PENDAHULUAN PENGARUH FEED RATE TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN DAN KEKUATAN BENDING PADA PENGELASAN FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM 5052

Jurnal Tugas Akhir 1 PENGARUH FEED RATE TERHADAP STRUKTUR MIKRO, KEKERASAN DAN KEKUATAN BENDING PADA PENGELASAN FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM 5052 Lukito Adi Wicaksono Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Jalan Lingkar Selatan Tamantirto, Kasihan, Bantul, D.I. Yogyakarta, Indonesia, 55183 lukitoadi1992gmail.com ABSTRAK Aluminium seri 5xxx adalah paduan aluminium dengan magnesium Al-Mg yang banyak diaplikasikan pada material konstruksi. Selama ini proses penyambungan aluminium banyak dilakukan dengan metode pengelasan TIG Tungsten Inert Gas, namun jenis pengelasan ini mempunyai kekurangan yaitu masih menggunakan logam pengisi dan timbulnya deformasi ketika pendinginan. Friction stir welding adalah salah satu jenis alternatif pengelasan yang terjadi dalam kondisi padat dengan memanfaatkan gerak rotasi tool sebagai penghasil panas, pengaduk, sekaligus penempa pada dua sisi material yang akan disambung. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa struktur mikro, profil kekerasan dan kekuatan bending hasil pengelasan aluminium seri 5052 dengan metode friction stir welding. Material spesimen terbuat dari plat aluminium 5052 dengan ukuran 110 mm x 85 mm dan tebal 5 mm disambung dengan pengelasan friction stir welding pada kecepatan spindel 3600 rpm dengan variasi feed rate 2 cmmenit, 6 cmmenit, 12 cmmenit dan 18 cmmenit. Hasil pengelasan akan diuji dengan pengujian struktur mikro, kekerasan dan kekuatan bending pada sisi permukaan dan akar lasan. Pengujian struktur mikro dilakukan pada daerah logam induk, HAZ dan stir zone. Pengujian kekerasan menggunakan metode makro Vickers. Pengujian bending menggunakan metode three point bending pada permukaan dan akar lasan dengan standar ASTM E190. Hasil pengujian menunjukkan bahwa struktur mikro pada daerah HAZ terlihat butiran kristal lebih kecil dan panjang serta arahnya yang melingkar daripada logam induk. Pada daerah lasan terlihat butiran kristal membesar dan jarak antar kristal renggang. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan nilai kekerasan tertinggi terdapat pada feed rate 12 cmmenit sebesar 65,9 VHN dan nilai kekerasan terendah terdapat pada feed rate 2 cmmenit sebesar 61 VHN. Pengujian bending menunjukkan nilai kekuatan lentur tertinggi terdapat pada akar lasan feed rate 2 cmmenit sebesar 729,06 MPa. Sedangkan nilai kekuatan lentur terendah terdapat pada akar lasan feed rate 18 cmmenit sebesar 135,35 MPa. Hasil uji struktur makro dan mikro menunjukkan adanya cacat wormhole pada semua hasil pengelasan. Kata Kunci : FSW, feed rate, aluminium 5052

1. PENDAHULUAN

Friction stir welding adalah salah satu jenis alternatif pengelasan yang masih dikembangkan dengan cara memodifikasi beberapa parameternya untuk mencapai hasil pengelasan terbaik. Prinsip kerja friction stir welding yaitu dengan memanfaatkan gerak rotasi tool sebagai penghasil panas, pengaduk, sekaligus Jurnal Tugas Akhir 2 penempa pada dua sisi material yang akan disambung. Selain gerak rotasi tool, dalam friction stir welding juga terdapat gerak translasi, yaitu pergerakan meja kerja feed rate ketika proses pengelasan material berlangsung. Feed rate inilah yang sedang diteliti agar diketahui kecepatan yang tepat sehingga mencapai hasil yang maksimal pada sambungan las. Wijayanto 2010, meneliti tentang kekuatan bending pada pengelasan friction stir welding aluminium 6110 setebal 3,8 mm dengan variasi kecepatan putar 1500 rpm dan 2880 rpm. Nilai tegangan bending tertinggi terdapat pada kecepatan putar mesin 1500 rpm dengan feed rate 200 mmmenit sebesar 29,85 kgmm 2 atau 78 dari raw material 38,13 kgmm 2 , terendah terdapat pada kecepatan putar 2880 rpm dengan feed rate 300 mmmenit sebesar 11,89 kgmm 2 31 raw material. Berdasarkan uraian di atas, maka perlu adanya pengkajian mengenai pengaruh feed rate terhadap struktur mikro, kekerasan dan kekuatan bending pada pengelasan FSW aluminium 5052. 2. METODE PENELITIAN 2.1. Material Tool Material benda kerja yang digunakan pada penelitian kali ini adalah plat aluminium paduan 5052 dengan ukuran panjang 130 mm, lebar 85 mm, serta ketebalan 5 mm. Penggunaan material tool menggunakan baja ST 90 dengan dimensi tool yaitu panjang pin 5 mm, diameter pin 5 mm dan panjang shoulder 95 mm serta diameter 20 mm. Gambar 2.1. Desain tool modifikasi dari Apriansyah, 2010

2.2. Proses Penelitian Proses penelitian friction stir welding

dilakukan di Laboratorium Fabrikasi S1 Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. Proses pengelasan menggunakan kecepatan 3600 rpm dengan variasi feed rate 2 cmmenit, 16 cmmenit, 12 cmmenit dan 18 cmmenit. Proses pengelasan FSW sangat sederhana yaitu dengan menggunakan sebuah tool yang terdiri dari pin dan shoulder yang diputar pada kecepatan putaran tertentu dengan feed rate tertentu di sepanjang jalur sambungan antara dua sisi material yang akan disambung. Dalam pengelasan FSW, tool memiliki fungsi utama yaitu memanaskan logam induk yang disambung dan menggerakkan material untuk menghasilkan sambungan. Setelah proses pengelasan selesai, maka dilanjutkan dengan pengujian spesimen untuk mengamati struktur makro dan mikro, kekerasan dan kekuatan lentur. Benda kerja selanjutnya dibentuk spesimen sesuai dengan standar ASTM E190. Gambar 2.2. Spesimen standar ASTM E190. Spesimen yang sudah dibentuk dengan standar ASTM E190 selanjutnya diuji bending. Proses pengujian bending menggunakan metode three point bending, yaitu dua titik sebagai tumpuan dan satu titik sebagai beban penekanan. Uji bending dilakukan pada raw material, sisi permukaan lasan face dan pada sisi akar lasan root. Jurnal Tugas Akhir 3

3. HASIL DAN PEMBAHASAN