25

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode penelitian adalah suatu cara yang digunakan dalam penelitian,

sehingga pelaksanaan dan hasil penelitian bisa untuk dipertanggung jawabkan secara

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

mencari hubungan sebab akibat antara dua faktor yang berpengaruh. Eksperimen

dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

dengan kondisi dan peralatan yang tersedia di Laboratorium, guna memperoleh data

tentang hasil pengelasan FCAW yang dilakukan secara otomatis untuk mengetahui

sifat mekanik, dan mikro struktur pada baja ASTM A36.

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian

experimental (true experiment research). Kajian literatur didapat dari berbagai sumber

baik dari buku maupun jurnal yang terkait guna untuk menambah informasi yang

diperlukan dalam penelitian.

3.2 Waktu dan Tempat penelitian

Penelitian dilaksanakan mulai bulan Mei 2018. Adapun pelaksanaanya adalah

sebagai berikut:

1. Persiapan mesin las otomatis di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah

Malang.

2. Proses Pengelasan dilakukan di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah

Malang.

3. Pembuatan bentuk spesimen benda uji dilakukan di Laboratorium PPPPTK BOE

Malang.

4. Pengujian Temperature dan Distorsi dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Malang.

5. Pengujian Uji Tarik dilakukan di Laboratorium Institut Teknologi Nasional

Malang.

26

3.3 Diagram Alir Pengujian

Tahapan pelaksanaan yang dilakukan pada penelitian berikut :

Gambar 3.1 Diagram alir

Pemotongan Plat Baja A36

(350x140x5mm) 6 buah

Pembuatan Kampuh

Las Pengunci Sampel

Pengaturan Jarak

Toutch Pemanas

Pemasangan Gas Elpiji

dan CO2

Pemasangan Thermocopel

pada Plat

Pemasangan Inverter

Pemasangan Static Cooling

Mengatur Suhu Transient

Flame 150O C, 250O C, 350O C

Pengaturan Kecepatan

Pengelasan

Proses Pengelasan

Pembuatan

Spesimen Pengujian

Pengujian Distorsi Pengujian Tarik

Analisa Data

Kesimpulan

27

3.4 Persiapan Bahan dan Peralatan

3.4.1 Persiapan Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Baja ASTM A36 : Tebal 5 mm, Panjang 350 mm, Lebar 140 mm)

2. Elektroda : Type E71T - I

3. Gas CO2

3.4.2 Persiapan Alat yang digunakan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Transient flame pengelasan.

2. Mesin las FCAW (flux cored arc welding)

3. Pendingin / static cooling

4. Inverter.

5. Pengatur suhu (thermokopel).

6. Dial Gauge indicator ( Alat pengujian distorsi )

7. Tang jepit.

8. Mesin frais.

9. Lab view

10. Selang

11. Ember

12. Pompa air

3.5 Variabel Penelitian

• Variabel bebas

➢ Suhu temperatur transient flame untuk pengendalian distorsi 150O C,

250O C, 350O C

➢ Pendingin / static cooling dengan daya air pompa 1400 L/H

• Variabel terikat

➢ Uji Tarik

3.6 Tahap penelitian

Tahap-tahap dalam pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :

28

3.6.1 Prosedur Pengelasan dan Pemasanagan Static Cooling

Gambar 3.2 Pemasangan Static cooling

3.6.2 Pembuatan spesimen Las/Plat Baja ASTM A36

Pembuatan spesimen dilakukan dengan cara memotong sebagian

material baja dengan menggunakan alat potong hidrolis, dalam hal ini

pemotongan material tidak menggunakan las potong ataupun gerinda potong,

karena untuk menghindari terjadinya rekristalisasi dan mengurangi distribusi

panas yang berpengaruh terhadap perubahan struktur mikro pada material.

3.6.3 Pembuatan kampuh V terbuka

Pembuatan kampuh V terbuka dilakukan dengan menggunakan mesin

frais, bahan yang dipersiapkan yaitu plat baja ASTM A36 dengan spesifikasi

ukuran: tebal 5 mm, panjang 350 mm, lebar 140 mm. Bahan dipersiapkan

didalam pencekam pada sudut pengefraisan 40 derajat, maka tahap

pengefraisan pun langsung dilakukan dan yang perlu diperhatikan pada saat

pengefraisan yaitu ragum pencekam pada mesin frais dan setelan mata bor

haruslah centre dan lurus agar hasil pada pengefraisan kampuh benar-benar

lurus dan sudut yang didapatkan benar-benar sempurna. Berikut ini adalah

29

beberapa gambar kampuh las dan proses pada saat pembuatan kampuh pada

mesin frais.

Gambar 3.3 Proses Pembuatan Kampuh Las

3.6.4 Persiapan Parameter Pengelasan FCAW (fluxs cored arc welding)

Tabel 3.1 Parameter Pengelasan FCAW (fluxs cored arc welding)

Arus

(A)

Gas CO2

(liter/menit)

Kecepatan

Las (mm/s)

190 10 8

`

Menurut (Wiryusumarto, 2000), arus las yang terlalu kecil akan

menghasilkan penembusan dan penguatan yang rendah, maka semakin besar

arus las akan menyebabkan besar penembusan dan kecepatan pencairan

elektroda, sedangkan kecepatan yang rendah akan menyebabkan pencairan

yang banyak dan pembentukan manik datar yang dapat menimbulkan terjadinya

lipatan manik, apabila kecepatan yang tinggi akan menurunkan lebar manik dan

menyebabkan bentuk manik yang cekung dan takik.

30

3.6.5 Proses pengelasan dan pemanas Transient

a) Cara kerja Alat bantu pengelasan

Alat bantu pengelasan ini akan bekerja ketika motor listrik dihidupkan,setelah

itu pulley penggerak akan berputar sesuai dengan putaran motor. Daya motor

dari pulley 1 (penggerak) akan ditranmisikan ke pulley 2 melalui v-Belt.

Kemudian daya dari pulley 2 ditranmisikan ke batang penggerak melalui proses

ulir. Poros ulir berputar sesuai putaran pulley 2 yang akan menggerakan batang

penggerak dengan merubah gaya putar menjadi gaya horisontal. Daya ini

selanjutnya akan digunakan untuk menggerakan batang penggerak yang

sekaligus sebagai tumpuan dari toch las dan toch pemanas. Setelah batang

penggerak mulai berjalan, maka proses pengelasan mulai berjalan dan akan

berhenti sesuai jarak yang sudah ditentukan.

b) Langkah-langkah proses pengelasan las dengan menggunakan pemanas

transient.

1. Siapkan alat bantu pengelasan dan las yang dipergunakan yaitu las FCAW

(fluxs cored arc welding).

2. Pengeboran plat yang digunakan untuk pemasangan kabel thermocouple.

3. Pasang kabel thermocople pada plat dengan menggunakan las titik.

4. Sambung kabel thermocouple terhadap thermocouple yang telah terhubung

dengan computer.

5. Atur jarak pemanas yaitu 80 mm dari totch las

6. Pasang tabung gas CO2.

7. Pastikan semua regulator gas dalam keadaan terbuka.

8. Atur kecepatan laju las dengan memprogram pada inventer yaitu 8 mm/s.

9. Atur besar arus pengelasan dan kecepatan elektroda.

10. Pastikan sambungan pada plat berada pada posisi centre terhadap totch las.

11. Pasang arus negatif pada body alat bantu las.

12. Las titik pada kedua ujung sambungan plat.

13. Nyalakan Pemanas sesuai variasi temperatur panas yang diinginkan,yaitu

150°c, 250°c ,350°c

31

14. Hidupkan mesin las,dan mulai proses pengelasan dengan menekan saklar

kecepatan pada inventer diikuti dengan menekan saklar kecepatan pada

elektroda secara bersamaan.

3.6.6 Pengamatan Distribusi Temperatur

Pengamatan distribusi temperatur dilakukan untuk mengetahui tingkat

panas yang terjadi pada saat awal pengelasan hingga akhir pengelasan. Dengan

melakukan pengamatan tersebut, kita dapat mengetahui panas pada daerah plat

yang dipasang kabel thermocople. Alat yang digunakan untuk melakukan

pengamatan tersebut yaitu thermocople dan lab view. Hasil yang didapat dari

pengamatan berupa temperature dan waktu dalam bentuk grafik.

Gambar 3.4 Skema Pengelasan Dan Pemasangan Titik Kabel Thermocople

32

3.6.7 Tahap Pembuatan Spesimen

Setelah melakukan proses pengelasan sesuai variasi temperatur, maka

dilanjutkan dengan pembuatan spesimen sesuai dengan standar yang telah

ditentukan dari pengujian uji distorsi,uji Tarik dan uji kekerasan.

Pembuatan Spesimen Uji Tarik

a) Membuat gambar dengan menggunakan kertas yang agak tebal yang mengacu

pada standar uji Tarik ASTM E8 agar mempermudah proses pemotongan plat.

b) Meratakan alur pengelasan dengan menggunakan mesin frais.

c) Potong plat menjadi dua bagian agar mempermudah melakukan proses

pencekaman pada ragum.

d) Selanjutnya tempelkan kertas gambar tadi pada plat agar mempermudah proses

pemotongan spesimen.

e) Bahan yang sudah terbentuk,bagian pinggirnya dirapikan menggunakan kikir

halus dan setelah itu diamplas sampai halus.

Gambar 3.5 Spesimen Uji Tarik ASTM E8

3.6.8 Pelaksanaan Pengujian Material

a) Pengukuran Distorsi

Setelah seluruh proses pengelasan selesai selanjutnya akan dilakukan

proses pengukuran distorsi pada seluruh plat yang telah di sambung

dengan proses pengelasan FCAW dengan menggunakan alat ukur dial

gauge indicator, dan menyajikan nya dalam bentuk tabel yang telah di

33

sediakan. Adapun cara pengukurannya adalah dengan mengukur titik –

titik yang telah di tentukan seperti gambar di bawah.

Gambar 3.6 Titik pengambilan distorsi

Spesimen yang telah dilakukan penelitian lalu dilakukan pengukuran

distorsi, adapun langkah-langkah sebagi berikut :

1. Letakkan dial indicator pada plat yang akan di ukur

2. Amatilah pada skala utama dan skala nonius

3. Jika pada skala utama tidak menunjukkan pada angka 0 (nol). Maka

putarlah sekrup pengkalibrasi baik searah jarum jam atau sebaliknya,

tergantung dari kebutuhan, sampai jarum skala utama menunjukkan pada

angka 0 (nol ).

4. Kemudian amatilah pada skala nonius , jika tepat pada angka 0 (nol ) ,

maka putarlah ring pada skalanonius hingga jarum jam pada skalanonius

menunjukkan angka 0 (nol).

5. Spesimen diambil pengukuran sebanyak titik yang sudah ditentukan mulai

dari titik samping kiri kemudian bergerak ke kanan untuk mendapatkan hasil

distorsi

34

Gambar 3.7 Titik pengambilan distorsi

b) Pelaksanaan Pengujian Tarik

Pada Pelaksanaan pengujian Tarik, material atau benda uji dijepit pada

ragam uji jepit, setelah sebelumnya diketahui ukuran besar penampangnya,

panjang awal dan ketebalannya. Tujuan dari uji Tarik ini yaitu menganalisa

material yang telah dilas terhadap deformasi dari luar dan mampu menganalisa

karakteristik perpatahan yang dihasilkan. Langkah-langkah pengujiannya yaitu

sebagai berikut :

1) Memasukkan data ke computer untuk memulai pengujian dari awal.

2) Benda uji mulai mendapat beban Tarik dengan menggunakan tenaga

hidrolik diawali dari angka 0 hingga material putus pada beban maksimum

yang dapat ditahan oleh material tersebut.

3) Setelah benda uji putus, dihitung berapa besar penampang dan panjang

benda setelah putus.

4) Gaya atau beban maksimum yang ditandai dengan putusnya benda uji

terlihat pada layar digital dan dicatat sebagai data.

5) Setelah mendapatkan data yang diinginkan, selanjutnya menghitung

kekuatan Tarik,kekuatan luluh, dan perpanjangan material.

35

Gambar 3.7 Pelaksanaan Uji Tarik

3.6 Analisa Data

Setelah data diperoleh langkah selanjutnya menganalisa data dengan

cara mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari hasil pengujian kemudian

dimasukkan ke dalam persamaan-persamaan yang ada sehingga didapatkan

data yang bersifat kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka. Setelah

mendapat data dari proses perhitungan, dilanjutkan dengan membandingkan

hasil/nilai dari tiap proses pengujian material pengelasan, sehingga dapat

diketahui variasi temperature yang ideal untuk diaplikasikan pada las FCAW.

3.7 Analisa Data

Setelah data diperoleh langkah selanjutnya menganalisa data dengan

cara mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari hasil pengujian kemudian

dimasukkan ke dalam persamaan-persamaan yang ada sehingga didapatkan

data yang bersifat kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka. Setelah

mendapat data dari proses perhitungan, dilanjutkan dengan membandingkan

hasil/nilai dari tiap proses pengujian material pengelasan, sehingga dapat

diketahui variasi temperature yang ideal untuk diaplikasikan pada las FCAW.

36