BAB 1
PENDAHULUAN
Pada bab 1 ini menjelaskan mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah dan kerangka penelitian yang akan menjadi dasar pemikiran penulisan dan penelitian mengenai “Analisis Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro Baja JIS G3101–SS400 Hasil Las Kombinasi SMAW dan FCAW dengan Variasi Sudut Kampuh Double V”.
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara maritim, hal ini erat kaitannya dengan konstruksi perkapalan, salah satu bagian yang terpenting dalam konstruksi perkapalan ialah lambung kapal. Lambung kapal berfungsi memberi daya apung untuk mencegah kapal dari tenggelam, menopang beban muatan kapal dari gaya tarik akibat hantaman gelombang air laut. Bahkan saat di dok ketika muatan penuh, kapal harus mampu mempertahankan kekuatannya (Mulyatno,2008). Menurut standar JIS G3101 (2010) dan Hadi (2009) material yang digunakan pada aplikasi lambung kapal ialah baja karbon rendah. Salah satu jenis baja konstruksi yang paling umum digunakan adalah baja JIS G3101-SS400. Dalam standar JIS (Japan International Standart) “SS” merupakan singkatan dari Struktural Steel sedangkan
“400” merupakan nilai kekuatan tarik minimumnya dalam satuan MPa. Baja jenis ini banyak digunakan karena memiliki sifat mampu las yang baik. Karena memiliki sifat tersebut, sehingga pada proses penyambungannya menggunakan pengelasan.
Penggunaan teknologi pengelasan akan memberikan hasil yang ringan dan proses produksinya sederhana sehingga biaya yang dikeluarkan menjadi lebih murah (Wiryosumarto, 2004).
Menurut Deutsche Industrie Normen pengelasan yaitu ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang dilakukan dalam keadaan lumer ataupun cair (Yogi, M, 2016). Pada aplikasi pembuatan lambung kapal, metode pengelasan yang sering digunakan adalah SMAW. Pengelasan busur elektroda terbungkus (SMAW) yaitu proses pengelasan pada logam yang panasnya timbul dari busur listrik antara ujung
elektroda terbungkus dan permukaan logam yang terjadi kontak las (Kou, 1987).
Dalam metode ini fluks berfungsi sebagai pembungkus kawat elektroda. SMAW merupakan pengelasan yang sederhana, murah dan ekonomis, portable serta flux terdapat pada elektroda sehingga tidak perlu menggunakan gas pelindung (Sukaini dkk, 2013).
Namun, pada SMAW juga memiliki kekurangan yaitu kualitas dari hasil pengelasan lebih rendah dibandingkan dengan metode pengelasan lain. Hasil las SMAW rentan terjadi defect (cacat) terutama pada root face material berupa incomplete penetration dan juga porosity, karena adanya cacat tersebut dapat mempengaruhi sifat mekaniknya. Pada pengaplikasian di lambung kapal saat beroperasi akan mengalami beban statis atau beban dinamis seperti sagging dan hogging yaitu kondisi kapal saat menerima beban ketika di puncak dan di lembah gelombong. Proses yang terjadi secara terus menerus ini dapat mengakibatkan hasil lasan yang terdapat cacat incomplete penetration dan porosity mengalami crack hingga fatigue. Sehingga untuk meningkatkan sifat mekanik dan memperbaiki permukaan hasil lasan perlu dilakukan pengelasan kombinasi dengan gas yaitu pengelasan FCAW.
Las FCAW yaitu menggunakan kawat las sekaligus elektroda. Elektoda dari las FCAW berbeda dari las SMAW yang berbentuk stick, namun pada las FCAW elektroda yang digunakan berupa kawat gulung (wire roll) yang digerakkan oleh motor listrik. Pengelasan ini menggunakan gas pelindung berupa argon ataupun CO2 sehingga busur yang dihasilkan lebih stabil. FCAW merupakan pengelasan dengan proses otomatis dengan memanfaatkan elektroda wire roll dalam mencairkan logam. Kemudian, FCAW juga memiliki beberapa keunggulan dibandingkan teknik pengelasan yang lain karena teknik ini memiliki kontrol yang baik serta sifat tarik las baja rendah, lalu hasil las yang dihasilkan juga lebih seragam (Dora, 2011).
Berdasarkan kelebihan dari kedua metode pengelasan tersebut, kombinasi pengelasan metode SMAW dengan FCAW mampu untuk meningkatkan kualitas hasil pengelasan dan meminimalkan terjadinya kegagalan pengelasan yaitu incomplete penetration dan porosity terutama pada aplikasi lambung kapal. Adapun faktor lain yang dapat memengaruhi hasil pengelasan yaitu prosedur dan teknik
pengelasan. Prosedur pengelasan yaitu perencanaan atau persiapan sebelum melaksanakan proses pengelasan yang meliputi bentuk las yang sesuai rencana dan spesifikasi yang diperlukan agar mendapatkan hasil yang baik. Agar sambungan kedua logam menghasilkan hasil dan kualitas yang baik diperlukan suatu pengelasan yang tepat dan bentuk kampuh las serta jenis sambungan yang sesuai dengan aplikasi dari hasil lasan tersebut (Wiryosumarto, 2000).
Kampuh las sangat berperan penting dalam memperbaiki desain maupun sifat dari sambungan. Fungsi dari kampuh las yaitu tempat untuk menampung filler metal agar lebih banyak yang merekat pada material las sehigga sambungan las semakin kokoh. Jenis kampuh las ada banyak jenisnya, salah satu yang sering digunakan dalam produksi lambung kapal ialah kampuh V ganda (double V groove). Dalam menerima gaya tekan yang besar dan tahan terhadap kondisi beban statis, bentuk kampuh V ganda sangat cocok untuk diaplikasikan, namun bentuk dan kampuh ini kurang cocok digunakan pada pelat dengan tebal di bawah 10 mm karena kampuh ini lebih tepat digunakan pada pelat dengan tebal 10-20 mm, adapun penelitian ini menggunakan pelat dengan tebal 10 mm maka sangat tepat apabila menggunakan kampuh V ganda. Hal lain yang dapat memengaruhi kekuatan las ialah besar sudut kampuh las, sudut kampuh V ganda berkisar antara 60o-90o agar pembesaran (penetration) sempurna.
Berdasarkan penjelasan di atas maka perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai analisis variasi sudut kampuh V ganda pada pengelasan kombinasi SMAW dan FCAW terhadap struktur mikro dan hasil uji tarik baja JIS G3101- SS400 yang bertujuan untuk mengetahui besar sudut yang paling optimal terhadap sifat mekanik dari hasil pengelasan tersebut.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka rumusan masalah yang diperoleh adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi besar sudut kampuh V ganda terhadap kekuatan tarik baja JIS G3101 SS400?
2. Bagaimana pengaruh variasi besar sudut kampuh V ganda terhadap struktur mikro baja JIS G3101 SS400?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah diuraikan, maka tujuan masalah yang diperoleh adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui variasi besar sudut kampuh V ganda terhadap kekuatan tarik baja JIS G3101 SS400.
2. Untuk mengetahui pengaruh variasi besar sudut kampuh V ganda terhadap struktur mikro baja JIS G3101 SS400.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dapat diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Dapat memberikan informasi mengenai pengaruh besar sudut kampuh V Ganda pada pengelasan kombinasi SMAW-FCAW terhadap sifat mekanik.
2. Dapat menjadi acuan perusahaan dalam menentukan besar sudut kampuh V Ganda pada pengelasan kombinasi SMAW-FCAW.
3. Dapat dijadikan sebagai sumber referensi untuk penelitian lanjutan.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah yang terdapat pada penelitian ini ialah sebagai berikut:
1. Proses pengelasan yang dilakukan yaitu dengan kombinasi metode SMAW dengan arus 90 A, serta metode FCAW dengan arus 220 A.
2. Besar sudut kampuh yang digunakan yaitu 60o, 75o, dan 90o. 3. Material yang digunakan adalah JIS G3101-SS400.
4. Elektroda pengelasan yang digunakan pada SMAW adalah E7018 ∅2,6 𝑚𝑚 dengan range arusnya 70-110A (AWS A5.1) dan pada FCAW elektrodanya adalah E71T-1 ∅1,2 𝑚𝑚 dengan range arusnya 150-360A (AWS/ASME SFA 5.36).
5. Jenis kampuh yang digunakan adalah double V groove.
6. Posisi pengelasan yang dilakukan adalah Down Hand (1G).
7. Gas pelindung yang digunakan pada FCAW adalah CO2. 8. Kecepatan pengelasan konstan.
9. Pengujian Non Destructive Test (NDT) berupa visual test.
10. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian metalografi dan pengujian tarik.
11. Masing-masing pengelasan menggunakan 2 layer.
1.6 Kerangka Pemikiran Penelitian
Pada penelitian ini menggunakan kerangka pemikiran sehingga dapat memberikan gambaran bagi pembaca mengenai penelitian tugas akhir yang dikerjakan. Adapun kerangka pemikiran pada penelitian ini ialah sebagai berikut.
Gambar 1. 1 Kerangka Pemikiran Penelitian
