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

MESIN DIRECT-DRIVE FRICTION WELDING

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

14

Analisa Uji Tarik

Grafik waktu gesekan 25,35,45 dan 55 detik terhadap tekanan tempa 1300 kg/cm2

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

17

Analisa Uji Kekerasan

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

21

TERIMA KASIH