BAB III METODE PENELITIANeprints.umm.ac.id/38832/4/BAB III.pdf · 2018. 10. 30. · Pemotongan Plat...

28

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Metode Penelitian

Metode penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah penelitian

eksperimental dan secara langsung pada objek dan aktual yang dituju. Disamping

itu juga dilakukan pengujian terhadap dasar teori yang ada dari sumber literatur

beberapa buku dan jurnal.

3.2 Waktu dan Tempat

Adapun waktu, tempat, dan pelaksanaan penelitian berlangsung

diantaranya dari pemotongan specimen, pembuatan kampuh groove V, persiapan

hingga proses pengelasan, mendapatkan hasil specimen, pengujian, dan pengujian

Radiographic dilakukan pada tanggal 7 Agustus 2017 sampai 12 Agustus 2017 di

PT. Cilegon Fabricators, Serang. Dan pengujian Macrostruktur, pengujian uji

Tarik dan pengujian uji bending dilakukan tanggal 23 Agustus 2017 di PT. Bina

Andalan Karya Inspeksi, Bekasi.

3.3 Diagram Alir

Pada saat melakukan penelitian, perlu adanya proses yang urut dan

berkesinambungan, sehingga dapat terlaksana sesuai dengan tujuan. Adapun

diagram alir dalam penelitian ditunjukkan gambar 3.1 berikut:

29

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Pemotongan Plat

Pembuatan Kampuh

Proses Pengelasan

Hasil Las

Pengujian NDT

Uji Radiographic

Pengamatan

Macrostructur

Pengujian DT

Uji Tarik

Uji Banding (Side

Bend)

Analisa Data

Kesimpulan

30

3.4 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini dibagi menjadi 3 tahapan yaitu : tahap persiapan,

pengujian dan pengamatan.

3.4.1 Tahap Persiapan Penelitian

3.4.1.1 Alat dan Bahan Proses Pengelasan

A. Alat

a) Peralatan Mesin Las SAW : 1 set

b) Peralatan Mesin Las GMAW : 1 set

c) Stopwatch : 1 set

d) Thermocouple Laser Radiation : 1 set

e) Alat penjepit : 1 buah

f) Sapu lidi : 1 buah

g) Penyungkil : 1 buah

h) Gerinda : 1 set

i) Brushing : 1 set

j) Tong Flux : 1 buah

k) Bahan Backing : 1 buah

l) Bahan Fitting 1 pasang : 2 buah

B. Bahan Material

1). Bahan Material Baja Karbon SM490A

Spesimen uji yang berupa plat strip dengan ukuran 25 mm x 180

mm x 400 mm uji komposisi kimianya dan didapat beberapa persentase

kandungan yang terdapat didalam baja tersebut dapat dilihat pada table

3.1. Dari hasil pengujian komposisi kimia tersebut, specimen yang

digunakan dapat dimasukkan ke dalam golongan baja karbon rendah.Baja

SM490A memiliki kekuatan 543 N/MM2 . Berikut komposisi kimia dari

baja karbon SM490A, Untuk lebih lengkap dapat dilihat di Lampiran 1.

31

Tabel 3.1. Komposisi Kimia Baja Karbon Rendah SM490A

Unsur Kandungan (%)

C 0,16

Si 0,17

Mn 0,92

P 0,011

S 0,003

Cr 0,01

Mo 0,01

Ni 0,02

Tabel 3.2. Nilai Kekuatan Uji Tarik Baja SM490A

Tensile Test of Material SM490A

Yield Point (N/mm2) 431

Tensile Strenght (N/mm2) 543

Elongation (%) 24

2. Material Baja Karbon SM520B

Spesimen uji yang berupa plat strip dengan ukuran 25 mm x 180

mm x 400 mm uji komposisi kimianya dan didapat beberapa persentase

kandungan yang terdapat didalam baja tersebut dapat dilihat pada table

3.2. Dari hasil pengujian komposisi kimia tersebut, spesimen yang

digunakan dapat dimasukkan ke dalam golongan baja karbon rendah. Baja

SM520A memiliki kekuatan 550 N/MM2 . Berikut komposisi kimia dari

baja karbon SM490A, Untuk lebih lengkap dapat dilihat di Lampiran 2.

32

Tabel 3.3. Komposisi Kimia Baja Karbon Rendah SM520A

Unsur Kandungan (%)

C 0,14

Si 0,26

Mn 1,32

P 0,009

S 0,002

Cr 0,01

Mo 0,01

Ni 0,02

Tabel 3.4. Nilai Kekuatan Uji Tarik Baja SM520A

Tensile Test of Material SM520B

Yield Point (N/mm2) 458

Tensile Strenght (N/mm2) 550

Elongation (%) 225

Pada penelitian ini Material Baja SM490A dan Baja SM520B

harus mengikuti standart JIS G3106 dan memenuhi standart dari JIS

G3106. Sebagaimana Material SM490A dengan ketebalan 25 mm harus

memiliki kekuatan Tarik sebesar minimal 490 MPa sampai 610 MPa

sedangkan material SM520B dengan ketebalan 25 mm harus memiliki

kekuatan tarik sebesar minimal 520 MPa sampai 640 MPa. Hal ini

bertujuan untuk memenuhi persyaratan sebelum di uji. Persyaratan

selengkapnya bisa dilihat di lampiran 3. Berikut :

33

Tabel 3.5 Kekuatan Tarik dari Standart JIS G3106

Designation

Yield point or proof strees (N/mm2) Tensile Strength

(N/mm2)

Thicknees of steel product (mm) Thickness of steel

product (mm)

16 or

under

Over

16 up

to and

incl.4

0

Over

40 up

to and

incl.75

Over 75

up to

and

incl.100

Over

100 up

to and

incl.16

0

Over

160 up

to and

incl.200

100 or

under

Over 100

up to and

incl.200

SM400A 245

min.

235

min.

215

min.

215

min.

205

min.

195

min.

400 to 510 400 to 510

SM400B

SM400C

SM490A 325

min.

315

min.

295

min.

295

min.

285

min.

275

min.

490 to 610 490 to 610

SM490B

SM490C - -

SM490YA 365

min.

355

min.

335

min.

325

min.

- - 490 to 610 -

SM490YA

SM520B 365

min.

355

min.

335

min.

325

min.

- - 520 to 640 -

SM520C

SM570 460

min.

450

min.

430

min.

420

min.

- - 570 to 720 -

C. Filler/ Elektroda

Pada penelitian saya memakai Filler untuk jenis las Gas Metal Arc

Welding (GMAW) memakai filler ER70S-6 dan filler dengan jenis las

Submarged Arc Welding (SAW) memakai filler EM12K (F7AO),

kedua filler ini sudah teruji dan mendapatkan sertifikasi resmi dari PT.

Cilegon Fabricators.

34

1. Filler ER70S-6

Filler ER70S-6 berdasarkan AWS A5.18 akan digunakan pada

jenis las Gas Metal Arc Welding (GMAW), untuk lebih lengkap dapat

dilihat Lampiran 4.

Tabel 3.6 Komposisi Filler ER70S-6

Diameter Ø 1.2 mm

Chemichal Compositios

of the welding wire

Element Actual Result

C 0,068

Mn 1,43

Si 0,90

S 0,010

P 0,015

Elektroda/ Filler ER70S-6 memiliki kandungan silikon terbesar

(1,15%) dan mangan yang terbesar (1,85 %) sebagai elemen doksidasi.

Pada umumnya untuk baja karbon rendah menggunakan gas pelindung

CO2 dan arus listrik yang tinggi. Berikut pengertian kode filler atau

elektroda dari GMAW ditandai ER70S-6 yang artinya sebagai berikut :

ER = Menunjukkan Elektroda

70 = Minimal kekuatan Tarik di 1000 psi (700 Mpa)

S = Menunjukkan kawat las yang padat (Solid wire)

6 = Menunjukkan akhiran untuk kelas tertentu, berdasarkan

analisis kimia dan sifat fisik

2. Filler F7A0-EM12K

Filler F7A0-EM12K berdasarkan AWS A5.17 akan digunakan

pada jenis las Submarged Arc Welding (SAW), untuk lebih lengkap dapat

dilihat Lampiran 5.

35

Tabel 3.7 Komposisi Filler F7A0-EM12K

Type F7A0-

EM12K

Diameter Ø 4 mm

Chemical Compositions

of the Wedding Wire (%)

Element Actual Result

C 0,062

Mn 1,331

Si 0,738

S 0,013

P 0,015

Berikut pengertian kode filler atau elektroda dari SAW ditandai

F7A0-EM12K yang artinya sebagai berikut :

F = Menunjukkan Fluks pengelasan busur terendam.

7 = Menunjukkan kekuatan tarik minimum.

A = Menunjukkan kondisi perlakuan panas dimana

pengujian “A” untuk di las

0 = Menunjukkan suhu terendah dimana kekuatan

impak (benturan) dari logam las diatas

memenuhi atau melebihi 20 ft-lb (27J).

E = Menunjukkan elektroda.

M12K = Klasifikasi elektroda yang digunakan dalam

memproduksi lasan logam yang disebutkan di

atas.

3.4.2 Tahap Pelaksanaan Penelitian

3.4.2.1 PemotonganPlat Material SM490A dan SM520B

Sebelum material diproses menjadi bahan specimen, raw material

masih berbentuk lembaran – lembaran utuh dengan panjang 400 mm, lebar

36

366 mm, dan ketebalan 25 mm. Pertama-tama menerima gambar desain uji

specimen dari Desain Engineer lalu tahap marking di plat sesuai gambar

desain lalu setelah tahap marking mentransfer material tersebut ke mesin

portable (mesin pemotong) dengan cara diangkut memakai crane. Marking

disini bertujuan menandai raw material sesuai gambar desain yang

ditentukan sebelum ketahap Cutting Plan.

Proses Cutting merupakan proses setelah material di marking

berdasarkan gambar desain yang dirancang. Guna memudahkan proses

pemotongan plat sesuai pada saat proses marking memakai mesin flam api

memakai gas LPG + O2 dengan ± 15000 C. Pemotongan ini untuk

memotong plat SM490A sebanyak 2 plat dengan ukuran tebal 25 mm,

lebar 180 mm, dan panjang 400 mm. Begitu juga plat SM520B sebanyak

dua plat dengan ukuran tebal 25 mm, lebar 180 mm, dan panjang 400 mm.

Dengan total keseluruhannya dijadi satukan menjadi lebar 360 ditambah

Backing 6 mm menjadi 366, tebal 25 mm dan panjang tetap 400 mm.

berikut gambar dimensi sambungan plat SM490A dan SM520.

Gambar 3.2 Dimensi Spesiment

Berikut langkah – langkah proses cutting :

1. Setting mesin cutting pada posisi yang ditentukan.

2. Setting gas (LPG & O2) pada mesin.

37

3. Mengatur produk (material) yang akan di cutting.

4. Menyalakan dan mengatur gas pada mesin.

5. Menjalankan mesin cutting.

Gambar 3.3 Mesin Cutting Flam Api

3.4.2.2 Proses Pembuatan Kampuh V 250

Proses pembuatan test piece penelitian kali ini memakai tipe

penyambungan Butt Joint kampuh V dengan kemiringan 250. Proses

pembuatan kampuh V ini menggunakan mesin portable flam api memakai

gas LPG + O2 dengan suhu ± 15000 C. Pembuatan kampuh ini digunakan

di satu sisi plat SM490A dan satu disisi plat SM520B masing-masing

sebanyak dua plat. Berikut sketch kampuh V 250.

Gambar 3.4 Dimensi Spesiment Kampuh V

Proses pembuatan kampuh dengan mesin cutting flam api :

1. Setting mesin cutting pada posisi yang ditentukan.

2. Setting gas (LPG & O2) pada mesin.

38

3. Mengatur produk (material) yang akan di cutting.

4. Menyalakan dan mengatur gas pada mesin.

5. Menjalankan mesin cutting.

6. Setelah proses cutting, memposisikan untuk membuat

bevel V dengan mengatur posisi kemiringan 250 pada

mesin.

Sebelum proses pengelasan berlangsung, test piece atau speciment

digabungkan antara plat ber kampuh V SM490A dengan plat ber kampuh

SM520B yang sama sama diberikan alat bantu guna mempermudah dalam

proses pengelasan berlangsung.

Alat bantu tersebut antara lain; backing dan fitting.

Backing ialah alat untuk menopang atau landasan kedua test piece

guna pada proses pengelas di daerah root tidak tembus ke bawah.

Ketebalan dari backing sebesar 12 mm. Sedangkan Fitting ialah alat bantu

untuk pengunci material guna meminimalisasikan terjadinya distorsi dan

agar posisi test piece sejajar pada saat pengelasan berlangsung.

Gambar 3.5 Alat bantu fitting

3.4.2.3 Proses Pengelasan

Proses pengelasan penelitian kali ini, smemakai jenis pengelasan

las GMAW dan SAW dengan dua proses test piece yang berbeda sesuai

dengan WPS (Welding Procedure Specification) dan PQR (Procedure

Qualification Record) masing- masing. Pertama Test Piece 1 dengan

39

proses penggabungan las GMAW dan SAW, dan Test Piece 2 dengan

proses pengelasan full SAW.

3.4.2.3.1 Proses Kombinasi Pengelasan GMAW dan SAW

Proses Test Piece 1 saya menggunakan kombinasi las

GMAW dan SAW dengan persentasi GMAW 60% dan SAW 40%.

Yang dimana pengerjaanya sesuai dengan PQR no C9-AWS-PQR

–GA 0119 dengan kode AWS D1.1. Berikut alur proses kombinasi

dengan proses pengelasan ke 1 sampai ke 7 memakai GMAW dan

dilanjutkan pengelasan ke 8-14 memakai SAW.

Tabel 3.8 Alur proses pengelasan kombinasi GMAW-SAW

Runsheet Weld GMAW – SAW

Material

Spec SM490A to SM520B

Welding

Process GMAW + SAW Filler Material

ER70S-6 +

EM12K

Run

No

Process

Weld

Weld

Position

Consumable Ampere Voltage Travel Rate Interpass

Temp

(0C) Size

(mm) Class

Gas/Flux AC/DC POL AC/DC POL min mm

1 GMAW 1.G 1.2 5.18 Ar + Co 300 DCEP 32.1 DCEP 1.31 400 143







8 SAW 1.G 4 5.17 F7AO 644 DCEP 32.8 DCEP 1.03 400 182







40

Pengelasan untuk test piece 1 proses membuat pass las dari

1-7 menggunakan pengelasan jenis GMAW dan pass 8-14

menggunakan pengelasan jenis SAW.

Berikut gambaran sketch welding GMAW – SAW :

Gambar 3.6 Sketch Welding GMAW-SAW

Berikut hasil test pieces 1 pengelasan GMAW-SAW

Gambar 3.7 Hasil Pengelasan GMAW-SAW

3.4.2.3.2 Proses Pengelasan SAW

Proses Test Piece 2 menggunakan full las SAW Yang

dimana pengerjaanya sesuai dengan PQR no C9-AWS-PQR – A

0120 dengan kode AWS D1.1 Berikut alur proses kombinasi

dengan proses pengelasan ke 1 sampai memakai 14 memakai

SAW.

41

Tabel 3.9 Alur proses pengelasan kombinasi SAW

Runsheet Weld SAW

Material

Spec SM490A to SM520B

Welding

Process SAW Filler Material EM12K

Run

No

Process

Weld

Weld

Position

Consumable Ampere Voltage Travel

Rate Interpass

Temp

(0C) Size

(mm) Class

Gas/Flux AC/DC POL AC/DC POL min mm














Pengelasan untuk test piece 2 proses membuat pass las 1 sampai 13 full

memakai las SAW. Berikut gambaran sketch welding SAW :

Gambar 3.8 Sketch welding SAW

42

Gambar 3.9 hasil pengelasan SAW

3.4.3 Tahap Pengujian

3.4.3.1 Pengujian Tarik

Pengujian Tarik dan bending memakai 1 jenis mesin yang sama

dimana mesin ini mampu menguji kedua pengujian tersebut. Berikut

parameter mekanisme pada mesin uji Tarik.

Mesin : Shimadzu 100 Ton

Kode Referensi : AWS D1.1 : 2015

Metode Pengujian : ASTM A 370 – 2011

Type Uji :Spesimen melintang (Transverse Specimen)

Temperatur Ruangan : 240C

Kelembaban ruangan : 54%

43

Gambar 3.10 Mesin Uji Tarik Shimadzhu UH 100A

Berikut dimensi specimen uji Tarik yang dipergunakan untuk 4 uji test piece :

Panjang keseluruhan : 350 mm

Lebar : 35 mm

Tebal : 25 mm

Kelenkungan (radius) : 13 mm

Panjang grip :135 mm

Panjang Gauge : 55 mm

Luas Permukaan : 20 mm

Gambar 3.11 dimensi specimen uji tarik

44

3.4.3.2 Pengujian Bending

Spesimen uji bending yang dipergunakan untuk 8 uji test piece dengan

mesin yang sama Shimadzhu UH 100A. Berikut parameter mekanisme

pada mesin uji bending atau bengkok.

Mesin : Shimadzu 100 Ton


Metode Pengujian : ASTM E 190 – 2008

Type Uji :Spesimen melintang (Transverse Specimen)

Temperatur Ruangan : 240C

Kelembaban ruangan : 54%

Diameter Former : 50.8 mm

Sudut Lengkung : 180o

Luas specimen uji : 10 mm

Shoulder Distance : 73.0 mm

Gambar 3.12 Mesin Uji Bending Shimadzhu UH 100A

Dimensi uji bending sebagai berikut :

Panjang : 300 mm

Lebar : 10 mm

Tebal : 25 mm

45

Gambar 3.13 Dimensi Specimen Uji Bending.

3.4.3.3 Pengujian Pengamatan Macro

Berikut Parameter uji Macro stuktur yang dipergunakan untuk 8 uji

test piece menggunakan mesin Olympus SZ.LW61J. Berikut lampiran

pengujian Mesin Macro struktur ialah :

Jenis Pengujian : Macro

Metode Uji : ASTM E 3 – 2011


Mesin Penguji : Olympus

Nomer ID : E.02.04

Nomer Serial : SZ.LW61J

Gambar 3.14 Mesin Pengamatan Uji Macro Olympus SZ.LW61J

46

Dimensi spesimen pengamatan uji Macro sebagai berikut:

Panjang : 90 mm

Lebar Sisi kiri : 20 mm

Lebar Sisi kanan : 25 mm

Ketebalan : 25 mm

Ketebalan Gauge : 2 mm

Gambar 3.15 Dimensi Specimen Pengamatan Uji Macro

3.4.3.4 Pengujian Radiograpic

Berdasarkan jumlah dinding yang dilalui radiasi dan jumlah

dinding yang diperiksa pada film untuk diinterpretasi, teknik penyiaran

dibagi atas teknik SWSI (single wall single image), teknik DWSI (double

wall single image).

Teknik pengujian kali ini menggunakan SWSI (single wall single

image), penyinaran dengan melewatkan radiasi pada satu dinding las

benda uji dan pada film tergambar satu bagian dinding las untuk

diinterpretasi.

Berikut parameter uji radiographic:

Teknik Radiographic : SWSI (single wall single image)

Ketebalan material : 25 mm

47

Ketebalan pengelasan : 2,5 mm

Ketebalan keseluruhan : 27,5 mm

Jarak sumber ke material : 353,5 mm

Intensitas Cahaya : 3,5 Cd

Jarak sumber sisi objek ke film: 27,5 mm

Gambar 3.16 Film Viewer Uji Radiographic FV-2010

BAB III METODE PENELITIANeprints.umm.ac.id/38832/4/BAB III.pdf · 2018. 10. 30. · Pemotongan Plat...

Documents

Transcript of BAB III METODE PENELITIANeprints.umm.ac.id/38832/4/BAB III.pdf · 2018. 10. 30. · Pemotongan Plat...