BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Metode penelitian adalah suatu cara yang digunakan dalam penelitian,

sehingga pelaksanaan dan hasil penelitian bisa untuk dipertanggungjawabkan secara

ilmiah. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, yaitu suatu cara untuk

mencari hubungan sebab akibat antara dua faktor yang berpengaruh. Eksperimen

dilaksanakan dilaboratorium dengan kondisi dan peralatan yang diselesaikan guna

memperoleh data tentang pengaruh Jenis Elektroda Pada Hasil Pengelasan Pelat ST

40 dengan Kampuh V Tunggal Terhadap Struktur Mikro dan Kekuatan.

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian.

3.1.1. Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Laboratoriun Las Teknik Mesin Universitas Jember

dan Laboratoriun Desain dan metalurgi Teknik Mesin Universitas Jember

3.1.2. Watu Penelitian

Waktu penelitian dilaksanakan selama 6 bulan yang dilakukan mulai bulan

September sampai selesai, berikut adalah jadwal penelitian.

Tabel 3.1 Jadwal Penelitian

No Kegiatan I II III IV V VI

1 Studi Literatur

2 Penelitian

3 Analisis Data

4 Pembahasan

5 Pembuatan Laporan

3.2. Alat dan Bahan

            Sebelum melakukan pengujian, segala bahan dan peralatan pengujian harus

disiapkan agar pengujian yang dilakukan dapat terlaksana dengan baik. Bahan –

bahan dan peralatan yang dibutuhkan dalam pengujian ini meliputi:

a. Mesin Las

Mesin las yang digunakan pada proses pengelasan ini adalah sebagai berikut :

Merk                            : WELDTECH

Model                          : WT 500

Input Volt                     : 230

Frequency                    : 3/50 Hz

Input                            : 55 A/ 21 V

Output Current  : 500 A/ 35 V

b. Alat –alat bantu Las

Alat-alat bantu yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. kabel las

2. sikat kawat

3. penjepit

4. elektroda

5. Klem massa

6. Palu

7. tang

8. alat keselamatan kerja Las.

c. Alat-alat tangan

Alat-alat tangan yang digunakan sebagai berikut :

1. Mistar baja

2. Pengores

3. Jangka Sorong

4. Busur Derajat

5. Palu

6. Penitik\

7. Siku

8. Gergaji

9. Kikir.

d. Peralatan yang digunakan untuk pengujian

            Sebelum melakukan pengujian, segala bahan dan peralatan pengujian harus

disiapkan agar pengujian yang dilakukan dapat terlaksana dengan baik. Peralatan

yang digunakan untuk pengujian adalah:

1. Gergaji untuk memotong material

2. Amplas dari ukuran no.80, 100, 220, 1500 dan 2000, yang berfungsi untuk

membersihkan dan meratakan permukaan material untuk pengamatan metalografi.

3. Mesin skrap/ milling yang berguna untuk meratakan permukaan

4. Mesin poles yang berguna untuk menghaluskan permukaan bahan percobaan

sebelum dilakukan pengujian

5. Mikroskop optic untuk melihat susunan structural material

6. Alat uji tarik untuk mengetahui kekuatan tariknya

7. Peralatan uji bending

8. Peralatan tulis untuk mencatat data-data hasil pengujian

3.3. Metode Penelitian.

Untuk dapat mengetahui hasil dari penelitian ini, maka prosedur penelitian yang

akan dilakukan meliputi:

1. Poses pengujian dilaksanakan sepenuh nya, terhadap variabel-variabel yang

mempengaruhi pemakain dari metode penyambungan, dalam hal ini

penyambungan las busur listrik terhadap sambungan plat ST 40 yang hanya

ditinjau dari pemeriksaan secara uji tarik,uji bending dan uji metalografi

2. Teknik pengumpulan data yang diperoleh dari proses pengelasan yang dilakukan

dari hasil pengujian tarik terhadap benda uji 8 spesimen, dimana masing-masing 4

spesiment, 4 spesiment untuk las busur listrik dengan elektroda E6013 dan, 4

spesimen untuk elektroda E7016 yang keseluruhan nya dilakukan dengan

pengujian tarik dengan standarisasi ASTM E8 M.

3. Metode analisa dan evaluasi data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan

dilaboratorium pada masing-masing spesimen adalah secara kulitatif. Dari data

inilah dicari nilai rata-rata ( mean) untuk uji tarik dari masing-masing spesimen

dan merupakan nilai yang dicapai dari uji tarik dari bahan tersebut.

4. Dari sinilah penelitian akan mendapatkan kesimpulan yang sebenarnya

bagaimana pengaruh perbedaan elektroda pada pengelasan terhadap kekuatan

tarik dari ST 40 didalam standar pengujian yang berlaku.

5. Penyusunan laporan, termasuk didalamnya kesimpulan dari hasil yang dicapai

serta pengambilan langkah-langkah yang berhubungan terhadap hasil pengelasan

dengan perbedaan jenis elektroda pada material uji lebih ditekankan, sehingga

pada akhirnya tujuan penelitian dapat sepenuhnya tercapai

3.3.1 Variabel-Variabel Pengujian

Dari metode penelitian diatas maka dapat ditentukan hal-hal dasar terhadap

variabel-variabel pengujian berikut ini :

Bahan dasar ST 40 (Base Metal)

Bahan yang digunakan pada penelitian adalah baja rendah ST 40 dengan

pertimbangan :

Baja karbon  rendah ST 40 banyak digunakan di industri, terlebih industri kecil

dan menengah, sebagai bahan kontruksi

Baja karbon ST 40 mudah dilakukan proses penyambungan, baik dengan las

listrik maupun dengan teknik pengelasan lain nya.

Bahan uji tidak terlalu sulit dijumpai.

Ketebalan bahan dasar yang dipakai dalam pengujian ini adalah 6 mm. Hal ini

didasarkan kepada ketebalan minimum pengelasan listrik, yaitu 3-6 mm

3.4. Prosedur Penelitian

3.4.1 Proses pengelasan.

Dalam proses pengelasan yang akan dilakukan adalah las busur listrik elektroda

terbungkus (SMAW) dengan standar acuan AWS. Langkah-langkah pada proses

pengelasan ini adalah sebagai berikut :

1. Pemotongan bahan dengan menggunakan las oksigen potong dengan ukuran 200

x 20 mm sebanyak 8 buah sample untuk pengujian tarik, yang nantinya akan

dibagi menjadi 2 spesimen setiap proses pengelasan dengan elektroda yang

berbeda, untuk uji metalografi 2 spesimen dengan elektroda yang berbeda.

2. Membuat kampuh las pada masing-masing pelat yaitu kampuh V.

3. Tempatkan benda kerja pada meja kerja las dengan Sudut Elektroda Posisi Datar

70-80o, (dari arah pengelasan).

4. Rangkai mesin las dengan polaritas DC (+).

5. Hidupkan mesin las dan atur besar arus yang digunakan 110 A.

6. Pasang elektroda pada pemegang.

7. Lakukan pengelasan pada setiap sample.

8. Ukur lamanya waktu pengelasan pada masing-masing sample

3.4.2 Pembuatan Spesimen Uji Tarik

Mengacu standar ASTM E 8M untuk pengujian kualitas kekuatan tarik bahan.

Setelah proses pengelasan selesai maka dilanjutkan pembuatan spesimen sesuai

ASTM E 8, yang nantinya akan diuji tarik, langkah-langkahnya sebagai berikut:

1. Meratakan alur hasil pengelasan dengan mesin frais.

2. Bahan dipotong-potong dengan ukuran panjang 200 mm dan lebar 20 mm.

3. Membuat gambar pada kertas yang agak tebal atau mal mengacu ukuran standar

ASTM E 8M

4. Gambar atau mal ditempel pada bahan selanjutnya dilakukan pengefraisan/proses

milling sesuai dengan bentuk gambar dengan menggunakan pisau miling

diameter 18 mm sehigga permukaan material yang akan di uji menjadi 12.5mm

5. Bahan yang sudah terbentuk tersebut dirapikan permukaannya dengan kikir yang

halus, selanjutnya benda diampelas sampai halus.

Gambar 3.1 Dimensi Spesimen Uji Tarik

3.4.3 Pelaksanaan Pengujian Uji tarik

Data uji tarik

Mesin uji          : Universal Hidrolik Testing Machine Kapasitas 200 KN

Temperatur       : 26oC ( Suhu Kamar )

Standar uji        : ASTM E 8M

                          ASTM “American Society for Testing and Materials”

                          E 8M “Standard Test Methods of Tension Testing of

                          Metallic Materials [Metric]”

Sumber            : Lab. Universitas Riau

Bahan uji (specimen) yang sudah dibentuk sesuai dengan ukuran bahan uji tarik

menurut ASTM E 8, dipasang pada mesin uji tarik Universal Testing Machine dengan

kapasitas 200 KN dan suhu sekitar 25°C (suhu kamar)

Bahan uji kemudian ditarik dengan kenaikan beban sedikit demi sedikit sampai

pada beban maksimum yang menyebabkan bahan uji patah. Setelah itu diperoleh

data-data berupa angka-angka dan grafik yang nantinya diperlukan dalam

menganalisa hasil pengujian tarik.

Pengujian tarik dilakukan pada bahan uji sebelum mendapatkan perlakuan

proses pengerjaan logam (dilas) dan pada bahan uji setelah mendapatkan perlakuan

proses pengerjaan logam (dilas) dengan menggunakan mesin uji tarik kapasitas 200

KN. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

         Langkah-langkah pengujian ini adalah sebagai berikut :

1. Ukur dimensi batang uji yang diperlukan.

2. Pasang batang uji pada klem mesin uji.

3. Pasang kertas grafik pada mesin uji.

4. Hidupkan mesin.

5. Seting skala ukur beban pada posisi nol.

6. Lakukan proses penarikan batang uji.

7. Catat data-data yang diperlukan

8. Setelah pengujian selesai, catat dimensi batang uji setelah putus yang diperlukan.

9. Lakukan proses perhitungan nilai kekuatan tarik dari data yang sudah didapat.

3.4.5 Pengamatan metalografi

            Pengamatan metalografi dilakukan untuk mengetahui sturktur mikro suatu

spesimen sehingga kita dapat mengetahui sifat dan karakteristik benda tersebut

sebelum dan sesudah proses pengelasan. Proses pengamatan metallografi ini

dilakukan dengan cara :

1. Pengampelasan

Pengampelasan dilakukan tegak lurus dengan arah putaran piringan mesin poles,

sedangkan amplas yang dipakai dari yang kasar sampai yang paling halus (dengan

urutan nomor ampelas 150, 300, 500, 800, 1000, 1200, 1500, dan 2000)

2. Pemolesan

Pemolesan menggunakan kain beludru dengan pasta jenis Autosol, selama

pemolesan spesimen digerakan ke titik pusat dan sisi piringan dengan tujuan agar

partikel-partikel yang abrasive dapat terdistribusi secara merata diatas piringan

pemoles. Disamping itu pemolesan juga harus diputar untuk mencegah terjadi ekor

komet pada spesimen.

3. Pengetsaan

Proses etsa diakhiri jika pengamatan mikroskop telah adanya butir dan batas butir.

Pengetsaan adalah proses pencelupan spesimen ke dalam larutan etsa selama 3 detik

yang bertujuan untuk mengkorosi batas butir sehingga struktur mikro dapat terlihat.

Larutan etsa adalah etsa campuran antara 2 ml HNO3 + 90 ml methanol Adapun

perbandingannya 1 : 50. Setelah melakukan pengetsaan lalu disiram dengan air yang

mengalir dan keringkan dengan menggunakan Hair dryer. Setelah itu lihat hasil

dengan menggunakan mikroskop optik. Jika batasnya belum terlihat maka lakukan

pengetsaan berulang samapai terlihat batas butir. Permukaan spesimen harus halus

sehalus mungkin guna dapat melihat struktur mikro dengan jelas.

Setelah kita dapat melihat struktur mikro spesimen dengan jelas selanjutnya

kita mengambil photo spesimen tersebut sehingga kita dapat menganalisa struktur

mikro benda tersebut dengan mudah

3.4.6 Pemeriksaan dengan Mikroskop Optik

Pemeriksaan dengan mikroskop bertujuan untuk mengamati bentuk struktur

makro dan mikro yang terjadi pada setiap layer pengelasan. Pemeriksaan ini

dilakukan dengan meletakan spesimen diatas lensa objektif mikroskop. Permukaan

yang akan dilihat pada penelitian ini adalah bagian logam pengisian las (Fusion

Zone), Heat Affected Zone (HAZ) dan Logam Induk (Base Metal). pada permukaan

yang telah dietsa atau bagian yang akan dilihat jangan tersentuh dengan tangan.

Pengamatan dilakukan dengan lensa objektif dengan pembesaran yang bisa dilihat

struktur butir hingga dapat mengukur butir tersebut. Jika pembesaran pada objek 100

x, maka pembesaran pada mata (penglihatan) dikalikan dengan 10 menjadi

pembesaran 1000 kali.

3.4.7 Pemotretan

Pemotretan dilakukan dengan peralatan photografi yang dipasang pada

mikroskop, yang bertujuan untuk mendapatkan gambar struktur mikro yang

terbentuk. Pemotretan ini dilakukan setelah lensa objektif terfokus dengan baik dan

cahaya yang diberikan diatur cukup secukupnya. Dari hasil pemotretan dapat

diketahui perubahan struktur mikro yang terjadi.

3.5. Pengumpulan Data.

Selama berlangsungnya penyusunan tugas akhir ini, penulis melakukan

pengumpulan data-data untuk keperluan penelitian ini dengan cara sebagai berikut

Data

Yaitu nilai yang diperoleh langsung dari hasil percobaan pengujian yang

dilakukan salam proses penelitian ini.

Pendukung

Yaitu angka yang bersifat menguatkan data dan merupakan dasar untuk

memperoleh data utama. Pendukung data ini berupa buku-buku referensi dan standar-

standar terkait.

Melakukan wawancara atau diskusi dengan ahli dalam bidang pengelasan maupun

metalurgi.

3.5.1 Analisa Data.

Setelah semua data-data yang diperlukan dalam penelitian ini terkumpul,

selanjutnya dilakukan proses analisa terhadap data-data tersebut untuk melakukan

perbandingan dari masing-masing sampel penelitian yang dibuat

3.6. Pembuatan Laporan Akhir

Pembuatan laporan akhir atau skripsi dilakukan secara bertahap mulai dari studi

literatur, perencanaan, penelitian sampai dengan hasil penelitian.

3.7. Flowchart Metode Penelitian

Gambar 3.2 Flowchart Metode Penelitian