PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER...
Transcript of PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER...
i
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN
TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST 40
DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPISAN 1
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu
Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh :
RUDI WINARNO
201510120312075
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2017
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN
TERHADAP KEKUATAN GESER BAJA ST 40
DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPISAN 1
Diajukan kepada
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh
RUDI WINARNO
201510120312075
Diterima dan Disetujui
Pada tanggal 26 juli 2017
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
NIP 108.8909.0124
Moh. Jufri ST., MT
NIP 196311101990101001
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP 108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128. Fax. (0341)460782 Malang 65144
iv
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Rudi Winarno
NIM : 201510120312075
No. ST. Pemb. TA : E.3.d / 89 / FT / UMM / III / 2017
Tgl. ST. TA Keluar : 01 Maret 2017
Judul : Pengaruh Variasi Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan
Geser Baja ST-40 Dengan Model Sambungan Lapisan 1
Pembimbing I : Ir. Daryono, MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 14/3/2017 Konsultasi judul
2 21/3/2017 Konsultasi BAB I
3 6/4/2017 ACC BAB I
4 12/4/2017 Konsultasi BAB II
5 19/4/2017 ACC BAB II
6 24/4/2017 Konsultasi BAB III
7 4/5/2017 ACC BAB III
8 15/5/2017 Konsultasi BAB IV
9 30/5/2017 ACC BAB IV
10 6/7/2017 Konsultasi BAB V
11 10/7/2017 ACC BAB V
12 19/7/2017 Konsultasi Seminar Hasil
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Ir. Daryono, MT
NIP 108.8909.0124
Malang,26 Juli 2017
Dosen Pembimbing I
Ir. Darryono, MT
NIP 108.8909.0124
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
STATUS TERAKREDITASI Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Telp. (0341)464318 pes 128. Fax. (0341)460782 Malang 65144
v
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR
Nama : Rudi Winarno
No. ST. Pemb. TA : E.3.d / 89 / FT / UMM / III / 2017
Tgl. ST. TA Keluar : 01 Maret 2017
Judul : Pengaruh Variasi Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan
Geser Baja ST-40 Dengan Model Sambungan Lapisan 1
Pembimbing II : Drs. M. Jufri, ST., MT
NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD
1 14/3/2017 Konsultasi judul dan BAB I
2 21/3/2017 ACC BAB I
3 6/4/2017 Konsultasi BAB II
4 12/4/2017 ACC BAB II
5 19/4/2017 Konsultasi BAB III
6 24/5/2017 ACC BAB III
7 4/5/2017 Konsultasi BAB IV
8 15/5/2017 ACC BAB IV
9 30/5/2017 Konsultasi BAB V
10 6/7/2017 ACC BAB V
11 10/7/2017 Konsultasi PPT seminar hasil
12 19/7/2017 ACC PPT seminar hasil
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Mesin
Malang, 26 Juli 2017
Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT
NIP 108.8909.0124
Drs. M. Jufri, ST.,MT
NIP 196311101990101001
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT
Yang bertanda tangan dibawah :
Nama : Rudi Winarno
NIM : 201510120312075
Tempat /Tanggal lahir : Banjarmasin, 27 Maret 1994
Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Mesin
Menyatakan bahwa karya tulis ilmiah atau tugas akhir ini yang berjudul
“PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN
GESER BAJA ST-40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPISAN 1”
adalah bukan karya tulis orang lain baik sebagian maupun keseluruhan kecuali
dalam bentuk kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya.
Demikian surat ini dibuat dengan sebenar-benarnya. Jika terbukti
melanggar, penulis siap menerima sanksi akademik yang berlaku di Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 26 juli 2017
Penulis
Rudi Winarno
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER
BAJA ST-40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPISAN 1
RUDI WINARNO (201510120312075) 1. Ir. Daryono. MT 2. Drs. M. Jufri. ST, MT
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
vii
ABSTRAK
Penelitian ini melakukan proses pengelasan dengan variasi arus dan bentuk
kampuh las terhadap kekuatan geser pada baja ST 40, kemudian dilakukan
pengujian dengan alat Uji Tarik.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah melakukan uji
kekuatan geser dengan menggunakan alat uji Tarik dengan variasi arus pengelasan
80 A, 90 A, dan 100 A dengan banyak 5 spesimen untuk masing-masing arus.
Hasil pengujian geser yang telah dilakukan menunjukkan nilai tegangan
geser geser tertinggi adalah 128.4916 N/mm2 pada variasi arus 80 ampere
dispesimen nomor 5. Sedangkan pada variasi arus 90 ampere nilai tegangan geser
tertinggi adalah 124.7528 N/mm2 dispesimen no 5, dan variasi arus 100 ampere
nilai tegangan geser tertinggi adalah 120.1484 N/mm2 dispesimen no 4. semakin
besar (I) arus yang digunakan maka besar pula (Q) masukan panas yang
ditimbulkan Karena panas yang semakin tinggi membuat elektroda mencair
sempurna semakin matang pula hasil pengelasan itu dan semakin kuat hasil las
serta semakin besar (τ) tegangan geser yang terjadi dengan kata lain semakin
besar arus pengelasan maka kekuatan geser yang terjadi semakin besar pula.
Kata Kunci :Pengelasan, Variasi Arus, Tegangan Geser
PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN TERHADAP KEKUATAN GESER
BAJA ST-40 DENGAN MODEL SAMBUNGAN LAPISAN 1
RUDI WINARNO (201510120312075) 1. Ir. Daryono. MT 2. Drs. M. Jufri. ST, MT
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang
viii
ABSTRACT
This research conducted welding process with variation of current and
weld form against shear strength in ST 40 steel, then tested by means of Tensile
Test.
The method used in this research is to test the shear strength by using
tensile test instrument with variation of 80 A, 90 A and 100 A welding current
with 5 specimens for each current.
The result of shear testing that has been done shows the highest shear
stress value is 128.4916 N / mm2 on the 80 ampere current variation in specimen
number 5. While on the 90 ampere current variation the highest shear stress value
is 124.7528 N / mm2 of dispensation no 5, and the current variation 100 The
amperage of the highest shear stress value is 120.1484 N / mm2 of dispersion no
4. the greater (I) the current is used the greater the Q () the heat input is generated
Because the higher heat makes the melt electrode more mature also the welding
results and the stronger Welding results and the greater (τ) shear stress that occurs
in other words the greater the welding current, the shear strength that occurs the
greater also.
Keywords: Welding, Variation Flow, Shear Voltage
ix
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan segala puji dan syukur kepada Allah SWT dan
salam yang tercurahkan kepada Rasulullah SAW, yang memberikan berkat
limpahan dan rahmatnya, sehingga dapat terselesaikannya tugas akhir yang
berjudul “Pengaruh Variasi Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan Geser Baja ST-
40 Dengan Model Sambungan Lapisan 1”, guna memenuhi persyaratan untuk
menyelesaikan program Strata 1 (S1) pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
Tugas akhir ini tidak akan tersusun tanpa adanya bantuan dan dukungan
dari berbagai pihak baik dalam segi moril maupun materil. Oleh karena itu segala
ungkapan terimakasih dipersembahkan kepada:
1. Kedua orangtua yang selalu memberikan doa, restu, semangat serta bantuan
materil bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku dosen pembimbing I yang sangat membantu
didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian tugas akhir
ini.
3. Bapak Drs. M. Jufri ST, MT selaku dosen pembimbing II yang sangat
membantu didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam penyelesaian
tugas akhir ini.
4. Terima kasih buat tim lab yang sudah banyak membantu dalam melakukan
penelitian tugas akhir saya.
x
5. Teman-teman TPB 15 (Transfer Politeknik Banjarmasin angkatan 2015) Budi,
dan Okta yang selalu saling memberikan dukungan dan motivasi didalam
penyusunan serta penyelesaian tugas akhir ini.
6. Teman-teman seperjuangan teknik mesin Universitas Muhammadiyah Malang
yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang turut membantu didalam
penyusunan dan penyelesaian tugas akhir ini.
Dalam tugas akhir ini, diharapkan semoga memberikan banyak manfaat
baik bagi penulis sendiri atau pun bagi pembaca yang khususnya mahasiswa
Universitas Muhammadiyah Malang.
Malang, 26 juli 2017
Penulis
Rudi Winarno
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
POSTER ............................................................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ................................................ iii
LEMBAR ASISTENSI ................................................................................... iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT ............................ vi
ABSTRAK ........................................................................................................ vii
ABSTRACT ...................................................................................................... viii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................. 3
xii
1.3 Tujuan Penelitian .................................................................. 3
1.4 Manfaat Penelitian ................................................................. 3
1.5 Batasan Masalah .................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Studi Pustaka ........................................................................ 5
2.2 Las Listrik ............................................................................. 8
2.2.1 Jenis-jenis Pengelasan ................................................. 8
2.2.2 Jenis Jenis Las Berdasarkan Panas Listrik dan Gas ...... 12
2.2.3 Jenis Jenis Las Berdasarkan Panas Yang Dihasilkan
Campuran Gas ............................................................. 14
2.2.4 Jenis Jenis Las Berdasarkan Ledakan dan reaksi
isotermis........................................................................ 14
2.3 Proses Las ............................................................................... 15
2.4 Jenis Jenis kontruksi Sambungan ........................................... 16
2.4.1 Sambungan pelat........................................................... 16
2.4.2 Pengelasan pipa ............................................................ 20
xiii
2.5 Elektroda ................................................................................ 24
2.5.1 Standar Kawat Las Listrik ............................................ 26
2.5.2 kawat Las Listrik Baja .................................................. 27
2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Pengelasan ..... 28
2.7 Pengertian Tegangan ............................................................. 30
2.7.1 Macam-macam Tegangan ............................................. 31
2.8 Perhitungan sambungan las untuk beban statis ..................... 35
2.9 Perhitungan sambungan las dengan pembebanan eksentris .. 39
2.10 Kekuatan Sambungan Las ..................................................... 42
2.11 Lingkaran Mohr untuk tegangan ............................................ 45
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Penelitian ......................................................... 48
3.2 Variabel Penelitian ................................................................ 49
3.3 Waktu dan Tempat Penelitian................................................ 51
3.4 Bahan dan Alat ...................................................................... 52
3.5 Metode Penelitian .................................................................. 53
xiv
3.6 Prosedur Pengujian Uji Geser ................................................ 54
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Bahan Eksperimen Sebelum diuji .......................................... 56
4.2 Hasil Eksperimen ................................................................... 57
4.2.1 Data Penelitian .............................................................. 57
4.2.2 Benda Uji Sebelum Pengelasan .................................... 57
4.2.3 Hasil Pengelasan ........................................................... 57
4.3 Hasil Pengujian Geser ........................................................... 58
4.3.1 Hasil Pengujian Geser Pada Tiap-tiap Spesimen ......... 60
4.4 Analisa Hasil Pengujian Geser .......................................... 83
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan ............................................................................... 88
5.2 Saran ......................................................................................... 88
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 89
LAMPIRAN .....................................................................................................
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkaian proses las listrik SMAW........................................... 16
Gambar 2.2 Jenis kontruksi las sebidang ....................................................... 17
Gambar 2.3 Jenis kontruksi las lewatan ......................................................... 18
Gambar 2.4 Jenis kontruksi las tegak ............................................................. 19
Gambar 2.5 Jenis kontruksi las sudut ............................................................. 19
Gambar 2.6 Jenis kontruksi las sisi ................................................................ 20
Gambar 2.7 Penggunaan cincin pengisi ......................................................... 23
Gambar 2.8 Geometri sambungan dengan cincin penahan ........................... 24
Gambar 2.9 Tegangan yang timbul pada penampang .................................... 31
Gambar 2.10 Tegangan normal ........................................................................ 32
Gambar 2.11 Tegangan Tarik pada batang penampang lua A ......................... 32
Gambar 2.12 Tegangan Tekan ........................................................................ 33
Gambar 2.13 Tegangan Geser .......................................................................... 34
Gambar 2.14 Sambungan temu ........................................................................ 35
xvi
Gambar 2.15 a. Beban geser pada sambungan tumpeng ................................... 36
Gambar 2.15 b. Kerusakan geser ...................................................................... 36
Gambar 2.15 c. Dimensi tebal lasan.................................................................. 36
Gambar 2.16 Sambungan Tee dengan beban F ................................................ 37
Gambar 2.17 Sambungan Tee dengan beban F dan momen ............................ 38
Gambar 2.18 Sambungan T silinder ................................................................. 38
Gambar 2.19 Sambungan dengan pembebanan eksentris ................................ 39
Gambar 2.20 Gelegar persegi empat yang dilas pada tumpuan ....................... 41
Gambar 2.21 Persamaan tegangan ................................................................... 45
Gambar 2.22 Lingkaran Mohr .......................................................................... 46
Gambar 3.1 Dimensi benda uji tarik ASTM E8/E8M .................................... 52
Gambar 3.2 Mesin uji tarik tarno grocki ........................................................ 54
Gambar 4.1 Pemotongan pelat sebelum pengelasan ...................................... 57
Gambar 4.2 Bentuk sambungan pada spesimen 1, 2, 3, 4, 5, setelah dilakukan
pengelasan dengan menggunakan arus 80 Amper. ..................... 57
xvii
Gambar 4.3 Bentuk sambungan pada spesimen 1, 2, 3, 4, 5, setelah dilakukan
pengelasan dengan menggunakan arus 90 Amper ...................... 58
Gambar 4.4 Bentuk sambungan pada spesimen 1, 2, 3, 4, 5, setelah dilakukan
pengelasan dengan menggunakan arus 100 Amper .................... 58
Gambar 4.5 Grafik Data Hasil Perhitungan Uji geser .................................... 84
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kondisi pengelasan tembus ............................................................. 21
Tabel 2.2 Kondisi pengelasan turun dengan elektroda jenis selulosa ............. 21
Tabel 2.3 Sifat minimum logam las ................................................................ 43
Tabel 2.4 Tegangan yang di ijinkan oleh kode AISC untuk logam las ........... 44
Tabel 2.5 Faktor konstruksi Tegangan lelah ................................................... 45
Tabel 3.1 Jadwal kegiatan ............................................................................... 51
Tabel 3.2 Hasil uji geser dengan variasi arus .................................................. 55
Tabel 4.1 Bentuk Patahan Hasil Pengujian Geser ........................................... 59
Tabel 4.2 Data hasil pengujian geser............................................................... 83
89
DAFTAR PUSTAKA
Febri Riyan, Pengaruh Jenis Elektroda dan Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan
Tarik pada Pengelasan Baja ST 41 Menggunakan Las Smaw, 2017.
Hero Simpein S, dengan Judul Pengaruh Variasi Kuat Arus Las Listrik pada Sudut
Kampuh V Ganda terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impact dari
Material ST 37, 2011.
http://funny-mytho.blogspot.co.id/2010/12/definisi-dan-macam-macam-
tegangan.html
https://inspirasi14.files.wordpress.com/2012/02/4-lingkaran-mohr-untuk-
tegangan.ppt
http://listiyonobudi.blogspot.in/2011/03/jenis-jenis-sambungan-las_25.html
http://www.maritimeworld.web.id/2015/02/Jenis-Jenis-Las.html,Diakses pada
tanggal 1 april 2017
http://www.maritimeworld.web.id/2015/02/Jenis-Jenis-Las.html,Diakses pada
tanggal 1 april 2017
http://www.pengelasan.com/2016/03/macam-macam-sambungan-posisi-
pengelasan.html
http://teknikmesinmanufaktur.blogspot.com/2015/03/apa-saja-faktor-faktor-yang-
memengaruhi.html
Ir. Zainun Ahmad, 1999, Elemen Mesin 1.
Maman Suratman, Spd. 2001. Teknik Mengelas. Bandung. Pustaka Grafika.
90
Martua Frans P, Studi Eksperimen dan Simulasi Pada Kampuh Pengelasan Busur
Listrik Plat Baja ST 40, 2009.
R. Mursid, Pengaruh Posisi dan Arus Las Terhadap Kecepatan Geser Pengelasan
Pada Baja Lunak Dengan Menggunakan Las Busur Listrik AC, 2009.
Riyan Angrisca P, Pengaruh Kuat Arus Pengelasan dan Jenis Elektroda pada
Pengujian Tarik Hasil Sambungan Las SMAW pada Baja ST 37, 2017.
Saiful Huda, Ananlisa Pengaruh Variasi Arus dan Bentuk Kampuh pada Pengelasan
SMAW terhadap Distorsi Sudut dan Kekuatan Tarik Sambungan Butt-Join
Baja aisi 4140,2013.
Sriwidharto. 1992. Petunjuk Kerja Las. Jakarta. PT Pradnya Paramitha. Wibowo,
Pengaruh Variasi Kampuh Pengelasan Terhadap Kekuatan Impact Baja
St-60,2016
Wiryosumarto H., 1988, Teknik Pengelasan Logam, PT. Pradnya Paramita,
Jakarta