i  

TUGAS AKHIR

Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan

Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan

Metode MIG

Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh

Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

Lastono Aji

NIM : D 200 080 022

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2015

ii  

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul:

“Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan

Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan

Metode MIG” yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh

yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah

dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di

lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali

bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Maret 2015

Yang menyatakan

Lastono Aji

iii  

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas akhir berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,

Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium

dengan Metode MIG", telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir dan diterima

untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : LASTONO AJI

NIM : D 200 080 022

Disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Mengetahui

Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping

Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D. Nur Aklis, ST., M.Eng.

iv  

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,

Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium

dengan Metode MIG" telah dipertahankan dihadapan tim penguji dan dinyatakan

sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Dipersiapkan oleh :

Nama : LASTONO AJI

NIM : D.200.080.022

Disetujui pada :

Hari :

Tanggal :

Tim Penguji :

Ketua : Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.

Anggota 1 : Nur Aklis, ST., M.Eng.

Anggota 2 : Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip

Mengetahui:

Dekan Fakultas, Ketua Jurusan,

Ir. Sri Sunarjono, M.T. Ph.D. Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.

v  

vi  

MOTTO

“Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang

diusahakannya. Dan bahwasannya usahanya itu kelak akan diperlihatkan

(Kepada-Nya)”.

(QS An-Najm : 39-40)

“Orang yang menuntut ilmu bearti menuntut rahmat, orang yang menuntut ilmu bearti

menjalankan rukun Islam dan Pahala yang diberikan kepada sama dengan para Nabi”.

( HR. Dailani dari Anas r.a )

“Sesuatu hal yang sulit selamanya akan sulit jika hanya ada dalam pemikiran, kalau

dijalani secara langsung pasti akan terasa mudah”.

“Sukses dicapai dengan mengembangkan kelebihan kita, bukan dengan

menghilangkan kelemahan kita”.

vii  

PENGARUH VARIASI ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN DAN KEKUATAN SAMBUNGAN PADA PROSES

PENGELASAN ALUMINIUM DENGAN METODE MIG

Latono aji, Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D, Nur Aklis, ST., M.Eng. Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email: lastonoaji@yahoo.co.id

Abstrak

Dalam merancang suatu konstruksi permesinan atau bangunan yang menggunakan sambungan las banyak faktor yang harus diperhatikan seperti keahlian dalam mengelas, pengetahuan yang memadai tentang prosedur pengelasan, sifat-sifat bahan yang akan di las untuk mengetahui arus listrik yang optimum yang menghasilkan produk yang terbaik. Salah satu parameter prosedur pengelasan yang mempengaruhi sifat mekanis logam las adalah besar arus las. Pada penelitian ini di teliti kekuatan sambungan las pada Aluminium seri 6015 dengan variasi kuat arus listrik pada proses las MIG (Metal Inert Gas). Spesimen uji tarik yang digunakan menggunakan standar ASTM E 8, uji struktur mikro menggunakan standar ASTM E 3 dan uji kekerasan menggunakan standar ASTM E 92. Variasi kuat arus yang dipakai adalah 70 A, 75 A, 80 A, 85 A dan 90 A. Hasil penelitian menunjukkan bahwa; kuat arus listrik mempunyai pengaruh yang nyata terhadap struktur mikro, kekerasan dan kekuatan tarik sambungan las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG; pola hubungan yang paling mendekati antara kuat arus dengan kekuatan tarik sambungan las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG, kalo di lihat dari struktur mikro semakin besar arus yang digunakan semakin besar pula dedrit tersebut yang akan mempengaruhi sifat-sifat bahan, sedangkan kekuatan sambungan las tertinggi diperoleh pada pengelasan dengan menggunakan kuat arus 90 Ampere, dengan kekuatan sambungan las yang dihasilkan sebesar 134.44 N/mm2. dan kekerasan tertinggi pada daerah HAZ adalah pada arus 70 Ampere sebesar 50.9 VHN, dan kekerasan tertinggi pda daerah las adalah pada arus 85 A sebesar 67.56 VHN.

Kata kunci: Las MIG, Kekuatan sambungan las, Aluminium 6015 

viii  

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum, Wr. Wb.

Puji syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan

laporan penelitian.

Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur

Mikro, Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium

dengan Metode MIG" dapat terselasaikan atas dukungan dari beberapa pihak.

Pada kesempatan ini, penulis dengan ketulusan dan keikhlasan hati ingin

menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Tri Widodo Besar R, S.T., M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing

sekaligus Ketua jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, yang telah membimbing, mengarahkan dan

memberi petunjuk dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini.

3. Nur Aklis, ST,. M.Eng. selaku dosen pembimbing pendamping yang telah

membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk dalam penyusunan

laporan Tugas akhir ini.

4. Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip. selaku dosen penguji yang telah

meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan dalan

Tugas Akhir ini.

5. Ir.Sunardi Wiyono, MT. selaku pembimbing akademik selama kuliah di

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

ix  

6. Dosen jurusan teknik mesin serta staf tata usaha Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

7. Ayah dan ibu yang selalu mendo’akan saya, memberi dukungan moril,

semangat untuk menyelesaikan kuliah selama di Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

8. Kurnia rahmawati dan teman kos nirmala, putra, gambreng, jojo, jon (enda),

diki, vagetos (ridwan), tutur, yang selalu menemani, memberi semangat

dan dukungan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini

9. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2008 Royan, Deny, Nurdin, Amri dll,

yang selalu menemani, membantu baik secara lansung maupun tidak

langsung dan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

10. Teman satu tim Awan, Bangkid, Nazar yang selalu menemani selama

dilapangan serta dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih jauh dari sempurna.

Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan

penulis harapkan dengan senang hati.

Wassalamu’alaikum, Wr. Wb.

Surakarta, Maret 2015

Penulis

x  

DAFTAR ISI

Halaman Judul ...................................................................................................... i

Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ........................................................................ ii

Halaman Persetujuan ............................................................................................ iii

Halaman Pengesahan ........................................................................................... iv

Lembar Soal Tugas Akhir .................................................................................... v

Halaman Motto .................................................................................................... vi

Abstraksi .............................................................................................................. vii

Kata Pengantar ..................................................................................................... viii

Daftar Isi .............................................................................................................. x

Daftar Gambar ...................................................................................................... xii

Daftar Tabel ......................................................................................................... xiv

Daftar Simbol ....................................................................................................... xv

Daftar Lampiran ................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2. Perumusan Masalah .......................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ............................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .............................................................................. 3

1.5. Manfaat penelitian ............................................................................. 4

1.6. Metodologi Penulisan ...................................................................... 4

1.7. Sistematika Penulisan ....................................................................... 5

xi  

BAB II TUJUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................ 7

2.1 Tinjauan Pustaka .............................................................................. 7

2.2 Landasan Teori ................................................................................. 9

2.2.1 Pengelasan ........................................................................ 9

2.2.2 Las MIG ........................................................................... 10

2.2.3 Elektroda .......................................................................... 17

2.2.4 Gas argon ......................................................................... 20

2.2.5 Aluminium dan paduannya .............................................. 22

2.2.6 Sifat umum aluminium dan paduannya ............................ 25

2.2.7 Pengaruh unsure-unsur dan paduan ................................. 29

2.2.8 Sifat mampu las aluminium dan paduannya .................... 32

2.2.9 Pengelasan aluminium dan paduannya ............................ 37

2.2.10 Sifat fisik dan mekanik aluminium .................................. 41

2.2.11 Bentuk kampuh ................................................................ 47

2.2.12 Besarnya arus pengelasan ................................................ 48

2.2.13 Pengujian komposisi kimia .............................................. 50

2.2.14 Uji struktur mikro ............................................................. 51

2.2.15 Pengujian tarik ................................................................. 55

2.2.16 Pengujian kekerasan ......................................................... 58

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................. 62

3.1 Penyiapan Bahan dan Alat ................................................................. 62

3.1.1 Penyiapan bahan .............................................................. 62

xii  

3.1.2 Alat penelitian ................................................................... 63

3.2 Diagram alir ....................................................................................... 69

3.2.1 Studi literatur ....................................................................... 70

3.2.2 Penyiapan bahan .................................................................. 70

3.2.3 Pembuatan specimen untuk uji komposisi kimia ................ 70

3.2.4 Pengujian komposisi kimia .................................................. 71

3.2.5 Pembuatan specimen ........................................................... 72

3.2.6 Pengujian struktur mikro ..................................................... 77

3.2.7 Pengujian kekerasan ............................................................ 77

3.2.8 Pengujian tarik ..................................................................... 79

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 81

4.1 Pengujian Komposisi Kimia dengan Standar ASTM E 1257 ............. 81

4.1.1 Hasil pengujian komposisi kimia .............................................. 81

4.1.2 Pembahasan pengujian komposisi kimia ................................... 82

4.2 Pengujian Struktur Mikro dengan Standar ASTM E3 ........................ 83

4.2.1 Hasil pengujian struktur mikro .................................................. 83

4.2.2 Pembahasan pengujian struktur mikro ...................................... 86

4.3 Uji kekerasan (Vickers Microhardness) .............................................. 87

4.3.1 Hasil pengujian kekerasan ......................................................... 87

4.3.2 Pembahasan pengujian kekerasan ............................................. 88

4.4 Pengujian Tarik dengan Stadar ASTM E8M ...................................... 89

4.4.1 Hasil pengujian tarik ................................................................. 89

xiii  

4.4.2 Pembahasan pengujian tarik ...................................................... 93

BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN ................................................ 95

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 95

5.2 Saran ................................................................................................... 96

DAFTAR PUSTAKA

xiv  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mesin Las MIG Semi-Otomatik .............................................. 11

Gambar 2.1 Las MIG .................................................................................... 14

Gambar 2.3. Hubungan antara Arus Kritik dan Diameter Kawat ................ 18

Gambar 2.4. Elektroda/filler ......................................................................... 19

Gambar 2.5 Terjadinya lubang halus dalam pengelasan Aluminium .......... 35

Gambar 2.6 Struktur mikro daelah las dari paduan aluminium yang dapat

diperlaku-panaskan .................................................................. 36

Gambar 2.7 Bentuk penembusan dari pemakean dua gas pelindung ........... 37

Gambar 2.8 Diagram fasa Al-Mn ................................................................ 46

Gambar 2.9 Alur sambungan las tumpul ..................................................... 47

Gambar 2.10 Kurva regangan-tegangan ........................................................ 55

Gambar 2.11 Batas elastik dan tegangan luluh .............................................. 56

Gambar 2.12 Patahan pada uji tarik ............................................................... 58

Gambar 2.13 Azas pengukuran kekerasan Vickers ....................................... 59

Gambar 2.14 Bentuk-bentuk bekas penekanan ............................................. 61

Gambar 3.1 Plat Aluminium ........................................................................ 62

Gambar 3.2 Uji Komposisi Kimia (Spectometer Metal Scan) ..................... 64

Gambar 3.3 Alat uji Struktur Mikro ............................................................ 65

Gambar 3.4 Universal Testing Machine (UTM) ......................................... 66

Gambar 3.5 Alat uji kekerasan Vikers mikrohardness ................................ 67

xv  

Gambar 3.6 Mesin Las MIG ........................................................................ 67

Gambar 3.7 Mesin Las MIG dan Proses Pengelasan ................................... 72

Gambar 3.8 Spesimen struktur mikro .......................................................... 75

Gambar 3.9 Spesimen Uji Tarik .................................................................. 76

Gambar 3.10 Daerah uji kekerasan ................................................................ 78

Gambar 4.1 Struktur mikro spesimen las arus 70 Ampere .......................... 83

Gambar 4.2 Struktur mikro spesimen las arus 75 Ampere .......................... 84

Gambar 4.3 Struktur mikro specimen las arus 80 Ampere .......................... 84

Gambar 4.4 Struktur mikro spesimen las arus 85 Ampere .......................... 85

Gambar 4.5 Struktur mikro spesimen las arus 90 Ampere .......................... 85

Gambar 4.6 Histogram perbandingan harga kekerasan Vickers

Microhardnrss berbahan Aluminium pada material las .......... 88

Gambar 4.7 Histogram tegangan rata-rata hasil pengelasan ....................... 92

Gambar 4.8 Histogram regangan rata-rata hasil pengelasan ....................... 92

Gambar 4.9 Histogram modulus elastisitas rata-rata hasil pengelasan ........ 93

xvi  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Sifat-Sifat gas argon ....................................................................... 20

Tabel 2.2. Persiapan Permukaan Las ............................................................... 39

Tabel 2.3. Sifat fisik dari aluminium .............................................................. 42

Tabel 2.4 Besar Arus dalam Pengelasan dengan Elektroda Wolfram ............ 49

Tabel 3.1. Spesifikasi dan parameter pengelasan ............................................ 73

Table 4.1. Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................................ 81

Tabel 4.2. Data hasil uji kekerasan Vickers Microhardnrss las aluminium

paduan ............................................................................................. 87

Tabel 4.3. Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 70 Ampere ............. 90

Tabel 4.4. Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 75 Ampere ............. 90

Tabel 4.5. Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 80 Ampere ............. 91

Tabel 4.6. Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 85 Ampere ............. 91

Tabel 4.7. Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 90 Ampere ............. 91

xvii  

DAFTAR SIMBOL

Simbol

P : Beban yang diterapkan (gf)

d : Diagonal rata-rata (mm)

σ : Besarnya tegangan (N/ mm2)

F : Beban atau gaya yang diberikan (Newton)

A0 : Luas mula-mula dari penampang batang uji (mm2)

ε : Regangan (%)

L : Panjang batang uji yang diberikan pembebanan (mm)

L0 : Panjang batang uji mula-mula atau sebelum pembebanan (mm)

E : Modulus elastisitas (N/mm2)

xviii  

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 TABEL HASIL PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA ALUMINIUM

6015

LAMPIRAN 2 TABEL HASIL PENGUJIAN KEKERASAN ALUMINIUM 6015

LAMPIRAN 3 TABEL HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015

LAMPIRAN 4. GRAFIK HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015

LAMPIRAN 5. PROSES PENGELASAN

LAMPIRAN 6. STANDART ASTM E8

LAMPIRAN 7. STANDART ASTM E92

LAMPIRAN 8. STANDART ASTM E3

LAMPIRAN 9. STANDART ASTM E1257