studi sifat mekanis pengelasan gtaw dengan …eprints.ums.ac.id/67849/18/halaman depan rev.pdfstudi...
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW
DENGAN SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA
MATERIAL ALUMINIUM, KUNINGAN, DAN
TEMBAGA
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
YANUAR ARIF FATHONI
D200 130 023
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
ii
iii
iv
v
vi
MOTTO
“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali
kaum itu sendiri yang mengubah apa-apa yang ada pada diri mereka”
(Ar-ra’d : 11)
“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”
(QS. Alam Nasyroh :5)
“Hai orang – orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai
penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang – orang yang sabar”
(Al-Baqarah : 153)
“Syukur dan sabar adalah kunci dalam menghadapi berbagai macam
ujian”
(KH MustofaBisri)
“Jika kamu memilih jalan untuk kuliah berarti anda harus berkomitmen
untuk meluluskannya, walaupun terlambat pun tak apa-apa”
(Penulis)
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur
dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah
melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah. Saya
mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Kedua orang tua yang saya hormati, sayangi dan cintai yang telah
memberikan doa dan semangat tiada henti selama menempuh
pendidikan. Semoga Allah SWT membalas kemuliaan beliau dengan
dimudahkannya segala urusannya, dilancarkan rejekinya, dan diberi
keselamatan dunia maupun akhirat.
2. Keluarga dan teman-teman seperjuangan Teknik Mesin 2013 yang
telah banyak mendukung dan memberikan saran serta motivasi
kepada penulis.
3. Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah
membimbing saya selama dalam perkuliahan.
4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Puroputro. ST selaku Pembimbing Akademik.
Saya berterima kasih atas pengarahan dan bimbingannya yang telah
banyak saya terima selama berada di Universitas Muhammdiyah
Surakarta.
5. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng., Ph.D selaku pembimbing utama
Tugas Akhir. Saya berterima kasih atas pengarahan dan bimbingannya
yang telah banyak saya terima selama berada di Universitas
Muhammdiyah Surakarta.
viii
STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW DENGAN
SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA MATERIAL
ALUMUNIUM, KUNINGAN, DAN TEMBAGA
Yanuar Arif Fathoni, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura
e-mail : [email protected]
ABSTRAK
Perkembangan teknologi dalam bidang pembuatan mesin konstruksi
bangunan dan industri yang semakin maju tidak dapat lepas dari penggunaan
pengelasan. Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) atau yang biasa
disebut dengan las TIG merupakan pengelasan dengan menggunakan busur
listrik dihasilkan dari elektroda yang tidak ikut mencair terbuat dari tungsten.
Alumunium merupakan bahan yang tidak bisa lepas dari bidang pembuatan
mesin dan kontruksi bangunan, sedangkan kuningan dan tembaga merupakan
bahan utama yang kerap dijadikan konstruksi mesin dan bahan industri.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis pengelasan GTAW pada
sambungan Alumunium, Kuningan dan Tembaga. Pengujian yang dilakukan
yaitu pengujian komposisi kimia, pengujian tarik dan pengujian metalografi. Dari
hasil pengujian menunjukkan bahwa bahan Aluminium mengandung komposisi
(Al), (Zn), (Cr), material kuningan mengandung komposisi (Cu), (Zn), (Al), dan
untuk tembaga mengandung komposisi (Cu). (Sn), dan (Zn). Kekuatan
sambungan las paling optimal terjadi pada material Kuningan dengan nilai rata-
rata sebesar 254.992 MPa yang terjadi patahan berada pada base metal
diakibatkan luas penampang logam las lebih besar dari base metal. Sedangkan
hasil pengujian metalografi (foto mikro) terjadi perubahan struktur mikro pada
bagian las, untuk daerah HAZ dan base metal tidak mengalami perubahan
struktur mikro yang signifikan.
Kata Kunci : GTAW, Sama Material, Alumunium, Kuningan,
Tembaga, UjiKomposisi, UjiTarik, UjiMetalografi
ix
STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW DENGAN
SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA MATERIAL
ALUMUNIUM, KUNINGAN, DAN TEMBAGA
Yanuar Arif Fathoni, Joko Sedyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura
e-mail : [email protected]
ABSTRACK
Technological developments in the field of building construction
machinery and industries that are increasingly advanced cannot be separated
from the use of welding. Welding GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) or
commonly referred to as TIG welding is welding using an electric arc produced
from electrodes that do not participate in melting made of tungsten. Aluminum is
a material that can not be separated from the field of machine manufacturing and
construction of buildings, while brass and copper are the main ingredients that
are often used as construction machinery and industrial materials. This study
aims to determine the mechanical properties of GTAW welding on aluminum,
brass and copper joints. Tests carried out are chemical composition testing,
tensile testing and metallographic testing. From the test results show that
Aluminum material contains composition (Al), (Zn), (Cr), brass material containing
composition (Cu), (Zn), (Al), and for copper containing composition (Cu). (Sn),
and (Zn). The optimum strength of the welded joint occurs in Brass material with
an average value of 254.9923 MPa which occurs in the base metal due to the
weld metal cross-sectional area is greater than the base metal. While the results
of metallographic testing (micro photo) changes in the microstructure in the weld
section, for the HAZ area and base metal areas there is no significant change in
microstructure.
Keywords : GTAW, Same Material, Aluminum, Brass, Copper,
Composition Test, Tensile Test, Metallographic Test
x
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya yang telah melimpahkan kepada penulis, sehingga Tugas
Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik
Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan gelar
Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah
Surakarta.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis dengan penuh
keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak Ir, Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammdiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Subroto, MT, Ph.D selaku ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Muhammdiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku koordinator Tugas Akhir.
4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku Pembimbing Akademik
yang telah banyak membimbing saya selama berada di Universitas
Muhammdiyah Surakarta.
5. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng., Ph.D selaku Dosen Pembimbing
Tugas Akhir yang telah membimbing, mengarahkan dan memberi
petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas Teknik
Universitas Muhammdiyah Surakarta.
7. Ibu tercinta dan teristimewa yang senantiasa mencintai, menyayangi,
memberi dukungan, menenangkan hati dan mendoakan penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir.
8. Bapak tercinta yang telah memberikan kasih sayang, mendidik dan
memberikan pendidikan akan hidup kepada penulis.
9. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Bapak Joko Sedyono, ST,
M.Eng., Ph.D yaitu Azis Hanafi.
xi
10. Rekan-rekan Teknik Mesin Angkatan 2013 yang sudah banyak
membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di
Universitas Muhammdiyah Surakarta.
Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika
sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas
Akhir.
Harapan penulis semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat
khususnya bagi penulis dan pihak lain yang membutuhkan, Amin Ya
Robbal Alamin.
Surakarta, 10 Februari 2018
Penulis
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................. i
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR ........... ii
HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... iv
LEMBAR SOAL ...................................................................................... v
MOTTO ................................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. vii
ABSTRAK .............................................................................................. viii
ABSTRACT ............................................................................................ ix
KATA PENGANTAR .............................................................................. x
DAFTAR ISI ............................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL .................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................ 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................... 4
1.3 Batasan Masalah ............................................................ 4
1.4 Tujuan Penelitian ............................................................ 4
1.5 Manfaat Penelitian .......................................................... 5
1.6 Sistematika Penelitian..................................................... 5
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................ 7
2.2 Dasar Teori ..................................................................... 11
2.2.1 Pengelasan GTAW ............................................. 11
2.2.2 Sambungan Butt Joint .......................................... 13
2.2.3 Aluminium Seri 6000 ............................................ 14
2.2.4 Kuningan (Brass) ................................................. 18
2.2.5 Tembaga (Cu) ...................................................... 23
xiii
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................... 29
3.2 Lokasi Penelitian ............................................................. 34
3.3 Alat Dan Bahan ............................................................... 34
3.4 Alat Pengujian Spesimen ................................................ 40
3.5 Prosedur Penelitian ........................................................ 42
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembuatan Spesimen ............................................ 46
4.2 Hasil Dan Pembahasa Uji Komposisi Kimia .................... 47
4.2.1 Spesimen Aluminium ........................................... 47
4.2.2 Spesimen Kuningan ............................................. 48
4.2.3 Spesimen Tembaga ............................................. 49
4.3 Hasil Dan Pembahasan Uji Tegangan Tarik ................... 50
4.3.1 Aluminium ............................................................ 50
4.3.2 Kuningan .............................................................. 52
4.3.3 Tembaga .............................................................. 53
4.4 Hasil Dan Pembahasan Uji Metalografi (Foto Mikro) ...... 55
4.3.1 Alumunium ........................................................... 56
4.3.2 Kuningan .............................................................. 58
4.3.3 Tembaga .............................................................. 60
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................... 62
5.2 Saran .............................................................................. 63
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi Jenis Pengelasan ..................................... 11
Gambar 2.2 Bagian-Bagian Alat Las GTAW ................................. 12
Gambar 2.3 Sambungan Butt Joint ............................................... 13
Gambar 2.4 Jenis Kampuh Sambungan Butt Joint ........................ 14
Gambar 2.5 Alumunium Seri 6000 ................................................ 14
Gambar 2.6 Kuningan ................................................................... 19
Gambar 2.7 Tembaga ................................................................... 23
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .............................................. 29
Gambar 3.2 Ukuran Spesimen Standar ASME IX ......................... 30
Gambar 3.3 Skema Pengelasan GTAW ........................................ 31
Gambar 3.4 Arah Pemotongan Spesimen ..................................... 32
Gambar 3.5 Mesin Las GTAW (INLASTEK) .................................. 35
Gambar 3.6 Penggaris dan Spidol ................................................ 35
Gambar 3.7 Cutting Pelat .............................................................. 35
Gambar 3.8 Sarung Tangan .......................................................... 36
Gambar 3.9 Tang .......................................................................... 36
Gambar 3.10 Gergaji Besi ............................................................... 36
Gambar 3.11 Tandem ..................................................................... 37
Gambar 3.12 Cetakan Kaca ............................................................ 37
Gambar 3.13 Amplas ...................................................................... 37
Gambar 3.14 Resin Dan Katalis ...................................................... 38
Gambar 3.15 Autosol dan Kain Bludru ............................................ 38
Gambar 3.16 Pelat Alumunium Seri 6000 ....................................... 39
Gambar 3.17 Pelat Kuningan .......................................................... 39
Gambar 3.18 Pelat Tembaga .......................................................... 39
Gambar 3.19 Alat Uji Komposisi Kimia (Spektometer)
(Lab. POLMAN, Ceper, Klaten) ................................. 40
Gambar 3.20 Alat Uji Tarik (Lab. BLKI, Surakarta).......................... 41
xv
Gambar 3.21 Mesin Uji Foto Mikro (Lab. POLMAN, Ceper, Klaten) 42
Gambar 3.22 Spesimen Hasil Pengelasan ...................................... 43
Gambar 3.23 Spesimen Uji Komposisi ............................................ 44
Gambar 3.24 Spesimen Uji Tarik .................................................... 45
Gambar 3.25 Spesimen Uji Metalografi (Foto Mikro) ...................... 45
Gambar 4.1 Sketsa Pemotongan Bahan Penelitian ...................... 46
Gambar 4.2 Diagram Hasil Uji Tarik Aluminium ............................ 50
Gambar 4.3 Patahan Hasil Uji Tarik Aluminium ............................ 51
Gambar 4.4 Diagram Hasil Uji Tarik Kuningan .............................. 52
Gambar 4.5 Patahan Hasil Uji Tarik Kuningan .............................. 52
Gambar 4.6 Diagram Hasil Uji Tarik Tembaga .............................. 53
Gambar 4.7 Patahan Hasil Uji Tarik Tembaga .............................. 54
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Titik Cair Standar Kuningan ....................................... 20
Tabel 2.2 Klasifikasi Tembaga Paduan (Copper Devlopment
Association System) ................................................. 27
Tabel 2.3 Kodefikasi Tembaga dan Paduannya (JISH3100-
H3510) ..................................................................... 28
Tabel 4.1 Komposisi Alumunium Seri 6000 ............................... 47
Tabel 4.2 Komposisi Kuningan (Cu-Zn) .................................... 48
Tabel 4.3 Komposisi Tembaga (Cu) .......................................... 49
Tabel 4.4 Hasil Uji Tarik Aluminium ........................................... 51
Tabel 4.5 Hasil Uji Tarik Kuningan ............................................ 52
Tabel 4.6 Hasil Uji Tarik Kuningan ............................................ 54
Tabel 4.7 Hasil Uji Metalografi Alumunium ................................ 56
Tabel 4.8 Foto Mikro Alumunium (Pembesaran 200x) .............. 57
Tabel 4.9 Hasil Uji Metalografi Kuningan .................................. 58
Tabel 4.10 Foto Mikro Kuningan (Pembesaran 200x) ................. 59
Tabel 4.11 Hasil Uji Metalografi Tembaga .................................. 60
Tabel 4.12 Foto Mikro Tembaga (Pembesaran 200x) ................. 61