SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · dan sepatu rem terhadap sifat fisik mekanik hasil las oxy-acetylene...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

KARAKTERISASI FISIK MEKANIKPROSES PENGELASAN MATERIAL BLOK MESIN

DENGAN LAS OXY-ACETYLENE

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syaratuntuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

ZUHRI NURISNANIM. I0408075

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA2014


commit to user

ii


commit to user

iii

PERSEMBAHAN

Sebuah proses dan hasil karya kerja kerasku selama ini. Karya ini merupakan langkah

awalku untuk meraih sesuatu yang lebih dari sekarang ini, sebagai langkah untuk meraih

prestasi di jenjang berikutnya. Semoga senantiasa dapat menghadirkan kerja dan karya yang

gemilang kedepannya. Karya ini kupersembahkan kepada :

Bapak dan Ibuku tersayang,

Terima kasih atas semua curahan do’a , dukungan,

nasehat dan kasih sayangmu selama ini

Yang menjadikan itu semua sebagai sumber semangat bagiku

Kakakku beserta keluarga,

Terima kasih atas segala do’a, dukungan dan motivasi

Untuk memacuku menjadi lebih baik dalam segala hal


commit to user

iv

MOTTO

“Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman di antaramu dan

orang-orang yang diberi ilmu beberapa derajat” (Q.s. Al Mujadilah: 11)

”man jadda wajada”,

“barangsiapa yang bersungguh-sungguh, dia (akan) mendapatkan”


commit to user

v

Karakterisasi Fisik Mekanik Proses Pengelasan Material Blok Mesindengan Las Oxy-Acetylene

Zuhri NurisnaJurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sebelas MaretSurakarta, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstrak

Material blok mesin aluminium dalam pengunaannya sering terjadimasalah abrasi pada jalur sirkulasi pendingin dan terjadi kerusakan retak danpatah. Perbaikan blok mesin biasanya menggunakan las oxy-acetylene. Refrensiilmiah pengelasan blok mesin dengan las oxy-acetylene sangat minim, sehinggapelaksanaan pengelasan blok mesin tersebut mengandalkan pengalaman operator.Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh jenis filler dari limbah pistondan sepatu rem terhadap sifat fisik mekanik hasil las oxy-acetylene material blokmesin.

Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah material blok mesinMitsubishi Colt T 120, dilas dengan filler yang bervariasi yaitu limbah pistonMitsubishi, Hino, Mercedes dan limbah sepatu rem. Hasil las diuji tarik denganmenggunakan standar JIS Z 2201, diuji kekerasan menggunakan micro vickersdengan standar ASTM E92 dan diuji struktur mikro.

Hasil las dengan filler sepatu rem mempunyai kekuatan tarik tertinggiyaitu 108,68 Mpa. Hai ini disebabkan oleh komposisi kimia dan struktur mikrodaerah las yang hampir sama dengan logam induk. Kekuatan tarik terendah terjadipada logam las dengan filler piston Mercedes Benz yaitu 69,62 Mpa yangdisebabkan oleh terbentuknya porositas yang banyak.

Kata kunci : blok mesin, filler, dan las Oxy-Acetylene Welding (OAW).


commit to user

vi

Physical and Mechanic Properties of Oxy-Acetylene Welded Engine Material

Zuhri NurisnaDepartment of Mechanical Engineering

Faculty of Engineering Sebelas Maret UniversitySurakarta, Indonesia

E-mail: [email protected]

Abstract

Abrasion, crack and damage often occur in engine material duringapplication. Oxy-acetylene welding is usually chosen for repairing those failures.Due to the limitition of sceintific references in this field, its procedure wasdeveloped by operators and its quality depended on their skill and experience.This paper proposed the oxy-acetylene procedure to repair the failures in enginematerial based on chemical composition of filler materials.

Engine material of Mitsubishi Colt T 120 was used. Piston of Mitsubishi,Hino, Mercedes Benz and brake shoes were used as filler materials. Tensile andhardness tests were performed using JIS Z 2201 and ASTM E 92 standardrespectively. Metallographic standard was performed to investigate themicrostructure of HAZ and weld metal.

The experimental result showed chemical composition of brake shoes fillerwas similliar to that of base material. It led specimen with brake shoes filler hadthe highest tensile strength of 108.86 Mpa. Due to the high intensity of porosity inweld metal with Mercedes Benz piston filler, it had the lowest tensile strength of69.92 Mpa.

Key words : engine material, filler and Oxy-Acetylene Welding (OAW).


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kenikmatan

kepada kita semua sehingga laporan tugas akhir ini dapat penulis selesaikan.

Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna

mencapai gelar sarjana teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret Surakarta. Tugas akhir ini memaparkan karakterisasi fisik mekanik

proses pengelasan material blok mesin dengan las oxy-acetylene.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, khususnya

kepada :

1. Kedua orang tua penulis yang tercinta atas segala bimbingan dan

dukungan sehingga penulis bisa menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Dr. Triyono, ST., MT selaku pembimbing yang telah memberikan

arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik UNS.

4. Bapak Nurul Muhayat, ST., MT., bapak Wibowo, ST., MT., dan bapak

Heru Sukanto, ST., MT selaku dosen penguji.

5. Bapak Wibawa Endra Juwana., ST., MT selaku pembimbing akademik.

6. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana

keilmuan penulis.

7. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin UNS terkhusus kepada Laboran

Laboratorium Material Maruto Adhi, ST.

8. Teman-teman seperjuangan angkatan 2008 Teknik Mesin UNS,

Mahalevy dan Bengkel Rakimin yang telah memberikan dukungan dan

bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Noerma Shovie Rizqiea S. Kep., Ns yang selalu memberikan dukungan,

semangat dan motivasi disetiap perjalanan penelitian penulis.

10. Serta semuai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan

dan dorongan semangat serta doanya, terima kasih.

Semoga Allah SWT membalas budi baik Anda semuanya.


commit to user

viii

Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak

kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi

kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan

terima kasih.

Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat

digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Desember 2013

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ ii

PERSEMBAHAN .............................................................................................. iii

MOTTO ............................................................................................................. iv

ABSTRAK ......................................................................................................... v

ABSTRACT ....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ....................................................................................... vii

DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii

BAB I. PENDAHULUAN

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

1.2. Perumusan Masalah ......................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah............................................................................... 3

1.4. Tujuan dan Manfaat ........................................................................ 4

1.5. Sistematika Penulisan ...................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................. 5

2.2. Dasar Teori ...................................................................................... 8

2.2.1. Alluminium dan Alloy.......................................................... 8

2.2.2. Paduan aluminium – silicon pada aluminium casting ......... 11

2.2.3. Pengertian Las Oxy-acetylene .............................................. 13

2.2.4. Permasalahan dalam Pengelasan Aluminium Paduan.......... 15

2.3. Dasar-Dasar Pengujian Spesimen ................................................... 20

2.3.1. Pengujian Tarik .................................................................... 20

2.3.2. Pengujian Kekerasan ........................................................... 21

2.3.3. Pengujian Metalografi .......................................................... 22


commit to user

x

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat Penelitian ............................................................................ 23

3.2. Bahan Penelitian .............................................................................. 23

3.3. Alat Penelitian ................................................................................. 23

3.4. Prosedur Penelitian .......................................................................... 26

3.5. Metode Analisis Data ...................................................................... 27

3.5.1. Uji Komposisi ...................................................................... 27

3.5.2. Uji Tarik .............................................................................. 28

3.5.3. Uji Kekerasan ...................................................................... 28

3.5.4. Uji Struktur Mikro ............................................................... 28

3.6. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 28

3.7. Analisa Data .................................................................................... 30

BAB IV. HASIL DAN ANALISA

4.1. Komposisi Material Base Metal dan Filler Metal ........................... 31

4.2. Karakteristik Fisik Makro dan Mikro Hasil Lasan .......................... 32

4.3. Kekerasan Mikro Hasil Pengelasan ................................................. 36

4.4. Sifat Mekanis Hasil Lasan Blok Mesin terhadap Hasil Uji Tarik ... 38

BAB V. PENUTUP

5.1. Kesimpulan ...................................................................................... 45

5.2. Saran ................................................................................................ 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 46


commit to user

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Sifat mekanik dari logam induk dan logam lasan ........................... 7

Tabel 2.2. Sifat tarik melintang dari sambungan las ........................................ 7

Tabel 2.3. Daftar seri paduan aluminium tempa .............................................. 10

Tabel 2.4. Daftar seri paduan aluminium tuang............................................... 10

Tabel 2.5. Perbandingankekuatantarikbeberapapaduan................................... 11

Tabel 3.1. Spesifikasi Universal Testing Machine .......................................... 25

Tabel 3.2. Ukuran spesimen uji tarik ............................................................... 28

Tabel 3.3. Diskripsi Pengambilan data ............................................................ 30

Tabel 4.1. Hasil uji komposisi material blok mesin dan filler ......................... 31


commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Grafik kekuatan tarik dan grafik kekerasan mikro ................... 8

Gambar 2.2. (a). Diagram kesetimbangan Al-Si ........................................... 12

Gambar 2.2. (b). Mikrostuktur Al-Si hipoeutektik........................................ 12

Gambar 2.2. (c). Mikrostruktur Al-Si eutektik.............................................. 12

Gambar 2.2. (d). Mikrostruktur Al-Si hipereutektik ..................................... 12

Gambar 2.3. Prinsip pengelasan oxy-acetylene ............................................ 13

Gambar 2.4. Nyala karburasi ........................................................................ 14

Gambar 2.5. Nyala oksidasi .......................................................................... 14

Gambar 2.6. Nyala netral ............................................................................. 14

Gambar 2.7. Seperangkat peralatan las oxy-acetylene .................................. 15

Gambar 2.8. Struktur mikro daerah las dari paduan aluminium ................... 16

Gambar 2.9. Distribusi kekerasan logam hasil lasan..................................... 17

Gambar 2.10. Terperangkapnya oksida film pada lasan ................................. 18

Gambar 2.11. (a). Cacat porositas.................................................................. 19

Gambar 2.11. (b). Porositas yang terdeteksi oleh radiografi .......................... 19

Gambar 2.12. Terjadinya lubang halus dalam pengelasan aluminium .......... 19

Gambar 2.13. Kurva tegangan-regangan......................................................... 20

Gambar 2.14. Vickers Hardness test ............................................................... 21

Gambar 3.1. (a). Blok mesin Mitsubishi Colt T120...................................... 23

Gambar 3.1. (b). Limbah piston bekas Misubishi, Hino, Mercedes

Benz dan sepatu rem............................................................... 23

Gambar 3.2. Cetakan filler ............................................................................ 24

Gambar 3.3. Universal Testing Machine....................................................... 24

Gambar 3.4. Alat uji keras Microvickers ...................................................... 25

Gambar 3.5. Mikroskop mikro ...................................................................... 25

Gambar 3.6. Mikroskop makro ..................................................................... 26

Gambar 3.7. Blok mesin yang telah dipotong ............................................... 27

Gambar 3.8. Proses pengelasan..................................................................... 27

Gambar 3.9. Penampang kawat menggunakan standar JIS Z 2201 9................... 28


commit to user

xiii

Gambar 3.10. Diagram alir penelitian ............................................................ 29

Gambar 4.1. Foto makro hasil lasan.............................................................. 33

Gambar 4.2. Cacat porositas pada weld metal .............................................. 34

Gambar 4.3. Foto struktur mikro material hasil lasan................................... 35

Gambar 4.4. Distribusi kekerasan pada hasil lasan antar variasi filler.......... 37

Gambar 4.5. Grafik hasil uji tarik lasan ........................................................ 38

Gambar 4.6. Patahan sampel hasil uji tarik ................................................... 39

Gambar 4.7. Foto makro penampang membujur patahan uji tarik................ 40

Gambar 4.8. Foto makro penampang melintang patahan uji tarik ................ 42

Gambar 4.9. Inklusi pada weld metal............................................................ 43

SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · dan sepatu rem terhadap sifat fisik mekanik hasil las oxy-acetylene...

Documents

Transcript of SKRIPSI - digilib.uns.ac.id · dan sepatu rem terhadap sifat fisik mekanik hasil las oxy-acetylene...