analisa pengaruh waktu gesekan …digilib.its.ac.id/public/its-nondegree-17566-2108030056...tujuan...
TRANSCRIPT
ANALISA PENGARUH WAKTU GESEKAN DENGAN
METODE DIRECT-DRIVE FRICTION WELDING TERHADAP
STRUKTUR MIKRO DAN SIFAT MEKANIK BAJA ST 41 SEBAGAI
ALTERNATIF PENGGANTI PROSES PRODUKSI
AS RODA SEPEDA MOTOR
PROGRAM STUDI DIPLOMA IIIJURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA2011
Oleh:Muhammad Husen Bahasa
2108 030 056
Dosen Pembimbing:Ir. Nur Husodo, M. Sc.
TUGAS AKHIR
Latar Belakang
Tempa manual pada proses pembuatan as rodasepeda motor di industri kecil pasuruan diharapkandirubah dengan menggunakan metode direct-drivefriction welding yang mempunyai hasilpenyambungan yang lebih kuat.
2
LEMAH
KUAT
Perumusan Masalah
3
Penelitian ini menitik-beratkan pada
pengaruh akibat variasi waktu gesekan
pada saat pengelasan material dengan
metode Direct-drive Friction Welding
terhadap struktur mikro dan sifat
mekanik material baja ST 41 dengan
diameter as 12 mm dan segi enam 14
mm, yang akan digunakan sebagai
alternatif pengganti proses produksi as
roda sepeda motor di industri kecil
Pasuruan.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
4
Mengetahui kekuatan sambungan terhadap variasi waktu gesekan saat pengelasan dengan metode direct-drive friction welding terhadap kekuatan tarik dan puntir pada baja ST 41
Mengetahui distribusi kekerasan terhadap hasil pengelasan pada daerah weld nugget, HAZ dan base metal
Mengetahui struktur mikro akhir terhadap hasil pengelasan pada daerah weld nugget, HAZ dan base metal
Salah satu alternatif pengganti metode tempa manual pada as roda sepeda motor produk industri kecil Pasuruan
Batasan Masalah
5
Material yang digunakan adalah baja ST41 yang diasumsikan komposisi kimia yang homogen dan kedua permukaan saat
pengelasan dianggap rata
Kecepatan putaran chuck dianggap konstan saat fase gesekan dan proses dilakukan pada temperatur kamar (30º c).
Seluruh pengukuran variabel pengelasan dianggap tepat seperti pada alat ukur dan kontak material saat pengelasan dinggap lurus
Sifat mekanik ditentukan dengan uji kekerasan, uji tarik, uji puntir dan struktur mikro dengan uji metalografi.
Kondisi peralatan yang digunakan saat pengambilan data diasumsikan terkalibrasi
Kajian Pustaka
6
Landasan Teori
As roda sepeda motor
Baja karbon
Difinisi pengelasan dan variasi las gesek
Kajian Pustaka
7
Penelitian Terdahulu
Wahyu Nugroho (2010) yang menyimpulkan bahwa pengaruh dari parameter tekanan gesek, tekanan tempa dan
durasi gesekan dapat diketahui pada sifat mekanik dan struktur mikro, material yang digunakan adalah baja Karbon
AISI 1045
Alfian Mahdi Firdaus (2010) yang menyimpulkan bahwa efek tekanan tempa pada pengelasan menghasilkan dimensi upset yang bervariasi, material yang digunakan adalah baja
karbon AISI 1045
Kajian Pustaka
8
Penelitian Terdahulu
Anggi Aditya dan Maulana Fajeri (2011) yang membahasrancang bangun mesin Friction Welding yang menghasilkanproduk as sepeda motor dan dibandingkan dengan produktempa manual.
Donny Audinandra, Haris Kusnaini, Eko Nurcahyo danDimas Angga (2011) menyimpulkan bahwa efek waktugesekan pada pengelasan menghasilkan distribusi kekerasandan kekuatan tarik yang bervariasi.
Diagram Alir Penelitian
9
Start
Identifikasi alat
Studi literatur
Pembuatan material
Persiapan mesin las
Uji tarikMaterial baja ST 41 panjang poros 150 mm
dengan diameter 12 mm
1. Jenis alat2. Proses terkait
1. Mesin las gesek2. Material uji3. Jenis pengujianPengumpulan data
AB
Uji PuntirMaterial baja ST 41 panjang poros 60 mm
dengan diameter 12 mm dan segi enam ukuran 14 mm
Uji kekerasan dan metalografiMaterial baja ST 41 panjang poros 50 mm
dengan diameter 12 mm
Diagram Alir Penelitian
10
B A
materialTekanan gesek 173,45 kg/cm2
Waktu gesek (25,35,45,55)detikTekanan tempa 1300 kg/cm2
Siap uji ?
Pengukuran upset dan lebar haz
Uji tarik
Analiasa data dan pembahasan
KESIMPULAN
FINISH
TIDAK
YA
Uji Puntir Uji kekerasan Uji metalografi
Alat
12
Infrared Thermography
Laser Pointer beam
Battray Cover
Measurement trigger
IR sensor
Handle Grip
Mode Button
LCD display
13
Analisa Uji Tarik
Salah satu materila uji tarik yang telah melalui proses
pengelasan metode Direct-Drive friction welding
UJI TARIK
specimen setelah uji tarik (patah sambungan)
specimen setelah uji tarik (patah HAZ)
Pengujian tarik didasarkan pada standart ASTM E8
15
Analisa Uji Puntir
Salah satu material uji puntir yang telah melalui proses
pengelasan metode Direct-Drive friction welding
Grafik waktu gesekan 25,35,45 dan 55
detik terhadap tekanan tempa 1300 kg/cm2
Pengujian puntir dalam percobaan ini dilakukan untuk
mengetahui kekuatan puntir hasil sambungan dengan metode
direct-drive friction welding
16
Analisa Uji Kekerasan
Salah satu specimen uji kekerasan yang telah
melalui proses pengelasan metode Direct-Drive
friction welding
Metode yang digunakan dalam uji kekerasan dalam
pengujian ini adalah Rockwell skala A
18
Analisa Struktur Mikro
ferrite
pearlite
Struktur mikro pada logam induk
ferrite
pearlite
Struktur mikro specimen dengan waktu gesekan
25 detik dan tekanan tempa 1300 kg/cm2.
HAZ LASLASHAZ
ferrite
pearlite
Struktur mikro specimen dengan waktu gesekan
35 detik dan tekanan tempa 1300 kg/cm2.
ferrite
pearlite
HAZ LAS
Struktur mikro specimen dengan waktu gesekan
45 detik dan tekanan tempa 1300 kg/cm2.
ferrite
pearlite
HAZ LAS
Struktur mikro specimen dengan waktu gesekan
55 detik dan tekanan tempa 1300 kg/cm2.
19
Kesimpulan
Metode direct-drive friction
weldingP r o s e s
Waktu relatif cepat
K u a l i t a s p r o d u k
Semakin lama waktu gesek maka sifat mekanik sambungan las akan semakin membaik dengan pemberian tekanan tempa tertentu, akan tetapi sifat mekanik akan kembali menurun jika waktu terlalu lama (55 detik)
Hasil pengujian puntir (150 Nm) jauh lebih baik dari produk as roda industri kecil pasuruan (20 Nm)
Menghasilkan lasan yang baik sehingga tidak patah pada sambungan melainkan pada HAZ pada waktu yang ideal
(45 detik) dengan tekanan tempa (1300 kg/cm2)
Tidak memerlukan filler
Dengan meningkatnya waktu gesekan (25,35,45 detik) dengan pemberian tekanan tempa (1300 kg/cm2), struktur pada logam las akan semakin membaik, namun bila waktu gesekan terlalu
lama maka kondisi sebaliknya akan terjadi
20
Saran
1. Hendaknya penelitian selanjutnya dilakukan dengan melakukan perubahan variabel tekanan gesek dan tekanan tempa.
2. Hendaknya dalam proses penyambungan as sepeda motor di industri kecil pasuruan beralih menggunakan metode direct-drive friction welding