i

PENGARUH PENAMBAHAN STATIC COOLING

DENGAN VARIASI KAPASITAS AIR

TERHADAP DISTORSI DAN SIFAT MEKANIK

PADA PENGELASAN FCAW

TUGAS AKHIR

DiajukanKepada

Universitas Muhammadiyah Malang

UntukMemenuhiPersyaratanAkademikDalamMenyelesaikan

Program Sarjana Teknik (S1)

Disusun oleh :

Ardiansyah Imam Fanani

201310120311025

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

ii

PENGARUH PENAMBAHAN STATIC COOLING DENGAN VARIASI

KAPASITAS AIR TERHADAP DISTORSI DAN SIFAT MEKANIK

PADA PENGELASAN FCAW

TUGAS AKHIR

DiajukanKepada

Universitas Muhammadiyah Malang

UntukMemenuhiPersyaratanAkademikDalamMenyelesaikan

Program Sarjana Teknik (S1)

Disusun oleh :

Ardiansyah Imam Fanani

201310120311025

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

iii

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Segala Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala rahmat

hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat beserta salam

semoga senantiasa terlimpah curahkan kepada Baginda Nabi Muhammad Shallallahu 'alaihi

wasallam, kepada keluarganya, para sahabatnya, hingga para umatnya hingga akhir zaman.

Penulisan skripsi ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh Gelar

Sarjana pada Program Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Judul yang diajukan penulis adalah “Pengaruh Penambahan Static Cooling dengan

Variasi Kapasitas Air terhadap Distorsi dan Sifat Mekanik pada Pengelasan FCAW”.

Penulis menyadari kelemahan serta keterbatasan yang ada sehingga dalam

menyelesaikan skripsi ini memperoleh bantuan dari berbagai pihak, dalam kesempatan ini

penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada :

1. Bapak Dr. Ahmad Mubin, ST, MT selaku dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Malang yang telah memberikan izin dalam penulisan skripsi ini.

2. Bapak Murjito, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM yang telah

memberikan kelancaran pelayanan dan urusan Akademik.

3. Bapak Dr. Nur Subeki, ST, MT selaku dosen Pembimbing I yang selalu memberikan

waktu bimbingan dan arahan selama penyusunan skripsi ini.

4. Dini Kurniawati, ST, MT selaku dosen pembimbing II yang selalu memberikan waktu

bimbingan dan arahan selama penyusunan skripsi ini.

5. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah

Malang yang telah memberikan ilmunya kepada penulis.

6. Seluruh Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

yang telah melayani segala urusan administratif dengan baik.

7. Kedua orang tua dan keluarga atas jasa-jasanya, kesabaran, doa yang selalu diberikan

dan tidak pernah lelah mendidik dan memberi cinta yang tulus dan ikhlas kepada

penulis semenjak kecil.

8. Kelompok penelitian “Las FCAW” yang selalu memberi dukungan.

9. Teman-teman sahabat Teknik Mesin Kelas A dan seluruh mahasiswa Teknik Mesin

angkatan 2013.

.

v

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan baik isi maupun

susunannya. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat tidak hanya bagi penulis juga bagi para

pembaca.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Malang, 23 Juli 2018

Ardiansyah Imam Fanani

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .......................................................................................... .... .... i

POSTER.......................................................................................................... .... .... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... .... .... iii

LEMBAR KONSULTASI ............................................................................. .... .... iv

SURAT TIDAK PLAGIAT ........................................................................... .... .... vi

ABSTRAKSI INDONESIA ........................................................................... .... .... vii

ABSTRAKSI INGGRIS ................................................................................ .... .... viii

KATA PENGANTAR .................................................................................... .... .... ix

DAFTAR ISI................................................................................................... .... .... xi

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... .... .... xiii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... ......... xiv

DAFTAR GRAFIK..................................... ................................................... .... .... xv

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................ 3

1.3. Tujuan Penelitian ............................................................................. 4

1.4. Batasan Masalah .............................................................................. 4

1.5. Manfaat Penelitian ........................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 5

2.1. Pengelasan ...................................................................................... 5

2.2. Las Busur Listrik.............................................................................. 5

2.3. Jenis Pengelasan............................................................................... 6

2.3.1 Pengelasan Flux Cored Arc Welding (FCAW) ..................... 6

2.3.2 Pengelasan Gas Metal Arc Welding (GMAW) ..................... 8

vii

2.3.3 Pengelasan Submerged Arc Welding (SAW)......................... 9

2.3.4 Pengelasan Electroda Terbungkus (SMAW) ........................ 10

2.4. Baja Karbon Rendah A36 ................................................................ 11

2.5. Teori Perpindahan Panas Pada Pengelasan ...................................... 12

2.5.1 Area Sebaran Panas……........................................................ 12

2.5.2 Masukan Panas (Heat Input)............. .................................... 13

2.5.3 Transient Thermal Tensioning............................................... 14

2.6. Diagram Fasa Fe3C.......................................................................... 15

2.6.1 Diagram TTT (Time Temperatur Treansformation) ............. 17

2.7. Pengujian Distorsi ............................................................................ 18

2.8. Pengujian Tarik ................................................................................ 19

2.9. Pengujian Kekerasan .......................................................................... 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 23

3.1. Jenis Penelitian................................................................................. 23

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian .......................................................... 23

3.3. Diagram Alir .................................................................................... 24

3.4. Persiapan Bahan dan Peralatan ........................................................ 25

3.4.1 Persiapan Bahan ...................................................................... 25

3.4.2 Persiapan Alat Yang Digunakan ............................................. 25

3.5. Variabel Penelitian ........................................................................... 25

3.5.1. Variabel Bebas ..................................................................... 25

3.5.2. Variabel Terikat ................................................................... 25

3.6. Tahap Penelitian............................................................................... 26

3.6.1 Prosedur Pengelasan dan Pemasangan Static Cooling ............ 26

viii

3.6.2 Pembentukan Spesimen Plat Baja ASTM A36 ....................... 26

3.6.3 Pembuatan Kampuh V ......................................................... 26

3.6.4 Persiapan Parameter Pengelasan FCAW ............................... 27

3.6.5 Proses Pengelasan dan Pemanas Transient ............................. 28

3.6.6 Tahap Pembuatan Spesimen ................................................... 29

3.6.7 Pelaksanaan pengujian material .............................................. 30

3.7. Analisa Data ..................................................................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 35

4.1. Data Hasil Pengujian Distorsi .......................................................... 35

4.2. Data Hasil Pengujian Kekerasan ...................................................... 40

4.3. Data Hasil Pengujian Tarik .............................................................. 44

4.4. Distribusi Temperatur ...................................................................... 46

BAB V PENUTUP ................................................................................................ 49

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 49

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Skema Las FCAW ....................................................................... 7

Gambar 2.2 Skema Las GMAW ...................................................................... 9

Gambar 2.3 Skema Las SAW .......................................................................... 10

Gambar 2.4 Skema Las SAW .......................................................................... 10

Gambar 2.5 Skema Las SMAW....................................................................... 10

Gambar 2.6 Pemindahan Logam Cair .............................................................. 11

Gambar 2.7 Siklus Thermal Las ...................................................................... 14

Gambar 2.8 Diagram Fasa Fe3C ...................................................................... 15

Gambar 2.9 Diagram TTT ............................................................................... 17

Gambar 2.10 Perubahan Dimensi Pengelasan ................................................. 19

Gambar 2.11 Kurva Tegangan Regangan ........................................................ 20

Gambar 2.12 Tegangan Elastis dan Tegangan Luluh ...................................... 21

Gambar 3.1 Diagram Alir ................................................................................ 24

Gambar 3.2 Pemasangan Static Cooling .......................................................... 26

Gambar 3.3 Proses Pembuatan Kampuh Las ................................................... 27

Gambar 3.4 Spesimen Uji Tarik ASTM E8 ..................................................... 30

Gambar 3.5 Titik Pengambilan Distorsi .......................................................... 30

Gambar 3.6 Titik Pengambilan Distorsi .......................................................... 31

Gambar 3.7 Pelaksanaan Uji Tarik .................................................................. 32

Gambar 3.8 Mesin Uji Kekerasan .................................................................... 33

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Mekanis Baja A36 .................................................................. 12

Tabel 3.1 Parameter Pengelasan FCAW .......................................................... 27

Tabel 4.1 Tabel Hasil Uji Distorsi Kapasitas 700L/H ..................................... 35

Tabel 4.2 Tabel Hasil Uji Distorsi Kapasitas 1400L/H ................................... 36

Tabel 4.3 Tabel Hasil Uji Distorsi Kapasitas 2800L/H ................................... 36

Tabel 4.4 Tabel Pengujian Kekerasan ............................................................. 41

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengujian Tarik ............................................................ 44

xi

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Grafik Distorsi Kapasitas 700L/H .................................................. 37

Grafik 4.2 Grafik Distorsi Kapasitas 1400L/H ................................................ 38

Grafik 4.3 Grafik Distorsi Kapasitas 2800L/H ................................................ 38

Grafik 4.4 Hasil Pengujian Distorsi ................................................................. 39

Grafik 4.5 Grafik Kekerasan ............................................................................ 43

Grafik 4.6 Kekuatan Tarik ............................................................................... 45

Grafik 4.7 Temperatur ..................................................................................... 46

xii

DAFTAR PUSTAKA

Okumura,T. dan Wiryosumarto, H.,(2000),”Teknologi Pengelasan Logam”, PT Pradnya

Paramita, Jakarta.

Subeki, N, (2011), “Optimalisasi komposisi kandungan mn pada filler untuk mendapatkan

ketangguhan dan kekerasan”, Jurnal Teknik Industri Vol. 12 Nomor 1. Februari 2011 Hal

43-52, Malang.

Habibi, M.L, Ilman, M.N. (2017). Studi metode static termal tensioning untuk meminimalkan

distorsi las mig alumunium AA5083 dan pengaruhnya terhadap sifat mekanis.Yogyakarta.

Subeki, N, Ilman, M.N, jasmari, dan Iswanto.P.T. (2015). Pengaruh pengelasan fcaw

tanpa dan dengan penambahan panas terhadap sifat mekanik dan struktur mikro

sambungan las, Jurnal Teknik Mesin Vol. 7 Nomor 2 Februari 2015 Hal 164-170,

Yogyakarta.

Aa, E.M., Murugaiyan, A., 2006, Influence of Trailing Heat Sink on the Welding Residual

Stress Distribution, ESRF.

Michaleris.P, (2011). Minimization of Welding And Buckling. Woodhead Publishing Ltd:

England.

Sorensen. M.B., 1999, “Simulation of Welding Distortion in Ship Section’, Depaetment of

Naval Architecture dan Offshore Engineering, Technical University of Denmark.

Subeki, N., 2009, Optimalisasi Penggunaan Heat Input pada Pengelasan Pipa Spiral untuk

Meningkatkan kualitas Sambungan”, Jurnal Teknik Industri Vol. 10 Nomor 2. Agustus

2009 Hal 141- 147, Malang.

Gathot, Dwi. Nur, H., Budi, LS.,Abdillah, GB. Pengaruh variasi suhu preheat terhadap sifat

mekanik material SA 516 Grade 7 yang disambung dengan metode pengelasan SMAW.

Proceeding seminar Nasional sains dan teknologi terapan III. 2015.

xiii

Subeki, N.,Ilman, M.N, Jasmari, dan Iswanto, P.T. (2017). The effect of heating temperature

in Static Thermal Tensioning (STT) welding on mechanical properties and fatigue crack

propagation rate of FCAW in steel A 36, Yogyakarta.

Subeki, N.,Kusmono, Wibowo, H., Muslih, M.R. (2016). Mitigating distortion and residual

stress by static Thermal Tensioning to improve fatigue crack growth performance of MIG

AA5083 welds, Jurnal Teknik Mesin, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.

Ilman,M.N.,Kusmono,Iswanto, P.T. (2013).Fatigue crack growth rate behaviour of friction

stir aluminium alloy AA2024-T3 welds under transient thermal tensioning, Journal of

Materials and Design, Elsevier.

Subeki,N. Jamasri, Ilman, M.N.,Iswanto,P. T.“The Influence of Preheat on Distortion and

Fatigue Crack Propagation Rate of FCAW Weld in A 36 Steel Structure,” Appl. Mech.

Mater., vol. 842, pp. 83–91, 2016.