BAB IV
ANALISA DATA
4.1 . Pendahuluan
Pada bab ini akan membahas mengenai hasil dari pengujian penetran, pengujian impak yang dilakukan pada spesimen Al 96-Mg 4. Setelah melakukan tahapan–tahapan seperti pada
metodologi penelitian maka didapat hasil dari nilai energi yang diserap dan nilai ketangguhan impak dari pengujian impak dan mengetahui cacat las pada uji penetran.
4.2 . Hasil Pengujian
Hasil pengujian pada penelitianini meliputi hasil pengujian Impak, hasil uji penetran dan proses pengelasan body pesawat.
4.2.1 . Hasil Pengujian Impak
Maksud utama pengujian impak ialah untuk mengukur kegetasan bahan atau juga keuletan bahan terhadap beban tiba-tiba dengan cara mengukur perubahan energi potensial
sebuah bandul yang dijatuhkan pada ketinggian tertentu. Perbedaan tinggi ayunan bandul merupakan ukuran energi yang diserap oleh benda uji. Besar energi yang di serap tergantung
pada keuletan bahan uji.Bahan yang ulet menunjukkan nilai ketangguhan impak yang besar. Suatu bahan yang diperkirakan ulet ternyata dapat mengalami patah getas. Patah getas ini dapat
disebabkan oleh beberapa hal, antara lain: adanya takikan notch, kecepatan pembebanan yang tinggi yang menyebabkan kecepatan regangan yang tinggi pula.
Universitas Sumatera Utara
Pengujian dilakukan dengan menggunakan metode Charpy dengan sudut awal pemukulan 147
o
.Dibawah ini hasil pengujian impak yang dilakukan di laboratorium Ilmu Logam FT.USU Departemen Teknik Mesin. Pengujian dilakukan untuk mengetahui ketangguhan pada
aluminium yang telah diberi penambahan unsur Mg. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil pengujian impak.
Spesimen Sudut α
Sudut β A mm
2
Jenis Patahan
1 147
o
133
o
85 Campuran
2 147
o
134,5
o
89 Campuran
3 147
o
135,5
o
91,5 Campuran
Gambar 4.1 merupakan gambar dari patahan spesimen.
Gambar 4.1 Spesimen Al 96 - Mg 4 .
Spesimen 1 Spesimen 2
Spesimen 3
Universitas Sumatera Utara
Untuk mencari ketinggian bandul sebelum terjadi pemukulan dan setelah terjadi pemukulan pada spesimen 1 didapat dengan rumus :
h
1
= Sin α – 90 . λ + λ …………..…………..1
= Sin 147 – 90 0,75 m + 0,75 m = 0,8386 . 0,75 m + 0,75 m
= 1,3790 m
h
2
= Sin β – 90 λ + λ ………………………2
Maka didapat jarak akhir antara pendulum dengan benda uji. Untuk spesimen 1
h
2
= Sin 133 – 90 . 0,75 m + 0,75 m = 0,6819 . 0,75 m + 0,75 m
= 1,2614 m Untuk spesimen 2
h
2
= Sin 134,5 – 90 . 0,75 m + 0,75 m = 0,7009 . 0,75 + 0,75 m
= 1,2756 m
Untuk spesimen 3 h
2
= Sin 135,5 – 90 . 0,75 m + 0,75 m = 0,7132 . 0,75 + 0,75 m
= 1,2849 m
Universitas Sumatera Utara
Untuk mendapatkan kecepatan awal bandul sebelum terjadi pemukulan didapat dengan rumus:
Ep = Ek……………………………...……3 m.g.h
1
= ½ m.v
1 2
v
1
= √2.g.h
1
= √2 . 9,81 ms
2
. 1,3790 m = 5,2014 ms.
Usaha yang dilakukan pendulum waktu memukul benda uji atau energi yang diserap spesimen Al 96-Mg 4 sampai patah didapat dengan rumus sebagai berikut:
E = Ep
1
– Ep
2
…………..……...………...…..4 = m. g. h
1
– m. g. h
2
= m .g h
1
– h
2
E = m . g. h
1
-h
2
……………………...……...5 Dari rumus diatas, maka diperoleh nilai Energi yang diserap dari tiap-tiap spesimen
adalah sebagai berikut : Untuk spesimen 1
E = 25,8 Kg . 9,81 ms
2
. 1,3790 – 1,2614 = 29,7643 Joule.
Universitas Sumatera Utara
Untuk spesimen 2 E = 25,8 Kg . 9,81 ms
2
. 1,3790 – 1,2756 = 26,1703 Joule.
Untuk spesimen 3 E = 25,8 Kg . 9,81 ms
2
. 1,3790 – 1,2849 = 23,8165 Joule.
= 26,5837 Joule
Dimana: Ep = Energi Potensial.
Em = Energi Mekanik. E = Energi yang diserap Joule.
m = Massa Bandul 25,8 Kg. g = Gravitasi 9,81 ms
2
. h
1
= Ketinggian awal bandul m.
h
2
= Ketinggian akhir bandul m. λ = Jarak lengan pengayun 0.75 m.
α = Sudut posisi awal pendulum 147
o
. β = Sudut posisi akhir pendulum.
Universitas Sumatera Utara
Pada perhitungan diatas, diambil titik pertama pada pengujian material Al- Mg. β sudut
akhir pemukulan 133 . 134,5
. 135,5 dan α sudut awal pemukulan 147
hasil energi yang diserap 26,5837Joule. Pada tabel 4.2 dapat kita lihat nilai rata-
rata hasil akhir pemukulan β 134,3
. dan hasil energi yang diserap E 22.90 Nm.hasil energi yang diserap didapat dari sumber tabel XX dari alat mesin charpy lampiran. Tabel tersebut dapat dilihat dibawah ini.
xx 1
2 3
4 5
6 7
8 9
300.16 300.16
300.16 300.16 300.16
300.16 300.16 300.16
300.16 300.16
1 300.14
300.13 300.12 300.12
300.11 300.1
300.10 300.09
300.08 300.07
10 297.68
297.63 297.58 297.53
297.48 297.43 297.37
297.32 297.27
297.21 20
290.31 290.22
290.12 290.02 289.92
289.82 289.72 289.62
289.52 289.42
30 278.29
278.15 278.00 277.86
277.72 277.57 277.43
277.28 277.14
276.99 40
261.97 261.78
261.6 261.42
261.23 261.05 260.86
260.68 260.49
260.30 50
241.85 241.63
241.41 241.15 240.97
240.75 240.53 240.31
240.09 239.87
60 218.54
218.29 218.04 217.79
217.55 217.30 217.05
216.80 216.55
216.31 70
192.75 192.48
192.21 191.94 191.67
191.41 191.14 190.87
190.60 190.33
80 165.26
164.98 164.70 164.42
164.14 163.86 163.57
163.29 163.01
162.73 90
136.91 136.63
136.34 136.06 135.77
135.49 135.20 134.92
134.63 134.35
100 108.56
108.28 108.00 107.72
107.44 107.16 106.88
106.80 106.32
106.04 110
81.08 80.81
80.54 80.27
80.01 79.74
79.47 79.21
78.94 78.67
120 55.29
55.04 54.79
54.55 54.30
54.06 53.81
53.57 53.32
53.08 130
31.98 31.76
31.54 31.32
31.11 30.89
30.67 30.46
30.24 30.03
133 25.58
25.37 25.16
24.95 24.75
24.54 24.33
24.13 23.92
23.71 134
23.51 23.30
23.10 22.90
22.69 22.49
22.29 22.08
21.88 21.68
135 21.48
21.28 21.08
20.87 20.67
20.47 20.28
20.08 19.88
19.68
Universitas Sumatera Utara
136 19.48
19.28 19.09
18.89 18.67
18.50 18.30
18.10 17.91
17.71 137
17.52 17.33
17.13 16.94
16.75 16.55
16.36 16.17
15.98 15.79
Dari tabel XX diatas dapat kita peroleh besar energi yang diserap dari masing-masing spesimen, yaitu :
Untuk Spesimen I β = 133
o
maka E = 25,58 Joule Spesimen II
β = 134,5
o
maka E = 22,49 Joule Spesimen III
β = 135,5
o
maka E = 20,47 Joule Berikut ini adalah grafik energi serap E E
m
vs E
p
dari masing-masing spesimen setelah dilakukan pengujian impak. Dimana E
m
adalah energi serap material dan E
p
adalah energi serap perhitungan.
Gambar 4.2 Grafik Energi Serap E. Em vs Ep pada pengelasan Al 96 – Mg 4
Universitas Sumatera Utara
Sesuai dengan hasil grafik diatas dapat kita lihat perbandingan hasil Em energi material dan Ep energi perhitungan setiap spesimen tidak jauh berbeda. Dan grafik diatas menandakan
energi serap yang didapat lebih tinggi dari setiap spesimen adalah energi perhitungan Ep. Hasil diagram diatas menunjukan bahwa dari setiap spesimen 1.2 dan 3 menunjukkan semakin kecil
hasil pemukulan akhir β maka hasil energi E yang diserap semakin besar.
Dari persamaan rumus diatas didapatkan besarnya harga impak spesimen Al 96-Mg 4 yaitu :
…………………………………….. ………………6
Untuk spesimen 1 I =
= 0,3501 Joulemm
2
. 29,7643 Joule
Untuk spesimen 2 I =
= 0,2940 Joulemm
2
. 26,1703 Joule
Untuk spesimen 3 I =
23,8165Joule
= 0,2616 Joule. Dimana:
I = Nilai ketangguhan impak Joulemm
2
. E = Energi yang diserap Joule.
A = Luas penampang spesimen dibawah takikan mm
2
. 85 mm
2
89 mm
2
91 mm
2
Universitas Sumatera Utara
Table 4.3 adalah table hasil perhitungan data dari masing-masing spesimen. Tabel 4.3 Hasil perhitungan data.
Spes Mg
A mm
2
h
2
m v
2
ms E
Joule I
Joulemm
2
1 4
85 1.2614
4.9750 29.7643 0.3501
0.3019 2
4 89
1.2756 5.0029
26.1703 0.2940 3
4 91.5
1.2849 5.0209
23.8165 0.2616
Dari data-data diatas dapat dilihat bahwa nilai ketangguhan impak tertinggi terdapat pada spesimen 1 dengan nilai 0,3501 Joulemm
2
. Dan nilai ketangguhan impak terendah terdapat pada spesimen 3 dengan nilai 0,2616 Joulemm
2
dan nilai ketangguhan rata-rata impak adalah 0,3019 Joulemm
2
.
4.2.2 Hasil Pengujian Cacat Las
Kategori