Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152126 PENGARUH MEDIA PENDINGIN TERHADAP HASIL PENGELASAN TIG PADA BAJA KARBON RENDAH Sukamto Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Janabadra INTISARI LasTIGadalahsalahsatupengelasanbusurlistrikberpelindunggasmuliadimanaelektrodatidakdiumpankan,dapatmenjangkaupadaprosespengelasanyangluasdan mempunyai kemampuan yang tinggi untuk menyatukan logam serta dapat pula mengelas pada segala posisi pengelasan dengan kepadatan yang tinggi , daya busurnya tidak tergantung pada bahan tambah yang diperlukan. Pelaksanaan pengelasan dilakukan masing-masing 3 spesimen dengan pendinginan air laut, 3 spesimenuntukpendinginanairbiasadan3spesimenuntukpendinginanudara.masing-masing1specimenuntukpengujiantarik,pengujiankekerasandanpengujianmetalografi, dimanabendaujihasilpengelasandidinginkanmenggunakanmediapendinginairlaut,air biasa dan udara bebas. Dari hasil pengujian tarik diketahui bahwa pada logam induk sebelum pengelasan mempunyai tegangan tarik sebesar 34,63 kg/mm. Pada benda uji setelah pengelasan menggunakan proses pendinginan air mempunyai tegangan tarik sebesar 20,25 kg/mm, dengan pendinginan udara mempunyaitegangantarik22,75kg/mmdandenganpendinginanairlautmempunyai tegangantarik27,07kg/mm.Kekerasandenganpendinginanairlautmempunyainilailebih tinggidibandingdenganpendinginanairdanudara.Padaujimetalografibendaujidengan pendinginan air mempunyai struktur butir 35,2 mm/mm, benda uji dengan pendinginan udara mempunyaistrukturbutir32mm/mm,bendaujidenganpendinginanairlautmempunyai struktur butir 48 mm/mm. Kata kunci: Pengelasan, Tungsten Inert Gas, media pendingin, baja karbon rendah I.PENDAHULUAN Las TIG (Las Tungsten Inert Gas) adalah salah satu pengelasan busur listrikberpelindung gasmuliadimanaelektrodatidakdiumpankan.LasTIG dapatmenjangkaupadaprosespengelasanyangluasdanmempunyai kemampuan yang tinggi untuk menyatukan logam serta dapat pula mengelas padasegalaposisipengelasandengankepadatanyangtinggi,daya busurnya tidak tergantung pada bahan tambah yang diperlukan, sehingga las TIG dimungkinkan dipakai untuk mengelas berbagai jenis logam. Salah satu cara untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanis suatu bahan ialahmelaluiperlakuanpanas(HeatTreatment).Dalampenelitianini perlakuan panas yang digunakan ialah dengan proses pendinginan air laut, air biasa dan pendinginan udara bebas dimana baja setelah proses pengelasan baja karbon rendah yang langsung didinginkan. A.Latar Belakang JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152127 Bagaimanakah pengaruh media pendingin air laut, air biasa dan udara bebasterhadap hasil pengelasan TIG pada baja karbon rendah. B.Perumusan Masalah 1.Penelitian ini dilakukan pada baja setelah prosespengelasan TIG yang langsung didinginkan. C.Batasan Masalah 2.Bahan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon rendah dengan ketebalan 5 mm. 3.Kampuh V 4.ProsespendinginannyamenggunakanmediaairlautParangtritis,air ledeng dan udara bebas. . II. LANDASAN TEORI Padaumumnyabajakarbondapatdilasdenganprosespengelasan baikbusurlistrik,lasgas,lastahananlistrik,ataujenispengelasanlainnya (Sonawan, H. dan Suratman, R., 2003).Faktor-faktor yang mempengaruhi mampu las dari baja karbon rendah adalah kekuatanbahanterhadapjenispengelasanyangdigunakandankepekaan terhadap retak las. Baja karbon rendah mempunyai kepekaan retak las yang rendah bila dibandingkan dengan baja karbon lainnya. Retak las juga dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan pelat yang tebal, akan tetapi retak las ini dapat dihindari dengan pemanasan mula. Tungsten Inert Gas Welding (Las TIG) Tungsten Inert Gas Welding adalah jenis las listrik yang menggunakan bahantungsten(wolfram)sebagaielektrodayangtidakterkonsumsi. Elektrodainidigunakan hanyauntuk menghasilkanbusurnyalalistrik.Pada jenis ini logam pengisi dimasukkan ke dalam daerah arus busur sehingga ikut mencairdanterbawakelogaminduk.Tetapiuntukmengelaspelatyang sangat tipis kadang-kadang tidak diperlukan logam pengisi. Bahan penambah berupabatanglas(rod),yangdicairkanolehbusurnyalatersebutmengisi kampuh bahan induk. Di dalam pengelasan TIG terdapat 4 komponen dasar, yaitu : 1.Obor (torch) 2.Elektroda tak terkonsumsi (Tungsten) 3.Sumber arus las4.Gas pelindung III.METODOLOGI PENELITIAN Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalahpelat baja karbon rendah(logaminduk),denganketebalan5mm.Pelaksanaanpengelasan dilakukanmasing-masing3spesimendenganpendinginanairlaut,3 spesimenuntukpendinginanairbiasadan3spesimenuntukpendinginan A.Bahan Penelitian Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152128 udara. masing-masing 1 specimen untuk pengujian tarik, pengujian kekerasan danpengujianmetalografi,dimanabendaujihasilpengelasandidinginkan menggunakan media pendingin air laut, air biasa dan udara bebas. B.Uji Komposisi Gambar 3.1.Hasil penguj ian komposi si(Sumber : PT. ITOKOH CEPERINDO, staniless steel & alloy steel casting) Setelahdilakukanujikomposisimakadidapatkanhasilkandungan dengan kadar karbon 0,07%. Sehingga dapat dikatakan baja yang digunakkan termasuk golonganbaja karbon rendah. MesinlasyangdigunakanpadapenelitianiniadalahmesinlasTIG dengan type HANDY-TIG 210 DC, dengan arus yang digunakan 150 Ampere. C.Peralatan Las PengelasanbendaujidengantipeeleltrodaWolframThoriumdan menggunakanmesinlasTIGtipeHANDY-TIG210DCMadeInGermany .Arusyangdigunakan150Amperekemudiandilakukanpenyambungan dengan pengelasan pada plat baja karbon rendah. Arus yang digunakan pada saatpengelasan150A,kemudiandilakukanpenyambungandengan pengelasan padabaja karbon rendah dengan media pendingin yang berbeda. D.Prosedur Pengelasan IV.HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Tabel 4.1. Hasil uji komposisi logam induk sebelum pengelasan A.Pengujian Tarik Benda Uji T (mm) L (mm) P ( kg ) Lo (mm) lp (mm) L (mm) 15203471508232 252033845080,230,2 352035355080,4530,45 Hasil Penembakkan JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152129 Tabel 4.2. Hasil pengujian tarik pada media pendinginair, udara, air laut No Las TIG Benda Uji T (mm) L(mm) P ( kg ) Lo (mm) lp (mm) L (mm) 1 Pendinginan Air152018845050,80,8 252017245051,951,95 352024675051,131,13 2 3 PendinginanUdara Pendinginan Air laut 152021845053,633,36 252022715051,261,26 3 1 2 3 5 5 5 5 20 20 20 20 2370 3042 3186 2467 50 50 50 50 51,28 56,5 55 52,7 1,28 6,5 5 2,7 Setelahmengetahuihasilpengujiantarikpadapelatbajakarbon rendahpengelasanTIGdenganpendinginanair,udaradanairlautdapatlah ditentukan : Kekuatan tarik ( ) danRegangan ( ) dengan rumus : Tegangan tarik maksimal mak AF=Regangan =% 100 xLoL Tabel 4.3. Hasil uji tarik logam induk sebelumpengelasanBenda uji Kekuatan tarik () kg/mmRegangan () % 2 134,7164 233,8460,4 335,3560,9 Rata rata ( r )34,6361,76 Tabel 4.4. Hasil uji tarik benda uji pengelasan TIGpada pendinginan air.Benda uji Kekuatan tarik () kg/mmRegangan () % 2 118,847,6 217,243,9 324,672,26 Rata rata ( r )20,254.58 L Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152130 Tabel 4.5. Hasil uji tarik benda uji pengelasan TIGpada udara Benda uji Kekuatan tarik () kg/mmRegangan () % 2 121,847,26 222,712,52 323,702,56 Rata rata ( r )22,755 Tabel 4.6. Hasil uji tarik benda uji pengelasan TIGpada pendinginan air lautBenda uji Kekuatan tarik () kg/mmRegangan () % 2 130,4213 231,8610 318,945,4 Rata rata ( r )27,079,46 02040Logam Induk 34,71 33,84 35,35 34,63Air 18,84 17,24 24,67 20,25Udara 21,84 22,71 23,7 22,75Air Laut 30,42 31,86 18,94 27,07Benda Uji 1Benda Uji 2Benda Uji 3Rata-rata Gambar 4.1.Di agram tegangan tari k maksimal (t ) Analisis Hasil Pengujian Tarik Darihasilpengujiantarikdiketahuibahwapadalogaminduk sebelum pengelasan mempunyai tegangan tarik sebesar 34,63 kg/mm. Pada benda uji setelah pengelasan menggunakan proses pendinginan airmempunyaitegangantariksebesar20,25kg/mm.padabendauji setelahprosespengelasandenganpendinginanudarabiasa mempunyaitegangantarik22,75kg/mmsedangkanpadabendauji setelahprosespengelasandenganpendinginanairlautmempunyai tegangan tarik 27,07 kg/mm. Dari hasil pengujian tarik diperoleh bahwa kekuatan tarik dengan proses pendinginan air biasa mempunyai nilai tegangan tarik lebih kecil dibandingkandenganprosespendinginanairlautdanproses pendinginan udarakarena padasebagianspesimen proses pengujian JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152131 putuspadadaerahlasan,sebagaihasilakhirdapatbahwategangan tarik dengan pendinginan air laut lebih besar daripada pendinginan air biasa dan pendinginan udara. UntukmengetahuidanmendapatkanhargakekerasanlasTIGpada media pendingin air laut, air dan udara maka diambil 15 titik untuk masing masingspecimen.Hasildaripengujiankekerasanadalahberupanilai kekerasan dari benda uji, pengujian dilakukan dengan uji kekerasan Rockwell dengan beban 60 kg. B.Pengujian Kekerasan Tabel 4.7. Hasil Pengujian KekerasanNoKeteranganBendaujiBajakarbon rendah 1Penetratoryang digunakan Kerucut Intan 120 o 2Beban yang digunakan60 Kg 3J enis skala RockwellRockwell A 4Nilai Kekerasan Logam Induk Pendinginan Air Laut Pendinginan Air Pendinginan UdaraTitik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Titik 6 Titik 7 Titik 8 Titik 9 Titik 10 Titik11 Titik12 Titik13 Titik14 Titik15 39,5 42 43,5 42,5 42 35 40,5 41,5 42 43 41,5 40,5 41 39,5 38,5 41 34,5 42 43 42,5 40 45,5 56 32 44,5 43 41,5 44,5 44,5 43,5 42,5 43,5 44 44,5 44 35,5 39 40,5 45 45 42 41,5 40,5 40,5 39 44 44 43 42,5 44,5 44,5 49 44 35,5 38,5 43 40,5 38 38,5 38,5 Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152132 3738394041424344Nilai Rata-Rata (HRA)DIAGRAM NILAI RATA-RATA PENGUJIAN KEKERASANLogamInduk 40,8Pendinginan Air 43,7 40,7 41 41,8Pendinginan Udara 43,6 39,7 42,3 41,86Pendinginan Air Laut 40,6 43,4 42,6 42,2LogamIndukHAZ LASRata-rata Gambar 4.2.Di agram Nil ai RataRata Penguji an Kekerasan Analisis Hasil Pengujian Kekerasan Setelahmelakukanpengujiankekerasanpadadaerahlogaminduk, daerah lasan dan daerah HAZ dengan pendinginan Air, Udara, dan Air Laut diambilrata-ratadariketigadaerahtersebut,nilairata-ratakekerasanpada logamdenganpendinginanairmempunyainilaikekerasan41,8HRA. sedangkanuntuknilairata-ratakekerasanpadalogamdenganpendinginan udaramempunyainilaikekerasan41,86HRA,dannilairata-ratakekerasan padalogamdenganpendinginanairlautmempunyainilaikekerasan42,2 HRA, Hal ini menunjukan bahwa kekerasan las TIG pada pendinginan air laut lebihbesardibandingkandenganmenggunakanpendinginanairbiasadan udara. Hasilpemotretanstrukturmikropadadaerahlogaminduksebelum pengelasan. C. Pengujian Metalografi Gambar 4.3.Foto struktur mikro logam induk plat baja karbon rendah sebel um pengelasan denganpembesaran 200x FERIT PERLIT JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152133 Hasilpemotretan struktur mikro daerah las pada logam.

Gambar 4.4.Foto struktur mikro daerah l as pendinginan air laut pembesar 200x

Gambar 4.5.Foto struktur mikro daerah l as pendinginan air biasa pembesar 200x Gambar 4.6.Foto struktur mikro daerah l as pendinginan udara pembesar 200x FERIT PERLIT PERLIT FERIT FERIT PERLIT Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152134 Hasilpemotretan struktur mikro daerah HAZ pada logam Gambar 4.7.Foto struktur mikro daerah HAZ pendi nginan air lautpembesar 200x Gambar 4.8.Foto struktur mikro daerah HAZ pendi nginan air bi asa pembesar 200x Gambar 4.9.Foto struktur mikro daerah HAZ pendi nginan udara pembesar 200x FERIT FERIT PERLIT PERLIT FERIT PERLIT JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152135 Hasilpemotretan struktur mikro daerah logam induk pada logam Gambar 4.10.Foto struktur mikro daerah logam induk pendinginan ai r laut pembesar 200x Gambar 4.11.Foto struktur mikro daerah logam induk pendinginan ai r biasa pembesar 200x

Gambar 4.12.Foto struktur mikro daerah logam induk pendinginan udara pembesar 200x Analisis Pengujian Metalografi Hasilpenelitianmenunjukkanbahwaspesimenyangdipakai percobaan pada pengelasan TIG dengan menggunakan arus yang sama dan setelahpengelasandigunakanmediapendinginyangberbedaakan menghasilkan struktur mikro yang berbeda pula, Pada logam induk sebelum PERLIT FERIT FERIT PERLIT PERLIT FERIT Pengaruh Media .. Baja Karbon Rendah Sukamto ISSN 1441 - 1152136 pengelasan memiliki struktur mikro berupa ferit ( daerah terang ) dan perlit( daerah gelap ). pada daerah HAZ dengan pendingin air memiliki batas butir 56,04mm/mm.padadaerahHAZdenganpendinginudaramemilikibatas butir35,66mm/mmdanpadadaerahHAZdenganpendinginairlaut memiliki batas butir 76,4 mm/mm. Setelah mengetahui jumlah batas butir dari ketiga media pendinginan yangdigunakanpadapengelasanTIGdimanastrukturbutirdenganmedia pendinginairlautmempunyaistrukturbutiryanglebihrapatdibandingkan struktur butir dengan media pendingin air dan udara, maka pada pengelasan TIG dengan media pendingin air laut mempunyai sifat keras dan getas karena dipengaruhiolehpendinginanyangcepatsehinggatidaksempatterjadi pertumbuhanbutiran.Untukpendinginanudaralajupendinginannyapaling lambatdaripendinginanairlautdanair,sehinggapadapengelasanTIG dengan media pendingin udara mempunyai sifat yang lunak dari pendinginan air laut dan air. V. KESIMPULAN1.Darihasilpengujiantarikdiketahuibahwapadalogaminduksebelum pengelasanmempunyaitegangantariksebesar34,63kg/mm.Pada bendaujisetelahpengelasanmenggunakanprosespendinginanair mempunyai tegangan tarik sebesar 20,25 kg/mm, regangan 4,58%. pada bendaujidenganpendinginanudaramempunyaitegangantarik22,75 kg/mm,regangan5%.padabendaujidenganpendinginanairlaut mempunyai tegangan tarik 27,07 kg/mm, regangan 9,46%.2.Dari nilai hasil pengujian kekerasan, dapatlah diketahui bahwa kekerasan denganpendinginanairlautmempunyainilaikekerasanlebihtinggi dibanding dengan pendinginan air dan udara , 3.Dari pengamatan metalografi, maka dapat dianalisis dengan melihat dan membandingkanhasilfotopengujianbendaujiyangberbedamedia pendinginyaitu:bendaujidenganpendinginanairmempunyaistruktur butir35,2mm/mm,bendaujidenganpendinginanudaramempunyai strukturbutir32mm/mm,bendaujidenganpendinginanairlaut mempunyai struktur butir 48 mm/mm. DAFTAR PUSTAKA ABrandtDaniel.,1985,MetallurgyFundamental,TheGoodheart-Willcox Company, Inc. South Holland, Illinois Adnyana, D.N., 1993, Metalurgi Las. J akarta. Adnyana, D.N., 1989, Logam dan Paduan Avner, Sidney H., 1974, Introduction to Physical Metallurgy, SecondEdition, Mc-Graw-Hill Book Company. Althouse, turnquist, Bowditch, Bowditch.,1984, Modern Welding, The Goodheart-Willcox Company,Inc.South Holland, Illinois Amanto Hari, daryanto., 1999, Ilmu Bahan, Bumi Aksara, J akarta E. smallman R, R,J .Bishop., 2000, Metalurgi Fisik Modern & Rekayasa Material, Erlangga, J akarta Gatot Bintoro A., 1999, Dasar-dasar Pekerjaan Las, Kanisius, Yogyakarta JANATEKNIKA VOL. 11 NO. 2/ JULI 2009 ISSN 1441 - 1152137 H. Van Vlack, Sriati Djaprie., 1991, Ilmu dan Teknologi Bahan, Erlangga, J akarta Schlenker., 1974, Introduction to Material Science, J ohn Wiley & Sons Australasia Pty Ltd. Sonawan Hery, Rochim Suratman., 2003, Pengelasan Logam, Alphabeta, Bandung Widharto Sri., 2006, Petunjuk Kerja Las, Cetakan keenam, Penebar Swadaya, J akarta W. Kenyon., 1985. Dasar-Dasar Pengelasan. Erlangga, J akarta.