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