menggunakan metode pengelasan tig dengan … filespesimen sebelum dilakukan pengelasan dengan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

KUALITAS REPAIR WELDING

MENGGUNAKAN METODE PENGELASAN TIG DENGAN

PERLAKUAN PREHEATING DAN POST WELD HEAT TREATMENT

PADA CAST WHEEL ALUMINIUM

SKRIPSI

Oleh :

DEWI RIMA RATRI SIWI

K2512027

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juni 2016


commit to user

ii


commit to user

iii

KUALITAS REPAIR WELDING



PADA CAST WHEEL ALUMINIUM

Oleh :

DEWI RIMA RATRI SIWI

K2512027

SKRIPSI

Ditulis dan diajukan untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana

Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Juni 2016


commit to user

iv


commit to user

v


commit to user

vi

ABSTRAK

Dewi Rima Ratri Siwi. K2512027. KUALITAS REPAIR WELDING



PADA CAST WHEEL ALUMINIUM. Skripsi, Surakarta : Fakultas Keguruan

dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, Juni 2016.

Tujuan penelitian ini adalah (1) Untuk mengetahui komposisi kimia pada

cast wheel aluminium. (2) Untuk menemukan perbedaan struktur mikro pada

spesimen sebelum dilakukan pengelasan dengan spesimen setelah dilakukan

pengelasan Tungsten Inert Gas (TIG) dengan perlakuan preheating dan Post Weld

Heat Treatment (PWHT). (3) Untuk menemukan perbedaan kekuatan impak pada

spesimen sebelum dilakukan pengelasan dengan spesimen setelah dilakukan

pengelasan TIG dengan perlakuan preheating dan Post Weld Heat Treatment. (4)

Untuk menemukan perbedaan nilai kekerasan pada spesimen sebelum dilakukan

pengelasan dengan spesimen setelah dilakukan pengelasan TIG dengan perlakuan

preheating dan Post Weld Heat Treatment.

Spesimen yang digunakan dalam penelitian ini adalah cast wheel

aluminium. Teknik analisis data yang diterapkan dalam penelitian ini adalah

deskriptif komparatif. Dimana hasil pengamatan dianalisis secara deskriptif

kemudian membandingkan hasil pengamatan pada spesimen sebelum dilakukan

pengelasan dengan spesimen setelah dilakukan proses pengelasan TIG dengan

perlakuan preheating dan Post Weld Heat Treatment. Pengamatan dilakukan pada

hasil uji komposisi kimia, struktur mikro, kekuatan impak dan kekerasan sebelum

dan sesudah dilakukan pengelasan TIG dengan perlakuan preheating dan Post

Weld Heat Treatment.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa (1) Cast wheel

yang digunakan dalam penelitian berbahan dasar aluminium cast alloy jenis

AA.445.2 yang memiliki sifat non heat treatable, kekuatan dan keuletan yang

sedang namun tahan aus dan tahan terhadap korosi serta memiliki sifat mampu cor

yang baik. (2) Struktur mikro pada spesimen sebelum pengelasan berupa paduan

aluminium primer (α-Al) dengan dikelilingi butiran Al dan Si. Sedangkan pada

daerah HAZ terjadi perpindahan Al menuju aluminium primer (α-Al) sehingga

butiran Si membentuk paduan Si primer diantara Aluminium primer (α-Al). (3)

Nilai kekuatan impak pada spesimen hasil pengelasan lebih tinggi daripada nilai

kekuatan impak pada spesimen sebelum dilakukan pengelasan, yaitu 0,0616

J/mm2 dan 0,0384 J/mm

2 . (4) Nilai kekerasan pada spesimen sebelum dilakukan

proses pengelasan menunjukkan hasil yang lebih tinggi, yaitu 103,381 VHN dan

pada pada daerah las nilai kekerasannya lebih rendah yaitu 44,051 VHN,

sedangkan nilai kekerasan pada HAZ adalah 37,943 VHN dan 35,465 VHN pada

base material.

Kata Kunci : Pengelasan TIG, repair welding, cast wheel, preheating, PWHT


commit to user

vii

ABSTRACT

Dewi Rima Ratu Siwi. K2512027. REPAIR WELDING QUALITY USING

TIG WELDING METHODS WITH PREHEATING AND POST WELD

HEAT TREATMENT ON ALUMINUM CAST WHEEL. Mini-thesis ,

Surakarta: Faculty of Teacher Training and Education Sebelas Maret University,

June 2016.

The Purpose of this research are: (1) To know chemical composition on

allumminium cast wheel; (2)To find micro structure differentiation of speciment

before do welding and speciment after do Tungsten Inert Gas (TIG) welding with

given preheating and Post Weld Heat Treatment (PWHT); (3)To find

differentiation of impact strength speciment before do welding and speciment

after do TIG welding with given preheating and PWHT; (4)To find differentiation

speciment’s hardeness level before do welding and after do TIG welding with

given preheating and PWHT.

Speciment which is used on this research is aluminum cast wheel or

aluminum velg. The technical of data analysis that used on this research is a

comparative descriptive methods, where the observation result is analyzed by

describe the observation result and then compare the observation result between

speciment before do welding and speciment after do TIG welding with given

preheating and PWHT. Observation conducted the result of chemical composition

test, the result of micro structure test, the result of impact strength test, and the

result of hardeness level before and after do TIG welding with given preheating

and PWHT.

Based on the result of this research, it can be concluded that: (1) Cast

wheel which is used on this research is made of aluminum type cast alloy

AA.445.2 which has non-heat treatable characteristic, medium strength and

tenacity but resistant towards worn-out, and resistant towards corrotion, and

having a good formability cast charracteristic; (2) On the speciment before do

welding, it can see that spread of Si are much larger and equally surround the Al.

Welding area is an area which attached by heat from the TIG welding processes

then freezed, so that the micro structure became changed. On the welding area, Si

spreading looked like a little fewer and not equally surround the Al. Meanwhile,

on the HAZ area, it can see that Si particle is larger and not equally spreaded; (3)

Impact strength value on the welded speciment is higher than impact strength

value before do welding that is 0.0616 J/mm2 and 0.0384 J/mm

2; (4) Hardeness

level on the speciment before do the welding processes is showed higher result,

that is 103,381 VHN. And on the welding area, the hardeness level is lower that is

44,051 VHN, whereas the hardeness level on HAZ is a 37,943 VHN and 35,465

VHN on the base material.

Keywords: TIG Welding, Repair Welding, Cast Wheel, Preheating, PWHT.


commit to user

viii

HALAMAN MOTTO

Barang siapa yang menempuh jalan untuk menuntut ilmu, maka Allah akan

memudahkan jalan menuju surga. (H.R. Muslim)

Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali terlihat mustahil, kita baru yakin kalau

kita telah berhasil melakukannya. (Evelyn Underhill)

Mengusai logam menguasai dunia. (Politeknik Manufaktur Ceper)

Saya datang, saya bimbingan, saya revisi, saya ujian, dan saya revisi lagi, saya

menang. (Penulis)

Guru adalah satu-satunya profesi yang menciptakan berbagai macam profesi.

Lakukan dengan ikhlas dari hati, sesuatu yang dari hati akan sampai ke hati.

(Penulis)

Bila kegagalan itu bagai hujan dan keberhasilan itu bagai matahari, maka butuh

keduanya untuk melihat pelangi. (Penulis)

Filosofi padi” semakin berisi maka semakin merunduk” maknanya “semakin kita

merasa bisa maka kita harus semakin bisa merasa”. (Darwis Tere Liye)

We will never know before we do so. Remember on, thing, the work we do will

be worth it. (Penulis)

Ketika kita merasa sudah salah jurusan, bukan berarti kita harus salah masa depan.

(Penulis)


commit to user

ix

PERSEMBAHAN

Perjuangan merupakan pengalaman berharga yang dapat menjadikan kita sebagai

manusia yang lebih berkualitas.

Skripsi ini saya persembahkan untuk :

Bapak Aris Budiyono dan Ibu Sukini

Orang tua terhebat ku. Terimakasih untuk segala kekuatan yang kalian

berikan dalam setiap langkahku hingga aku bisa tetap bertahan dan

meneruskan perjalananku meskipun sesulit apapun. Terimakasih untuk

setiap tetes keringat kalian. I love you more than the world.

Dewantoro Wahyu Saputo Aji

Satu-satunya adekku yang paling aku sayang, yang paling bandel, paling

keras kepala, paling manja, semoga next time kita bisa sama-sama

membahagiakan bapak ibu kita.

Adhi Yuniarto Utomo

Seseorang yang telah menemani perjalananku selama 6 tahun terakhir ini,

yang selalu mengajari kesabaran, memberikan motivasi, terimaksih

perawatku. Jangan pernah berubah.

Setiana Wulan, Ria, Suparyani, Rosandi

Terimakasih untuk dukungannya, bantuannya, dan hiburannya.

Teman-Teman PTM tahun 2012

Terimakasih untuk kebersamaan selama ini. Terimakasih telah menjadi

keluarga baru.

Sobat keluarga kecil

Terimakasih untuk setiap canda, tawa dan kebahagiannya, meskipun hanya

dengan cara sederhana. Terimakasih untuk penerimaan kalian.

Universitas Sebelas Maret

Terimakasih telah memberikan kesempatan untuk menimba ilmu dalam

mewujudkan cita-cita.


commit to user

x

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum, Wr.Wb

Segala puji syukur atas kehadirat Allah S.W.T. yang karena anugerah

dari Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “KUALITAS

REPAIR WELDING MENGGUNKAN METODE PENGELASAN TIG

DENGAN PERLAKUAN PREHEATING DAN POST WELD HEAT

TREATMENT PADA CAST WHEEL ALUMINIUM” dengan lancar tanpa

kendala berarti dan dalam keadaan kesehatan yang terbaik.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar

sarjana pendidikan pada program studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis

menyadari bahwa selesainya skripsi ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan serta

arahan dari beberapa pihak. Maka dari itu dengan ini penulis menyampaikan

ucapan terimakasih kepada:

1. Prof. Dr. Joko Nurkamto,M.Pd., selaku Dekan Fakultas Keguruan Ilmu

Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Suharno. S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Pendidikan Teknik

Mesin, Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

Surakarta.

3. Budi Harjanto, S.T., M.Eng., selaku pembimbing I, yang selalu memberikan

arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

4. Dr. Eng. Nyenyep Sriwardani S.T.,M.T., selaku pembimbing II yang selalu

memberikan arahan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini.

5. Kepala INLASTEK Surakarta yang telah memberikan kesempatan untuk

melakukan proses pengelasan di bengkel pengelasan.

6. Keplala Laboratorium Politeknik Manufaktur Ceper, yang telah memberikan

kesempatan untuk melakukan pengujian komposisi kimia.

7. Kepala Laboratorium Bahan Teknik, Universitas Gadjah Mada , yang telah

memberikan Izin dan kesempatan untuk melakukan pengujian bahan di

laboratorium.


commit to user

xi

8. Semua pihak yang turut serta membantu dalam penyusunan skripsi ini yang

tidak bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari jika skripsi ini masih jauh dari sempurna karena

keterbatasan dari penulis. Maka dari itu penulis dengan senang hati menerima

kritik dan saran yang membangun demi sempurnanya skripsi ini. Meskipun

demikian penulis berharap agar skripsi ini bisa bermanfaat bagi semua pihak,

penulis pada khusunya dan bagi para pembaca pada umunya.

Surakarta, Juni, 2016

Penulis


commit to user

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ ii

HALAMAN PENGAJUAN ............................................................................. iii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iv

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... v

HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. vi

HALAMAN MOTTO ..................................................................................... viii

HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... ix

KATA PENGANTAR .................................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xvi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ....................................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ............................................................................. 5

C. Pembatasan Masalah ........................................................................... 5

D. Rumusan Masalah ............................................................................... 6

E. Tujuan Penelitian ................................................................................ 6

F. Manfaat Penelitian .............................................................................. 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERFIKIR DAN HIPOTESIS

A. Kajian Pustaka ............................................................................................... 8

1. Cast Wheel Aluminium dan Paduan Aluminium ............................. 8

2. Sifat Fisik dan Mekanik Bahan ....................................................... 19

3. Repair Welding ................................................................................ 21

4. Pengelasan Tungsten Inert Gas ....................................................... 20

5. Perlakuan Preheating ...................................................................... 28


commit to user

xiii

6. Perlakuan Post Weld Heat Treatment ............................................. 30

7. Uji Komposisi .................................................................................. 34

8. Uji Struktur Mikro .......................................................................... 35

9. Uji Kekerasan .................................................................................. 37

10. Uji Impak ......................................................................................... 39

B. Kerangka Berpikir ......................................................................................... 41

C. Hipotesis Penelitian ...................................................................................... 43

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................................... 45

1. Tempat Penelitian ................................................................................... 45

2. Waktu Penelitian .................................................................................... 45

B. Rancangan/Desain Penelitian ........................................................................ 46

C. Populasi dan Sampel ..................................................................................... 47

D. Teknik Pengambilan Sampel ........................................................................ 48

E. Teknik Pengumpulan Data ............................................................................ 49

F. Instrument Penelitian .................................................................................... 50

G. Analisis Data ................................................................................................. 51

H. Prosedur Penelitian ....................................................................................... 54

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian ............................................................................................. 62

1. Deskripsi Data ........................................................................................ 62

a. Uji Komposisi Kimia ....................................................................... 63

b. Uji Struktur Mikro ........................................................................... 63

c. Uji Kekuatan Impak ......................................................................... 64

d. Uji Kekerasan .................................................................................. 64

2. Pengujian Hipotesis Hasil Analisis Data ................................................ 65

a. Analisis Data Hasil Uji Komposisi Kimia ....................................... 65

b. Analisis Data Hasil Uji Struktur Mikro ........................................... 65

c. Analisis Data Hasil Uji Impak ......................................................... 66

d. Analisis Data Hasil Uji Kekerasan .................................................. 66

B. Pembahasan .................................................................................................. 67

1. Analisis Data Hasil Uji Komposisi Kimia .............................................. 67


commit to user

xiv

2. Analisis Data Hasil Uji Struktur Mikro .................................................. 68

3. Analisis Data Hasil Uji Impak ................................................................ 71

4. Analisis Data Uji Kekerasan .................................................................. 73

BAB V SIMPULAN, IMPLIKASI, DAN SARAN

A. Simpulan ................................................................................................. 77

B. Implikasi ................................................................................................. 78

C. Saran ....................................................................................................... 79

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................... 80

Lampiran


commit to user

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Diagram Fasa Al-Si .................................................................... 13

Gambar 2.2 Konstruksi Pengelasan TIG ........................................................ 24

Gambar 2.3 Proses Las TIG ......................................................................... 24

Gambar 2.4 Konstruksi Komponen Las AC .................................................... 26

Gambar 2.5 Konstruksi Komponen Las DC ................................................... 27

Gambar 2.6 Spectrometer Metal Scan ............................................................ 35

Gambar 2.7 Alat Uji Struktur Mikro ............................................................... 37

Gambar 2.8 Mesin Uji Kekerasan Vicker ....................................................... 38

Gambar 2.9 Skema Indentasi Vicker .............................................................. 39

Gambar 2.10 Tipe Spesimen dan Susunan Pengujian Impak ......................... 40

Gambar 2.11 Pengujian Impak dengan Standar ASTM .................................. 40

Gambar 2.12 Kerangka Berpikir ..................................................................... 43

Gambar 3.1 Cast Wheel Aluminium Sebagai Populasi ................................... 47

Gambar 3.2 Sampel Penelitian Uji Struktur Mikro ........................................ 48

Gambar 3.3 Sampel Penelitian Uji Kekuatan Impak ...................................... 48

Gambar 3.4. Sampel Penelitian Uji Kekerasan ............................................... 48

Gambar 3.5. Proses Penelitian ........................................................................ 54

Gambar 3.6. Hubungan Suhu, Waktu Perlakuan Pada Material ..................... 57

Gambar 3.7. Hubungan Suhu, Waktu Perlakuan Aluminium ......................... 58

Gambar 4.1. Struktur Mikro pada Raw Material ............................................ 69

Gambar 4.2. Struktur Mikro pada LAS-HAZ ................................................. 69

Gambar 4.3. Struktur Mikro pada LAS ........................................................... 70

Gambar 4.4. Struktur Mikro pada HAZ .......................................................... 70

Gambar 4.5 Struktur Mikro pada HAS-Base Material ................................... 71

Gambar 4.6. Histogram Nilai Kekuatan Impak .............................................. 72

Gambar 4.7. Histogram Nilai Rata-Rata Uji Kekerasan ................................. 75


commit to user

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Standarisasi Wrought Aluminium Alloy ......................................... 10

Tabel 2.2. Daftar Seri Paduan Aluminium Cast Alloy .................................. 11

Tabel 2.3. Sifat Fisik Aluminium ................................................................... 19

Tabel 2.4. Penggunaan Las TIG ...................................................................... 25

Tabel 4.1. Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................................ 63

Tabel 4.2. Komposisi Kimia Alluminium Alloy 445.2 ................................... 68

Tabel 4.3. Komposisi Filler ER.4043 ............................................................ 68

Tabel 4.4 Besar Sudut Impak .......................................................................... 71

Tabel 4.5 Energi Yang Diserap dan Harga Kekuatan Impak .......................... 72

Tabel 4.6. Diagonal Injakan Indentor ............................................................. 73

Tabel 4.7. Panjang Diagonal Rata-Rata Injakan Indentor ............................... 74

Tabel 4.8. Nilai Kekerasan Vicker .................................................................. 74


commit to user

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Perhitungan Nilai Kekerasan ..................................................................... 83

2. Perhitungan Kekuatan Impak .................................................................... 87

3. Hasil Uji Struktur Mikro ........................................................................... 89

4. Hasil Uji Komposisi Kimia ....................................................................... 91

5. Dokumentasi ............................................................................................. 92

6. SOP Pengelasan ....................................................................................... 94

7. Hasil Uji Komposisi Kimia Sebelum Pengelasan ..................................... 95

8. Hasil Uji Komposisi Kimia Setelah Pengelasan ....................................... 96

9. Komposisi Kimia Aluminium 445.2 ......................................................... 97

10. Pedoman PWHT ........................................................................................ 98

11. Daftar Kegiatan Seminar ........................................................................... 99

12. Surat Ijin Melakukan Penelitian ................................................................ 101

13. Surat Ijin Menyusun Skripsi ...................................................................... 102

14. Permohonan Izin Penelitian ...................................................................... 103

15. Permohonan Izin Research ....................................................................... 104

16. Surat Keputusan Dekan FKIP .................................................................. 105

17. Surat Keterangan Telah Melakukan Research ......................................... 106

menggunakan metode pengelasan tig dengan … filespesimen sebelum dilakukan pengelasan dengan...

Documents