanik, sifat fisik, komposisi, dan dimensi. Menentukan prosedur pengelasan yang benar adalah langkah yang harus dilakukan agar hasil yang didapatkan akan optimal dan mencegah

terjadinya cacat. Pengelasan pada aluminum merupakan salah satu teknologi pengelasan yang membutuhkan proses tertentu karena dalam prosesnya

aluminium tidak boleh bereaksi dengan oksigen. Pengelasan yang biasa dilakukan pada aluminium adalah GMAW dan GTAW dengan gas pelindung Argon. Dan seri aluminium yang sering dipakai adalah seri 6xxx dan 7xxx. Karena itu pengelasan aluminium perlu dipelajari untuk mendapatkan kualitas yang terbaik dari pengelasan aluminium.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh gas flow rate dan filler feeding rate terhadap distribusi kekerasan dan struktur mikro hasil

pengelasan GMAW (Gas Metal Arc Weld) Aluminium 7075. Dalam penelitian ini digunakan gas flow rate 8 lt/mnt dan 16 lt/mnt serta variasi filler feeding rate 5mm/det, 8 mm/det, 12 mm/det, dan 15 mm/det. Distribusi kekerasan

diperoleh melalui pengujian hardness Rockwell A.

Hasilnya menunjukkan bahwa semakin tinggi gas flow rate semakin tinggi pula nilai kekerasan pada masing-masing daerah lasan. Semakin tinggi gas flow rate menyebabkan butir makin besar. Nilai kekerasan saat filler feeding rate

5mm/detik dan 15mm/detik lebih tinggi dari 8mm/detik dan 12mm/detik.

(3)

(4)

Latar belakang

Penggunaan

Aluminium

sangat luas

dalam dunia

industri

Metdode

pengelasan

GMAW

dapat

mencegah

oksidasi saat

proses

pengelsan

Banyak

terjadi cacat

pada hasil

pengelasan

Aluminium

(5)

Perumusan masalah

• bagaimana pengaruh gas flow rate, dan filler

feeding rate terhadap distribusi kekerasan dan

struktur mikro hasil pengelasan GMAW

(6)

Batasan masalah

Bahan yang digunakan dianggap homogen tanpa

perlakuan

Pengaruh kondisi lingkungan diabaikan.

Pengotor yang masuk selama proses pengelasan

diabaikan

Parameter-parameter las seperti tegangan

listrik, sudut pengelasan dianggap konstan

Hasil pengelasan dinaggap homogen

(7)

Tujuan penelitian

• mempelajari pengaruh

gas flow rate

, dan

filler

feeding rate

terhadap distribusi kekerasan dan

struktur mikro hasil pengelasan GMAW

(8)

(9)

Jurnal pendukung

B.Y.KANG =>

characteristics of alternate supply

gas in aluminium GMA weld

Ar + 67% he dengan gas flow rate 15:5 memiliki

porositas yang lebih rendah dibanding dengan

pure Ag/He dengan gas flow rate 20 lt/mnt

(10)

Jurnal pendukung

• V.Balasubranamanian

Influence of pulse current welding and post weld aging

treatment on fatique crack grow behavior of AA 7075

alloy joints



GMAW dan GTAW dapat dipakai untuk

mengurangi fatigue grow



PCGTAW memberikan ketahanan terhadap

grow fatigue crack dan membrikan sfat

mekanik dan struktur mikro terbaik

(11)

Pengelasan (welding)

adalah suatu teknik penyambungan logam

dengan cara mencairkan sebagian logam induk

dan logam pengisi dengan atau tanpa

tekanan, baik dengan ataupun tanpa logam

tambahan sehingga menghasilkan sambungan

yang kontinyu.

(12)

(13)

Aluminium

PADUAN SERI PENAMAAN

Aluminium, dengan kemurnian 99 % 1XXX Aluminium – Tembaga (Al – Cu) 2XXX Aluminium – Mangan (Al – Mn) 3XXX Aluminium – Silikon (Al – Si) 4XXX Aluminium – Magnesium (Al – Mg) 5XXX Aluminium – Magnesium – Silikon 6XXX Aluminium – Seng (Al – Zn) 7XXX

Paduan lainnya 8XXX

Aluminium merupan jenis logam yang ringan dan mempuntai kekuatan tinggi, serta tahan terhadap korosi dan merupakan konduktor listrik yang baik.

(14)

Aluminium seri 7xxx

Paduan ini termasuk jenis yang dapat

diperlaku-panaskan.

Biasanya

dalam

paduan

Al

–

Zn

ditambahkan Mg, Cu, dan Cr. Kekuatan tarik yang

dapat dicapai lebih dari 50 kg/mm

2

_{, sehingga paduan}

ini dinamakan juga ultra duralium. Berlawanan

dengan kekuatan tariknya, sifat mampu-las dan daya

tahannya

terhadap

korosinya

kurang

menguntungkan. Tetapi belakangan terdapat paduan

Al – Zn – Mg yang merperbaiki,sifat mampu-las dan

ketahanan korosi tersebut.

(15)

Permasalahan dalam pengelasan

aluminium

• _{Pembentukan Lapisan Oksida Al}

₂

_O

₃

• Lubang- lubang halus

• _{Hot Short Cracking}

• Retak logam las

(16)

(17)

Diagram alir

• Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

Pengelasan GMAW dengan

Gas Flow Rate8 lt/menit dan

filler feeding rate : •5 mm/detik •8 mm/detik •12 mm/detik •15 mm/detik Uji kekerasan Data

Analisa data dan pembahasan Penarikan kesimpulan Preparasi alat dan bahan

End Start

Pengelasan GMAW dengan

Gas Flow Rate16 lt/menit danfiller feeding rate :

•5 mm/detik

•8 mm/detik

•12 mm/detik

•15 mm/detik

(18)

B

a

h

a

n

• Base metal

Material yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Aluminium 7075 dengan

tebal 13 mm. komposisi kimia Aluminium 7075 dapat dilihat pada tabel

3.1.

• Gas Argon dengan kemurnian 99.9%

• Filler 5356

Filler Aluminium alloy seri 5356 berdiameter 1 mm, dengan komposisi kimia

sebagai berikut.

• Larutan HF

Larutan HF digunakan untuk etsa pada pengujian metalografi.

• Larutan Aquades

Larutan aquades digunakan untuk melarutkan larutan HF pada proses etsa.

No. Komposisi Kadar (%)

1. Cu 1,68 2. Fe 0,10 3. Mg 2,46 4. Mn 0,02 5. Si 0,07 6. Zn 5,78 No Komposisi Kadar % 1 2 3 4 5 6 7 8 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 0.25 0.40 0.10 0.05-0.20 4.5-5.5 0.05-0.20 0.10 0.06-0.20

(19)

A

L

A

T



Jangka Sorong dan penggaris



Kertas gosok



Gerinda



Gergaji besi



Stopwatch



Kamera Digital



Mikroskop optik



Peralatan pegujian kekerasan



Mesin las MIG – (GMAW) ESAB 400t

Gambar 3.3 Mesin las MIG – (GMAW) ESAB 400t

(20)

(21)

• Untuk identifikasi spesimen serta mempermudah tahap

pengujian selanjutnya maka dilakukan pengkodean

spesimen seperti terlihat pada tabel 3.3.

Gas flow rate

(lt/mnt)

Filler feeding rate

(mm/dtk)

Kode

spesimen

Lebar HAZ

spesimen Lebar HAZ (mm) A1 3 A2 4.4 A3 2.5 A4 3.5 B1 1.5 B2 2.5 B3 3.5 B4 4

(26)

F

o

(32)

F

o

t

o

M

i

k

r

o

Spesimen

B3

(33)

F

o

t

o

M

i

k

r

o

Spesimen

B4

(34)

U

j

i

k

e

k

e

r

a

s

a

n

gas flow rate filler

feeding rate _{nilai kekerasan (HRA)} (lt/menit) (mm/detik) titik

1 titik 2 titik 3 titik 4 titik 5 8 5 13 22 39 47 47 8 9 24 42 35 44 12 12 37 34 36 42 15 17 23 42 38 45 16 5 14 41 42 45 48 8 15 45 39 43 47 12 14 33 42 37 45 15 12 46 43 45 47

Tabel 4.1 nilai Kekerasan dari spesimen dengan Gas flow rate 8 lt/mnt dan 16 lt/mnt

(35)

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 n il ai k ek ek er asan ( HRA) Titik pengujian A1 A2 A3 A4 Gambar 2.27 kurva distribusi kekersan pada spesimen dengan gas flow

rate 8 lt/mnt 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 Nilai k ek er asan (HR A) Titik pengujian B1 B2 B3 B4 Gambar 2.9 kurva distribusi kekerasan spesimen dengan gas

(36)

K

e

s

i

m

p

u

l

a

n

Berdasarkan hasil pengujian dan analisis data yang telah

dilakukan

maka

dapat

ditarik

kesimpulan

sebagai

berikut:

• Kenaikan

gas

flow

rate

menyebabkan

kenaikan

nilai

kekerasan, baik di daerah

weld metal

, HAZ, dan

base metal

. Nilai

kekerasan tertinggi pada hasil pengelasan base metal dengan gas

flow rate 16 lt/mm. Dan semakin tinggi

gas flow rate

menyebabkan

butir-butirnya semakin membesar.

• Nilai kekerasan pada

filler feeding rate

5 mm/detik dan 15 mm/detik

lebih tinggi di bandingkan dengan

filler feeding rate

8 mm/detik dan

12mm/detik.

(37)

S

a

r

a

n

Untuk penelitian selanjutnya ada beberapa saran yang

dapat diperhatikan:

• Untuk pengujian kekerasan sebaiknya mengambil titik uji

lebih banyak dan tepat sasaran agar didapatkan data yang lebih

akurat.

• Untuk mencegah terjadinya kekosongan pada logam pengisi

maka gunakan

filler feeding rate

yang lebih besar dari 8

mm/dtk.

• Agar tidak terjadi porositas maka gunakan

gas flow rate

yang

nilainya lebih dari 8mm/mnt.

(38)

SEKIAN

(39)

Daftar Pustaka

• _______.on fatigue crack growth behaviour of AA7075 aluminium alloy joints. Department of Manufacturing Engineering, Annamalai University

• American Welding Society. 1976. Welding Hand Book vol. 1, 7th edition Fundamentals of Welding. Miami : American Welding Society.

• American Welding Society. 1981. Welding Hand Book vol. 3, 8th materialand applications . Miami : American Welding Society.

• Conwill, Courtney.2007. Investigation of the Quench and Heating Rate Sensitivities of Selected 7000 Series Aluminum Alloys. WORCESTER POLYTECHNIC INSTITUTE.

• I N Budiarsa.2008. Pengaruh besar arus pengelasan dan kecepatan volume alir gas pada proses las GMAW terhadap ketangguhan aluminium 5083.Bali.universitas udayana.

• Sonawan Hery dan Suratman Rochim. 2004. Pengantar untuk Memahami Proses Pengelasan Logam. Bandung. Alfabeta.

• V. Balasubramanian.2006. Influences of pulsed current welding and post weld aging treatment

• Wiryosumarto, Harsono, Prof. Dr. Ir. I986 “ Teknologi Pengelasan Logam “. Edisi keenam. Jakarta : Pradnya Paramitha