Post on 19-Aug-2018
SKRIPSI / TUGAS AKHIR
CAHYANA SUHENDA (20408217)JURUSAN TEKNIK MESIN
PENGARUH BENTUK KAMPUH LAS TIG TERHADAP SIFAT MEKANIK MATERIAL BAJA ST 37
LATAR BELAKANG
Pada era industrialisasi dewasa ini teknik pengelasan telah banyak dipergunakan secaraluas pada penyambungan logam.
Teknologi pengelasan merupakan salah satu bagian yang tidak bisa dipisahkan dalamproses manufaktur, ruang lingkup penggunaan teknologi pengelasan meliputi rangkabaja, perkapalan, jembatan, kereta api, pipa saluran dan lain sebagainya.
Untuk itu pengelasan harus memperhatikan beberapa hal yang penting, diantaranyaefisiensi pengelasan, penghematan tenaga, penghematan energi, dan tentunya denganbiaya yang murah.
Didalam praktek pengelasan, perlu didukung teori-teori pengelasan seperti :perencanaan tentang cara-cara pengelasan, cara-cara pemeriksaan, bahan las, dan jenislas yang akan digunakan.
Kelebihan sambungan las adalah konstruksi ringan, dapat menahan kekuatan yang tinggi,mudah pelaksanaannya, serta cukup ekonomis.
Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahanyang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas.
PERMASALAHAN
Bertolak dari latar belakang masalah diatas maka penulis
dapat merumuskan permasalahan yaitu:
Apakah ada pengaruh jenis-jenis kampuh las terhadap
kekuatan dari sambungan las pada logam st 37.
TUJUAN PENELITIAN
• Mengetahui pengaruh bentuk kampuh las terhadap kekuatan
pelat baja St 37.
• Mengetahui sifat mekanik akibat pengelasan TIG (Tungsten Inert
Gas).
• Mengetahui stuktur mikro hasil pengelasan TIG (Tungsten Inert
Gas).
Pengelasan (welding) adalah proses penyambungan dua buah logam atau lebih
dengan menggunakan proses pemanasan setempat, sehingga terjadi ikatan
metalurgi antara logam-logam yang disambung.
Proses penyambungan logam dewasa ini banyak dipakai di industri untuk
pekerjaan konstruksi, pembuatan mesin, peralatan pabrik, konstruksi perpipaan
serta pekerjaan lain yang memerlukan sambungan.
Dalam setiap proses pengejaan pengelasan harus memenuhi standar tertentu
yaitu: ASME (American Society of Mechanical Engineers), API (American
Petroleum Institute).
Dalam hal ini pemilihan proses las, pemilihan logam pengisi (filler metal),
perencanaan prosedur las, kualifikasi prosedur pengelasan, perancangan dan
prosedur pabrikasi, serta sistem pengendalian mutu harus dilakukan mengikuti
peraturan yang berlaku dalam standar.
PENGELASAN
LANDASAN TEORI
JENIS PENGELASAN YANG SERING DILAKUKAN
Proses Pengelasan Busur Logam Terbungkus (SMAW/Shielded Metal Arc Welding)
Proses Pengelasan Busur Terendam (SAW/Submerged Arc Welding)
Proses Pengelasan Busur Logam Gas (GMAW/Gas Metal Bow Welding)
Proses Pengelasan Busur Berinti Fluks (FCAW/Flux Core Arc Welding)
Proses Pengelasan Busur Tungsten Gas (GTAW/Gas Tungsten Arc Welding)
TIG (Tungsten Innert Gas) adalah suatu proses pengelasan busur
listrik elektroda tidak terumpan, dengan menggunakan gas mulia
sebagai pelindung terhadap pengaruh udara luar.
Pada proses pengelasan TIG peleburan logam terjadi karena panas
yang dihasilkan oleh busur listrik antara elektroda dengan logam
induk.
Pada jenis ini logam pengisi dimasukan ke dalam daerah arus busur
sehingga mencair dan terbawa ke logam induk.
Las TIG dapat dilaksanakan secara manual atau secara otomatis
dengan mengotomatisasikan cara pengumpanan logam pengisi.
Penggunaan las TIG mempunyai keuntungan, yaitu kecepatan
pengumpanan logam pengisi dapat diatur terlepas dari besarnya arus
listrik sehingga penetrasi kedalam logam induk dapat diatur
semaunya.
PENGELASAN TIG
Pada dasarnya pemilihan bentuk kampuh menuju kepada
penurunan pemasukan panas dan penurunan logam las
pada tingkat harga terendah dan tidak menurunkan mutu dari
sambungan.
Ada tiga aturan dalam pemilihan sambungan dan kampuh:
Pemilihan sambungan yang memerlukan sedikit logam
pengisi.
Penggunaan akar kampuh yang minimum dengan sudut
yang kecil agar dapat mengurangi jumlah logam pengisi.
Pada pelat yang tebal menggunakan kampuh ganda
untuk mengurangi logam pengisi.
KAMPUH LAS
JENIS-JENIS KAMPUH LAS
Beberapa standar telah mengatur jenis-jenis sambungan, ada sembilan jenis alur
sambungan (kampuh) las yang utama seperti pada gambar berikut :
DIAGRAM ALIR PENELITIAN
PERCOBAAN
Mulai
Pokok Permasalahan
Pemilihan Material, Jenis Las dan kampuh las
Studi Literatur
Pembuatan Sampel Uji
Uji MetalografiUji Komposisi Kimia Uji Tarik
Tidak
Hasil Las Baik
Pembuatan Specimen
Selesai
Analisa
Kesimpulan
Ya
ALAT YANG DIGUNAKAN
ELEKTRODAPESAWAT LAS ARUS
BOLAK-BALIK (AC)
PROSES PENGELASAN BAJA ST 37
Proses Las
Mulai
Pemilihan Material, Jenis Las dan kampuh las
Studi Literatur
Pembuatan Sampel
Tidak
QC
Pembuatan Specimen
Ya
Selesai
PENGOLAHAN DATA
DAN ANALISA DATA
KOMPOSISI KIMIA BAJA ST 37
• Paduan dasar dari tipe baja st 37 ini mengandung Cu =0.042%, Mn = 0.730%, Cr = 0.031 dan Si = 0.192% sertakarbon maksimum 0.076% C. Baja st 37 termasuk jenisbaja bertipe baja karbon rendah karena unsur karbonyang terkandung hanya sedikit.
• Dengan terbentuknya fase-fase pada baja st 37 tersebutmaka telah terjadi perubahan konstanta kisi pada sampeldasar. Perubahan konstanta kisi tersebut mengakibatkanterbentuknya sistem Kristal baru dari FCC (face centralcubic) untuk baja St37 manjadi ortorombic untuk faseFeB dan tetragonal untuk fase Fe2B.
• Fasa yang terjadi pada baja st 37 adalah fasa austeniticdan fasa ferritik. Sehingga pada material ini lebih kerasdan ulet dikarenakan kandungan mangan dalam baja st37 ini lebih mendominasi unsur-unsur nya.
Elemen Kimia %
Carbon 0.076
Silicon 0.192
Mangan 0.730
Posfor < 0.003**
Sulfur < 0.003**
Chromium 0.031
Molybdenum < 0.005**
Nikel < 0.005**
Aluminium 0.019
Cuprum 0.042
Niobium < 0.002**
Titanium < 0.002**
Vanadium < 0.002**
Ferro balance
HASIL UJI METALOGRAFY BAJA ST 37
STRUKTUR MAKRO HASIL LASAN PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL
STRUKTUR MIKRO BASE METAL PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL
Bentuk Kampuh V
Logam Induk
LasanHAZ
Karbon (C)
MgSi
STRUKTUR MIKRO HAZ PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL
STRUKTUR MIKRO LASAN PADA KAMPUH BENTUK V TUNGGAL
Carbon
St 37
Grain Boundary
FerriteAcicular Ferrite
Widmanstaten Ferrite
STRUKTUR MAKRO HASIL LASAN PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL
STRUKTUR MIKRO BASE METAL PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL
LasanHAZ
Logam Induk
Bentuk Kampuh U
MgSi
Karbon (C)
STRUKTUR MIKRO HAZ PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL
STRUKTUR MIKRO LASAN PADA KAMPUH BENTUK U TUNGGAL
MgSiKarbon (C)
Grain Boundary
Ferrite
Widmanstaten Ferrite
Acicular Ferrite
TABEL HASIL PENGUJIAN KAMPUH V TUNGGAL
HASIL PENGUJIAN TARIK
No Specification Simbol UnitMaterial
Uji 1
Material
Uji 2
Material
Uji 3Rata-rata
1Sectional
AreaA0 mm2 110 110 110 110
2 Tensile Stress σTkgf/mm2 52,57 50 49,54 50,70
3 Yield Point σYkgf 4163,79 4500 4161,81 4275,11
4 Yield stress τ kgf/mm2 37,85 40,90 37,83 38,86
5 Elongation ε % 15% 20% 10% 15%
Gambar diatas merupakan data pengujian tarik yield stress material 1,
material 2 dan material 3 pada specimen uji yang telah dilakukan
proses pengelasan terlebih dahulu.
Terlihat pada material uji 2 memiliki nilai yield stress lebih tinggi
dibandingkan dengan material uji 1 dan material uji 3, sedangkan untuk
material uji 3 nilai yield stress nya lebih rendah karena material uji ini
titik putus pada daerah lasan.
TABEL HASIL PENGUJIAN KAMPUH U TUNGGAL
No Specification Simbol UnitMaterial
Uji 1
Material
Uji 2
Material
Uji 3
Rata-
rata
1Sectional
AreaA0 mm2 110,00 110,00 110,00 110,00
2 Tensile Stress σTkgf/mm2 56,81 52,27 54,09 54,39
3 Yield Point σYkgf 4394,53 4412,9 4308,62 4372.02
4 Yield stress τ kgf/mm2 39,95 40,11 39,16 39,74
5 Elongation ε % 20,00% 20,00% 12,00% 17.33%
38,6
38,8
39
39,2
39,4
39,6
39,8
40
40,2
SPECIMEN
Material Uji 1
Material Uji 2
Material Uji 3
YIELD STRESS HASIL UJI TARIK PADA KAMPUH U
TUNGGAL
YIE
LD
ST
RE
SS
(k
gf/
mm
2)
Gambar diatas merupakan data pengujian tarik material 1, material 2
dan material 3 pada specimen uji yang telah dilakukan proses
pengelasan terlebih dahulu.
Terlihat pada material uji 2 memiliki nilai yield stress lebih tinggi
dibandingkan dengan material uji 1 dan material uji 3. Untuk material
uji 3 yield stress nya lebih rendah karena material uji ini titik putusnya
terletak pada daerah lasan.
ANALISA HASIL TARIK BENTUK KAMPUH V TUNGGAL DENGAN U TUNGGAL
38,4
38,6
38,8
39
39,2
39,4
39,6
39,8
40
Kampuh V Tunggal Kampuh U Tunggal
Rata-Rata Yield Stress
YIE
LD
ST
RE
SS
(k
gf/
mm
2)
ANALISA HASIL TARIK DARI PERBEDAAN BENTUK
KAMPUH
SPECIMEN
Gambar diatas terlihat grafik analisa hasil uji tarik dari perbedaan
bentuk kampuh v tunggal dengan u tunggal.
Gambar diatas menjelaskan bahwa specimen dari kampuh u tunggal
memiliki nilai yield stress yang hasilnya lebih tinggi dibandingkan
dengan specimen pada kampuh v tunggal.
Rata-rata nilai perbedaan dari kedua kampuh adalah : pada kampuh v
tunggal memiliki nilai yield stress 38,86 kgf/mm2, sedangkan pada
kampuh u tunggal memiliki nilai yield stress 39,74 kgf/mm2.
Sehingga, dapat disimpulkan bahwa specimen dari kampuh u tunggal
lebih kuat dibandingkan dengan specimen pada kampuh v tunggal.
KESIMPULAN
• Komposisi pada material baja st 37 memiliki komposisi Mg sebesar 0,730%, Sisebesar 0,192% dan C sebesar 0,076.
• Hasil uji metalografi pada kampuh v tunggal dan kampuh u tunggal lebihmendominan pada struktur MgSi dibandingkan dengan karbonnya, padadaerah lasannya acicular ferrite mimiliki daerah struktur yang lebih banyakdikarena kan struktur bahan ini merupakan baja tipe ferritik.
• Hasil uji tarik pada specimen kampuh v tunggal memiliki nilai rata-rata hasilsebagai berikut : tensile stress (50,70 kgf/mm2), yield point (4275,11 kgf), yieldstress (38,85 kgf/mm2) dan elongation (15 %).
• Hasil uji tarik pada specimen kampuh u tunggal memiliki nilai rata-rata hasilsebagai berikut : tensile stress (54,39 kgf/mm2), yield point (4372,02 kgf), yieldstress (39,74 kgf/mm2) dan elongation (17,33 %).
• Setelah dilakukan uji tarik maka perbedaan pada kekuatan hasil lasnya bahwakampuh u tunggal lebih kuat dibandingkan dengan kampuh v tunggal denganperbedaan nilai rata-rata yield stress pada kampuh v tunggal adalah 38,85kgf/mm2 sedangkan pada kampuh u tunggal adalah 39,74 kgf/mm2.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH