1
BAB I
PENDAHULUAN
Bab 1 akan 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 Nilai Impact dan Struktur Mikro Daerah Weld Metal Dengan Variasi Arus Pengelasan Kombinasi SMAW dan FCAW Double V Groove Pada Material Baja ASTM A36”.
1.1 Latar Belakang
Indonesia merupakan negara yang memiliki luas lautan melebihi dari luas daratannya. Dengan berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi mampu membuat industri perkapalan di indonesia juga ikut berkembang. Di industri perkapalan, pelat baja merupakan suatu komponen yang peranannya sangat penting dalam perancangan kapal, terutama di bagian lambung kapal. Menurut Dikwan (2019) penggunaan baja karbon rendah sangat banyak salah satunya yaitu dalam pembuatan lambung kapal yang umumnya menggunakan baja ASTM A36.
Pada baja ASTM A36 memiliki ketangguhan dan keuletan tinggi. Menurut Hasan (2016) Plat baja ASTM A36 memiliki kekuatan yang baik dan juga bentuknya dapat dirubah dengan menggunakan mesin, selain itu baja ASTM A36 juga dapat dilakukan proses pengelasan.
Pada bagian lambung kapal konstruksi yang digunakan harus sangat kuat atau kokoh agar mampu menahan beban muatannya dan juga berat dari kapal itu sendiri, serta tekanan yang berasal dari luar (seperti beban kejut yang mengenai lambung kapal). Lambung kapal akan mengalami retak yang dapat menimbulkan kebocoran yang disebabkan dari adanya beban kejut yang sangat besar, yang berasal dari laut. Menurut BKI (2021) Nilai impak minimun yang dapat diterima oleh lambung kapal pada daerah weld metal baja ASTM A36 yaitu sebesar 47 Joule. Proses pengelasan memiliki peranan yang sangat penting dalam pembuatan konstruksi lambung kapal. Penggunaan dari proses pengelasan dapat menjadikan
2 hasil konstruksi lebih variatif, serta proses produksi yang sederhana sehingga cost yang digunakan dapat lebih murah.
Pengelasan merupakan proses penyambungan dari logam yang dilakukan melalui pencairan sebagian dari logam induk dan dari logam pengisi, dapat diberi tekanan ataupun tanpa tekanan dan akan didapatkan suatu sambungan yang stabil.
Penggunaan dari proses penyambungan dengan pengelasan ini memiliki keuntungan yaitu pelaksanaan relatif lebih cepat, lebih ringan, biaya yang relatif murah dan bentuk konstruksi yang lebih variatif (Wiryosumarto, 2004). Menurut Yoshida (1963) Dalam pengaplikasian untuk membuat lambung kapal, pengelasan yang umum dipakai ialah las Shield Metal Arc welding (SMAW). Keunggulan menggunakan pengelasan SMAW yaitu cost yang dikeluarkan relatif murah, portable serta elektrodanya mudah didapatkan dalam banyak ukuran serta diameter yang beragam. Hal yang dapat dilakukan agar dapat meningkatkan kualitas hasil pengelasan yaitu dapat dilakukannya pengelasan kombinasi dengan suatu pengelasan yang menggunakan gas yang berfungsi untuk meningkatkan sifat mekanik dari hasil pengelasan. Salah satu pengelasan yang menggunakan gas ialah pengelasan Flux-Cored Metal Arc Welding (FCAW).
Menurut Wiryosumarto (1985) las Shield Metal Arc Welding (SMAW) ialah suatu proses pengelasan yang memakai busur listrik sebagai masukan panas agar dapat mencairkan base metal. Busur nyala listrik dapat terbentuk diantara elektroda terlindung dan base metal. Panas busur listrik menyebabkan logam induk dan ujung dari elektroda dapat mencair dan juga membeku secara bersamaan. Proses pengelasan ini biasanya dengan menggunakan elektroda logam yang dibungkus dengan menggunakan fluks. Flux dalam proses pengelasan berfungsi untuk membungkus elektroda, lalu kemudian akan meleleh dan kemudian akan membentuk slag yang dapat menutupi logam cair yang terkumpul pada sambungan serta berguna untuk penghalang terjadinya oksidasi. Menurut Marwanto (2007) Pengelasan SMAW memiliki keuntungan diantaranya yaitu dapat digunakan untuk mengelas bermacam-macam tipe material, peralatan yang digunakan relatif murah, dan mudah untuk dibawa. Kekurangan pengelasan SMAW yaitu pada saat akan melakukan pengelasan berikutnya maka slag yang
3 masih ada harus dibersihkan dan kualitas pengelasannya lebih rendah dari pada pengelasan lainnya.
Pengelasan FCAW (Flux-Cored Arc Welding) adalah suatu las busur gas dengan menggunakan kawat las sebagai elektrodanya. Elektroda dapat berupa kawat gulung (roll) yang pergerakannya dapat diatur motor listrik. Pengelasan ini biasanya menggunakan gas CO2 yang berfungsi untuk pelindung busur. Las FCAW merupakan proses otomatis yang menggunakan elektroda wire roll untuk mencairkan logam. Pengelasan FCAW dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan metode pelindung yaitu self shielding FCAW dan gas shielding FCAW dua metode ini dapat menghasilkan terak las, terak las ini berasal dari flux di dalam kawat las yang memiliki fungsi untuk melindungi logam saat terjadi proses pembekuan. Kedua metode tersebut memiliki perbedaan yaitu terletak pada tambahan sistem pemasok gas dan welding torch (welding gun) yang digunakan (Pratama,2019). Menurut Groover (2013) pengelasan FCAW dapat menghasilkan sambungan las yang memiliki kualitas sangat tinggi, halus dan seragam dan juga elektroda dalam pengelasan ini berdiameter kecil sehingga mampu mengelas benda kerja dengan penampang yang kecil atau terbatas. Gas pelindung yang digunakan ialah karbon dioksida untuk baja ringan atau campuran argon, dan karbon dioksida digunakan untuk baja tahan karat. Pengelasan FCAW memiliki kekurangan yaitu biaya produksi yang dibutuhkan besar. Menurut Zulaida (2018) Pengelasan FCAW dapat digunakan dalam industri perkapalan, salah satunya yaitu untuk lambung kapal.
Dalam proses pengelasan kampuh las merupakan suatu hal yang perlu diperhatikan. Kampuh las adalah bagian dalam logam induk yang diisi oleh logam las (weld metal). Kampuh las berbentuk seperti kolam las (weld pool) yang diisi oleh logam las. Besarnya sudut kampuh las dapat mempengaruhi hasil kekuatan las. Terdapat berbagai macam kampuh las, diantaranya ialah kampuh double V, single V, double U, single U dan lain-lain. salah satu jenis kampuh yang paling baik untuk digunakan adalah kampuh double V. Namun bentuk kampuh double V groove kurang cocok untuk digunakan dengan plat yang memiliki ketebalan di bawah 5 mm. Pada umumnya kampuh double V groove digunakan pada plat
4 dengan ketebalan 5-20 mm dan sudut kampuh double V groove yaitu sebesar 60°- 90° (Wiryosumarto,1985).
Salah satu faktor yang mempengaruhi sifat mekanik dari suatu pengelasan yaitu arus. Pemberian arus yang sesuai akan menghasilkan sambungan lasan yang memiliki sifat mekanik yang baik, dengan demikian juga akan menghasilkan nilai ketangguhan yang baik. Variasi arus yang digunakan dalam penelitian ini untuk pengelasan SMAW yaitu 60A, 75A dan 90A. Variasi arus yang digunakan tersebut berdasarkan elektroda yang digunakan yaitu E7018 dengan diameter 2,6 mm, range arus yang sesuai ialah 65A-90A yang mengacu pada standar AWS A5.1/A5.1M, 2004. Dan variasi arus yang digunakan dalam pengelasan FCAW yaitu 190A, 205A dan 220A, berdasarkan elektroda E71T-1C dengan diameter 1,2 mm, range arus yang sesuai ialah berkisar antara 120A-300A berdasarkan kobelco welding handbook, 2019. Dan pada penelitian ini variasi arus yang digunakan berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Jatmoko dkk, 2021.
Dalam penelitian ini pembuatan takik dilakukan pada bagian cross section sehingga takik mengenai antara pengelasan SMAW dan FCAW, Takik dibuat demikian agar dapat diketahui karakteristik dari pengelasan yang telah dilakukan.
Dengan melakukan pengelasan kombinasi ini bisa meningkatkan nilai kekuatan impact dari pengelasan SMAW.
Berdasarkan beberapa uraian diatas maka perlu dilakukannya penelitian mengenai Analisis pengaruh variasi kuat arus pada pengelasan kombinasi SMAW dan FCAW Daerah Weld Metal Material Baja ASTM A36 terhadap nilai impact yang memiliki tujuan untuk mengetahui besar kuat arus yang paling baik terhadap sifat mekanik dari hasil las yang telah dilakukan.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka perumusan masalah yang diperoleh adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh besar variasi arus pada pengelasan SMAW dan FCAW kampuh Double V-Groove terhadap nilai impact weld metal pada material baja ASTM A36?
5 2. Bagaimana pengaruh besar variasi arus pada pengelasan SMAW dan FCAW kampuh Double V-Groove terhadap struktur mikro weld metal pada material baja ASTM A36?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan perumusan masalah yang telah diuraikan, maka tujuan penelitian adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui dan menganalisis pengaruh besar variasi arus pada pengelasan SMAW dan FCAW kampuh Double V-Groove terhadap nilai impact weld metal pada material baja ASTM A36.
2. Untuk mengetahui dan menganalisis pengaruh besar variasi arus pada pengelasan SMAW dan FCAW kampuh Double V-Groove terhadap struktur mikro weld metal pada material baja ASTM A36.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dapat diberikan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mampu memberi informasi mengenai pengaruh arus terhadap nilai impact dan struktur mikro pada pengelasan kombinasi SMAW dan FCAW daerah weld metal material A36.
2. Mampu memberikan informasi mengenai pengerauh pengelasan kombinasi SMAW dan FCAW terhadap nilai Impact dan struktur mikro daerah weld metal pada material A36.
3. Dapat berperan penting pada proses pengembangan teknologi dan pengaplikasiannya pada dunia industri yang berhubungan dengan pengelasan kombinasi SMAW dan FCAW.
4. Dapat dijadikan sebagai sumber referensi penelitian lanjutan.
1.5 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Proses pengelasan yang digunakan yaitu kombinasi antara Shield Metal Arc Welding (SMAW) dan Flux Core Arc Welding (FCAW)
