PENGARUH WAKTU SPOT HEATING TERHADAP DISTORSI DAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020
ABSTRAK
PENGARUH WAKTU SPOT HEATING TERHADAP DISTORSI DAN
KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020
Oleh ARMAN BASTIAN
Baja AISI 1020 merupakan baja karbon rendah yang banyak diproduksi dan digunakan terutama pada konstruksi bangunan, karena baja AISI 1020 memiliki sifat yang mudah dibentuk dan mudah dilas. Distorsi merupakan salah satu contoh kegagalan material yang disebabkan oleh adanya gradien temperatur pada spesimen yang menyimpan tegangan sisa. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh waktu spot heating terhadap distorsi dan kekuatan tarik pada pengelasan baja AISI 1020. Penelitian ini menggunakan las oksi-LPG sebagai media spot heating dengan bantalan sebagai penyanggah agar torch las gas stabil dan las SMAW sebagai media pengelasan. Dimana sebelum dilakukan pengelasan baja AISI 1020 diberi perlakuan spot heating dan pengelasan SMAW dengan menggunakan arus 70 ampere. Variasi waktu spot heating antara lain 10 detik, 20 detik, dan 30 detik.
Dari hasil penelitian ini didapat bahwa nilai distorsi terendah didapat pada perlakuan spot heating 20 detik yaitu 0,57 mm, sedangkan nilai distorsi tertinggi didapat pada spesimen tanpa perlakuan yaitu 4,35 mm. Disamping itu nilai kekuatan tarik tertinggi didapat pada spesimen tanpa perlakuan dengan
2
nilai rerata 31,208 kgf/mm . Sedangkan nilai kekuatan tarik terendah terdapat pada spesimen dengan perlakuan spot heating 30 detik dengan nilai rerata
2
24,253 kgf/mm . Dengan perlakuan spot heating ternyata mampu menurunkan
ABSTRACT
INFLUENCE OF SPOT HEATING TIME ON DISTORTION AND
TENSILE STRENGTH IN WELDING OF STEEL AISI 1020
By
ARMAN BASTIAN
AISI 1020 steel is low carbon steel which is often produced and used for building construction, cause AISI 1020 steel has malleable and easily welded characteristic. Distortion is one example of material failure caused by temperature gradients in the specimen that holds the residual stress. This research was conducted to determine the effect of spot heating time on distortion and tensile strength in the welding of steel AISI 1020.
This research uses a welding oxy-LPG as a spot heating media with a cushion as a buffer to stabilize gas weld torch and SMAW weld as welding media. Where carbon steel AISI 1020 offer with spot heating and welded with SMAW weld using current 70 amperes. Variations time of the spot heating is 10 seconds, 20 seconds and 30 seconds. From the results of this research founded the lowest distortion values obtained in the treatment of 20 seconds spot heating that is 0.57 mm, however the highest distortion value obtained on the untreated specimen is 4.35 mm. Besides of, highest tensile strength values obtained on specimens without treatment with a
2
mean value of 31.208 kgf/mm . Whereas the lowest tensile strength founded in specimens with spot heating of 30 seconds with a mean value of 24.253
2
kgf/mm . With spot heating treatment was able to reduce the residual stresses caused by welding so that the distortion also decreases. However, spot heating
PENGARUH WAKTU SPOT HEATING TERHADAP DISTORSI DAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020 (Skripsi) Oleh: ARMAN BASTIAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman 1. Las busur listrik dan elektroda terbungkus ..................................................
8 2. Elektroda terbungkus ....................................................................................
9
3. Alur sambungan las tumpul............................................ .............................. 10
4. Distorsi pada proses pengelasan.................................................................... 12
5. Kurva tegang-regang teknik.......................................................................... 15
6. Diagram garis besar proses pelurusan bentuk ............................................... 16
7. Pelurusan dengan pemanasan titik ................................................................ 17
8. Pelurusan dengan pemanasan garis ............................................................... 17
9. Elektroda E6013 .......................................................................................... 19
10. Las SMAW .................................................................................................. 20
11. Las oksi-LPG ................................................................................................ 20
xvi
17. Lokasi pengukuran distorsi .......................................................................... 25
18. Spesimen uji tarik.......................................................................................... 26
19. Diagram alir(flow chart) penelitian............................................................... 31
20. Grafik hasil pengukuran distorsi tanpa perlakuan......................................... 35
21. Grafik hasil pengukuran distorsi (101) ......................................................... 37
22. Grafik hasil pengukuran distorsi (102) ......................................................... 39
23. Grafik hasil pengukuran distorsi (103) ......................................................... 41
24. Grafik hasil pengukuran distorsi (201) ......................................................... 43
25. Grafik hasil pengukuran distorsi (202) ......................................................... 45
26. Grafik hasil pengukuran distorsi (203) ......................................................... 47
27. Grafik hasil pengukuran distorsi (301) ......................................................... 49
28. Grafik hasil pengukuran distorsi (302).. ....................................................... 51
29. Grafik hasil pengukuran distorsi (303) ......................................................... 53
30. Grafik hasil rerata pengukuran distorsi masing-masing perlakuan............... 57
31. Grafik hubungan kekuatan tarik dengan waktu spot heating........................ 61
32. Grafik hubungan kekuatan luluh terhadap waktu spot heating..................... 62
PENGARUH WAKTU SPOT HEATING TERHADAP DISTORSI DAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020 Oleh ARMAN BASTIAN Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNIK Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman 1. Contoh tabel pengukuran distorsi pelat baja AISI 1020 ............................
27
2. Contoh tabel pengukuran distorsi tiap ruas pada masing-masing spesimen ....................................................................................................................
28 3. Contoh tabel data uji tarik ..........................................................................
28 4. Sifat mekanik baja AISI 1020 ....................................................................
32 5. Komposisi kimia baja AISI 1020 ...............................................................
32 6. Sifat mekanik E6013...................................................................... ............
33 7. Komposisi kimia baja AISI 1020...............................................................
33 8. Temperatur masing-masing spesimen berdasarkan perlakuan...................
33 9. Hasil pengukuran distorsi tanpa perlakuan.................................................
34 10. Hasil pengukuran distorsi selama 10 detik (101)........................................
36
xviii
17. Hasil pengukuran distorsi selama 30 detik (302)........................................
50 18. Hasil pengukuran distorsi selama 30 detik (303)................................... ....
52 19. Hasil rerata ruas per titik pengukuran distorsi.............................................
54 20. Hasil rerata pengukuran distorsi masing-masing perlakuan........................
55 21. Hasil uji tarik tanpa perlakuan.....................................................................
58 22. Hasil uji tarik dengan spot heating 10 detik................................................
59 23. Hasil uji tarik dengan spot heating 20 detik................................................
59 24. Hasil uji tarik dengan spot heating 30 detik................................................
60
MENGESAHKAN
1. Tim Penguji Ketua : Harnowo Supriadi, S.T., M.T. .......................... Sekretaris : Tarkono, S.T., M.T. .......................... Penguji Utama : Achmad Yahya T.P., S.T., M.T. ..........................
2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung
Judul Skripsi : PENGARUH WAKTU SPOT HEATING
TERHADAP DISTORSI DAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020 Nama Mahasiswa : Arman Bastian Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021048 Program Studi : S1 Teknik Mesin Fakultas : Teknik
Menyetujui
1. Komisi Pembimbing
Harnowo Supriadi, S.T., M.T. Tarkono, S.T., M.T.1 NIP. 9690909 199703 1 002 NIP. 19700415 199802 1 001
Judul Skripsi : PENGARUH WAKTU SPOT HEATING
TERHADAP DISTORSI DAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN BAJA AISI 1020 Nama Mahasiswa : Arman Bastian Nomor Pokok Mahasiswa : 0615021048 Program Studi : S1 Teknik Mesin Fakultas : Teknik
Menyetujui
1. Komisi Pembimbing
Harnowo Supriadi, S.T., M.T. Tarkono, S.T., M.T.1 NIP. 9690909 199703 1 002 NIP. 19700415 199802 1 001
Puji Syukur Ku Panjatkan Atas Kehadirat Tuhan Yang Maha Esa Dengan Rahmat Dan Karunia-Nya Serta Rasa Syukur dan Terima Kasih Ku, Kupersembahkan Karya Ku Ini Kepada : Almarhum Papa Dan MamaKu Tercinta Atas Segala Perhatian, Keikhlasan, Motivasi, Doa, Cinta, dan Kasih Sayangnya Kakak Dan Kakak Ipar Ku Atas Doa, Dukungan Dan Motivasinya
MOTTO Jangan Pernah Takut Gagal karena Kegagalan merupakan Kesuksesan yang Tertunda tapi
Jangan pula Bertindak Bodah dalam Mengambil
Resiko, Pikir baik-baik Sebelum Bertindak dan selalu Optimis dan Berpikir Positif akan Usahayang Telah di Kerjakan dimanapun Kamu Berada.
Allah Tidak Akan Mengubah Nasib SuatuRIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Palembang pada tanggal 26 Desember 1987 sebagai anak ke empat dari pasangan suami istri Onster Fachruddin dan Magdalenawaty.
Pendidikan penulis diawali dari Sekolah Dasar Negeri 498 Palembang pada tahun 1994 dan diselesaikan pada tahun 2000, pada tahun 2000 penulis melanjutkan di Sekolah Lanjutan Tingkat
Pertama Negeri 17 Palembang diselesaikan pada tahun 2003, kemudian pada tahun 2003 melanjutkan di Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Palembang diselesaikan pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis diterima sebagai mahasiswa Program Studi S1 Teknik Mesin di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui Jalur SPMB. Selama dibangku kuliah, penulis aktif dalam Lembaga Kemahasiswaan. Aktif dalam Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin (HIMATEM) Universitas Lampung sebagai anggota divisi Bidang Pendidikan dan Pelatihan pada periode 2008-2009. Penulis melakukan Kerja Praktik di PT. PUSRI Palembang (Persero) pada bulan Juli sampai Agustus 2010 dengan judul “Monitoring Vibration dan Diagnosanya
SANWACANA
Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.
Skripsi dengan judul “Pengaruh Waktu Spot Heating terhadap Distorsi dan Kekuatan Tarik pada Pengelasan Baja AISI 1020” ini dapat diselesaikan berkat motivasi, bantuan, dukungan dan doa dari berbagai pihak. Sebagai rasa syukur, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu Dr. Ir. Lusmeilia Afriani, DEA. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
2. Bapak Harmen Burhanuddin, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung.
3. Bapak Harnowo Supriadi, S.T.,M.T. selaku Pembimbing Utama yang telah
5. Bapak Achmad Yahya T.P., S.T., M.T. selaku dosen Pembahas sekaligus sebagai koordinator tugas akhir atas segala arahan dan motivasinya serta telah memberikan masukan sebagai penyempurnaan penulisan skripsi ini.
6. Seluruh Dosen dan staff Jurusan Teknik Mesin atas ilmu yang diberikan selama penulis melaksanakan studi, baik materi akademik maupun teladan dan motivasi untuk masa yang akan datang.
7. Almarhum Papa, Mama, Kakak, Kakak Iparku, yang selalu sabar dan selalu memberikan dukungan moril, materi dan motivasi dalam penyelesaian skripsi ini.
8. Rekan – rekan elektro unsri 2006: Hanifuddin, Fediusbi, Ridho Ilhammi, Angga Mirawan, Jecky yang telah memotivasi dan membantuku dalam pembelian baja AISI 1020.
9. Sahabat karib : Yudho, Hardi, Wawan, Nidia, Betra yang bersedia mendengarkan keluh kesahku dalam segala keadaan.
10. Rekan - rekan MONAM(Mesin nol enam). Semoga kebersamaan ini tetap terjaga hingga akhir hayat, salam “Solidarity Forever”.
11. Rekan-rekan angkatan 1998 - 2004 dan angkatan 2006 - 2011 Teknik Mesin Universitas Lampung.
12. Keluarga Besar Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Lampung. dari semua pihak. Penulis berharap skripsi ini bermanfaat bagi semua yang membaca dan bagi penulis sendiri.
Bandar Lampung, 1 Agustus 2012 Penulis,
Arman Bastian
PERNYATAAN PENULIS
SKRIPSI INI DIBUAT SENDIRI OLEH PENULIS DAN BUKAN HASIL PLAGIAT SEBAGAIMANA DIATUR DALAM PASAL 27 PERATURAN AKADEMIK UNIVERSITAS LAMPUNG DENGAN SURAT KEPUTUSAN REKTOR No. 3187/H26/DT/2010.
YANG MEMBUAT PERNYATAAN