ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH...

19
ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA PENYAMBUNGAN PLAT (Al-Al) (Cu-Al) (Cu-CuZn) MENGGUNAKAN METODE FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Oleh: DWI FAJAR KURNIAWAWAN D 200 120 148 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2019

Transcript of ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH...

Page 1: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA

PENYAMBUNGAN PLAT (Al-Al) (Cu-Al) (Cu-CuZn) MENGGUNAKAN

METODE FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh:

DWI FAJAR KURNIAWAWAN

D 200 120 148

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

Page 2: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

i

HALAMAN PERSETUJUAN

ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA PENYAMBUNGAN

PLAT (Al-Al) (Cu-Al) (Cu-CuZn) MENGGUNAKAN METODE FRICTION STIR

WELDING SINGLE SIDE

PUBLIKASI ILMIAH

Oleh:

DWI FAJAR KURNIAWAN

D 200 120 148

Telah diperiksa dan disetujui untuk diuji oleh:

Dosen Pembimbing

Ir. Bibit Sugito, M.T

Page 3: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

ii

HALAMAN PENGESAHAN

ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA PENYAMBUNGAN

PLAT (Al-Al) (Cu-Al) (Cu-CuZn) MENGGUNAKAN METODE FRICTION STIR

WELDING SINGLE SIDE

Oleh:

DWI FAJAR KURNIAWAN

D 200 120 148

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Pada hari Selasa, 13 Agustus 2019

Dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Dewan Penguji :

1. Ir. Bibit Sugito, MT (………………….)

(Ketua Dewan Penguji)

2. Patna Partono, ST, MT (………………….)

(Anggota I Dewan Penguji)

3. Ir. Agus Hariyanto, MT (………………….)

(Anggota II Dewan Penguji)

Dekan,

Page 4: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

iii

Ir. H. Sri Sunarjono, MT. Ph.D.

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam naskah publikasi ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan

sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau

diterbitkan orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam

daftar pustaka.

Apabila kelak terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka akan

saya pertanggungjawabkan sepenuhnya.

Surakarta, 13 Agustus 2019

Penulis

DWI FAJAR KURNIAWAN

D 200 120 148

Page 5: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA

PENYAMBUNGAN PLAT (Al-Al) (Cu-Al) (Cu-CuZn) MENGGUNAKAN

METODE FRICTION STIR WELDING SINGLE SIDE

Abstrak

Proses penyambungan logam dengan teknik pengelasan banyak diaplikasikan di industri

transportasi seperti otomotif, perkapalan, kereta api dan pesawat terbang. Dalam

perjalanannya sambungan las mengalami beberapa koreksi penyempurnaan dan hal ini

dapat dicapai dengan perkembangan teknologi las yang pesat sekarang ini. Salah satu

jenis proses las yang relatif baru adalah friction stir welding (FSW). Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui proses serta hasil karakteristik yang terjadi pada saat

pengelasan metode metode friction stir welding (FSW) single side dengan variasi

material sambunagan aluminium dengan alumunium, tembaga dengan aluminium, dan

tembaga dengan kuningan, pengujian di lakukan dengan menggunakan pengujian

scanning electron microscopy (SEM). Pengelasan pada penelitian ini menggunakan

material aluminium, tembaga dan kuningan, sambungan menggunakan butt joint,

parameter yang digunakan adalah kecepatan putar 1250 rpm, kecepatan pemakanan 12.5

mm/menit. Analisa dilakukan dengan melihat kekuatan sambungan, hasil pengelasan

dibandingkan dengan pengelasan lainnya. Hasil pengujian ini menunjukan hasil

karakteristik permukaan yang halus dan pada sambungan sama jenis dan kurang halus

pada sambungan beda jenis, dari hasil foto SEM teridentifikasi adanya cacat produk

yaitu void, crack dan porosity. Unsur komposisi yang terbentuk masih didominisi oleh

base metal material yaitu Al, Cu dan CuZn.

Kata Kunci: FSW, SEM, Beda Material, Komposisi Kimia

Abstract

The process of connecting metals with welding techniques is widely applied in the

transportation industry such as automotive, shipping, railways and airplanes. In the

course of the weld connection there are some corrective corrections and this can be

achieved with the rapid development of welding technology today. One type of welding

process that is relatively new is friction stir welding (FSW). This study aims to

determine the process and characteristic results that occur when welding a single side

method of friction stir welding (FSW) with variations of aluminum shielding material

with aluminum, copper and aluminum, and copper with brass, testing is done using

scanning electron microscopy testing (SEM). Welding in this study uses aluminum,

copper and brass material, the connection uses a butt joint, the parameters used are the

rotational speed of 1250 rpm, the feed speed is 12.5 mm / minute. Analysis is done by

looking at the strength of the connection, the results of welding compared to other

welding. The results of this test show the results of the characteristics of the smooth

surface and on the joints of the same type and less smooth on the joints of different

types, from the results of SEM photos identified product defects namely void, crack and

Page 6: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

2

porosity. The composition elements formed are still dominated by base metal materials,

namely Al, Cu and CuZn.

Keywords: FSW, SEM, Different Materials, Chemical Composition

1. PENDAHULUAN

Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan

penggunaan teknologi las. Teknologi pengelasan terbagi dalam beberapa jenis. Salah

satu jenis proses las yang relatif baru adalah Friction Stir Welding (FSW). FSW sendiri

ditemukan oleh Wayne Thomas di The Welding Institute (TWI) pada tahun 1991 dan

mendapat aplikasi paten pertama di United Kingdom pada bulan Desember 1991.

Secara umum FSW memiliki beberapa keuntungan dibanding las konvensional

atau las fusion (lebur) seperti las busur (arc welding). Keuntungan FSW tersebut antara

lain adalah mengurangi percikan api, tidak terbentuk porositas, tidak menggunakan gas

apapun dalam proses las, tidak ada perubahan volume material secara signifikan,

persiapan pengelasan yang sederhana, tidak membutuhkan logam pengisi dan tidak

menghasilkan asap dampak lingkungan yang negatif (Esmaeili dkk, 2011).

Salah satu pemanfaatan teknologi FSW saat ini adalah untuk pengelasan

sambungan logam yang berbeda jenis (dissimilar). Penyambungan logam yang berbeda,

seperti aluminium dengan baja, aluminium dengan magnesium, aluminium dengan

tembaga, dan baja dengan nikel, mampu memaksimalkan kemampuan terbaik yang

dimiliki kedua material. Banyak penggunaan di pembangkit tenaga, kebutuhan militer,

dan industri listrik yang mudah untuk menggabungkan material yang berbeda

(dissimilar) dengan berbagai cara pengelasan lebur dan metode pengelasan padat, hal ini

dilakukan untuk mengurangi berat, peningkatan ketahanan korosi, dan keuletan yang

tinggi. Solidification defects, intermetallic compound dan penggunaan panas tinggi telah

membuat prosedur peleburan (fusion) tidak atraktif untuk penggabungan material yang

berbeda. Prosedur pengelasan FSW dapat menurunkan atau menghilangkan cacat yang

disebabkan oleh pelelehan seperti, porosity, residual thermal stresses dan impurities,

karena saat temperatur pengelasan dalam proses ini lebih rendah dari pada titik leleh

logam dasar (Esmaeili dkk, 2011).

Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah sebuah mikroskop elektron yang

didesain untuk mengamati permukaan objek solid secara langsung, SEM memiliki

perbesaran 10 - 3.000.000 kali, depth of field 4 - 0.4 mm dan resolusi sebesar 1 - 10 nm.

Page 7: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

3

Kombinasi dari perbesaran yang tinggi, depth of field yang besar, resolusi yang baik,

kemampuan untuk mengetahui komposisi dan informasi kristalografi membuat SEM

banyak digunakan untuk keperluan penelitian dan industry (Prasetyo, 2011).

Penelitian ini akan ditujukan untuk mengetahui lebih jelas mengenai struktur

mikro sambungan las material non fero (sejenis dan tidak sejenis) yaitu antara

alumunium dengan alumuniaum, tembaga dengan alumunium, dan tembaga dengan

kuningan. Untuk mengetahuin struktur mikro pengujian ini akan menggunakan

pengujian SEM (Scanning Electron Microscopy) dan EDX. Diharapkan dari proses

FSW ini didapat kesimpulan bagaimana pengaruh material yang disambung terhadap

struktur mikronya.

2. METODE

2.1 Alat Penelitian

Alat Pengelasan : Mesin Milling dan Tool Joint

Alat Bantu : Jangka sorong, mesin potong, kikir, gergaji, cekam, amplas,

Infrared

Pyrometer, kain, resin dan catalys, cairan etsa, mistar dan

spidol.

Alat pengujian : Alat uji Scanning Electron Microscopy (SEM) yang dilengkapi

dengan system Energi Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX)

model

SU3500.

2.2 Bahan Penelitian

Material : Aluminium, Tembaga, Kuningan

Tool Joint : Baja VCN (AISI 4340)

2.3 Tempat Penelitian

Tempat Penelitian : Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta, Laboratorium Logam Politeknik Manufaktur Ceper

Klaten Laboratorium Solo Technopark, Laboratorium Terpadu

LIPI Yogyakarta.

Page 8: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

4

2.4 Proses Penelitian

a. Persiapan

Melakukan persiapan dengan membuat ataupun meminjam alat yang akan

digunakan pada saat proses penelitian, yaitu : pencekam material, tool joint dan

mesin milling serta alat penunjangnya. Membeli material yang akan digunakan

saat penelitian yaitu : material aluminium, tembaga dan kuningan.

b. Pengelasan

Proses penelitian menggunakan parameter yang sudah ditentukan, sebagai

berikut:

Parameter pengelasan

- Rotation speed : 1250 Rpm

- Feeding : 12.5 mm/menit

- Kemiringan tool : 1°

- Depth plunge : 1.4 mm

c. Pengerjaan lanjut spesimen

Hasil pengelasan dibuat sesuai dengan standar yang digunakan, yaitu :

- Pengujian Scanning Elctron Microscopy (SEM) ASTM E2809.

d. Melakukan pengujian dengan menggunakan standar yang sudah ditentukan.

e. Hasil pengujian mengambil data serta mencatatnya untuk dilakukan proses analisa

dan pembahasan lebih lanjut.

Page 9: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

5

2.5 Diagram Alir Penelitian

Gambar 1. Diagram alir penelitian

Proses Pengelasan

Material

Al-Cu

Material

Al-Al

Material

Cu-CuZn

Mulai

Studi pustaka dan Studi Lapangan

Persiapan Bahan dan Alat

Pembuatan Spesimen Pengujian

Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) Dan EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

ASTM E2809

Hasil Pengujian

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Uji Komposisi Kimia

Tidak

Berhasil

Page 10: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

6

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Pengelasan FSW

Hasil penelitian ini, proses pengelasan dilakukan menggunakan 3 material

yang berbeda. Hasil penelitian dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:

Parameter :

Material : Non Fero

Rotation speed : 1250 Rpm

Feed rate : 12.5 mm/menit

Tilt angle : 1°

Depth plunge : 1.4 mm

1) Pengelasan Material Al (Aluminium) dengan Al (Aluminium)

Hasil pengelasan :

Permukaan halus

Pengelasan stabil

Suhu pengelasan ± 130˚ C

Gambar 2. Hasil pengelasan aluminium dengan aluminium

2) Pengelasan Cu (Tembaga) dengan Al (Aluminium)

Hasil pengelasan :

Permukaan kurang halus

Pengelasan stabil

Suhu pengelasan ± 180˚ C

Page 11: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

7

Gambar 3. Hasil pengelasan tembaga dengan aluminium

3) Pengelasan Cu (Tembaga) dengan CuZn (Kuningan)

Hasil pengelasan :

Permukaan kurang halus

Pengelasan kurang stabil

Suhu pengelasan ± 300˚ C

Gambar 4. Hasil pengelasan tembaga dengan kuningan

3.2 Hasil Pengujian SEM dam EDX

Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDX (Energy Dispersive

X-Ray) dilakukan di Laboratorium LIPI Yogyakarta. Pengujian struktur mikro

ini dilakukan untuk mengamati perubahan struktur pada material hasil

pengelasan karena pengaruh panas yang terjadi pada saat proses pengelasan

friction stir welding. Selain itu dengan EDX juga dapat mengetahui unsur –

unsur apa saja yang berada khususnya pada area base metal dan sambungan.

3.2.1 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX pada pengelasan FSW antara Al

(Aluminium) dan Al (Aluminium)

Gambar 5. Mikrograf SEM dari sambungan pengelasan FSW antara Al-Al

Page 12: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

8

Gambar 5. menunjukkan hasil pemindaian dengan SEM sambungan las FSW

antara Al-Al dengan pebesaran mencapai 5000 kali. Pada perbesaran ini teridikasi

terdapat cacat berupa rongga pada sambungan las FSW di karenakan pin tool pada saat

digunakan belum mendapatkan suhu yang dapat meleburkan aluminium tersebut,

namun stelah mendpatkan suhu yg di inginkan ± 130˚ C (rata-rata) permukaan halus

dan permukaan stabil. Selain itu juga adanya porositas yang terbentuk di sekitar

permukaan sambungan las, hal tersebut dikarenakan udara terperangkap pada material

tersebut pada saat pengelasan berlangsung. Pada hasil SEM ini tidak terindikasi adanya

unsur lain selain Al, lebih jelas nya dapat di lihat pada hasil EDX.

Gambar 6. Mikrograf SEM untuk line analysis sambungan FSW antara Al-Al

Gambar 6. menunjukkan dimana dari line analysis EDX diambil, kandungan Al

pure 100%, seperti di tunjukkan pada hasil EDX (tabel 1.) menunjukkan kandungan Al

murni 100% di karenakan sambungan ini satu unsur material, tidak ada perubahan unsur

yang terjadi pada saat pengelasan akibat suhu yang berubah.

Tabel 1. Hasil line analysis EDX untuk sambungan las FSW antara Al - Al

Element Weight % Atomic % Error % Net Int.

Al 100 100 1,39 2254,12

Page 13: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

9

Gambar 7. Line analysis sambungan las FSW antara Al - Al

3.2.2 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX pada pengelasan FSW antara Cu

(Tembaga) dengan Al (Aluminium)

Gambar 8. Mikrograf SEM dari sambungan pengelasan FSW antara Cu - Al

Dari gambar 8. menunjukkan hasil uji SEM pada material hasil pengelasan

dari sambungan las FSW antara Cu dengan Al, dari hasil foto SEM teridentifikasi

bahwa pengelasan antara Cu dengan Al berhasil dilakukan hal tersebut di buktikan

dengan adanya daerah difusi antara unsur CU dan AL, namun dari gambar 8. juga

terlihat adanya cacat produk yang terjadi diantaranya kotoran yang terperangkap

pada sambungan las, crack (keretakan pada sambungan) terjadinya crack

Page 14: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

10

dikarenakan pada saaat proses pengelasan terjadinya panas yang berlebih akibat gaya

gesek antara tool pin dengan material disebabkan titik leleh antara Cu dan AL

berbeda serta di dorong oleh faktor pendinginan, dan voids (porositas) terjadi karena

adanya udara yang terperangkap di material hasil pengelasan. Pada base metal Cu

terdapat garis melintang yang terjadi pada proses preparasi sebelum pengujian SEM

di lakukan. Pada hasil SEM ini terindikasi adanya unsur lain selain Al dan Cu, lebih

jelas nya dapat di lihat pada hasil EDX.

Gambar 9. Mikrograf SEM untuk line analysis pengelasan FSW Cu - Al

Gambar 9. menunjukkan dimana proses dari line analysis EDX dengan perbesaran

5000 kali. Kandungan unsur pada specimen pengelasan FSW antara tembaga dan

aluminium dapat kita lihat dari hasil EDX (tabel 2.) di mana menunjukkan Al dengan

unsur terbanyak yaitu 71,18% atom sedangkan unsur Cu hanya 15,86% atom di

karenakan saat pengelasan unsur Al lebih cepat meleleh dari pada Cu jadi kandungan

pada HAZ lebih bnyak Al. Pada sambungan ini pula terdapan unsur lain yang terdeteksi

yaitu O mencapai 12,96% atom.

Tabel 2. Hasil line analysis EDX untuk sambungan las FSW antara Cu – Al

Element Weight % Atomic % Error % Net Int.

O 6,61 12,96 7,71 90,01

Al 61,25 71,18 4,62 1273,18

Cu 32,14 15,86 4,14 65,29

Page 15: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

11

Gambar 10. Line analysis sambungan las FSW antara Cu - Al

3.2.3 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX pada pengelasan FSW antara Cu

(Tembaga) dan CuZn (Kuningan)

Gambar 11. Mikrograf SEM dari sambungan pengelasan FSW antara Cu - CuZn

Di lihat pada gambar 11. merupakan sambungan las FSW antara tembaga dan

kuningan, dari uji SEM tersebut didapat info pengelasan antara Cu dengan CuZn

berhasil di lakukan hal tersebut dapat dibuktikan dengan adanya daerah difusi pada

Page 16: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

12

daerah stir zone antara unsur Cu dan CuZn. Pada foto SEM tersebut dapat kita lihat

terdapat garis melintang dikarenakan proses preparasi sebelum melakukan pengujian,

saat di lakukan pengujian pada ukuran 5000 kali terlihat adanya oksidasi pada material

tersebut dan teridentifikasi bahwa material beda unsur antara Cu dan CuZn ketika

dilakukan pengelasan FSW dapat tersambung dengan baik tidak dan terdapat cacat

produk crack ataupun voids. Hasil SEM ini terindikasi adanya unsur lain selain Cu dan

CuZn, lebih jelas nya dapat di lihat pada hasil EDX.

Gambar 12. Mikrograf SEM untuk line analysis dari sambungan pengelasan FSW

antara Cu - CuZn

Pada gambar 12. menunjukkan dimana proses dari line analysis EDX di ambil

yaitu pada perbesaran 5000 kali, line analysis diambil pada titik sambungan (HAZ)

pengelasan dimana pada sambungan itu terdapan unsur unsur yang tetap dan berubah di

karenakan proses pengelasan FSW. Unsur-unsur yang terkandung pada sambungan

tembaga dan kuningan di dominasi oleh Cu, sebesar Cu = 76.42% atom, kandungan

dari Cu yang besar di pengaruhi oleh dua base metal tembaga dan kuningan yang

memiliki unsur Cu yang sama, unsur lain dari kuningan (CuZn) Zn pada titik line

analysis terdeteksi sebesar Zn = 16.07% atom, unsur lain yang terdapat pada

sambungan material beda jenis terdapat O = 16.71% atom.

Page 17: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

13

Tabel 3. Hasil line analysis EDX untuk sambungan las FSW antara Cu - CuZn

Element Weight % Atomic % Error % Net Int.

O 4,78 16,71 7,63 95,84

Cu 76,42 67,22 3,56 221,59

Zn 18,79 16,07 5,56 40

Gambar 13. Line analysis sambungan las FSW antara Cu-CuZn

4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dari hasil analisa data dan pembahasan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1) Dari proses pengelasan friciton stir welding single side diperoleh hasil

karakteristik permukaan yang halus dapat dilihat pada sambungan sama jenis Al-

Al, namun pada sambungan beda jenis Cu-Al dan Cu-CuZn kurang halus di

karenakan perbedaan suhu titik lebur antara kedua material, hal ini pun

berpenaruh pada saat ketiga specimen dilakukan proses pengelasan dengan

menggunakan parameter rotation speed 1250 Rpm dan feed rate 12.5 mm/menit

materal Cu-CuZn pada proses pengelasan kurang stabil, menyebabkan tool joint

tergerus dan meja kerja tersendat,berbeda dengan Al-Al dan Cu-Al proses

pengelasan stabil.

2) Hasil foto SEM pada pengelasan Al-Al, Cu-Al, dan Cu-CuZn terlihat adanya

pencampuran material dan berhasil namun dari ketiga material terdapat cacat

produk void, crack dan oksidasi. Pada sambungan Al-Al teridentifikasi adanya

Page 18: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

14

cacat produk di antaranya porosity yang terdapat di sekitar heat affected zone

(HAZ), dan pada sambungan Cu-Al adanya garis lintang, crack, dan porosity.

Sementara pada sambungan Cu-CuZn hanya terdapat garis lintang preparasi dan

oksidasi yang terlihat.

3) Komposisi unsur kimia yang terbentuk pada material hasil pengelasan FSW untuk

sambungan sama jenies Al-Al pure 100% atom Aluminium, pada sambungan Cu-Al

terdapat unsur terbnyak Al= 71,18% atom, Cu= 15,86% atom, dan terdapat unsur baru

O mencapai 12,96% atom, dan sambungan las Cu-CuZn didominasi unsur Cu= 76,42%

atom, Zn=16,07% atom dan terdapan unsur O= 16,71% atom. Terdapat unsur baru O di

karenakan pada saat melakukan pengelasan terdapat udara yang terperangkap pada

sambungan.

4.2 Saran

Pada penelitian ini, bahwa masih banyak terdapat kekurangan. Oleh sebab itu

penulis memberikan beberapasaran:

1) Mendalami dan mempelajari lebih banyak tentang FSW, dengan mencari

referensi yang banyak tentang pengujian yang akan dilakukan.

2) Dalam menjalankan praktek waktu pengelasan alat dan bahan harus

dipersiapkan dan membuat bahan cadangan yang lebih.

3) Untuk tool joint yang digunakan lebih baik dilakukan treatmen terlebih dahulu

karena akan meningkatkan nilai kekerasan pada permukaan tool joint itu

sendiri.

4) Selalu mensetting jalur pengelasan terlebih dahulu sebelum melakukan

pengelasan untuk memastikan tool joint sesuai jalur pengelasan.

5) Dari hasil pengelasan bila perlu mengulangi lagi untuk mendapatkan hasil yang

terbaik supaya mempermudah dalam mendapatkan data hasil pengujian yang

akan dilakukan selanjutnya.

6) Mematuhi aturan pada laboratorium dan K3.

DAFTAR PUSTAKA

ASM Handbook Vol 9, 2004, Metallography And Microstructure, ASM International.

Esmaeili, A., Givi, M.K. Besharati., Rajani, H.R. Zareie., 2011, A Metallurgical and

Mechanical Study on Dissimilar Friction Stir welding of Aluminum 1050 to Brass

(CuZn30).

ESAB, Friciton Stir Welding Technical Handbook, www.esab.com

Page 19: ANALISA SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/77265/12/NASKAH PUBLIKASI.pdf · Semakin luas penggunaan las dalam penyambungan yang mempengaruhi kebutuhan penggunaan

15

Fujii, H., Cui, L., Maedadkk, M., 2006, Effect Of Tool Shape On Mechanical Properties

and Microstructure Of Friction Stir Welded Allumunium Alloys, Materials

Science and Engineering A 419: 25–31.

Goldstein, J., Newbury, D.E., dkk, 2003, Scanning Electron Microscopy and X-Ray

Microanalysis, edisi ketiga, New York

https://www.springer.com/gp/book/9780306472923

Hartanto, 2018, Analisis struktur mikro dan kekuatan pada penyambungan plat Cu-Cu,

Cu-CuZn dan Cu-Al menggunakan metode friction stir welding single slide, Tugas

Akhir S-1, Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta.

http://eprints.ums.ac.id/68261/11/NASKAH%20PUBLIKASI-22.pdf

Mishra, R.S., Ma, Y.z, 2005, Friction Stir Welding And Processing Materials

Science and Engineering, R 50: 1–78.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927796X05000768

Mishra, R.S., dan Mahoney, M.W., 2007 Friction stir welding And Processing Material

Science and Engineering,

Prasetyo, Y. 2011. Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Optical Emission

Spectroscopy(OES).

https://yudiprasetyo53.wordpress.com/2011/11/07/scanning-electron-microscope-sem-

dan-optical-emission-spectroscope-oes/ (diakses 13 Maret 2019)

Wiryosumarto, H., Okumura, T., 1994,Teknologi Pengelasan Logam, Cetakan Ke-6,

PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Zhang , Q.Z ., Gong ,W.B., and Liu, w.,2014, Microstructure and mechanical

properties of dissimilar Al−Cu joints by friction stir welding.