PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN …eprints.umm.ac.id/56519/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
Transcript of PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN …eprints.umm.ac.id/56519/1/PENDAHULUAN.pdf ·...
PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT
MEKANIK DAN DISTORSI PADA FRICTION STIR
WELDING DENGAN BAHAN ALUMINIUM 5083
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
ERINDA NOVA SAFRINI
201510120311161
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
PENGARUH FEED RATE TERHADAP SIFAT
MEKANIK DAN DISTORSI PADA FRICTION STIR
WELDING DENGAN BAHAN ALUMINIUM 5083
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
ERINDA NOVA SAFRINI
201510120311161
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan berkat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Sholawat
serta salam tak lupa penulis ucapkan kepada Rosullulloh SAW yang telah
membimbing umatnya hingga akhir zaman.
Tugas akhir ini berjudul “pengaruh feed rate terhadap sifat mekanik dan
distorsi pada Friction Stir Welding dengan bahan aluminium 5083”. Tujuan
pembuatan tugas akhir ini yaitu untuk memenuhi salah satu persyaratan
memperoleh gelar sarjana teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna,
dan banyak kekurangan baik dalam metode penulisan maupun dalam
pembahasan materi. Hal tersebut dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis,
sehingga penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun mudah-mudahan dikemudian hari dapat memperbaiki segala kekuranganya.
Penulis menyadari bahwa penulisan ini tidak dapat terselesaikan tanpa
dukungan dari berbagai pihak baik moril maupun materil. Oleh karena itu,
penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penyusunan skripsi ini terutama kepada:
1. Orang tua, yang senantiasa menyemangati, memberikan dukungan baik
moril maupun materil dan mendoakan yang tidak henti-hentinya kepada
penulis,
2. Bapak Dr. Nur Subeki ST, MT selaku dosen pembimbing I yang telah
banyak memberikan ilmu, bimbingan dan pengarahan dengan sabar serta
memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir ini.
3. Bapak Irkham Mamungkas ST, MT selaku dosen pembimbing II yang
telah banyak memberikan ilmu, bimbingan dan pengarahan dengan sabar
serta memberikan dorongan dari awal hingga akhir penulisan tugas akhir
ini.
4. Bapak Murjito ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin yang telah
memberikan kesempatan dan fasilitas dalam memperlancar penelitian
dan penyusunan naskah tugas akhir ini.
5. Rekan – rekan penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah
membantu penulis dari awal masuk kuliah hingga penyusunan naskah
tugas akhir ini di selesaikan.
6. Praska Haruka yang telah memberikan semangat dan dukungan hingga
penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Staf Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang telah membantu selama penelitian.
8. Staf tata usaha Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang yang
telah membantu dalam hal administrasi.
9. Rekan-rekan kosan yang menyemangati penulis untuk menyelesaikan
tugas akhir ini.
Rasa hormat dan terimakasih bagi semua pihak atas segala dukungan dan
doanya semoga Allah SWT, membalas segala kebaikan yang telah mereka
berikan kepada penulis. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih banyak kepada
semua pihak yang telah membantu.
Malang, 23 Oktober 2019
Penulis,
Erinda Nova Safrini
201510120311161
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
POSTER ................................................................................................................. ii
LEMBAR PENGESAHAN .............................................................................. iii
LEMBAR ASISTENSI ........................................................................................ iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ................................. vi
ABSTRAK ........................................................................................................... vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... ix
DAFTAR ISI ........................................................................................................ xi
DAFTAR TABEL............................................................................................... xiii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ........................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 5
1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 5
1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 5
1.5 Batasan Masalah ........................................................................................ 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................ 7
2.1.1 Klasifikasi Proses Pengelasan ............................................................... 7
2.1.2 Klasifikasi Bentuk Sambungan Las ....................................................... 9
2.1.3 Daerah Sambungan Las ......................................................................... 9
2.1.4 Friction Stir Welding ........................................................................... 10
2.1.5 Prinsip Kerja FSW ............................................................................... 11
2.1.6 Kelebihan dan Kekurangan FSW ........................................................ 15
2.2 Aluminium ................................................................................................ 16
2.2.1 Klasifikasi Aluminium ........................................................................ 17
2.2.2 Paduan Al – Mg ................................................................................... 19
2.2.3 Sifat – Sifat Aluminium ....................................................................... 20
2.3 Distorsi ........................................................................................................ 22
2.3.1 Macam – Macam Distorsi .................................................................... 23
2.3.2 Penyebab Distorsi ................................................................................ 24
2.3.3 Metode Mengekur Distorsi .................................................................. 25
2.4 Pengujian Mekanik ................................................................................... 26
2.4.1 Pengujian Tarik .................................................................................... 26
2.4.2 Pengujian Kekerasan ........................................................................... 30
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 31
3.1 Jenis Penelitian .......................................................................................... 31
3.2 Waktu Dan Lokasi Penelitian .................................................................. 33
3.3 Alat dan Bahan .......................................................................................... 34
3.4 Tahapan – Tahapan Pengelasan .............................................................. 43
3.5 Tahapan – Tahapan Pengujian ................................................................ 46
3.6 Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 50
3.7 Analisan Data ............................................................................................. 52
3.8 Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 52
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................. 54
4.1 Hasil Penelitian .......................................................................................... 54
4.2 Hasil Penelitian Variasi Berbeda ............................................................. 54
4.3 Hasil Pengujian Distorsi ........................................................................... 56
4.4 Hasil Pengujian Tarik ............................................................................... 62
4.5 Hasil Pengujian Kekerasan ...................................................................... 64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 70
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 70
5.2 Saran ........................................................................................................... 70
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 71
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi Paduan Aluminium Cor ....................................................... 19
Tabel 2.2 Klasifikasi Paduan Aluminium Tempaan .............................................. 19
Tabel 2.3 Klasifikasi Sifat Fisik Aluminium ......................................................... 21
Tabel 2.4 Klasifikasi Sifat Mekanik Aluminium ................................................... 21
Tabel 3.1 Data Pengujian Distorsi ......................................................................... 51
Tabel 3.2 Data Awal Spesimen Sebelum Pengujian Tarik .................................... 51
Tabel 3.3 Data Hasil Perhitungan Spesimen Pengujian Tarik ............................... 51
Tabel 3.4 Data Hasil Pengujian Kekerasan ............................................................ 52
Tabel 4.1 Data Awal Spesimen Uji Tarik .............................................................. 62
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Spesimen Uji Tarik................................................... 63
Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi feed rate 40 mm/mnt ................... 66
Tabel 4.4 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi feed rate 60mm/mnt .................... 66
Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan dengan Variasi feed rate 80mm/mnt ..................... 67
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi Proses Pengelasan ........................................................... 8
Gambar 2.2 Klasifikasi Bentuk Sambungan ......................................................... 9
Gambar 2.3 Skema Proses FSW ........................................................................... 11
Gambar 2.4 Prinsip Kerja Friction Stir Welding .................................................. 12
Gambar 2.5 Macam – macam distorsi yang terjadi pada pengelasan ................... 23
Gambar 2.6 Tegangan Sisa Karena Penahan Luar pada Las ................................ 25
Gambar 2.7 Cara Mengukur Distorsi .................................................................... 26
Gambar 2.8 Gambar Singkat Uji Tarik ................................................................. 27
Gambar 2.9 Gambar Kurva Tegangan dan Regangan .......................................... 28
Gambar 2.10 Profil Data Hasil Uji tarik ............................................................... 28
Gambar 3.1 Mesin Pemotong Pelat ....................................................................... 34
Gambar 3.2 Mesin Frais Model LC-20VH ........................................................... 35
Gambar 3.3 Penjepit Spesimen ............................................................................. 36
Gambar 3.4 Desain Tool HSS ................................................................................ 37
Gambar 3.5 Tool HSS ........................................................................................... 37
Gambar 3.6 Gerinda Tangan ................................................................................. 38
Gambar 3.7 Penggaris ............................................................................................ 38
Gambar 3.8 JangkaSorong .................................................................................... 38
Gambar 3.9 Cekam Pelat Pengujian Distorsi ........................................................ 39
Gambar 3.10 Dial Indicator .................................................................................. 39
Gambar 3.11 Alat Uji Tarik ................................................................................. 40
Gambar 3.12 Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers .................................................. 41
Gambar 3.13 Desain Pelat Aluminium Seri 5083 ................................................. 42
Gambar 3.14 Pelat Aluminium Seri 5083 ............................................................. 42
Gambar 3.15 Proses Pengelasan Friction Stir Welding ........................................ 44
Gambar 3.16 Desain Titik Pengukuran Pada Spesimen Uji Distorsi .................... 45
Gambar 3.17 Spesimen Benda Uji Tarik Sesuai Standar ASTM E8 .................... 45
Gambar 3.18 Proses Pengukuran Distorsi ............................................................. 47
Gambar 3.19 Proses PengujianTarik ..................................................................... 48
Gambar 3.20 Skema Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ................................... 49
Gambar 3.21 Alat Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ....................................... 50
Gambar 3.22 Diagram Alur Penelitian.................................................................. 53
Gambar 4.1 Bagian Atas Hasil Pengelasan variasi Feed Rate 40mm/mnt ........... 54
Gambar 4.2 Bagian Bawah Hasil pengelasan variasi Feed Rate 40mm/mnt ........ 55
Gambar 4.3 Bagian Atas Hasil pengelasan variasi Feed Rate 60mm/mn ............. 55
Gambar 4.4 Bagian Bawah Hasil pengelasan variasi Feed Rate 60mm/mnt ........ 55
Gambar 4.5 Bagian Atas Hasil pengelasan variasi Feed Rate 80mm/mnt ........... 56
Gambar 4.6 Bagian Bawah Hasil pengelasan variasi Feed Rate 80mm/mnt ........ 56
Gambar 4.10 Grafik 3D Distorsi Variasi feed rate 40mm/mnt ............................. 57
Gambar 4.11 Grafik 3D Distorsi variasi feed rate 60mm/mnt.............................. 57
Gambar 4.12 Grafik 3D Distorsi variasi feed rate 80mm/mnt.............................. 58
Gambar 4.13 Distorsi Longitudinal terhadap Panjang pada Baris 10mm ............. 59
Gambar 4.14 Distorsi Longitudinal terhadap Panjang pada Baris 110mm ........... 59
Gambar 4.15 Distorsi Longitudinal terhadap Panjang pada Baris 210mm ........... 60
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Kekuatan Tarik dan Tegangan Luluh Rata ... 64
Gambar 4.17 Grafik Perubahan Kecepatan Terhadap Kekerasan ......................... 68
DAFTAR LAMPIRAN
1. BIODATA
2. DISTORSI
3. PENGUJIAN TARIK
4. PENGUJIAN KEKERASAN
5. NASKAH PUBLIKASI
6. POWER POINT
DAFTAR PUSTAKA
Edward, Zulkifli dan Wing Hendroprasetyo, 2013,”Pengaruh Bentuk Probe
Pada Tool Shoulder Terhadap Metalurgi Aluminium Seri 5083 Dengan Proses
Friction Stir Welding”, Surabaya: Jurnal Teknik POMITS Vol. 2, No. 1.
Indra, M.P.,Darsin, M., & Sumarji. (2011) Sifat Mekanik dan Struktur Mikro
Alumnium AA1100 Hasil Pengelasan Friction Stir welding dengan variasi Feed
Rate. Jurnal Tekno, Vol 16, hal 15-22.
Nur Subeki. 2015. Pengaruh Pengelasan FCAW Tanpa dan dengan
Penambahan Panas terhadap Perubahan Sifat Mekanik dan Struktur Mikro
Sambungan Las.
Santosa, B., Utama, I., Zubaydi, A., Setyawan, D., Huda, M., Hardy, S., Ifa, U.
(2012). Analisa umur kekuatan struktur katamaran berbahan aluminium.
Surabaya: FTK-ITS.
Santoso, E. B., Irawan, Y.S., &Sutikno, E (2012). Pengaruh Sudut Champer dab
Gaya Tekan Akhir Terhadap Kekuatan Tarik dan Porositas Sambungan Las
Gesek Pada Paduan Al-Mg-Si. Jurnal Rekayasa Mesin, 3’1, Hal 293-298
Saputra, A (2019). Analisa Pengaruh Variasi Kecepatan Pengelasan Terhadap
Sifat Mekanik Pada Alumnium Tipe AA5083 dengan Metode Friction Stir
Welding.
Sudrajat, A dkk. (2012). Analisis Sifat Mekanik Hasil Pengelasan Aluminium
Aa 1100 Dengan Metode Friction Stir Welding (FSW).
Sonawan Herry, H.,, Suratman. 2006. Pengantar Untuk Memahami Proses
Pengelasan. Jakarta : Alfabeta.
Tata S, Shinroku S. 1999. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta : Pradnya
paramita.
Waratama, E. K. (2018). Studi Pengelasan Friction Stir Welding (FSW) Pada
AA-7075 dengan Fe Menggunakan variasi Feed rate 30mm/mnt , 40mm/mnt,
dan 50 mm/mnt. Skripsi tidak dipublikasikan : Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Warono &Sutrisno. (2013). Pengaruh Shot Peening Terhadap Kekerasan
Permukaan dan Sifat Mekanis Sambungan Friction Stir Welding Pada
Alumnium Seri 5083. Seminar Nasinoal, hal 116-121.
Wijayanto, Jarot dkk, “Friction Stir Welding/FSW pada Paduan Aluminium
Seri 6061 dan 2024”, Yogyakarta: IST AKPRIND.
Wiryosumarto, H dan Okumura, Thoshie.1996.TeknologiPengelasan Logam .
Jakarta: Pradnya Paramita.