ANALISA SIFAT MEKANIS PADA PLAT BAJA ST37 TERHADAP VARIASI SUDUT KAMPUH V TUNGGAL PENGELASAN TIG

ANALISA SIFAT MEKANIS PADA PLAT BAJA ST37 TERHADAP

  VARIASI SUDUT KAMPUH V TUNGGAL PENGELASAN TIG SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

   SATAHI H G NAIBAHO NIM.080401102 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana

  ANALISA SIFAT MEKANIS BAHAN PADA

  ini. Tugas sarjana yang berjudul

  ” PLAT BAJA ST37 TERHADAP VARIASI SUDUT KAMPUH V TUNGGAL PENGELASAN TIG ” ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk

  menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di Departemen Teknik Mesin – Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Selama pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai penulisan, saya banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

  Oleh karena itu, dalam kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

  1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc. selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyusunan skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  3. Ibunda tercinta Rospita Situmorang dan adik saya Loisa Naibaho yang telah memberikan perhatian, semangat, doa, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil yang terus menerus memberikan masukan selama pembuatan tugas sarjana ini.

  4. Teman-teman 2008 yang telah memberikan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang setia berbagi suka dan duka.

  5. Adik-adik 2010 yang selalu memberi semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

  Saya menyadari bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, kritik dan saran dari pembaca sekalian sangat diharapkan demi kesempurnaan skrispi ini. Semoga tugas sarjana ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih.

  Medan, Februari 2015 Penulis

  Satahi H G Naibaho

  

ABSTRAK

  Pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dari pertumbuhan peningkatan indusri karena memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksi logam. Sehingga hampir tidak mungkin pembangunan suatu pabrik tanpa melibatkan unsur pengelasan. Tidak semua logam memiliki sifat mampu las yang baik. Agar diperoleh sambungan dengan kualitas baik dengan menggunakan pengelasan

  Tungsten Innert Gas (TIG) pada material baja ST 37, maka dibutuhkan sertifikat bagi

  pengelas. Batasan masalah pada penelitian ini adalah bahan yang digunakan adalah baja ST37 dengan variasi sudut kampuh v tunggal. Pengelasan menggunakan mesin las Tungsten Innert Gas, Pengujian yang dilakukan adalah uji tarik (tensile test) dan uji kekerasan (hardness test). Penelitian ini dilakukan guna untuk mengetahui nilai kekuatan tarik dan kekerasan yang ditemukan setelah dilakukan proses pengelasan pada material baja ST 37. Pada pengujian ini menunjukkan bahwa sudut kampuh v tunggal mempengaruhi hasil lasan pada sebuah material baja ST 37.

  Katakunci:PengelasanTungstenInnertGas,ujitarik,ujikekerasan,sudutkampuhvtunggal,danbaja ST 37. iii

  Universitas Sumatera Utara

  DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR

  .................................................................................. i

  ABSTRAK

  .................................................................................................... iii

  DAFTAR ISI

  ................................................................................................. iv

  DAFTAR GAMBAR

  .................................................................................... vii

  DAFTAR TABEL

  ....................................................................................... ix

  DAFTAR NOTASI

  ...................................................................................... x

  BAB 1 PENDAHULUAN

  ...................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

  1.2 Perumusan Masalah............................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah .................................................................... 3

  1.4 Tujuan Penelitian.................................................................. 3

  1.4.1 Tujuan Umum ............................................................. 3

  1.4.2 Tujuan Khusus ............................................................ 3

  1.5 Manfaat Penelitian ............................................................... 4

  1.6 Sistematika penelitian ........................................................... 4

  BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  ........................................................... 6

  2.1 Baja ....................................................................................... . 6

  2.1.1 Struktur Baja ............................................................. 6

  2.1.2 Klasifikasi Baja .......................................................... 8

  2.1.3 Jenis

• – jenis Baja ........................................................ 8

  2.1.4 Baja ST37 ........................................................................... 12

  2.2 Pengelasan ............................................................................ 12

  2.2.1 Prinsip Kerja Las Listrik ............................................ 13

  2.2.2 Pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) ...... 19

  2.3 Klasifikasi kawat elektroda .................................................. 22

  2.3.1. Fluksi ......................................................................... 22

  2.3.2. Kawat Elektroda ........................................................ 23

  2.4 Elektroda Las Listrik ........................................................... 24

  2.4.1 Elektroda Berselaput .................................................. 24

  2.4.2. Jenis Elektroda Baja Lunak ....................................... 24

  2.4.3 Desain Sambungan Las ............................................... 26

  2.5 Pengujian Hasil Pengelasan ................................................. 28

  2.5.1 Uji Tarik (Tensile) ...................................................... 28

  2.5.2 Uji Kekerasan (Hardness) .......................................... 32

  BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

  .............................................. 39

  3.1 Jadwal Dan Lokasi Penelitian .............................................. 39

  3.2 Metode Penelitian ................................................................. 39

  3.3 Bahan dan Alat ..................................................................... 40

  3.3.1 Proses Pengelasan spesimen ...................................... 40

  3.3.2 Pembentukan Spesimen Uji Tarik (Tensile) ............. 42

  3.3.3 Pembuatan Spesimen Uji Kekerasan (Hardness) .............. 43

  3.3.4 Alat ............................................................................. 44

  3.4 Proses Pengujian ................................................................... 46

  3.4.1 Pengujian Tarik (Tensile) ............................................ 46

  3.4.2 Pengujian Kekerasan (Hardness) ................................ 48

  3.5 Diagram Alir Penelitian ........................................................ 51

  BAB 4 ANALISA DATA

  ...................................................................... 52

  4.1 Pendahuluan .......................................................................... 52

  4.2 Hasil Pengujian ..................................................................... 52

  4.2.1 Hasil Pengujian Tarik (Tensile) ................................. 52

  4.2 Hasil Pengujian Kekerasan (Hardness) ......................... 70

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  ................................................. 76

  5.1 Kesimpulan ........................................................................... 76

  5.2 Saran ..................................................................................... 77

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Klasifikasi cara pengelasan ....................................................... 19Gambar 2.2 Jenis-jenis sambungan las .......................................................... 28Gambar 2.3 Diagram tegangan-regangan ...................................................... 29Gambar 2.4 Pengujian Brinnel ....................................................................... 33Gambar 2.5 Perumusan untuk pengujian Brinnel .......................................... 34Gambar 2.6 Pengujian Rockwell ................................................................... 35Gambar 2.7 Prinsip kerja metode kekerasan Rockewell ................................ 35Gambar 2.8 Pengujian Vikers ........................................................................ 38Gambar 2.9 Bentuk indikator Vikers ............................................................. 38Gambar 3.1 Bentuk dan posisi sudut kampuh ................................................ 41Gambar 3.2 Proses pengelasan spesimen ....................................................... 41Gambar 3.3 Spesimen uji tarik sebelum pengelasan ...................................... 42

  Gambat 3.4 Spesimen uji tarik setelah pengelasan ........................................ 43

Gambar 3.5 Spesimen uji tarik setelah pengelasan ........................................ 44Gambar 3.6 Mesin skrap ................................................................................ 44Gambar 3.7 gerinda tangan ............................................................................ 45Gambar 3.8 Mesin las yang digunakan .......................................................... 45Gambar 3.9 Mesin gerinda ............................................................................. 46Gambar 3.10 Alat uji tarik .............................................................................. 47Gambar 3.11 Spesimen putus setelah uji tarik ............................................... 48Gambar 3.12 Alat uji Brinnel ......................................................................... 49Gambar 3.13 Diagram alir penelitian ............................................................. 51Gambar 4.1 Grafik nilai tegangan variasi sudut kampuh 60 ........................ 55Gambar 4.2 Grafik nilai tegangan variasi sudut kampuh 70 ........................ 56Gambar 4.3 Grafik nilai tegangan variasi sudut kampuh 80 ........................ 58Gambar 4.4 Grafik nilai tegangan rata-rata baja ST37 .................................. 58Gambar 4.5 Grafik nilai regangan variasi sudut kampuh 60 ........................ 60Gambar 4.6 Grafik nilai regangan variasi sudut kampuh 70 ........................ 61Gambar 4.7 Grafik nilai regangan variasi sudut kampuh 80 ........................ 63Gambar 4.8 Grafik nilai regangan rata-rata baja ST37 .................................. 63Gambar 4.9 Grafik nilai modulus elastisitas variasi sudut kampuh 60 ........ 65Gambar 4.10 Grafik nilai modulus elastisitas variasi sudut kampuh 70 ...... 67Gambar 4.11 Grafik nilai modulus elastisitas variasi sudu kampuh 80 ........ 68Gambar 4.12 Grafik nilai tegangan rata-rata vs regangan rata-rata ............... 69Gambar 4.13 Grafik nilai modulus elastisitas rata-rata baja ST37 ................ 70Gambar 4.14 Grafik nilai BHN variasi sudut kampuh 60 ............................ 71Gambar 4.15 Grafik nilai BHN variasi sudut kampuh 70 ............................ 72Gambar 4.16 Grafik nilai BHN variasi sudut kampuh 80 ............................ 73Gambar 4.17 Grafik nilai Diameter Indention vs BHN baja ST37 ................ 74Gambar 4.18 Grafik nilai BHN rata-rata baja ST37 ...................................... 75

  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Penggunaan Mesin Las TIG untuk beberapa logam .................... 21Tabel 2.2 Rockwell Hardness Scale ............................................................... 36Tabel 4.1 Nilai tegangan variasi sudut kampuh 60 ....................................... 54Tabel 4.2 Nilai tegangan variasi sudut kampuh 70 ....................................... 56Tabel 4.3 Nilai tegangan variasi sudut kampuh 80 ....................................... 57Tabel 4.4 Nilai regangan variasi sudut kampuh 60 ...................................... 59Tabel 4.5 Nilai regangan variasi sudut kampuh 70 ...................................... 61Tabel 4.6 Nilai regangan variasi sudut kampuh 80 ...................................... 62Tabel 4.7 Nilai modulus elastisitas variasi sudut kampuh 60 ....................... 65Tabel 4.8 Nilai modulu elastisitas variasi sudut kampuh 70 ....................... 66Tabel 4.9 Nilai modulus elastisitas variasi sudut kampuh 80 ....................... 68Tabel 4.10 Nilai tegangan vs regangan rata-rata baja ST37 .......................... 69Tabel 4.11 Nilai BHN variasi sudut kampuh 60 ........................................... 71Tabel 4.12 Nilai BHN variasi sudut kampuh 70 ........................................... 72Tabel 4.13 Nilai BHN variasi sudut kampuh 80 ........................................... 73Tabel 4.14 Nilai Diameter indention vs BHN rata-rata ................................. 74

DAFTAR NOTASI

  σ = Tegangan (N/mm

  2

  ) P = Beban pada maksimal (N) A = Luas Penampang (mm

  2

  )

  e

  = Regangan (%) ∆L = Perpanjangan (mm

  2

  ) L

  f

  = Panjan akhir (mm) L = Panjang awal (mm) E = Modulus elastisitas (N/mm

  2

  )