TUGAS PRESENTASI PERLAKUAN PANAS PADA PERMUKAAN

JUDUL“ANALISA PENGARUH PERLAKUAN PANAS

TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS BAJA KARBON

TINGGI”

OLEHFAJAR ANDI SAPUTRA

1015021062

JURUSAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

LAMPUNG2015

ANALISA PENGARUH PERLAKUAN PANAS TERHADAP

KEKUATAN SAMBUNGAN LAS BAJA KARBON TINGGI

Ilyas Jamal, Haryadi Adma S.

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea - Makassar, 90245

Di Kutip Oleh Fajar Andi Saputra Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung

Tujuan Perlaku

an Panas

Perlakuan panas diberikan bertujuan untuk memperbaiki sifat mekanik pengelasan. Sebagai dampak pengelasan akibat faktor termal, elektroda, arus dan lain sebagainya. Salah satu contoh akibat termal, pada pengelasan terbentuk tiga daerah yaitu daerah logam induk, daerah pengaruh panas dan daerah lasan, dimana ketiga daerah ini mempunyai perbedaan sifat mekanik dan struktur mikro

I. PENDAHULUAN

PENGELESANPengelasan merupakan salah satu bagian teknik manufaktur yang banyak digunakan dalam bidang industri dan rancang bangun kontruksi bangunan dan mesin sebagai sarana penyambungan logam.

sifat mekanik pengelasan seperti kekuatan, ketangguhan, kekuatan lelah dan lainnya, diharapkan mampu menerima pembebanan yang ada, agar dalam penggunaannya tidak mengalami kegagalan dan kegagalan ini adalah akibat terjadinya retak, patah ataupun patah ulet pada sambungan.

PERLAKUAN PANAS

perlakuan panas adalah proses pemanasan dan pendinginan logam untuk mengubah sifat mekanik logam sesuai batas kemampuannya, dan perlakuan panas mempunyai banyak pilihan seperti mengeraskan (Quenching), melunakkan (Annealing), Menormalkan (Normalizing) dan lain sebagainya.

Baja

• Pembentukan baja melalui proses pengecoran, penempaan dan lain-lain.

• Bila kadar karbon baja melampaui 0,20%, suhu dimana sifat ferrite mulai terbentuk dan mengendap dari austenite turun. Baja yang berkarbon 0,80% disebut baja autectoid dan struktur terdiri dari 100% pearlite. Titik eutectoid adalah suhu terendah dalam logam dimana terjadi perubahan dalam keadaan larut padat dan merupakan suhu keseimbangan terendah dimana austenite terurai menjadi ferrite dan cementite. Bila kadar karbon baja lebih besar dari pada eutectoid, perlu diamati garis pada diagram besi-karbida besi. Garis ini menyatakan suhu dimana karbida besi mulai memisah dari austenite. Karbida besi ini dengan rumus Fe3C disebut cementite. Cementite sangat keras dan rapuh. Baja yang mengandung kadar karbon kurang dari eustectoid (0,80%) disebut baja hypoeutectoid dan baja yang mengandung kadar karbon lebih dari eutectoid disebut baja hypereutectoid. Gambar disamping adalah diagram fasa baja karbon.

Menurut DIN

(Deutche

Industrie

Normen)

• ikatan metalurgi pada sambungan logam atau pun logam paduan yang terjadi dalam keadaan cair

secara umum

• proses penggabungan material secara metalurgi ataupun termis dengan menggunakan energi panas yang berasal dari energi kimia, energi mekanik atau energi listrik

A. PENGELASAAN

Daerah pengaruh panas pada pengelasan yaitu :a) Daerah logam las (weld metal) b) Daerah pengaruh panas (HAZ) c) Daerah logam induk (base metal)

Pengelasan Baja Karbon Tinggi

 Baja karbon tinggi mengadung banyak karbon dan unsur lain yang dapat memperkeras baja, hal ini mempengaruhi daerah HAZ pengelasan menjadi mudah keras, dibanding baja karbon rendah, sifat mudah keras adanya hidrogen difusi selama pengelasan, membuat baja ini sangat peka terhadap retak las karena getas. HAZ dapat dikurangi dengan pendinginan lambat

Kemungkinan terjadinya retak diatasi dengan :

Harga ekuivalen karbontemperatur 260oC - 420oC

Kadar karbon antara 0,45 sampai 0,80

Hubungan kekerasan maksimum dengan kadar karbon pada daerah HAZ pengelasan baja karbon

Gambar 2. Hubungan Kekerasan Maksimum dengan kadar karbon pada daerah HAZ pengelasan baja

karbon

III. METODE PENELITIAN

Gambar 3 diagram alur penelitian

Bentuk spesimen uji seperti terlihat di bawah ini:

Gambar 4. Spesimen uji impak

Bahan uji yang dilas tanpa perlakuan panas, dengan kampuh V dan Arus 100 Amp kekuatannya hampir sama dengan bahan yang tidak dilas yaitu σ u = 77,6 kg/mm2 dan ε = 0,18 sedang arus 110 Amp dengan kampuh yang sama yaitu σ u = 77,6kg/mm2 dan ε = 0,18, dan arus 120 Amp dengan kampuh yang sama kekuatannya sebesar u = 8 kg/mm2 dan ε = 0,17, hal ini menunjukkkan bahwa pengaruh pengelasan dengan kampuh V terjadi peningkatan kekuatan pada Arus pengelasan 120 A dimana peningkatan yang dicapai sebesar 0,024 atau 2,4 persen. Ini sangat kecil, dimana pengaruh panas las tidak mengubah mikro struktur yang ada pada baja karbon tinggi. Dengan kampuh X (Doubel V) pada arus pengelasan 100 Amp, 110 Amp, dan 120 Amp, masing-masing kekuatannya σ u = 79,5 kg/mm2 dan ε = 80,1 dan σ u = 82, kg/mm2. Hal ini menunjukkan peningkatan kekuatan dibanding bahan yang tidak dilas, dengan peningatan masing-masing sebesar 0,5 persen, 1,2 persen dan 4,3 persen. Peningkatan kekuatan relative kecil sama dengan kampuh V, masukan panas las tidak mengubah banyak mikro struktur bahan.

III. PEMBAHASAN

3.1. Pengujian Tarik

3.2. Pengujian Tumbuk (Impact test)

Dari hasil pengujian (Impact) specimen normal nilai ketangguhannya 0,111 joule/mm2 dan specimen dilas dengan kampuh V dengan arus pengelasan 100 Amp, 110 Amp dan 120 Amp adalah masing-masing U = 0,119, 0,111 dan 0,102 joule/mm2, hal ini memperlihatkan terjadinya peningkatan nilai ketangguhan bahan sebesar 16,7 persen pada pengelasan arus 100 Amp, sedang pada 120 Amp terjadi penurunan sebesar 8,8 %, dan pengelasan 110 Amp tidak ada peningkatan, selanjutnya specimen dilas dengan kampuh X, peningkatan ketangguhan tidak terjadi untuk arus pengelasan 100 Amp dan untuk arus pengelasan 110 Amp dan 120 Amp terjadi penurunan mencapai 8,8 %, hal ini dapat dikatakan peningkatan ketangguhan untuk specimen dilas kampuh V ketangguhannya lebih tinggi dibanding dilas kampuh X.

Perlakuan panas dengan penidinginan air dari spesimen yang dilas baik kampuh X mauppun V, menunjukkan penurunan ketangguhan dari spesimen yang hanya dilas dimana untuk kampuh V memcapai U = 0,102 joule/mm2 pada Arus pengelasan 120 Amp dan Kampuh X mencapai U = 0,098 joule/mm2, sedang spesmen yang hanya dilas tanpa perlakukan panas pada Arus pengelasan yang sama 120 Amp hanya mencapai nilai ketangguhan yaitu untu spesimen dengan Kampu X mencapai nilai U = 0,102 joule/mm2. Untuk spesimen yang di normalizing setelah dilas menunjukkan nilai ketangguhan lebih tinggi dari bahan yang di quens dengan Air, dan juga menunjukkan peningkatan dari ketangguhan spesimen normal untuk spesimen dilas dengan Kampuh X. Sedang untuk spesimen dilas Kampuh V ketangguhannya jauh lebih tinggi dari spesimen kampuh X, dimana ketangguhan mencapai U = 0,145 joule/mm2 untuk 100 A, dan U = 0,139 joule/mm2. Untuk 110 Amp dan U = 0,145 joule/mm2 pada 120 Amp atau peningkatan ketangguhan rata-rata 25,2 persen.

Hasil perhitungan kekuatan lelah secara empiris dari pengujian tarik dan pengujian tumbuk. Menunjukkan peningkatan, dimana spesmen normal di dapat Sg = 35,6 kg/mm2. Sedang spesimen dilas Kampuh X tertinggi SG = 37,1 kg/mm2, dan dilas Kampuh V tertinggi SG = 36,4 kg/mm2, hal menunjukkan peningkatan kekuatan lelah pada spesimen dilas Kampuh X lebih dari spesimen dilas Kampuh V.

3.3. Kekuatan Lelah

Tabel 1. Hubungan Sifat Mekanik Bahan Baja Karbon Tinggi

Tabel 2. Hasil perhitungan kelelahan pada pengujian impak

Tabel 3. Hasil perhitungan pengujian tarik

Gambar 5. Grafik nilai kekuatan material

Gambar 6. Grafik nilai kekuatan material yang dilas dan Normalizing

Gambar 7. Grafik nilai kekuatan material yang dilas lalu dikuens

Gambar 8. Grafik nilai kekuatan material untuk kampuh V

Gambar 9. Grafik nilai kekuatan material untuk kampuh X

Gambar 10. Grafik nilai kekuatan material yang dilas untuk kampuh V dan X

KESIMPULAN

a. Peningkatan sifat mekanik yaitu kekuatn tarik terjadi pada bahan yang dilas dengan Kampuh X dan tertinggi pada pengelasan Arus 120 Ampere yaitu mencapai σ u =82,5 kg/mm2 atau peningkatan sebesar 4,2 persen dari kekuatan bahan tanpa dilas yaitu σ u = 79,1 kg/mm2, sedang bahan yang dilas dan diperlakukan panaskan dengan pendinginan air kekuatannya σ u =87,5 kg/mm2. merupakan peningkatan tertinggi yang dicapai terjadi pada kampuh X, arus 120 Amper yaitu 12,8 persen dibanding kekuatan bahan tanpa perlakukan.

b. Kekuatan tumbuk bahan, peningkatan terjadi pada bahan dilas dengan Kampuh V dan tertinggi pada pengelasan dengan Arus 100 Ampere, yang mencapai U= 0,119 joule/mm2 atau peningkatan sebesar 7,2 persen dari harga Impak bahan tanpa dilas, sedang bahan dilas dan diperlaku panaskan dan di dinginkan dengan Air, mencapai nilai ketangguhan terendah pada kampuh X dan Arus pengelasan 120 Ampere yaitu U= 0,098 joule/mm2 atau penurunan sebesar 11,7 persen dari bahan tanpa perlakuan.

c. Peningkatan kekuatan lelah bahan terjadi pada bahan dilas dan diquench air dengan Kampuh X, dan tertinggi pada arus pengelasan 120 Ampere yaitu SG = 39,1 kg/mm2 dari hasil uji tarik, sedang dari hasil uji tumbuk peningkatan kekuatan retak pasa kampuh V dengan arus pengelasan 100 Ampere dan dinormalizing KIc = 75,0 kg/mm2.

d. Pengaruh Arus pengelasan terhadap peningkatan sifat mekanik baja karbon tinggi adalah makin tinggi Arus pengelasan, makin besar peningkatan kekuatan dan kegetasan yang terjadi, sebaliknya ketangguhan menurun.

TERIMA KASIH