i

TUGAS AKHIR

STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW

DENGAN SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA

MATERIAL ALUMINIUM, KUNINGAN, DAN

TEMBAGA

Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

YANUAR ARIF FATHONI

D200 130 023

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2018

ii

iii

iv

v

vi

MOTTO

“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali

kaum itu sendiri yang mengubah apa-apa yang ada pada diri mereka”

(Ar-ra’d : 11)

“Karena sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan.”

(QS. Alam Nasyroh :5)

“Hai orang – orang yang beriman, jadikanlah sabar dan sholatmu sebagai

penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang – orang yang sabar”

(Al-Baqarah : 153)

“Syukur dan sabar adalah kunci dalam menghadapi berbagai macam

ujian”

(KH MustofaBisri)

“Jika kamu memilih jalan untuk kuliah berarti anda harus berkomitmen

untuk meluluskannya, walaupun terlambat pun tak apa-apa”

(Penulis)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur

dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah

melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah. Saya

mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :

1. Kedua orang tua yang saya hormati, sayangi dan cintai yang telah

memberikan doa dan semangat tiada henti selama menempuh

pendidikan. Semoga Allah SWT membalas kemuliaan beliau dengan

dimudahkannya segala urusannya, dilancarkan rejekinya, dan diberi

keselamatan dunia maupun akhirat.

2. Keluarga dan teman-teman seperjuangan Teknik Mesin 2013 yang

telah banyak mendukung dan memberikan saran serta motivasi

kepada penulis.

3. Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah

membimbing saya selama dalam perkuliahan.

4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Puroputro. ST selaku Pembimbing Akademik.

Saya berterima kasih atas pengarahan dan bimbingannya yang telah

banyak saya terima selama berada di Universitas Muhammdiyah

Surakarta.

5. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng., Ph.D selaku pembimbing utama

Tugas Akhir. Saya berterima kasih atas pengarahan dan bimbingannya

yang telah banyak saya terima selama berada di Universitas

Muhammdiyah Surakarta.

viii

STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW DENGAN

SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA MATERIAL

ALUMUNIUM, KUNINGAN, DAN TEMBAGA

Yanuar Arif Fathoni, Joko Sedyono

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura

e-mail : yanuararif19@gmail.com

ABSTRAK

Perkembangan teknologi dalam bidang pembuatan mesin konstruksi

bangunan dan industri yang semakin maju tidak dapat lepas dari penggunaan

pengelasan. Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) atau yang biasa

disebut dengan las TIG merupakan pengelasan dengan menggunakan busur

listrik dihasilkan dari elektroda yang tidak ikut mencair terbuat dari tungsten.

Alumunium merupakan bahan yang tidak bisa lepas dari bidang pembuatan

mesin dan kontruksi bangunan, sedangkan kuningan dan tembaga merupakan

bahan utama yang kerap dijadikan konstruksi mesin dan bahan industri.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis pengelasan GTAW pada

sambungan Alumunium, Kuningan dan Tembaga. Pengujian yang dilakukan

yaitu pengujian komposisi kimia, pengujian tarik dan pengujian metalografi. Dari

hasil pengujian menunjukkan bahwa bahan Aluminium mengandung komposisi

(Al), (Zn), (Cr), material kuningan mengandung komposisi (Cu), (Zn), (Al), dan

untuk tembaga mengandung komposisi (Cu). (Sn), dan (Zn). Kekuatan

sambungan las paling optimal terjadi pada material Kuningan dengan nilai rata-

rata sebesar 254.992 MPa yang terjadi patahan berada pada base metal

diakibatkan luas penampang logam las lebih besar dari base metal. Sedangkan

hasil pengujian metalografi (foto mikro) terjadi perubahan struktur mikro pada

bagian las, untuk daerah HAZ dan base metal tidak mengalami perubahan

struktur mikro yang signifikan.

Kata Kunci : GTAW, Sama Material, Alumunium, Kuningan,

Tembaga, UjiKomposisi, UjiTarik, UjiMetalografi

ix

STUDI SIFAT MEKANIS PENGELASAN GTAW DENGAN

SAMBUNGAN BUTT JOINT ANTARA MATERIAL

ALUMUNIUM, KUNINGAN, DAN TEMBAGA

Yanuar Arif Fathoni, Joko Sedyono

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartasura

e-mail : yanuararif19@gmail.com

ABSTRACK

Technological developments in the field of building construction

machinery and industries that are increasingly advanced cannot be separated

from the use of welding. Welding GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) or

commonly referred to as TIG welding is welding using an electric arc produced

from electrodes that do not participate in melting made of tungsten. Aluminum is

a material that can not be separated from the field of machine manufacturing and

construction of buildings, while brass and copper are the main ingredients that

are often used as construction machinery and industrial materials. This study

aims to determine the mechanical properties of GTAW welding on aluminum,

brass and copper joints. Tests carried out are chemical composition testing,

tensile testing and metallographic testing. From the test results show that

Aluminum material contains composition (Al), (Zn), (Cr), brass material containing

composition (Cu), (Zn), (Al), and for copper containing composition (Cu). (Sn),

and (Zn). The optimum strength of the welded joint occurs in Brass material with

an average value of 254.9923 MPa which occurs in the base metal due to the

weld metal cross-sectional area is greater than the base metal. While the results

of metallographic testing (micro photo) changes in the microstructure in the weld

section, for the HAZ area and base metal areas there is no significant change in

microstructure.

Keywords : GTAW, Same Material, Aluminum, Brass, Copper,

Composition Test, Tensile Test, Metallographic Test

x

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan

karunia-Nya yang telah melimpahkan kepada penulis, sehingga Tugas

Akhir ini dapat terselesaikan dengan baik

Adapun Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi persyaratan gelar

Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammdiyah

Surakarta.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat

bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini, penulis dengan penuh

keikhlasan hati ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Bapak Ir, Sri Sunarjono, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammdiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. Subroto, MT, Ph.D selaku ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Muhammdiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku koordinator Tugas Akhir.

4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku Pembimbing Akademik

yang telah banyak membimbing saya selama berada di Universitas

Muhammdiyah Surakarta.

5. Bapak Joko Sedyono, ST, M.Eng., Ph.D selaku Dosen Pembimbing

Tugas Akhir yang telah membimbing, mengarahkan dan memberi

petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas Teknik

Universitas Muhammdiyah Surakarta.

7. Ibu tercinta dan teristimewa yang senantiasa mencintai, menyayangi,

memberi dukungan, menenangkan hati dan mendoakan penulis dalam

menyelesaikan Tugas Akhir.

8. Bapak tercinta yang telah memberikan kasih sayang, mendidik dan

memberikan pendidikan akan hidup kepada penulis.

9. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Bapak Joko Sedyono, ST,

M.Eng., Ph.D yaitu Azis Hanafi.

xi

10. Rekan-rekan Teknik Mesin Angkatan 2013 yang sudah banyak

membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di

Universitas Muhammdiyah Surakarta.

Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika

sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas

Akhir.

Harapan penulis semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat

khususnya bagi penulis dan pihak lain yang membutuhkan, Amin Ya

Robbal Alamin.

Surakarta, 10 Februari 2018

Penulis

xii

DAFTAR ISI

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

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TOPIK TUGAS AKHIR ........... ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... iv

LEMBAR SOAL ...................................................................................... v

MOTTO ................................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................. vii

ABSTRAK .............................................................................................. viii

ABSTRACT ............................................................................................ ix

KATA PENGANTAR .............................................................................. x

DAFTAR ISI ............................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv

DAFTAR TABEL .................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Perumusan Masalah ....................................................... 4

1.3 Batasan Masalah ............................................................ 4

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................ 4

1.5 Manfaat Penelitian .......................................................... 5

1.6 Sistematika Penelitian..................................................... 5

BAB II DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka ............................................................ 7

2.2 Dasar Teori ..................................................................... 11

2.2.1 Pengelasan GTAW ............................................. 11

2.2.2 Sambungan Butt Joint .......................................... 13

2.2.3 Aluminium Seri 6000 ............................................ 14

2.2.4 Kuningan (Brass) ................................................. 18

2.2.5 Tembaga (Cu) ...................................................... 23

xiii

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................... 29

3.2 Lokasi Penelitian ............................................................. 34

3.3 Alat Dan Bahan ............................................................... 34

3.4 Alat Pengujian Spesimen ................................................ 40

3.5 Prosedur Penelitian ........................................................ 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pembuatan Spesimen ............................................ 46

4.2 Hasil Dan Pembahasa Uji Komposisi Kimia .................... 47

4.2.1 Spesimen Aluminium ........................................... 47

4.2.2 Spesimen Kuningan ............................................. 48

4.2.3 Spesimen Tembaga ............................................. 49

4.3 Hasil Dan Pembahasan Uji Tegangan Tarik ................... 50

4.3.1 Aluminium ............................................................ 50

4.3.2 Kuningan .............................................................. 52

4.3.3 Tembaga .............................................................. 53

4.4 Hasil Dan Pembahasan Uji Metalografi (Foto Mikro) ...... 55

4.3.1 Alumunium ........................................................... 56

4.3.2 Kuningan .............................................................. 58

4.3.3 Tembaga .............................................................. 60

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ..................................................................... 62

5.2 Saran .............................................................................. 63

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Klasifikasi Jenis Pengelasan ..................................... 11

Gambar 2.2 Bagian-Bagian Alat Las GTAW ................................. 12

Gambar 2.3 Sambungan Butt Joint ............................................... 13

Gambar 2.4 Jenis Kampuh Sambungan Butt Joint ........................ 14

Gambar 2.5 Alumunium Seri 6000 ................................................ 14

Gambar 2.6 Kuningan ................................................................... 19

Gambar 2.7 Tembaga ................................................................... 23

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian .............................................. 29

Gambar 3.2 Ukuran Spesimen Standar ASME IX ......................... 30

Gambar 3.3 Skema Pengelasan GTAW ........................................ 31

Gambar 3.4 Arah Pemotongan Spesimen ..................................... 32

Gambar 3.5 Mesin Las GTAW (INLASTEK) .................................. 35

Gambar 3.6 Penggaris dan Spidol ................................................ 35

Gambar 3.7 Cutting Pelat .............................................................. 35

Gambar 3.8 Sarung Tangan .......................................................... 36

Gambar 3.9 Tang .......................................................................... 36

Gambar 3.10 Gergaji Besi ............................................................... 36

Gambar 3.11 Tandem ..................................................................... 37

Gambar 3.12 Cetakan Kaca ............................................................ 37

Gambar 3.13 Amplas ...................................................................... 37

Gambar 3.14 Resin Dan Katalis ...................................................... 38

Gambar 3.15 Autosol dan Kain Bludru ............................................ 38

Gambar 3.16 Pelat Alumunium Seri 6000 ....................................... 39

Gambar 3.17 Pelat Kuningan .......................................................... 39

Gambar 3.18 Pelat Tembaga .......................................................... 39

Gambar 3.19 Alat Uji Komposisi Kimia (Spektometer)

(Lab. POLMAN, Ceper, Klaten) ................................. 40

Gambar 3.20 Alat Uji Tarik (Lab. BLKI, Surakarta).......................... 41

xv

Gambar 3.21 Mesin Uji Foto Mikro (Lab. POLMAN, Ceper, Klaten) 42

Gambar 3.22 Spesimen Hasil Pengelasan ...................................... 43

Gambar 3.23 Spesimen Uji Komposisi ............................................ 44

Gambar 3.24 Spesimen Uji Tarik .................................................... 45

Gambar 3.25 Spesimen Uji Metalografi (Foto Mikro) ...................... 45

Gambar 4.1 Sketsa Pemotongan Bahan Penelitian ...................... 46

Gambar 4.2 Diagram Hasil Uji Tarik Aluminium ............................ 50

Gambar 4.3 Patahan Hasil Uji Tarik Aluminium ............................ 51

Gambar 4.4 Diagram Hasil Uji Tarik Kuningan .............................. 52

Gambar 4.5 Patahan Hasil Uji Tarik Kuningan .............................. 52

Gambar 4.6 Diagram Hasil Uji Tarik Tembaga .............................. 53

Gambar 4.7 Patahan Hasil Uji Tarik Tembaga .............................. 54

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Titik Cair Standar Kuningan ....................................... 20

Tabel 2.2 Klasifikasi Tembaga Paduan (Copper Devlopment

Association System) ................................................. 27

Tabel 2.3 Kodefikasi Tembaga dan Paduannya (JISH3100-

H3510) ..................................................................... 28

Tabel 4.1 Komposisi Alumunium Seri 6000 ............................... 47

Tabel 4.2 Komposisi Kuningan (Cu-Zn) .................................... 48

Tabel 4.3 Komposisi Tembaga (Cu) .......................................... 49

Tabel 4.4 Hasil Uji Tarik Aluminium ........................................... 51

Tabel 4.5 Hasil Uji Tarik Kuningan ............................................ 52

Tabel 4.6 Hasil Uji Tarik Kuningan ............................................ 54

Tabel 4.7 Hasil Uji Metalografi Alumunium ................................ 56

Tabel 4.8 Foto Mikro Alumunium (Pembesaran 200x) .............. 57

Tabel 4.9 Hasil Uji Metalografi Kuningan .................................. 58

Tabel 4.10 Foto Mikro Kuningan (Pembesaran 200x) ................. 59

Tabel 4.11 Hasil Uji Metalografi Tembaga .................................. 60

Tabel 4.12 Foto Mikro Tembaga (Pembesaran 200x) ................. 61