ANALISA KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA RANGKA MOBIL URBAN DISEL

ANALISA KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA RANGKA
MOBIL URBAN DISEL
TUGAS AKHIR
BIDANG KONTRUKSI
Diajukan Untuk Memenuhi
Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

AGUS TRIAWAN
201010120311047

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015

POSTER

ii

iii

iv

v

vi

LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertandatangan dibawah ini :
Nama

: AGUS TRIAWAN

Nim

: 201010120311047

Tempat/Tanggal Lahir

: Srimulyo, 08 Agustus 1992

Jurusan

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknik

Instansi

: Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “ANALISA KEKUATAN
SAMBUNGAN LAS PADA RANGKA MOBIL URBAN DISEL” yang diajukan
untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/ atau pernah
dipakai

untuk

mendapatkan

gelar

kesarjanaan

di

lingkungan

Universitas

Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber
informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan
sebagaimana mestinya.
Malang, 22 April 2015

vii

Abstrak
Dalam perancangan dan pembuatan kendaraan terutama mobil, kerangka /
chassis adalah komponen utama yang harus difikirkan secara matang, kerangka
mobil urban harus memiliki standart ertentu yang dapat memberikan kenyamanan
dan keamanan bagi pengemudi, tujuan dari analisa ini untuk memenuhi standar
pada regulasi untuk kelas mobil urban memiliki standar seperti memiliki lebar
kendaraan antara 120 cm - 130 cm, panjang seluruh kendaraan antara 220 cm - 350
cm, jarak antara roda (track width) pada satu sumbu tidak boleh kurang dari 100 cm.
(regulasi IEMC 2014).
Untuk mobil urban ini teknik sambungan rangka yang digunakan adalah teknik
sambungan las, karena sambungan las memiliki tingkat kekuatan yang baik dari
kekuatan dan tidak rumit dalam penyambunganya seperti teknik sambungan paku
keling , untuk Las yang menggunakan bahan dasar aluminium perlu digunakan
teknik sambungan yang khusus, Sehingga sambungan benar-benar kuat dan tidak
membahayakan pengemudi mobil.
Dari analisa yang telah dilakukan didapatkan hasil perhitungan beban dinamis
arah gaya kebawah = 9,448 kg /��2 , arah gaya kedepan = 10,409 kg/��2 dan

tegangan izin = 15 kg, karena nilai tegangan geser lebih kecil dari tegangan yang di
izinkan maka sambungan di nyatakan kuat menahan beban yang diberikan.
Kata kunci: Welding, TIG, aluminium.

viii

Abstrack
In the design and manufacture of vehicles, especially cars, frame / chassis is
the main component that should be contemplated carefully, frame urban car should
have a certain standard that can provide comfort and safety for the driver, the
purpose of this analysis to meet the standards on the regulations for the class of
urban car has a standard width of the vehicle as having between 120 cm - 130 cm,
the entire length of the vehicle between 220 cm - 350 cm, the distance between the
wheels (track width) on one axis should not be less than 100cm. (Regulation IEMC
2014)
For this urban car frame connection technique used is the technique of welded
joints, because the weld joint has good strength level of strength and uncomplicated
in connection techniques such as rivets, to Las which uses an aluminum base
material is necessary to use special connection technique, So really strong
connection and does not endanger the driver.

From the analysis that has been carried out showed dynamic load calculation
direction downward force = 9.448 kg/��2 , the direction of the next style = 10.409
kg/��2 and voltage permit = 15 kg, due to shear stress value is smaller than the

voltage

at

allow

the

connection

in

Keywords: Welding, TIG, aluminum.

ix

thestate

withstand

a

given

load.

KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat kepada semua
makhluknya, karena karuniaNya lah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Sholawat
serta salam tetap tercurahkan kepada Nabi akhir zaman Muhammad SAW, keluarga beliau
dan para sahabat-sahabatnya yang telah membimbing manusia dengan kesempurnaan
akhlaknya.
Perlu kerja keras dan waktu yang tidak sebentar dalam penyusunaan skripsi ini, perlu
kesabaran dan semangat dalam menyelesaikannya. Halangan dan rintangan sudah menjadi
hal wajar disetiap perjuangan mencapai tujuan. Sebuah tujuan dalam hidup tidak akan

tercapai tanpa adanya suport baik moral dan material dari orang lain, begitu juga keberhasilan
penulis dalam penyusunan skripsi ini. Ungkapan trimakasih atas segala jasa baik berupa
nasehat, kritik, saran, dan motivasi penulis sampaikan kepada :
1. Ibunda Sitimariyamdan Ayahanda Luqman yang sudah memberikan kontribusi baik
berupa materi dan non materi, trimakasih atas semua jasanya yang tidak terlupakan
dan tidak tergantikan sepanjang masa.
2. Bapak Ir. Daryono, MT selaku ketua jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Malang.
3. Bapak Ir. Ali saiffulah, MT Selaku dosen pembimbing I yang telah sabar
membimbing selama penyusunan skripsi ini.
4. Bapak Murjito, ST, MT. Selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan ide,
saran dan masukan selama penyusunan skripsi ini.

x

5. Bapak/Ibu dosen, Karyawan, Asisten lab. Jurusan Teknik Mesin yang sudah
memberikan bantuan dalam penelitian ini.
6. Teman – teman Mesin 2010B, WOR 64, SRT n’ the gank,warung kopi pak D, Ibuk,
kampus 4, kontrakan Q15, rumpik n’ the gank, TKD UMM, nawak-nawak AREMA
86, junior dan senior yang ikut membantu dan Untuk sayang ku Retno novita, kakak

ku tercinta Lina Wati, barisan para mantan dan semua pihak-pihak yang tidak dapat
saya sebutkan satu per satu yang sudah memberikan suport dalam penyusunan skripsi
ini Dalam skripsi ini tentu banyak sekali kekurangan, oleh sebab itu penulis harapkan
saran, kritik dan masukan-masukan ide demi pengembangan teknologi yang lebih
baik lagi. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

Wassalamualaikum Wr. Wb

xi

DAFTAR ISI
COVER……………………………………………………………………………i
POSTER…………………………………………………………………………..ii
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI………………………………………….iii
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I………….………iv
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II………….………v
LEMBAR PERNYATAAN……………………………………………………..vi
ABSTRAK………………………………………………………………………vii
KATA PENGANTAR…………………………………………………………...ix
DAFTAR ISI……………………………………………………………………..xi

DAFTAR GAMBAR……………………………………………………………xv
DAFTAR TABEL……………………………………………………………...xvi
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………xviii
BAB I………………………………………………………………………...........1
PENDAHULUAN…………………………………………………………..…...1
1.1 Latar belakang………………………………………………………………...1
1.2 Rumusan masalah……………………………………………………………..2

xii

1.3 Tujuan analisa…………………………………………………………….......3
1.4 Batasan masalah………………………………………………………………3
BAB II
DASAR TEORI………………………………………………………………….4
2.1 Pengertian Sambungan……………………………………………………….4
2.2 Macam-Macam sambungan……………………………………………..……4
2.3 Sambungan Las…………………………………………………………..…..5
2.3.1

Las Karbit (las otogen)………………………………………….……6

2.3.2

Las Listrik (las lumer)……………………………………….…..……7

2.3.2.1 Prinsip-prinsip Las listrik………………………………………....…..8
2.3.2.2 Las MIG (metal inerts gas)…………………………………….……..9
2.3.2.3 Las TIG (tungsten inert gas)…………………………………………12
2.4 Sambungan Paku Keling (rivet joint)………………………………….…….17
2.4.1

Kegunaan Sambungan Paku Keling…………………………………18

2.4.2

Bahan Paku Keling…………………………………………….…….19

2.4.3

Metode Pengelingan………………………………………….……..19

2.4.4

Kegagalan Sambungan Keling……………………………….……..22

2.5 Bahan……………………………………………………………………….23
2.5.1

Aluminium………………………………………………………….23

2.6 Teori Dasar Analisa Kekuatan Sambungan Las Aluminium………….……24

xiii

BAB III
METODELOGI…………………………………………………………..……27
3.1 Diagram Alir analisa………………………….……………………………..27
3.2 Tinjauan Umum….………………………………………………………….28
3.3 Pengumpulan Data…………………………………………………………..28
3.4 Analisa Data…….…………………………………………………………..29
3.4.1

Jenis Las…………………………………………………………….29

3.4.2

Las TIG……………………………………………………………..30

BAB IV
PERHITUNGA……………….………………………………………….…….32
4.1 Data dan Spesifikasi Rangka dan Las………….…………………….….…..32
4.3 Distribusi Beban Pada Chassis atau Rangka………………….…………….35
4.3 Analisa kekuatan Sambungan Las………………………………….…….…37
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………………42
5.1 Kesimpulan………………………………………………………………...42
5.2 Saran…………………………………………………………….…………44
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIR

xiv

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 : Las Karbit………………………………………………………….6
Gambar 2.2 : Las lumer…………………………………………………….….....8
Gambar 2.3 : Proses Pengelasan MIG…………………………………….…….11
Gambar 2.4 : Las MIG………………………………………………………….12
Gambar 2.5 : Proses Las TIG………………………………………….………..13
Gambar 2.6 : Las TIG(tungsten inert gas)……………………………….……..16
Gambar 2.7 : Paku keling…………………………………………….…………19
Gambar 2.8 : Paku Keling Pemakaian ringan………………………….……….20
Gambar 2.9 : Paku Keling Pemakaian sedang……………………….…………21
Gambar 3.1 : Diagram Alir Penelitian………………………………….……....27
Gambar 3.2 : Las TIG…………….…………………………………….…..….30
Gambar 3.3 : Rangka mobil Urban………………………………..………...…31
Gambar 4.1 Chassis Mobil Urban Diesel ………………………….……...….33
Gambar 4.2 Chassi tampak samping ……………………………………..…..34
Gambar 4.3 Chassis tampak depan………………..……………………..…..34
Gambar 4.4 Chassis tampak atas………………………………………….…35

xv

Gambar 4.5 Ilustrasi pendistribusian beban pengemudi pada chassis…..……36.
Gambar 4.6 Bentuk dan dimensi Las…………………………………….….37
Gambar 4.7 Tabel kekakuan pegas (sambungan )………………………..….37
Gambar 4.8 Arah Pembebanan ke bawah………………..……………….…40
Gambar 4.9 Arah Pembebanan kedepan…………………………………….41

xvi

DAFTAR TABEL
Tabel. 2.1 :Mechanical properties of aluminium alloy 6061 T6………………..25
Tabel 2.2 : Typical Composition of Aluminium Alloy 6061 T6…………… ...26

xvii

DAFTAR PUSTAKA
(Regulasi IEMC 2014)

(http://jangkasorongsteamsago.blogspot.com/2014/07/makalah-sambunganmur-dan-baut.htm)
(http://oezoenk1412.blogspot.com/2013/02/mengelas.html)

(http://id.wikipedia.org/wiki/Las_listrik)

(http://welder.mywapblog.com/pengertian-las-mig-2.xhtm)
(http://chamick.blogspot.com/2012/11/las-tig.htm)
(http://teknikmesin2011unila.blogspot.com/2013/03/sambungan-pakukeling.html)
( Ir.ZainunAchmad, M.Sc.2006.Hal 40)
(Ach. Muhib Zainuri, 2010)

( Ir.ZainunAchmad, M.Sc.2006.Hal 58)
(William t. Tomson Hal.51)

xviii

BAB I
PENDAHULUAN
1.1

Latar Belakang
Dalam perancangan dan pembuatan kendaraan khususnya mobil,
rangka/chasisa adalah komponen utama yang harus di fikirkan secara matang,
karena rangka/chasis ini yang nantinya menjadi tumpuan untuk semua
komponen pendukung seperti pengemudi, engine, tranmisi serta body. Untuk
itu rangka mobil urban dirancang seefesien mungkin untuk mengurangi beban
yang berlebih pada rangka, tetapi dalam perancangan tetap memperhitungkan
kekuatan yang dimiliki rangka tarsebut. Standart atau regulasi pada rangka
mobil urban yaitu lebar kendaraan antara 120cm-130cm, panajang
keseluruhan kendaraan antara 220cm – 350cm, jarak antara roda (track
width)pada satu sumbu tidak boleh kurang dari 100 cm, untuk keseluruhan
spesifkasi atau regulasi di atas sudah ditentukan dari panitia lomba.
(Regulasi IEMC 2014)
Pada Rangka Mobil tentunya terdapat sambungan yang juga harus di
pikirkan secara matang, untuk mobil urban ini sendiri teknik sambungan
rangka yang digunakan yaitu teknik sambungan las, karena sambungan las
memiliki tingkat kekuatan yang bagus dan tidak terlalu rumit dalam
penyambungannya seperti teknik penyambungan dengan menggunakan rivet

1

2

dan baut, meskipun dalam hal biaya mungkin untuk sambungan las lebih
mahal di bandingkan dengan teknik sambungan yang lain.
Aluminium merupakan nonferrous metal, yang memiliki sifat-sifat
yang menguntungkan seperti tahan terhadap korosi, konduktor panas dan
listrik yang cukup baik serta ringan. Namun di bandingkan dengan baja,
aluminium mempunyai sifat yang kurang baik dalam hal pengelasan. Sifat
kurang baik ini dapat diatasi dengan alat dan teknik las dengan menggunakan
las busur, belajar dari pengalaman pembuatan rangka sebelumnya yang
mengalami kepatahan pada sambungan akibat pemilihan las dan teknik las
yang kurang baik untuk bahan aluminium.
Las listrik TIG (Tungsten Inert Gas = Tungsten Gas Mulia) di pilih
karena menggunakan elektroda wolfram yang bukan merupakan bahan
tambah, tangkai listrik dilengkapi dengan nosel keramik untuk penyembur gas
pelindung yang melindungi daerah las dari luar pada saat pengelasan untuk itu
hasil dari pengelasannya sangat bagus karena tingkat kematangan untuk bahan
tambahnya sempurna sehingga antara aluminium satu dengan satunya lagi
dapat menyatu atau menempel dengan kuat sehinnga resiko kerusakan atau
kepatahan lebih kecil. Sebagian bahan tambah dipakai elektroda tampa selaput
yang digerakkan dan didekatkan ke busur yang terjadi antara elektroda
wolfram dengan bahan dasar, banyak jenis atau pilihan untuk bahan tambah .
(http://chamick.blogspot.com/2012/11/las-tig.htm)

3

1.2

Rumusan Masalah
Bagaimana Mengetahui nilai kekuatan sambungan las TIG (tungsten inert
gas) pada rangka mobil urban.

1.3

TujuanAnalisa
Adapun tujuan analisa kekuatan sambungan ini adalah :
Mengetahui nilai kekuatan sambungan las TIG (tungsten inert gas) pada
rangka mobil urban.

1.4

Batasan Masalah
Untuk menyelesaikan masalah pada permasalahan di atas maka dalam
Analisa ini ruang lingkup di batasi pada permasalahan sebagai berikut :


Pada penyambungan rangka ini menggunakan Las TIG (tungsten inert
gas) menggunakan ketebalan plat 2 mm, logam pengisi ER5356 , gas
argon, dan gas flow 12 CFH, Arus 80 A.



Hanya menghitung kekuatan las Arah pembebanan kebawah dan
depan menggunakan sofware Autocad.