37
BAB III METODE PENELITIAN
Dalam bab ini akan dijelaskan metode-metode yang dilakukan pada proses pengujian.
3.1. Jadwal Penelitian Dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pengujian Logam Departemen Teknik Mesin Politeknik Negeri Medan. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan
Februari 2009 sampai dengan selesai.
3.2. Metode Penelitian
1. Proses pengujian dilaksanakan sepenuhnya, terhadap variabel-variabel yang
mempengaruhi pemakaian dari metode penyambungan, dalam hal ini penyambungan las oksi-asetilen dan las busur listrik terhadap sambungan pelat
baja karbon yang hanya ditinjau dari pemeriksaan secara uji merusak dengan jenis pengujian tarik.
2. Teknik pengumpulan data yang diperoleh dari proses pengelasan yang
dilakukan dari hasil pengujian tarik terhadap benda uji sebanyak 9 spesimen, masing-masing 3 spesimen untuk uji material dasar base metal, 3 spesimen
untuk las oksi-asetilen dan selanjutnya untuk pengelasan busur listrik yang keseluruhannya dilakukan pengujian tarik dengan standarisasi ASME E8.
3. Metoda analisa dan evaluasi data yang diperoleh dari pengujian yang dilakukan
di laboratorium pada masing-masing spesimen adalah secara kualitatif.
38 Dari data inilah akan dicari harga rata-rata mean untuk uji tarik dari masing-
masing spesimen dan merupakan nilai yang dicapai dari uji tarik dari bahan tersebut.
4. Dari sinilah penelitian akan mendapatkan kesimpulan yang sebenarnya
bagaimana pengaruh pengelasan oksi-asetilen dan las busur listrik terhadap kekuatan tarik dari baja karbon menengah didalam standar pengujian yang
berlaku.
5.
Penyusunan laporan, yang termasuk didalamnya kesimpulan dari hasil yang dicapai serta pengambilan langkah-langkah yang berhubungan terhadap hasil
kekuatan sambungan las pada material uji lebih ditekankan, sehingga pada akhirnya tujuan penelitian dapat sepenuhnya tercapai.
3.3. Variabel- Variabel Pengujian
Dari metode penelitian diatas maka dapat ditentukan hal-hal dasar terhadap variabel-variabel pengujian berikut ini:
3.3.1 Bahan Dasar St 37 Base Metal
Bahan yang digunakan pada penelitian adalah baja karbon menengah St 37 dengan pertimbangan:
a. Baja karbon menengah St 37 banyak digunakan di industri, terlebih industri
kecil dan menengah, sebagai bahan konstruksi. b.
Baja karbon menengah mudah dilakukan proses penyambungan, baik dengan las listrik maupun las oksi-asetilen tidak membutuhkan keahlian khusus.
c. Bahan uji mudah didapat.
39 Ketebalan bahan dasar yang dipakai dalam pengujian adalah 3,5 mm. Hal ini
didasarkan kepada tebal minimum pengelasan listrik, yaitu 3-4 mm. 3.3.2
Proses Pengelasan Hal-hal yang perlu ditekankan pada proses pengelasan:
1 Pengelasan Oksi-Asetilen
Dalam menentukan hal-hal dasar yang dipakai pada proses pengelasan oksi- asetilen dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel: 3.1. Persiapan Tepi, Teknik, Kecepatan Dan Konsumsi Gas.
Sumber: Dasar-dasar pengelasan, W. Keynyon terjemahan Dines Ginting.
Dari tabel 3.1, didapat untuk ketebalan pelat 3,5 mm maka dipakai nomor ukuran nosel 10, dengan celah sambungan 1,5 mm maks 12 T, diameter kawat
penambah 3,2 mm, perbandingan tekanan operasi oksigen : asietilen adalah
40 0,14:0,14 bar dengan kata lain perbandingan asetilin dan oksigen adalah 1:1
nyala Netral.
2 Pengelasan Busur Listrik
a. Pemilihan elektroda:
Elektroda yang digunakan pada proses pengujian adalah elektroda tipe E 6013, Ø 3,2 mm, arus yang dipakai adalah arus DC+ seperti pada gambar 3.1,
Gambar 3.1. Elektroda Yang Dipakai Pada Proses Pengelasan Busur Listrik.
Hal ini didasarkan kepada: Jenis metal dasar yang akan dilakukan pengelasan yaitu St 37 dimana tipe ini
merupakan jenis baja karbon menengah 37 kgmm
2
. Tabel 3.2: Hubungan Antara Material Dasar dan Tipe Elektroda yang dipakai.
18”, 532” 316” E6013, E7014, E7016 E701
Carbon steel American Welding
Society,WS A5.18 18”, 532” 316” E309,
E310 E312 Stainless steel
American Welding Society, AWS
A5.4 18” 532” ENiCrFe-2,
ENiCrFe-3 ENiCrMo-3 High nickel
American Welding Society,AWS A5.1
WATERPROOFING
41 MATERIALS
Epoxy 152 4MIL-P-24441
Lea-Lac 30-L2093 Non-petroleum-based,
clear, polyurethane Sumber: Sumber: U.S. Navy Underwater Cutting Welding Manual; hal: 3-4.
Dari sini maka didapat kan beberapa tipe elektroda yang sesuai dengan pengelasan metal dasar diantaranya: E 6013; E 7014; E 7016; E701, dan penguji memilih tipe
elektroda E 6013. Dari tipe elektroda E 6013 didapat informasi sebagai berikut:
E 6013
Artinya: •
Kekuatan tarik minimum deposit las adalah 60.000 Ibin2 atau 42 kgmm2 •
Dapat dipakai untuk pengelasan segala posisi •
Jenis selaput elektroda Rutil-Kalium dan pengelasan dengan arus AC atau DC + atau DC –
Dari penjelasan di atas tipe elektroda E 6013 dapat dipakai menggunakan arus DC dan AC, dan seperti penjelasan pada bab II hal:19, maka penguji
menggunakan arus DC- mengingat arus ini sangat baik pada pengelasan pelat tipis.
Untuk menyesuaikan diameter elektroda, dan besar arus, yang dipakai didasarkan kepada ketebalan pelat, posisi pengelasan dan jenis elektroda. Seperti
yang dilihat pada tabel di bawah ini:
42 Tabel 3.3: Hubungan Tipe Elektroda, Posisi Pengelasan, Besar Arus Dan
Tegangan kerja Electrode
Welding Position Type
Size Horizontal
Vertical Overhead
Arc
1
Inch Amps
Amps Amps
Voltage E6013
18 130-140
130-140 130-135
25-35 532
150-180 150-180
150-170 26-36
E7016 18
140-150 140-150
130-140 25-35
532 160-200
160-200 160-180
26-36 E7014
18 140-150
140-150 130-145
25-35 532
170-200 170-200
170-190 26-36
316 190-240
190-240 190-230
28-38 E3XX
18 130-140
135-140 125-135
22-30 High
18 130-150
125-145 125-
145 22-30
Nickel Sumber: U.S. Navy Underwater Cutting Welding Manual.
Dengan demikian diameter elektroda yang dipakai adalah Ø 3,2 mm dan arus yang dipakai 135 A.
43 3.3.3.
Proses Pembentukan. Bentuk spesimen mengikuti standarisasi ASME E8 sebagai berikut:
Gambar 3.2. Gambar Spesimen. Sumber: Boiler and Pressure Vessel Code, Bab IX, 1986.
Mengingat fillet radius yang dipakai pada spesimen uji tarik cukup besar Ø 50,8 mm dan untuk menjaga ketelitian yang dimaksud, maka penguji
menggunakan mesin CNC untuk proses pembentukannya dengan bantuan program CAM yaitu program MASTER CAM.
Gambar 3.3. Verifikasi Pengerjaan Spesimen Pada Program Master CAM.
44 Gambar 3.4. Verifikasi Bentuk Spesimen Akhir Pada Program Master CAM.
Setelah setiap langkah pada proses pemograman Master CAM telah dipenuhi, maka program lagsung dapat dihubungkan kemesin milling numerik yang sesuai
pada post prosessor yang yang telah ditentukan sebelumnya. Pada akhirnya spesimen yang telah diproses pada mesin CNC dapat dilihat pada gambar di
bawah ini:
45 Gambar 3.5: Spesimen Yang Siap Diuji Tarik.
3.4.
Proses Pengujian Tarik
Spesimen uji ditarik dengan mesin uji tarik Universal Testing Machine UTM, jenis Tarno Test UPH 100 kN di laboratorium jurusan Teknik Mesin, Politeknik
Negeri Medan gambar 3.6..
Gambar 3.6. Alat Uji Tarik.
46 Gambar 3.7.: Proses Uji Tarik.
Proses pengujian dipantau pada monitor yang mencatat setiap nilai dari hasil uji tarik seperti yang terlihat pada gambar berikut ini:
Gambar 3.8. Proses Uji Dipantau Pada Monitor.
47 Proses dihentikan saat terjadi perpatahan fracture seperti yang dapat dilihat
pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. : Spesimen Setelah Mengalami Uji Tarik. Hasil pengujian yang dicatat mesin uji langsung dapat diterjemahkan ke dalam
bentuk diagram tegangan dan regangan dan diagram beban terhadap penambahan panjang seperti pada gambar:
48 Gambar 3.10. Diagram Hasil Uji Tarik Tegangan VS Regangan.
Gambar 3.11. : Diagram Hasil Pengujian Beban VS Pertambahan Panjang.
49
BAB IV ANALISA HASIL PERCOBAAN
Kategori