BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini akan dijelaskan metode-metode yang dilakukan pada proses pengujian.
3.1 Jadwal Penelitian dan Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboraturium Pengujian Departmen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan maret sampai
dengan bulan juli.
3.2 Metode Penelitian
Adapaun beberapa proses pelaksanaan pengujian sebagai berikut: 1. Proses pengujian dilaksanakan sepenuhnya, terhadap variable-variabel yang
mempengaruhi pemakain dari metode penyambungan, dalam hal ini penyambungan las oksi-asitilen terhadap sambungan pelat Al-Mg yang ditinjau
dari pemeriksaan cacat lasan dan uji merusak dengan pengujian tarik. 2. Teknik pengumpulan data yang diperoleh dari prose pengelasan yang
dilakukan dari hasil pengujian tarik terhadap benja uji sebanyak 12 spesimen, masing-masing 6 spesimen dengan variasi kadar magnesium 1.4 dan 2.2
dan variasi kampuh 60 dan 90
yang keseluruhannya dilakukan pengujian penentrant dan pengujian tarik.
3. Metode analisa dan evaluasi data yang diperoleh dari pengujian yang dilakuakn di laboraturium pada masing-masing specimen adalah kualitatif. Dari
Universitas Sumatera Utara
data inilah akan dicari harga untuk uji tarik masing-masing spesimen dan merupakan nilai yang dicapai dari uji tarik bahan tersebut.
4. Dari sinilah penelitian akan mendapatkan kesimpulan yang sebenarnya bagaimana pengaruh variasi sudut dan kadar magnesium pada pengelasan oksi-
asitilen terhadap kekuatan tarik dari Al-Mg 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 diats maka dapt ditentukan hal-hal dasar terhadap variable-variabel pengujian berikut ini:
3.3.1 Spesimen
Spesimen yang digunakan pada penelitian adalah plat aluminium-magnesium dengan pertimbangan:
1. Aluminium-magnesium banyak digunakan di industri, seperti industry
pembuatan kapal laut. 2.
Proses pengelasan aluminium-magnesium memerlukan keterampilan khusus dalam proses lasan.
Universitas Sumatera Utara
3. Proses pembuatan aluminium-magnesium dilakukan dengan pengecoran
tradisional. Adapun jenis sambungan yang digunakan adalah jenis sambungan V-tunggal,
sambungan ini lebih kuat dari beberapa sambungan lain, dan dapat dipakai untuk menerima gaya tekan yang besar, serta lebih tahan terhadap kondisi beban statis. Pada
pelat dengan tebal 5 mm-20 mm dan perembesan penetrasi dapat dicapai 100.
3.3.2. Pembentukan spesimen
Sebelum diuji, pada masing-masing spesimen dipotong dan dibentuk dengan menggunakan mesin skrap sehingga sesuai dengan standar uji tarik lembaran yaitu
ASTM E-8M, spesimen ditunjukkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Spesimen uji tarik. Sumber : ASTM E-8M, ASTM Handbook.
Pembentukan spesimen dengan kampuh 60 dan 90
berdasarkan langkah- langkah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
1. Spesimen dipotong menjadi 12 bagian yang ukurannya sesuai dengan
kebutuhan pengujian. 2.
Setelah di potong dilakukan pembentukan sudut kampuh, dengan sudut masing-masing 60
dan 90 , adapun jenis kampuh yang digunakan adalah
kampuh V tunggal. 3.
Dilakukan penyambungan dengan pengelasan pada sudut kampuh yang dibentuk dengan proses las oksi-asitilen.
4. Dilakukan pembersihan spesimen dari sisa pengelasan dengan menggunakan
mesin grinda. 5.
Spesimen uji tarik pada benda uji ini dilakukan untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik dan pertambahan panjang yang terjadi setelah di uji tarik.
3.3.3 Kawat Las Welding Rod
Kawat las yang digunakan untuk las oksi-asitilen tersedia dengan berbagai panjang tergantung apakah wrought atau dituang. Spesifikasi kawat las adalah AWS
A5.2 dengan rincian sebagai berikut: Tabel 3.1 Spesifikasi kawat las AWS A5.2.
KLASIFIKASI AWS KUAT TARIK
MINIMUM Ksi ELONGATION MINIMUM
DALAM RG65
67 16
RG60 60
20 RG45
45 -
Sumber: Sri Widharto 2007.
Universitas Sumatera Utara
Gambar kawat las AWS A.52 ditunjukkan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 kawat las AWS A.52 Elektrodakawat las yang digunakan pada proses pengujian adalah elektroda
tipe AWS-A5.2 dengan spesifikasi sebagai berikut: Kawat las yang terbuat dari aluminium dan ada yang terbuat dari campuran
fosfor dan perunggu bronze yang dipakai untuk menyambung dan membentuk lapisan pada aluminium, steel dan cast iron, kuningan, dan sebagainya.
1. Standard: AWS A.5.2: AI-43, DIN 1732 : EL-AISI 5-12, Mat No.: 3.2585
2. Komposisi Bahan: Al: 94, Si: 5.0, Fe: 0.55, Mg: 0.45.
3. Sifat Bahan: Elongation: 10 , Tensile Strenght: 200 N mm
2
, 0.2 Elongation Limit: 100N mm
2
, Hardness: 50HB. 4.
Kegunaan: Kawat las yang terbuat dari aluminium yang digunakan untuk pengelasan semua aluminium jenis Al murni, Al-Cu, Al-Mn, Al-Si, Al-Mg,
Al-Mg-Si, dan Al-Zn.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Proses Pengujian 3.4.1 Pengujian Cacat Las
Adapun metode yang digunakan untuk pengujian cacat las adalah non destructive test dengan menggunakan metode penetran test, metode penetrant test merupakan
metode NDT yang paling sederhana, metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan, dan dapat digunakan pada posisi apapun. Melalui metode ini, cacat
pada material akan terlihat lebih jelas, prosedur percobaan untuk uji penetran adalah: Dengan spesifikasi cairan penetran, cleaner, dan developer sebagai berikut:
a. Merk: Magnaslux
b. Buatan: USA
c. Expire date: 2015
1. Pembersihan awal pre cleaning
Permukaan bahan yang akan diuji harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran, yang akan menghalangi masuknya cairan penetran ke dalam cacat.
Cara yang digunakan untuk pembersihan awal adalah: 1.
Deterjen detergent 2.
Uap penghilang lemak vapor degreasing 3.
Uap pembersih steam cleaning 4.
Zat pelarut pembersih Solvent Cleaning 5.
Pembersih dengan ultrasonik ultrasonic cleaning 6.
Kain bersih.
Universitas Sumatera Utara
Adapun gambar pembersih awal ditunjukan pada gambar 3.3.
a b Gambar 3.3 a kain bersih, b sikat pengujian.
2. Penggunaan cairan penetran
cara penggunaan penetran pada benda uji dilakukan berdasarkan sifat pemeriksaan dan bentuk benda yang akan diperiksa, metode yang bisa
dilakukan dalam pemberian cairan penetran adalah: 1.
Dicelupkan kedalam bak yang berisi cairan penetran dipping 2.
Disemprotkan spraying 3.
Dioleskan dengan menggunakan kuas brushing Adapun cairan penetran ditunjukan pada gambar 3.4.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Cairan penetran. 3.
Menghilangkan sisa penetran Kelebihan sisa penetran pada permukaan benda uji harus dihilangkan
untuk mendapatkan kontras yag optimum, disamping untuk menghilangkan keraguan dalam evaluasi cacat yang timbul. Dalam proses menghilangkan sisa
penetran ada beberapa jenis penetran tertentu yang dapat dihilangkan dengan air, dimana sebelumnya cairan penetran tersebut telah dicampur dengan
Emulsifer atau Emulsifer tersebut dioleskan beberapa saat setelah penggunaan cairan penetran selesai dilakukan.
Jenis-jenis penggunaan cairan penetran dapat dikategorikan berdasarkan pada jenis cairan pembersih sisa penetran yang digunakan. Yaitu jenis cairan
penetran yang dapat dibersihkan dengan air. Pemakaian cairan cleaner juga harus teliti, pembersihan benda uji sangat mempengaruhi dari hasil pengujian,
apabila pembersihan tidak benar-benar bersih, mengakibatkan pembacaan dari
Universitas Sumatera Utara
pengujian menjadi salah, karena masih tersisa cairan penetrant di permukaan benda uji. Cairan cleaner ditunjukkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Cairan cleaner. 4.
Pengeringan Setelah proses menghilangkan sisa penetran dilakukan, proses
pengeringan harus dilakukan dengan udara panas yang ditiup dengan blower dimana suhu udara tiik melebihi 225 f.
5. Penggunaan zat pengembang developer
Untuk menarik cairan dari dalam cacat agar muncul ke permukaan digunakan suatu zat pengembang. Jenis zat pengembang ada dua macam yaitu
jenis basah cair dan jenis kering powder. Pengembangan cair terbuat dari bahan bubuk yang dilarutkan pada cairan
khusus seperti air dan volatile solvent. Zat pengembang harus berwarna putih supaya dapat memberikan kontras terhadap warna cairan penetran yang
digunakan sehingga cacat akan terlihat dengan jelas.
Universitas Sumatera Utara
Zat pengembang jenis kering umumnya digunakan untuk cairan penetra jenis fluorescent, sedangkan zat pengembang jenis basah cair yang dilarutkan
pada bahan plarut biasa digunakan untuk cairan penetran jenis kontras warna. Konsentrasi dari penggunaan jenis pengembang harus diperhatikan agar
mendapatkan lapisan yang tipis dan rata. Adapun cairan developer ditunjukan pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Cairan Developer.
3.4.2 Pengujian Tarik
Proses pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik benda uji. Pengujian tarik untuk kekuatan tarik daerah las dimaksudkan untuk mengetahui
apakan kekuatan las mempunyai nilai yang sama, lebih rendah atau lebih tinggi dari kelompok raw materials. Pembebanan tarik adalah pembebanan yang
diberikan pada benda dengan memberikan gaya tarik berlawanan arah pada salah satu ujung benda.
Pada pengujian tarik dicari tegangan luluh σ
y
, tengangan batas σ
u
dan regangan. Pada penelitian ini pengujian tarik menggunakan alat uji
Universitas Sumatera Utara
tarik Torsee Type AMU-10 dengan kapasitas 10 ton seperti yang diperlihatkan oleh gambar 3.7.
Gambar 3.7 Alat uji tarik Torsee Type AMU-10
. Spesifikasi:
Type : AMU-10
Beban max : 10 Ton Force
Tahun :1989 Keterangan Gambar:
1. Panel beban 2. Pembaca grafik
3. Tombol ON 4. Tombol UP
5. Katup Unload Valve 6. Chuck atas
Universitas Sumatera Utara
7. Chuck bawah 8. Tombol Pump
9. Tombol down 10. Katup Load Valve.
Berikut ini adalah prosedur percobaan yang dilakukan pada pengujian tarik dengan menggunakan
alat uji tarik Torsee Type AMU-1: 1.
Spesimen dibentuk sesuai ukuran menurut standar ASTM E-8M, yaitu
panjang daerah uji 60 mm, panjang daerah cekam 60 mm, tebal spesimen 5 mm.
2. Mesin uji tarik dihidupkan kemudian disetting alat pembaca grafik dan jarum
skala beban pada panel. 3.
Spesimen dicekam pada chuck atas, kemudian chuck bawah dinaikkan dengan menekan tombol UP hingga mencekam spesimen secara keseluruhan.
4. Katup hidrolik load valve dibuka kemudian mesin pompa hidrolikPUMP
dijalankan sampai spesimen putus. 5.
Setelah spesimen putus katup hidrolik load valve ditutup dan katup pembuka unload valve dibuka, kemudian chuck bawah diturunkan dengan menekan
tombol down. 6.
Spesimen yang putus dilepas dari chuck atas dan bawah, kemudian diukur besar pertambahan panjangnya dan besar nilai regangan yang diperoleh dari
grafik hasil uji tarik seperti yang terlihat pada lampiran uji tarik kemudian dicatat data hasil pengujian.
Prosedur yang sama dilakukan pada spesimen uji tarik yang lain.
Universitas Sumatera Utara
MULAI
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukan oleh Gambar 3.8.
Gambar 3.8 Diagram alir penelitian.
BERHASIL
Selesai YA
TIDAK
PEMBENTUKAN SPESIMEN UJI TARIK
KAMPUH V 60 DAN 90
PROSES PENGELASAN OKSI-ASITILEN KAMPUH
V 60 DAN 90
PENGUJIAN PENETRAN
PENGUJIAN TARIK KAMPUH V 60
DAN 90
DATA PENGUJIAN TARIK
ANALISA DATA
Universitas Sumatera Utara
BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembentukan Spesimen
Bentuk dari spesimen pengujian tarik sudah mempunyai standar dengan meenggunakan standar dari Annual book of ASTM E8. Gambar spesimen pengujian
tarik dari paduan Aluminium-Magnesium dapat dilihat pada gambar 4.1.
Gambar 4.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik
4.2 Hasil Pengujian
Hasil pengujian pada penelitian ini meliputi hasil pengujian penetrant dan pengujian tarik.
4.2.1 Hasil Pengujian Cacat Las
Pemeriksaan cacat las dilakukan dengan pengujian tidak merusak NDT Non Destructif Test menggunakan cairan penetrant, dari hasil pemeriksaan ke 12
Universitas Sumatera Utara
Kategori