Analisa Hasil Pengelasan Smaw Pada Stainless Steel Aisi 304 Dengan Variasi Arus dan Diameter Elektroda
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Las dalam bidang konstruksi sangat luas penggunaannya meliputi
konstruksi jembatan, perkapalan, industri karoseri dll. Disamping untuk
konstruksi las juga dapat untuk mengelas cacat logam pada hasil pengecoran
logam, mempertebal yang aus (Wiryosumarto dan Okumura; 2004). Secara
sederhana dapat diartikan bahwa pengelasan merupakan proses penyambungan
dua buah logam sampai titik rekristalisasi logam baik menggunakan bahan
tambah maupun tidak dan menggunakan energi panas sebagai pencair bahan yang
dilas.Pengertian pengelasan menurut Widharto (2003) adalah salah satu cara
untuk menyambung benda padat dengan jalan mencairkannya melalui pemanasan.
Berdasarkan definisi dari Deutche Industrie Normen (DIN) las adalah ikatan
metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam
keadaan lumer atau cair. Wiryosumarto dan Okumura (2004) menyebutkan bahwa
pengelasan adalah penyambungan setempat dari beberapa batang logam dengan
menggunakan energi panas. Penyambungan dua buah logam menjadi satu
dilakukan dengan jalan pemanasan atau pelumeran, dimana kedua ujung logam
yang akan disambung di buat lumer atau dilelehkan dengan busur nyala atau
panas yang didapat dari busur nyala listrik (gas pembakar) sehingga kedua ujung
atau bidang logam merupakan bidang masa yang kuat dan tidak mudah
dipisahkan (Arifin,1997). Paling tidak saat ini terdapat sekitar 40 jenis
pengelasan. Dari seluruh jenis pengelasan tersebut hanya dua jenis yang paling
populer di Indonesia yaitu pengelasan dengan menggunakan busur nyala listrik
(Shielded metal arc welding/ SMAW) dan las karbit (Oxy acetylene
welding/OAW).
Sampai saat ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang diunakan
dalam bidang las, ini disebabkan karena belum adanya kesepakatan dalam hal
tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasian tersebut pada waktu ini
dapat dibagi dalam dua bagian, yaitu :
• Berdasarkan cara pengelasan
1
Universitas Sumatera Utara
• Berdasarkan energy yang digunakan
Pengelasan berdasarkan klasifikasi cara kerja dapat dibagi dalam tiga
kelompok yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian. Pengelasan cair
adalah suatu cara pengelasan dimana benda yang akan disambung dipanaskan
sampai mencair dengan sumber energi panas. Cara pengelasan yang paling
banyak digunakan adalah pengelasan cair dengan busur (las busur listrik) dan gas.
Jenis dari las busur listrik ada 4 yaitu las busur dengan elektroda terbungkus, las
busur gas (TIG, MIG, las busur CO2), las busur tanpa gas, las busur rendam. Jenis
dari las busur elektroda terbungkus salah satunya adalah las SMAW (Shielding
Metal Arc Welding)
Mesin las SMAW menurut arusnya dibedakan menjadi tiga macam yaitu
mesin las arus searah atau Direct Current (DC), mesin las arus bolak-balik atau
Alternating Current (AC) dan mesin las arus ganda yang merupakan mesin las
yang dapat digunakan untuk pengelasan dengan arus searah (DC) dan pengelasan
dengan arus bolak-balik (AC). Mesin Las arus DC dapat digunakan dengan dua
cara yaitu polaritas lurus dan polaritas terbalik. Mesin las DC polaritas lurus (DC) digunakan bila titik cair bahan induk tinggi dan kapasitas besar, untuk pemegang
elektrodanya dihubungkan dengan kutub negatif dan logam induk dihubungkan
dengan kutub positif, sedangkan untuk mesin las DC polaritas terbalik (DC+)
digunakan bila titik cair bahan induk rendah dan kapasitas kecil, untuk pemegang
elektrodanya dihubungkan dengan kutub positif dan logam induk dihubungkan
dengan kutub negatif.
Pilihan ketika menggunakan DC polaritas negatif atau positif adalah
terutama ditentukan elektroda yang digunakan. Beberapa elektroda SMAW
didisain untuk digunakan hanya DC- atau DC+. Elektroda lain dapat
menggunakan keduanya DC- dan DC+. Elektroda E7018 dapat digunakan pada
DC polaritas terbalik (DC+). Pengelasan ini menggunakan elektroda E7018
dengan diameter 3,2 mm, maka arus yang digunakan berkisar antara 115-165
Amper. Dengan interval arus tersebut, pengelasan yang dihasilkan akan berbedabeda (Soetardjo, 1997).
Tidak semua logam memiliki sifat mampu las yang baik. Bahan yang
mempunyai sifat mampu las yang baik diantaranya adalah baja paduan rendah.
2
Universitas Sumatera Utara
Baja ini dapat dilas dengan las busur elektroda terbungkus, las busur rendam dan
las MIG (las logam gas mulia). Baja paduan rendah biasa digunakan untuk pelatpelat tipis dan konstruksi umum (Wiryosumarto, 2000).
Pada baja tahan karat ferritik menghasilkan ketangguhan yang rendah
setelah mengalami pengelasan. Ini karena struktur mikro di HAZ yang dekat
dengan logam las mengalami pengkasaran atau pertumbuhan butir yang
berlebihan sehingga dapat memicu retak terutama jika mengelas pelat tebal (>25
mm). Untuk itu dalam proses pengelasannya perlu diperhatikan beberapa
parameter proses pengelasan yang berhubungan dengan kualitas hasil las seperti
tegangan dan arus yang digunakan, kecepatan pengelasan, penggunaan elektroda
yang tepat, dan lain sebagainya. Salah satu sifat mekanik yang paling penting
dalam pengelasan adalah sifat kekerasan (hardness). Berdasarkan latar belakang
diatas maka penelitian ini mengambil judul : “ Analisa Hasil Pengelasan SMAW
Pada Stainlees Steel 304 Dengan Variasi Arus Dan Diameter Elektroda” .
1.2 Perumusan Masalah
Penelitian ini menggunakan bahan Stainlees Steel 304 yang diberi
perlakuan pengelasan dengan variasi arus dan elektroda terhadap distribusi
kekerasan dan struktur mikro pada Ferritic stainless steel setelah mengalami
proses pengelasan dengan menggunakan las SMAW .
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah :
1.Untunk mengetahui pengaruh variasi arus dan diameter elektroda terhadap
kekerasan dengan material Stainless Steel AISI 304 pada hasil pengelasan
SMAW.
2.Untuk mengetahui pengaruh variasi arus dan diameter elektroda terhadap
struktur mikro dengan material Stainless Steel AISI 304pada hasil pengelasan
SMAW.
3.Untuk mengetahui kwalitas sambungan las dengan material Stainless Steel AISI
304pada hasil pengelasan SMAW.
3
Universitas Sumatera Utara
1.4 Batasan Masalah
Agar permasalahan dalam penelitian ini tidak terlalu melebar dari tujuan
yang ingin dicapai, maka perlu ditentukan batasan masalah, adapun
batasan
permasalahan adalah sebagai berikut:
•
Memakai bahan uji Stainless Steel AISI 304
•
Pengelasan yang dilakukan adalah pengelasan SMAW dengan elektroda E
308 L berdiameter 2,6 mm dan berdiameter 3,2 mm
•
Variasi arus pengelasan yang dipakai yaitu 85 A, 95 A, 105 A, dan 115 A
•
Pengujian yang dlakukan adalah sifat mekanik yang meliputi pengujian
kekerasan (hardness) dan foto mikro (metallografi)
1.5 Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu:
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang
telah ditetapkan, tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan dan
metodologi penulisan skripsi.
BAB II : DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang berhubungan dengan
penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya
berasal dari: buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-mail, e-book, dan
enews.
BAB III: METODOLOGI
4
Universitas Sumatera Utara
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan
untukmenyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai
langkah-langkah penelitian, pengolahan dan analisa data yang akan digunakan
untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.
BAB IV: ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah
diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh referensi yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan tugas
akhir ini.
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Las dalam bidang konstruksi sangat luas penggunaannya meliputi
konstruksi jembatan, perkapalan, industri karoseri dll. Disamping untuk
konstruksi las juga dapat untuk mengelas cacat logam pada hasil pengecoran
logam, mempertebal yang aus (Wiryosumarto dan Okumura; 2004). Secara
sederhana dapat diartikan bahwa pengelasan merupakan proses penyambungan
dua buah logam sampai titik rekristalisasi logam baik menggunakan bahan
tambah maupun tidak dan menggunakan energi panas sebagai pencair bahan yang
dilas.Pengertian pengelasan menurut Widharto (2003) adalah salah satu cara
untuk menyambung benda padat dengan jalan mencairkannya melalui pemanasan.
Berdasarkan definisi dari Deutche Industrie Normen (DIN) las adalah ikatan
metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam
keadaan lumer atau cair. Wiryosumarto dan Okumura (2004) menyebutkan bahwa
pengelasan adalah penyambungan setempat dari beberapa batang logam dengan
menggunakan energi panas. Penyambungan dua buah logam menjadi satu
dilakukan dengan jalan pemanasan atau pelumeran, dimana kedua ujung logam
yang akan disambung di buat lumer atau dilelehkan dengan busur nyala atau
panas yang didapat dari busur nyala listrik (gas pembakar) sehingga kedua ujung
atau bidang logam merupakan bidang masa yang kuat dan tidak mudah
dipisahkan (Arifin,1997). Paling tidak saat ini terdapat sekitar 40 jenis
pengelasan. Dari seluruh jenis pengelasan tersebut hanya dua jenis yang paling
populer di Indonesia yaitu pengelasan dengan menggunakan busur nyala listrik
(Shielded metal arc welding/ SMAW) dan las karbit (Oxy acetylene
welding/OAW).
Sampai saat ini banyak sekali cara-cara pengklasifikasian yang diunakan
dalam bidang las, ini disebabkan karena belum adanya kesepakatan dalam hal
tersebut. Secara konvensional cara-cara pengklasifikasian tersebut pada waktu ini
dapat dibagi dalam dua bagian, yaitu :
• Berdasarkan cara pengelasan
1
Universitas Sumatera Utara
• Berdasarkan energy yang digunakan
Pengelasan berdasarkan klasifikasi cara kerja dapat dibagi dalam tiga
kelompok yaitu pengelasan cair, pengelasan tekan dan pematrian. Pengelasan cair
adalah suatu cara pengelasan dimana benda yang akan disambung dipanaskan
sampai mencair dengan sumber energi panas. Cara pengelasan yang paling
banyak digunakan adalah pengelasan cair dengan busur (las busur listrik) dan gas.
Jenis dari las busur listrik ada 4 yaitu las busur dengan elektroda terbungkus, las
busur gas (TIG, MIG, las busur CO2), las busur tanpa gas, las busur rendam. Jenis
dari las busur elektroda terbungkus salah satunya adalah las SMAW (Shielding
Metal Arc Welding)
Mesin las SMAW menurut arusnya dibedakan menjadi tiga macam yaitu
mesin las arus searah atau Direct Current (DC), mesin las arus bolak-balik atau
Alternating Current (AC) dan mesin las arus ganda yang merupakan mesin las
yang dapat digunakan untuk pengelasan dengan arus searah (DC) dan pengelasan
dengan arus bolak-balik (AC). Mesin Las arus DC dapat digunakan dengan dua
cara yaitu polaritas lurus dan polaritas terbalik. Mesin las DC polaritas lurus (DC) digunakan bila titik cair bahan induk tinggi dan kapasitas besar, untuk pemegang
elektrodanya dihubungkan dengan kutub negatif dan logam induk dihubungkan
dengan kutub positif, sedangkan untuk mesin las DC polaritas terbalik (DC+)
digunakan bila titik cair bahan induk rendah dan kapasitas kecil, untuk pemegang
elektrodanya dihubungkan dengan kutub positif dan logam induk dihubungkan
dengan kutub negatif.
Pilihan ketika menggunakan DC polaritas negatif atau positif adalah
terutama ditentukan elektroda yang digunakan. Beberapa elektroda SMAW
didisain untuk digunakan hanya DC- atau DC+. Elektroda lain dapat
menggunakan keduanya DC- dan DC+. Elektroda E7018 dapat digunakan pada
DC polaritas terbalik (DC+). Pengelasan ini menggunakan elektroda E7018
dengan diameter 3,2 mm, maka arus yang digunakan berkisar antara 115-165
Amper. Dengan interval arus tersebut, pengelasan yang dihasilkan akan berbedabeda (Soetardjo, 1997).
Tidak semua logam memiliki sifat mampu las yang baik. Bahan yang
mempunyai sifat mampu las yang baik diantaranya adalah baja paduan rendah.
2
Universitas Sumatera Utara
Baja ini dapat dilas dengan las busur elektroda terbungkus, las busur rendam dan
las MIG (las logam gas mulia). Baja paduan rendah biasa digunakan untuk pelatpelat tipis dan konstruksi umum (Wiryosumarto, 2000).
Pada baja tahan karat ferritik menghasilkan ketangguhan yang rendah
setelah mengalami pengelasan. Ini karena struktur mikro di HAZ yang dekat
dengan logam las mengalami pengkasaran atau pertumbuhan butir yang
berlebihan sehingga dapat memicu retak terutama jika mengelas pelat tebal (>25
mm). Untuk itu dalam proses pengelasannya perlu diperhatikan beberapa
parameter proses pengelasan yang berhubungan dengan kualitas hasil las seperti
tegangan dan arus yang digunakan, kecepatan pengelasan, penggunaan elektroda
yang tepat, dan lain sebagainya. Salah satu sifat mekanik yang paling penting
dalam pengelasan adalah sifat kekerasan (hardness). Berdasarkan latar belakang
diatas maka penelitian ini mengambil judul : “ Analisa Hasil Pengelasan SMAW
Pada Stainlees Steel 304 Dengan Variasi Arus Dan Diameter Elektroda” .
1.2 Perumusan Masalah
Penelitian ini menggunakan bahan Stainlees Steel 304 yang diberi
perlakuan pengelasan dengan variasi arus dan elektroda terhadap distribusi
kekerasan dan struktur mikro pada Ferritic stainless steel setelah mengalami
proses pengelasan dengan menggunakan las SMAW .
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan khusus dari penelitian ini adalah :
1.Untunk mengetahui pengaruh variasi arus dan diameter elektroda terhadap
kekerasan dengan material Stainless Steel AISI 304 pada hasil pengelasan
SMAW.
2.Untuk mengetahui pengaruh variasi arus dan diameter elektroda terhadap
struktur mikro dengan material Stainless Steel AISI 304pada hasil pengelasan
SMAW.
3.Untuk mengetahui kwalitas sambungan las dengan material Stainless Steel AISI
304pada hasil pengelasan SMAW.
3
Universitas Sumatera Utara
1.4 Batasan Masalah
Agar permasalahan dalam penelitian ini tidak terlalu melebar dari tujuan
yang ingin dicapai, maka perlu ditentukan batasan masalah, adapun
batasan
permasalahan adalah sebagai berikut:
•
Memakai bahan uji Stainless Steel AISI 304
•
Pengelasan yang dilakukan adalah pengelasan SMAW dengan elektroda E
308 L berdiameter 2,6 mm dan berdiameter 3,2 mm
•
Variasi arus pengelasan yang dipakai yaitu 85 A, 95 A, 105 A, dan 115 A
•
Pengujian yang dlakukan adalah sifat mekanik yang meliputi pengujian
kekerasan (hardness) dan foto mikro (metallografi)
1.5 Sistematika Penulisan
Agar penyusunan skripsi ini dapat tersusun secara sistematis dan
mempermudah pembaca memahai tulisan ini, maka skripsi ini dibagi dalam
beberapa bagian yaitu:
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
ABSTRAK
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang dari judul skripsi yang
telah ditetapkan, tujuan, manfaat, batasan masalah, sistematika penulisan dan
metodologi penulisan skripsi.
BAB II : DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang berhubungan dengan
penulisan skripsi. Dasar teori didapatkan dari berbagai sumber, diantaranya
berasal dari: buku - buku pedoman, jurnal, paper, tugas akhir, e-mail, e-book, dan
enews.
BAB III: METODOLOGI
4
Universitas Sumatera Utara
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode yang akan digunakan
untukmenyelesaikan penulisan skripsi. Pada bab ini juga akan dibahas mengenai
langkah-langkah penelitian, pengolahan dan analisa data yang akan digunakan
untuk menyelesaikan permasalahan dari topik yang diangkat.
BAB IV: ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dianalisa dan dibahas mengenai data-data yang telah
diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dari penulisan tugas akhir dan saran-saran.
DAFTAR PUSTAKA
Berisi seluruh referensi yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan tugas
akhir ini.
LAMPIRAN
5
Universitas Sumatera Utara