PENGARUH TEGANGAN LISTRIK DAN WAKTU PENGELASAN TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK DAN MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK 3 LAPIS BAJA TAHAN KARAT DENGAN KANDUNGAN NIKEL YANG BERBEDA.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH TEGANGAN LISTRIK DAN WAKTU
PENGELASAN TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK DAN
MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK 3 LAPIS BAJA TAHAN
KARAT DENGAN KANDUNGAN NIKEL YANG BERBEDA

SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh :
PRAMUDYA ARDYKA CHANDRA
NIM I1410026

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA

2013
commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH TEGANGAN LISTRIK DAN WAKTU PENGELASAN

TERHADAP KARAKTERISTIK FISIK DAN MEKANIK SAMBUNGAN
LAS TITIK 3 LAPIS BAJA TAHAN KARAT DENGAN
KANDUNGAN NIKEL YANG BERBEDA
Pramudya Ardyka Chandra
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta
ardyka_chandra@yahoo.com
Abstrak
Karakteristik hasil sambungan las titik dipengaruhi oleh parameter las dan
unsur paduan material yang disambung. Nikel (Ni) merupakan salah satu unsur
paduan yang penting pada baja tahan karat. Tujuan penelitian ini adalah untuk
mengetahui pengaruh tegangan listrik dan waktu pengelasan terhadap karakteristik
fisik dan mekanik sambungan las titik 3 lapis baja tahan karat dengan kandungan
nikel yang berbeda.
Material yang dilas terdiri dari 316L (10-14%Ni), J4 (1-1.5%Ni), dan J1 (46%Ni). Variasi tegangan listrik yang digunakan adalah 1.79V, 2.02V, dan 2.30V
dengan waktu pengelasan 2.5, 5, dan 7.5 detik. Karakteristik fisik dianalisa melalui
foto makro-mikro dan uji keras, sedangkan karakteristik mekanik melalui uji tarikgeser.
Hasil pengujian menunjukkan kandungan nikel berperan terhadap
terjadinya lokasi kegagalan tarik pada interface 316L-J4. Fasa austenit yang
dominan pada nugget beresiko menurunkan kekuatan di daerah tersebut.

Pengelasan dengan tegangan listrik tertinggi (2.30V) dan waktu terlama (7.5 detik)
memiliki kekuatan teringgi dengan rata-rata kapasitas beban dukung sebesar
10.25kN dan mengalami kegagalan pullout. Sebaliknya, pengelasan dengan
tegangan listrik terendah (1.79V) dan waktu tersingkat (2.5 detik) memiliki
kekuatan terendah dengan rata-rata kapasitas beban dukung sebesar 4.54kN dan
mengalami kegagalan interfacial.
Kata kunci : las titik 3 lapis, nikel, baja tahan karat, tegangan listrik, waktu
pengelasan

commit to user

iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

THE EFFECTS OF VOLTAGE AND WELDING TIME ON
PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF 3 SHEETS
RESISTANCE SPOT WELDING (RSW) OF STAINLESS STEEL

WITH DIFFERENT NICKEL PERCENTAGE
Pramudya Ardyka Chandra
Department of Mechanical Engineering
Sebelas Maret University Surakarta
ardyka_chandra@yahoo.com
Abstract
Characteristic of spot welding joint is influenced by welding parameter and
chemical composition of weld materials. Nickel (Ni) is an important element of
stainless steel. The objective of this research is to investigate the effects of voltage
and welding time on physical and mechanical properties of 3 sheets resistance spot
welding of stainless steel with different nickel percentage.
The welding materials consisted of 316L (10-14%Ni), J4 (1-1.5%Ni), and
J1 (4-6%Ni). Variation of voltages were 1.79V, 2.02V, 2.30V and variation of
welding times were 2.5s, 5s, 7.5s. Physical properties were investigated by macromicrophotograph, while the mechanical ones were investigated by tensile-shear
and hardness test.
Test results show that nickel content affected the failure mode which was
happened on interface of 316L-J4. Dominant austenite phase in nugget can reduce
the mechanical strength. Specimens which were welded on the highest voltage
(2.30V) and the longest welding time (7.5s) have pullout failure mode and the
highest tensile strength with TLBC (tensile load bearing capacity) of 10.25kN.

Specimens which were welded on the lowest voltage (1.79V) and the shortest
welding time (2.5s) have interfacial failure mode and the lowest tensile strength
with TLBC of 4.54kN.
Key words : 3 sheets spot welding, nickel, stainless steel, voltage, welding time

commit to user

iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkatnya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat memperoleh gelar sarjana
teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua
pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,

khususnya kepada:
1. Bapak Dr. Triyono, ST., MT. selaku pembimbing I yang telah memberikan
bimbingan dan arahan dengan sangat baik selama penelitian dan penulisan
skripsi ini.
2. Bapak Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. selaku pembimbing II yang
memberikan bimbingan dengan sangat baik dalam penelitian dan penulisan
skripsi ini.
3. Bapak Prof. Muhammad Nizam, PhD selaku pembimbing akademik selama
penulis menjadi mahasiswa di jurusan Teknik Mesin UNS.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, ST., MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik UNS.
5. Dosen - dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membagikan ilmu selama
masa perkuliahan.
6. Orangtua, saudara dan segenap keluarga penulis yang telah mendoakan,
mendidik dan memberikan dukungan moral dan material selama penulisan
skripsi ini.
7. Angela Dian Kusumaningtyas yang selalu setia mendampingi, memberikan
semangat dan dukungan keapada penulis dalam segala hal.
8. Maruto Adi P, ST. selaku laboran Lab. Material Teknik Mesin UNS serta
Arifin dan Endri selaku laboran Lab. Proses Produksi Teknik Mesin UNS

yang telah membantu penulis dalam pembuatan dan pengujian spesimen.
9. Teman-teman satu kelompok skripsi; Coirul, Haikal dan Taufik atas kerjasama
dan dukungannya selama pengerjaan skripsi ini.
10. Teman-teman dari S1 Transfer 2010 dan S1 Reguler dan Nonreg, Sutiyono,
Hari, Zuhri, Sahid Bayu, commit
Eko Yulianto,
to user Mahalevi, dkk. yang telah

v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

memberikan motivasi dan dukungan moril baik secara langsung maupun tidak
langsung.
11. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan
dorongan semangat serta doa, terima kasih.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak
kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran, koreksi, dan kritik yang

membangun dari pembaca. Akhir kata, semoga penelitian ini dapat memberikan
manfaat.

Surakarta, 24 Desember 2013
Penulis

commit to user

vi

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

ABSTRAK ………………………………………………………………...
KATA PENGANTAR …………………………………………………….
DAFTAR ISI ……………………………………………………………...
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………..

DAFTAR TABEL ………………………………………………………...

iii
v
vii
viii
ix

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………..
1.1. Latar Belakang …………………………....................................
1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………..
1.3. Batasan Masalah ……………………………………………….
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian …………………………….......
1.5. Sistematika Penulisan ………………………………………….

1
1
3
3
4

4

BAB II LANDASAN TEORI …………………………………………...
2.1. Tinjauan Pustaka …………………………................................
2.2. Dasar Teori …………………………………………………….
2.2.1. Nikel …………………………………….........................
2.2.2. Baja Tahan Karat Austenitik (Austenitic Stainless
Steel)………………………………………………..........
2.2.3. Pengelasan Titik (Resistance Spot Welding) …………....

5
5
13
13

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ……………………………….
3.1. Tempat Penelitian ……………………………………………...
3.2. Alat dan Bahan ………………………………………………...
3.3. Prosedur Penelitian ……………………………………….........
3.3.1. Persiapan susunan plat …………………..........................

3.3.2. Pembuatan variabel penelitian…………………...............
3.3.3. Proses pengelasan titik ......................................................
3.3.4. Tahap pengujian …………………....................................
3.3.5. Tahap analisa .....................................................................
3.4. Diagram alir penelitian ………………………………...............

21
21
21
23
23
24
24
25
26
27

BAB IV DATA DAN ANALISA ………………………………………..
4.1. Foto Hasil Pengelasan…………………….................................
4.2. Foto Makro dan Mikro………………………………................
4.3. Kekerasan Mikro…………………………….............................
4.4. Sifat Mekanik dan Mode Kegagalan Uji Tarik Geser……….....

28
28
29
36
39

14
16

BAB V PENUTUP ……………………………………………………….. 43
5.1. Kesimpulan ……………………………………………………. 43
5.2. Saran …………………………………………………………... 43
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………….
45
commit to user
Lampiran ………………………………………………………………….. 47

vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Hasil uji kekerasan pada las titik variasi arus ……………….
Gambar 2.2 Distribusi kekerasan pada plat gabungan ……........................
Gambar 2.3 Pengaruh kuat arus dan waktu pengelasan terhadap kekuatan
geser hasil las …………………..............................................
Gambar 2.4 Pengaruh filler beda material dan besar arus listrik terhadap
nilai kekuatn tarik geser hasil sambungan las …………….....
Gambar 2.5 Pengaruh beda material dan besar arus listrik terhadap nilai
kekerasan sambungan las ……………………........................
Gambar 2.6 Pengaruh beda diameter elektroda dan gaya tekan terhadap
kekuatan tarik ………………………………………………..
Gambar 2.7 Weld nugget configuration and dimensions for resistance
spot welding of multi-stackup steel sheet …………................
Gambar 2.8 Hasil simulasi finite element model susunan plat0.6mm
SAE1004 +1.8mm SAE1004 +1.2mm DP600………………
Gambar 2.9 Komputasi bentuk dan ukuran nugget terhadap perbedaan
arus listrik pada pengelasan ………………………………....
Gambar 2.10 Komputasi bentuk nugget terhadap lama pengelasan ……....
Gambar 2.11 Proses pembentukan nugget ………………………………..
Gambar 2.12 Pengaruh kuat arus listrik terhadap diameter nugget yang
terbentuk .................................................................................
Gambar 2.13 Proses solidifikasi baja tahan karat ........................................
Gambar 2.14 Skema proses las titik ............................................................
Gambar 2.15 Siklus proses pengelasan titik ................................................
Gambar 3.1 Mesin las titik tipe DN-16-1 AC Point Welder........................
Gambar 3.2 Jig.............................................................................................
Gambar 3.3 Elektroda tembaga …………...................................................
Gambar 3.4 Bahan penelitian (plat stainless steel 316L, J4, dan J1)……...
Gambar 3.5 Bentuk rancangan spesimen uji tarik……................................
Gambar 3.6 Diagram alir penelitian ............................................................
Gambar 4.1 Hasil pengelasan spesimen uji .................................................
Gambar 4.2 Foto makro daerah lasan ………..............................................
Gambar 4.3 Grafik hubungan parameter las dengan diameter nugget pada
interface 316L-J4 dan J4-J1……………………………….....
Gambar 4.4 Struktur mikro base metal .......................................................
Gambar 4.5 Hubungan struktur mikro nugget dan parameter las titik ........
Gambar 4.6 Fasa solidifikasi nugget pada Diagram Schaeffler ..................
Gambar 4.7 Struktur mikro nugget …………..............................................
Gambar 4.8 Struktur mikro HAZ variasi voltase 2.30 volt .........................
Gambar 4.9 Grafik hasil pengujian kekerasan mikro (diagonal) ...............
Gambar 4.10 Grafik hasil pengujian kekerasan mikro (vertikal)………….
Gambar 4.11 Grafik hubungan antara waktu pengelasan dan TLBC...........
Gambar 4.12 Mode kegagalan pada tiap variasi spesimen ……..................
Gambar 4.13 Deformasi mode kegagalan spesimen ……...........................
commit to user

viii

7
7
8
9
9
10
11
11
12
12
13
13
15
16
18
21
21
22
22
23
27
28
29
30
32
33
34
35
36
38
39
40
41
42

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL

Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel

2.1 Sifat fisik (properties) dari kovar, CRS, dan nikel …………….
2.2 Recommended nominal process parameters ……………..........
3.1 Variasi tegangan listrik terhadap waktu pengelasan ………......
3.2 Data jumlah spesimen pengujian ……………………………...
4.1 Komposisi kimia plat stainless steel 316L, J4, dan J1………....
4.2 Nilai Crek dan Niek dari 316L, J4 dan J1……..…………….......

commit to user

ix

5
6
24
26
31
34

Dokumen yang terkait

Studi Pengaruh Arus dan Waktu Pengelasan terhadap Sifat Mekanik Sambungan Las Titik (Spot Welding) Logam Tak Sejenis

0 3 8

PENDAHULUAN Analisa Pengaruh Filler Serbuk Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 3 5

DASAR TEORI Analisa Pengaruh Filler Serbuk Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 2 25

METODE PENELITIAN Analisa Pengaruh Filler Serbuk Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 1 14

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Pengaruh Filler Serbuk Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 1 18

DAFTAR PUSTAKA Analisa Pengaruh Filler Serbuk Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 2 4

ANALISA PENGARUH FILLER METAL ZINC TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN BEDA MATERIAL PADA LAS TITIK ANTARA Analisa Pengaruh Filler Metal Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 3 19

TUGAS AKHIR Analisa Pengaruh Filler Metal Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 2 20

PENDAHULUAN Analisa Pengaruh Filler Metal Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 3 5

DAFTAR PUSTAKA Analisa Pengaruh Filler Metal Zinc Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Beda Material Pada Las Titik Antara Baja Tahan Karat Dan Aluminium.

0 3 4