TUGAS AKHIRPENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH Pengaruh Kedalaman Pin (Depth Plunge) Terhadap Kekuatan Sambungan Las Pada Pengelasan Adukan Gesek Sisi Ganda (Double Sided Friction Stir Welding) Aluminium Seri 5083.

TUGAS AKHIR

PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH
PLUNGE) TERHADAP KEKUATAN
SAMBUNGAN LAS PADA PENGELASAN
ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING) ALUMINIUM
SERI 5083

Disusun :
Disusun Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat- Syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjan Teknik (S1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :
DAMAS PRASETYANA
NIM : D200070055

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016

ii

iii

iv

MOTTO

“Tidak ada masalah yang tidak dapat diselesaikan selama ada
komitmen untuk menyelesaikannya ”
( Damas P )

“Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat. Tidak ada
yang dapat menggantikan kerja keras. Keberuntungan adalah
sesuatu yang terjadi ketika kesempatan bertemu dengan
kesiapan”
( Thomas A. Edison )

Terjanglah semua rintangan dan raihlah mimpi dengan

berdo'a dan kemauan bekerja keras
( Damas P )

Orang boleh salah, agar dengan demikian ia berpeluang
menemukan kebenaran dengan proses autentiknya sendiri

(Emha Ainun Nadjib/Cak Nun)

v

PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH PLUNGE)
TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA
PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING) ALUMINIUM SERI 5083
Damas Prasetyana, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura
Email : damas.prasetyana@gmail.com
ABSTRAKSI

Pengelasan dalam industri manufaktur memiliki peranan penting
pada proses penyambungan logam. Salah satu metode pengelasan logam
adalah pengelasan adukan gesek / friction stir welding (fsw). Metode
pengelasan friction stir welding yaitu pengelasan dengan memanfaatkan
panas yang timbul akibat putaran dari tool yang bergesekan dengan
material induk atau benda kerja. Metode friction stir welding ini pada
umumnya digunakan untuk menyambung material aluminium. Tujuan dari
penelitian tugas akhir ini adalah mengetahui pengaruh kedalaman
pembenaman pin (depth plunge) terhadap perubahan sifat fisis dan
mekanis dari hasil pengelasan adukan gesek sisi ganda (double sided
friction stir welding).
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan mesin milling vertikal
untuk materialnya Al 5083 dengan dimensi panjang 200 mm x lebar 100
mm x tebal 3 mm sebanyak 6 spesimen. Parameter yang digunakan
adalah kecepatan putar spindle 1250 rpm,kecepatan feeding 12,5
mm/mnt, variasi kedalaman pembenaman pin 0,9 mm, 1,9 mm dan 2,9
mm. Setelah proses pengelasan selesai dilanjutkan dengan pengujian
tarik, pengujian micro vickers, foto makro dan foto mikro.
Dari hasil pengujian diketahui tegangan tarik tertinggi pada variasi
depth plunge 1,9 mm sebesar 177,78 Mpa. Untuk pengujian micro vickers

daerah pengelasan mengalami penurunan kekerasan jika dibandingkan
dengan logam induk dan daerah HAZ memiliki kekerasan paling rendah.
Sedangkan pada pengamatan foto makro pengelasan tersambung dengan
baik, tetapi terjadi cacat rongga pada pengelasan dengan variasi depth
plunge 2,9 mm. Pada pengamatan foto mikro terjadi pengecilan butiran
struktur pada daerah stir zone.
Kata kunci :

Friction Stir Welding, Mesin Milling Vertikal, Al 5083,
Depth Plunge

vi

PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH PLUNGE)
TERHADAP KEKUATAN SAMBUNGAN LAS PADA
PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE
SIDED FRICTION STIR WELDING) ALUMINIUM SERI 5083
Damas Prasetyana, Bibit Sugito
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosura
Email : damas.prasetyana@gmail.com
ABSTRACT
Welding in the manufacturing industry has an important role in the
process of joining metals. One method of welding metal is friction stir
welding / friction stir welding (FSW). Friction stir welding method of
welding is welding by utilizing the heat due to rotation of the tool that is
rubbing against the parent material or workpiece. Friction stir welding
method is generally used to connect the aluminum material. The purpose
of this research was to determine the effect of the depth of immersion pin
(depth plunge) to changes in physical and mechanical properties of friction
stir weld double sides (double sided friction stir welding).
This study was conducted using a vertical milling machine for
material Al 5083 with the long dimension of 200 mm x width 100 mm x
thickness of 3 mm by 6 specimens. The parameters used are rotational
speed 1250 rpm spindle, feeding speed of 12.5 mm / min, immersion
depth variation pin 0.9 mm, 1.9 mm and 2.9 mm. After the welding process
is completed followed by tensile testing, testing micro vickers, macro
image and a micro photograph.
From the test results known to the highest tensile stress on

variations plunge depth of 1.9 mm amounted to 177.78 Mpa. For testing
micro vickers welding area decreased hardness when compared with the
parent metal and HAZ region has the lowest hardness. While in the
observation of the macro image of welding is plugged in, but it happens on
a welding defect cavity with variations plunge depth of 2.9 mm. In
observation of micro photograph happen diminution grain structure in the
region stir zone.
Keywords : Al 5083, Depth Plunge, Friction Stir Welding, Vertical
Milling Machine

KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alkhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan .
Tugas Akhir berjudul “PENGARUH KEDALAMAN PIN (DEPTH
PLUNGE)

TERHADAP

KEKUATAN

SAMBUNGAN

LAS

PADA

PENGELASAN ADUKAN GESEK SISI GANDA (DOUBLE SIDED
FRICTION

STIR

WELDING)

ALUMINIUM

SERI

5083”

dapat

terseleasikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ini
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D Selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR., ST., MSc., Ph.D. Selaku ketua Jurusan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Ir. Bibit Sugito, MT. selaku dosen pembimbing utama
terima kasih telah banyak memberikan banyak waktu, ilmu, saran,
arahan dan motifasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Seluruh Dosen yang telah membimbing ku selama ini, meberi
pengajaran ilmu dan segala hal baik yang telah kuperoleh.
5. Ibunda Siti Khotimah dan Ayahanda Sidik Warsino tercinta
yang

senantiasa

dengan

vii

kebesaran

hatinya

memberikan

dukungan dan dorongan baik moril maupun materi’il maupun
spritual thank for all semoga kalian sehat selalu, panjang umur,
banyak rejeki, dikuatkan iman islamnya dan bisa melihat anak mu
sukses dan takkan kulupakan pengorbanan kalian yang begitu
besarnya pada anak mu ini, amin.
6. Kawan-kawan Teknik Mesin 2007 yang tidak bisa saya sebutkan
satu persatu.
7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan penulis satupersatu.
Akhirnya penyusun berharap, semoga laporan Tugas Akhir ini

dapat membawa manfaat bagi kita semua.
Wassalammu’alaikum. Wr. Wb.

Surakarta, Februari 2016
Penulis

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................. i
PERNYATAAN KEASLIAN SEKRIPSI ................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN.................................................................. iv
LEMBAR MOTTO ................................................................................ v
ABSTRAKSI......................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ............................................................................ vii
DAFTAR ISI ......................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xii
DAFTAR TABEL .................................................................................. xiv

BAB I PENDAHULUAN........................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ....................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah.. ............................................................. 3
1.3 Tujuan Penelitian..................................................................... 3
1.4 Manfaat Penelitian................................................................... 4
1.5 Batasan Masalah..................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan ............................................................. 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 7
2.1 Kajian Pustaka ........................................................................ 7
2.2 Landasan Teori ....................................................................... 8
2.2.1 Friction Stir Welding........................................................ 8

ix

2.2.2 Prinsip Kerja Friction Stir Welding .................................. 10
2.2.3 Parameter Friction Stir Welding ...................................... 12
2.2.4 Material Aluminium ......................................................... 15
2.2.5 Pengujian Tarik............................................................... 20
2.2.6 Pengujian Struktur Makro Dan Mikro .............................. 21
2.2.7 Pengujian Kekerasan...................................................... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................... 24
3.1 Diagram Alir Penelitian............................................................ 24
3.2 Bahan Penelitian ..................................................................... 26
3.3 Peralatan Penelitian ................................................................ 27
3.3.1Peralatan Untuk Pembuatan Spesimen Dan Proses
Pengelasan..................................................................... 28
3.3.2 Peralatan Untuk Pengujian Spesimen............................ 31
3.4 Pelaksanaan Pengelasan........................................................ 33
3.4.1 Parameter Pengelasan................................................... 33
3.4.2 Proses Pengelasan ........................................................ 33
3.5 Pengujian Spesimen Hasil Pengelasan................................... 37
3.5.1 Uji Tarik .......................................................................... 37
3.5.2 Uji Kekerasan Vickers .................................................... 38
3.5.3 Pengamatan Struktur Makro dan Mikro.......................... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................... 41
4.1 Komposisi Kimia...................................................................... 41
4.2 Hasil Pengelasan .................................................................... 42

x

4.3 Pengujian Tarik ....................................................................... 43
4.3.1 Hasil Pengujian Tarik ..................................................... 43
4.3.2 Pembahasan Pengujian Tarik ........................................ 45
4.4 Pengujian Struktur Makro dan Mikro ....................................... 46
4.4.1 Hasil Pengujian Makro ................................................... 46
4.4.2 Hasil Pengujian Mikro..................................................... 47
4.4.3 Pembahasan Pengujian Makro dan Mikro...................... 49
4.5 Pengujian Kekerasan .............................................................. 50
4.5.1 Hasil Pengujian Kekerasan ............................................ 50
4.5.2 Pembahasan Pengujian Kekerasan ............................... 51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 47
5.1 Kesimpulan ............................................................................. 53
5.2 Saran....................................................................................... 54

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Prinsip Kerja FSW ........................................................ 10
Gambar 2.2. Proses Pengerjaan FSW .............................................. 11
Gambar 2.3

Variasi Sambungan Las FSW ....................................... 12

Gambar 2.4

Beberapa Profil Permukaan Shoulder ........................... 13

Gambar 2.5. Beberapa Bentuk Profil Pin ........................................... 13
Gambar 2.6. Gerakan Tool ................................................................ 13
Gambar 2.7. Posisi Tool Terhadap Benda Kerja................................ 14
Gambar 2.8. Diagram Fasa Al-Mg ..................................................... 20
Gambar 2.9. Pengujian Mikcro Vickers secara skematik ................... 23
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian .................................................. 24
Gambar 3.2. Base Metal .................................................................... 26
Gambar 3.3. Tool Welding ................................................................. 27
Gambar 3.4. Mesin Milling Vertikal .................................................... 28
Gambar 3.5. Mesin Cutting ................................................................ 29
Gambar 3.6. Dial Indicator ................................................................. 29
Gambar 3.7. Jangka Sorong .............................................................. 30
Gambar 3.8. Gerinda Tangan ............................................................ 30
Gambar 3.9. Kikir ............................................................................... 30
Gambar 3.10. Amplas .......................................................................... 31
Gambar 3.11. Mesin Uji Tarik .............................................................. 31
Gambar 3.12. Micro Vickers Hardness Mechine .................................. 32
Gambar 3.13. Alat Uji Foto Makro........................................................ 32
Gambar 3.14. Alat Uji Foto Mikro ......................................................... 33
Gambar 3.15. Pemasangan Tool Pada Coled ..................................... 34
Gambar 3.16. Posisi Pencekaman Benda Kerja .................................. 34
Gambar 3.17. Parameter Proses Pengelasan ..................................... 35
Gambar 3.18. Proses Masuknya Tool Pada Plat Aluminium ............... 35
Gambar 3.19. Proses Friction Stir Welding .......................................... 36
Gambar 3.20. Spesimen Uji Tarik ........................................................ 37

xii

Gambar 3.21. Pengujian Tarik ............................................................. 38
Gambar 3.22. Spesimen Uji Kekerasan ............................................... 38
Gambar 3.23. Spesimen Uji Struktur Makro dan Mikro ........................ 39
Gambar 4.1. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 0,9 mm .......... 42
Gambar 4.2. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 1,9 mm .......... 43
Gambar 4.3. Hasil Pengelasan dengan Depth Plunge 2,9 mm .......... 43
Gambar 4.4. Grafik Variasi Depth Plunge Terhadap Tegangan......... 44
Gambar 4.5. Grafik Variasi Depth Plunge Terhadap Regangan ........ 45
Gambar 4.6. Foto Makro Pada Variasi 0,9 mm .................................. 46
Gambar 4.7. Foto Makro Pada Variasi 1,9 mm .................................. 47
Gambar 4.8. Foto Makro Pada Variasi 2,9 mm .................................. 47
Gambar 4.9. Struktur Mikro Pada Base Metal Variasi Depth Plunge
(1) 0,9 mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ................................ 47
Gambar 4.10. Struktur Mikro Pada HAZ Variasi Depth Plunge (1) 0,9
mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ........................................... 48
Gambar 4.11. Struktur Mikro Pada Stir Zone Variasi Depth Plunge
(1) 0,9 mm (2) 1,9 mm (3) 2,9 mm ................................ 48
Gambar 4.12. Grafik Uji Kekerasan (HVN) ......................................... 51

xiii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat Fisik Aluminium .......................................................... 16
Tabel 4.1. Hasil Uji Komposisi Kimia Bahan ....................................... 41
Tabel 4.2. Data Tegangan Hasil Uji Tarik ........................................... 44
Tabel 4.3. Data Regangan Hasil Uji Tarik ........................................... 44
Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Vickers (HVN) .................................. 51

xiv