OPTIMALISASI PARAMETER TEKNIK PENGELASAN FLUX CORED ARC WELDING (FCAW) MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI MULTIRESPON PCR-TOPSIS - Diponegoro University | Institutional Repository (UNDIP-IR)

OPTIMALISASI PARAMETER TEKNIK PENGELASAN FLUX CORED
ARC WELDING (FCAW) MENGGUNAKAN METODE TAGUCHI

MULTIRESPON PCR-TOPSIS

SKRIPSI

Disusun oleh :
MEILIA KUSUMAWARDANI
24010211130027

JURUSAN STATISTIKA
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2015



   


  FLUX
CORED ARC WELDING (

)  
   
  

-


  
 

2401021113002

Skripsi
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains pada

Jurusan Statistika Fakultas Sains dan Matematika Undip

 


    

  
  

 
2

i

  !"#$# %
Limpahan rasa syukur selalu tercurah kepada Allah SWT, karena atas
rahmat dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul
Optimalisasi Parameter Flux Cored Arc Welding (FCAW) Menggunakan Metode
Taguchi Multirespon PCR-TOPSIS . Tugas Akhir ini tidak akan selesai dengan
baik tanpa adanya dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Ucapan terima
kasih penulis haturkan kepada :
1.

Ibu Dra. Dwi Ispriyanti, M.Si selaku Ketua Jurusan Statistika FSM UNDIP

2.

Bapak Prof. Drs. Mustafid, M.Eng., Ph.D, selaku dosen pembimbing I dan
Bapak Hasbi Yasin, S.Si, M.Si, selaku dosen pembimbing II yang telah

membimbing proses pengerjaan Proposal Tugas Akhir ini.

3.

Bapak, Ibu dosen Jurusan Statistika FSM UNDIP yang telah memberikan
ilmu yang sangat bermanfaat.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya
membangun dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.
Semarang, Juni 2015

Penulis

iv

ABSTRAK

&'()( *+,-.'/-('(- .)/,-01(+*2 3'24'5 6-7).+'- 6'/'. 3-6'28 -26)(,0-9 :1,*61
;'8)?@ ;A>BIB 6-8)2'5'2 6'/'. .1212,)5'2 5*.3-2'(*+,-.'/ C'5,*0/level dan menghitung nilai optimum setiap respon. Peran Metode

Taguchi adalah untuk mengurangi variabilitas dan teori Process Capability Ratio
(PCR) adalah untuk melihat apakah proses masih dalam batas toleransi yang
ditentukan. Sedangkan Technique for Order Performance by Similarity to Ideal
Solution (TOPSIS) berguna untuk menentukan kombinasi optimal kasus
multirespon. Studi kasus menggunakan teknik pengelasan Flux Cored Arc
Welding (FCAW) dengan menggunakan karakteristik larger is better. Diperoleh
kondisi optimal untuk faktor Welding current pada level 280 ampere dan
Electrode stickout pada level 21 mm. Sehingga diperoleh kondisi optimal untuk
setiap respon adalah hardness=481,145 dan deposition rate=3,813. Hasil tersebut
memiliki nilai lebih tinggi jika dibandingkan dengan kondisi awal sehingga, dapat
disimpulkan bahwa hasil tersebut memenuhi karakteristik larger is better.

Kata Kunci : Metode Taguchi, PCR, TOPSIS, FCAW

D

ABEFGACT

HIJKL MNOPQRON QPKLSLTUKLQR VUON WUO NRVQIRKNMNX LR LRXIOKMLUJ. HIJKLMNOPQR

YUZIVWL Y[\]^] \C_ SNKWQX LO IONX KQ XNKNMSLRN KWN QPKLSUJ VQS`LRUKLQR Qa
aUVKQMObJNcNJ URX VUJVIJUKN KWN QPKLSIS PNMaQMSURVN aQM NUVW MNOPQRON. \IMPQON
Qa YUZIVWL SNKWQX LO KQ MNXIVN KWN cUMLU`LJLKd, URX KWNQMd \MQVNOO CUPU`LJLKd
_UKLQ (\C_) OWQeO KWN PMQVNOO OLKIUKLQR LR eWLVW KWN PUMKO PMQXIVNX UMN ZQQX QM
XNaNVKLcN. YWNR YNVWRLfIN aQM [MXNM \NMaQMSURVN `d ]LSLJUMLKd KQ ^XNUJ ]QJIKLQR
(Y[\]^]) KQ XNKNMSLRN KWN QPKLSUJ VQS`LRUKLQR SIJKL MNOPQRON VUON. YWN VUON
OKIXd IOLRZ KWN KNVWRLfIN Qa FJIg CQMNX AMV hNJXLRZ eNJXLRZ (FCAh) IOLRZ
VWUMUVKNMLOKLV JUMZNM LO `NKKNM. \NMaQMSURVN QPKLSUJ VQRXLKLQRO aQM aUVKQM hNJXLRZ
VIMMNRK UK 280 USPNMN URX aUVKQM iJNVKMQXN OKLVjQIK UK 21 SS. YWNR QPKLSUJ
PNMaQMSURVN VQRXLKLQRO aQM NUVW MNOPQRONO UMN WUMXRNOOk481.145 URX XNPQOLKLQR
MUKN=3.813. YWNON MNOIJKO WUcN U WLZWNM cUJIN eWNR VQSPUMNX eLKW KWN LRLKLUJ
VQRXLKLQROl ]Q KWN VUON MNOIJKO SNNK KWN VWUMUVKNMLOKLVO Qa JUMZNM LO `NKKNM.
Keywords : mnopqrs tuvrwxy z{|y m}z~~y €{A

vi

DAFTAR ISI

‚ƒ„ƒ…ƒ†
‚‡ˆ‡‰‡Š ‹ŒŒˆ........................................................................................... Ž

‚‡ˆ‡‰‡Š Š‘’‡‚‡Š “ .......................................................................... ŽŽ
‚‡ˆ‡‰‡Š Š‘’‡‚‡Š ““ ......................................................................... ŽŽŽ
”‡•‡ Š‘‡Š•‡– ........................................................................................ Žv
‡—’•–‡” .......................................................................................................... v
‡—’•–‡˜• ........................................................................................................ ™Ž
‡š•‡– “’“ ....................................................................................................... ™ŽŽ
‡š•‡– ‘‡‰—‡– .......................................................................................... Žx
‡š•‡– •‡—ˆ ............................................................................................... x
‡š•‡– ˆ‡‰“–‡Š ....................................................................................... xŽ
—‡— “ Š‡‚ŒˆŒ‡Š
›œ› ˆƒtƒr —„ƒžƒ†Ÿ ................................................................................ ›
›œ  –¡…¡¢ƒ† ‰ƒ¢ƒ„ƒ£ ........................................................................... ¤
›œ¤ —ƒƒt sƒ† ‰ƒ¢ƒ„ƒ£ ............................................................................. ¤
›œ¥ •¡¦¡ƒ† †¡„Ž¢ƒ†............................................................................. ¥
—‡— ““ •“Š‹‡Œ‡Š Œ’•‡”‡
 œ› §¨©ª C«¬­® ¯¬° ±­¨® (š˜‡²) ...................................................... ³
 œ›œ› †Ÿ„ƒ¢ƒ† ............................................................................ ³
 œ›œ  ‰t´µ š˜‡² ...................................................................... ³
 œ  ”¡ƒ„Žƒt s .......................................................................................... ¶
 œ¤ †Ÿ†µƒ„Žƒ† ”¡ƒ„Žtƒs .................................................................... ·

 œ¥ ¢ƒŽ† ž¢¸Žr…† ......................................................................... ›¹
vii

º»¼ ½¾¿À¾¿Á¾¿ ¾ÃÄÅÆÇ¾È ......................................................................
º»Ê ËÌÅt ÍÌ Î¾ÁÏÀÐÇ .............................................................................
º»Ñ ÒÓÔÕÖ×ÖØÙÚ AÓÓÙÛ ...........................................................................
º»Ý Þß×ØÙÚ ÔÖ àÖßáâ ãÙáßÖ .....................................................................
º»ä åÓÖææâá çÙèÙéßÚßÔÛ ãÙÔßÖ (êë½) ....................................................
º»Éì íÕâ íâæÕØßîïâ ðÖÓ ÒÓñâÓ åÓâðâÓâØæâ éÛ ÞßòßÚÙÓßÔÛ ÔÖ óñâÙÚ
ÞÖÚïÔßÖØá (Îôêõöõ) .......................................................................
º»ÉÉ ÷¿¾ÈÇøÇsù¾Çr¾¿øÇ (÷úôù÷) ..........................................................
º»Éº û¾¿ÁþÐüȾ¿ÁþРËÌÅt ÍÌ Î¾ÁÏÀÐÇ ËÏÈtÇÌr spýÅ¿ êë½ üÎÅýøÇs .....
ÿ÷ÿ ööö Ë Îô
ôûôö ê ú ûöÎö÷ú
þ»É Ì¿Çs;¿ õÏÌr
¾¾t ...................................................................
þ»º ÎÌÿÇà êÌ¿ÁÅȾо¿
¾¾t ................................................................
ÿ÷ÿ öù ê Ëÿ÷÷õ÷ú
Ü»É Þß×ØÙÚ Noise to Ratio (õú Ratio) Ï¿ÄÏà øÌtǾpÌr øýÅ¿ ...................
Ü»º Process Capability Ratio-Signal Noise to Ratio (êë½üõú Ratio)
Ï¿ÄÏà õÌtǾp½ÌøýÅ¿ .......................................................................
Ü»þ Îôêõöõ ;Çr ¾øÇÈ êë½ üõú½ ........................................................

Ü»Ü Ç êÌ¿Á¾Ïr Ð ¾¿Ä¾r¾ÃÄÅÆ ÍÌ¿Á¾¿ ½ÌøýÅ¿ .....................................
Ü»¼ êÌ¿Ì¿ÄϾ¿ Å¿ÍÇøÇ ôptÇÏ .........................................................
Ü»Ê úÇÈ¾Ç ôÇptÏ Ï¿ÄÃu õÌtǾp½ÌøýÅ¿ .............................................
ÿ÷ÿ ù õöËêû÷ú .....................................................................................

÷ÂÎ÷½ êõÎ÷ ÷ ...........................................................................................
û÷Ëêö½÷ú ..........................................................................................................

viii

ÉÉ
ɺ
ÉÜ
ɼ
ÉÝ
ºÉ
ºÜ
þì
þÜ
þÊ
Üì

ܺ
ÜÜ
ÜÑ
¼Ê
Êì
ʺ
Êþ
ʼ

DAFTAR GAMBAR


aaa
Gambar 1. iaga P a ie  
Gambar 2. a ei
Lii Lebih    

!

 

" " # $      %
Gambar 3. &'()*+,-. / 01# /2

34502  6%
Gambar 4  738 34509: ;%
Gambar 5. P 2 8>  ?@

ix

ABCT
BD T
BEEL
FGHGIGJ
Tabel 1. KLJMNONPGJ QLIGIRNGJ KPSTLT UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU VW
Tabel 2. XGYLH Z[\VA...................................................................................... 28
Tabel 3. Variabel Faktor Penelitian.................................................................... 35
Tabel 4. Nilai SN ]^_`a untuk Setiap Respon .................................................... 42
Tabel 5. Hasil perhitungan PCR-SN ]^_`a untuk Setiap
Respon................................................................................................... 44
Tabel 6. Hasil Perhitungan Solusi Ideal Positif dan Neagtif .............................. 46

Tabel 7. Hasil Perhitungan PCR-SN ]^_`a TOPSIS .......................................... 47
Tabel 8. Hasil Perhitungan ANOVA.................................................................. 55
Tabel 9. Hasil Optimum untuk Setiap Faktor/Level .......................................... 58
Tabel 10. Nilai Optimum Setiap Respon............................................................ 60
Tabel 11. Perbandingan Sebelum dan Sesudah Percobaan ................................ 60

b

cdefdg LAMPIRAN
Hahaiaj
Lampiran 1 Tabkh lmnopqprst ummsvwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww xy
Lampiran 2

z{|{ }ejkh~|~{j €h|~ e‚ƒ„j …t†‡ ˆpm‰Š um‹
Œ‰tŠrq ....................................................................................... xx

Lampiran 3

Ž€|ƒ€| ‘’“ ”•~ „–i{h~|{‚ .............................................. x—

Lampiran 4

Ž€|ƒ€| ‘’“ ˜tpn A™š ....................................................... x›

Lampiran 5

Ž€|ƒ€| ‘’“ ”•~ œ„i„gej~|{‚ ........................................... ž

Lampiran 6

‘{Ÿkh ”•~  ~h~ef„–‚ ...................................................................... ¡

Lampiran 7

‘{Ÿkh d~‚|–~Ÿ€‚~

Lampiran 8

‘{Ÿkh d~‚|–~Ÿ€‚~ š dejg{j £ ¤ ž¥žy ............................................. ¦

...................................................................... ¢

xi

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Pengelasan berfungsi sebagai perbaikan serta pemeliharaan dari semua alat-alat

yang terbuat dari logam baik sebagai proses penambalan retak retak, penyambungan
sementara, maupun sebagai alat pemotongan bagian bagian yang dibuang atau
diperbaiki (Dora, 2011). Dewasa ini, kemajuan teknologi semakin pesat, hal tersebut
berdampak pada berkembangnya teknik pengelasan. Salah satu dari teknik
pengelasan tersebut adalah

§¨ux©ª«¬­ ®«¯ °¬¨­±²³

otomatis yang memanfaatkan elektroda w±r¬ ªr ¨¨

(FCAW). FCAW adalah proses

untuk mencairkan logam. Selain itu,

FCAW memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan teknik pengelasan umum karena
teknik ini memiliki kontrol yang lebih baik serta sifat tarik las baja rendah (Dora,
2011).
Proses pengelasan memiliki beberapa parameter yang menentukan keberhasilan
hasil las, dimana perubahan logam yang disambung diharapkan mengalami
perubahan sekecil kecilnya sehingga mutu las tersebut dapat dijamin. Beberapa
parameter tersebut antara lain adalah arus pengelasan, intensitas, tegangan, kecepatan
pengelasan, diameter kawat, panjang kawat st±¯´ -ªµ¶, laju alir ketebalan dan gas.
Parameter-parameter tersebut dipilih dan digunakan sesuai dengan kebutuhan untuk
mencapai kualitas las yang diinginkan (Satheesh dan Dhas, 2013).
Permasalahan yang dihadapi oleh operator las adalah bagaimana mengontrol
parameter proses input untuk mendapatkan hasil las terbaik. Oleh karena itu,

1

2

parameter-parameter ini harus dipilih untuk mencapai target. Untuk melakukannya,
parameter proses input harus dipilih oleh keterampilan insinyur atau mesin operator
yang masih menggunakan cara tradisional yaitu ·t ¸¹º

¹»¼ ½··¾· untuk beberapa

respon. Usaha tersebut dirasa memakan waktu yang cukup lama (Satheesh dan Dhas,
2013). Sehingga dibutuhkan perhitungan statistika untuk mengetahui kombinasi yang
tepat untuk kasus perancangan percobaan multi-respon.
Menurut Liao (2003), metode Taguchi adalah pendekatan efisien yang
menggunakan perencanaan percobaan untuk menghasilkan kombinasi faktor atau
level yang dapat dikendalikan dengan memperhatikan harga terendah namun tetap
memenuhi permintaan konsumen. Namun, metode taguchi hanya dapat digunakan
untuk menyelesaikan masalah optimalisasi ş»¿º½ ·½Às ¾»Á½ , sehingga metode taguchi
tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah optimalisasi
Pada penelitian ini menggunakan teori
memprediksi model

θ¸º¹·¸tyt¾

Âúţ r½Às ¾»Á½

dan

Âúţ ·½Às ¾»Á½ .

Ä·¾Å½sƹÀ¹Ç¸º¸tyȹɸ¾

(PCR) untuk

ʽÅË»¸Ìý f¾· Or¼½r Ľrf¾·Â¹»Å½ ÇÍ

ϼ½¹º ξºut
¸¾» (TOPSIS) untuk menentukan nilai optimum kasus multi-

response dengan menggunakan metode Taguchi. Menurut Liao (2003), metode ini
cukup efektif untuk optimalisasi kasus

Âúţ r½Às ¾»Á½ . Sehingga dapat diketahui

kombinasi faktor/level untuk setiap respon dan faktor/level yang paling berpengaruh
terhadap respon.
Variabel respon pada penelitian ini adalah laju disposisi dan kekerasan hasil
karena hal tersebut cukup penting untuk mengecek kualitas hasil pengelasan.
Sedangkan faktor yang diperlukan adalah arus pengelasan, tegangan, dan elektroda
sţÅÐ -¾ÃÉ. Sebelumnya Satheesh dan Dhas (2013) telah menggunakan metode

3

Optimalisasi

ÑÒÓzyÔÕÖ×Ø untuk mengatasi permasalahan yang sama. Sementara itu,

penelitian ini menggunakan metode Taguchi Optimalisasi PCR-TOPSIS. Karena
menurut Liao (2003), metode ini lebih mudah dan efektif untuk menangani kasus

ÙÒÚt× Ûr Üs ÕÝ sÛ .
Berdasarkan uraian tersebut, maka peneliti mengambil judul untuk tugas akhir
ini adalah Optimalisasi Parameter FÚux
ÞÕßÛà áØr

âÛÚà×ÝÖ

(FCAW) Menggunakan

Metode Taguchi Multirespon PCR-TOPSIS

1.2

Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, rumusan masalah tugas akhir ini adalah bagaimana

penerapan metode Taguchi Multirespon PCR-TOPSIS dalam penentuan kombinasi
optimal faktor/level dan nilai optimum setiap respon.

1.3

Batasan Masalah
Batasan masalah dalam studi kasus ini meliputi:
1. Data yang digunakan adalah data hasil penelitian Satheesh dan Dhas (2013)
dengan judul

ãÒÚt× OäåÛØt×Ûv OÜæ×Ù×zçæ×ÕÝ Of FÚuxÞÕßÛà áßØ âÛÚà

èçßçÙÛtÛrsUs×ÝÖ ÑÒÓzyBçéÛà êÛs×rçä×Ú×tyFÒÝØt×ÕÝ
2. Metode pengelasan yang digunakan adalah FÚux
ÞÕßÛà

.

áßØ âÛÚà ×ÝÖ dengan

menggunakan mesin SUPRA INVMIG 500 welding dengan DC

ÛÚÛØtrÕàÛ

ÜÕé×t×Ûv . Pengelasan dilakukan kepada lempengan baja berukuran 200mm x
150mm x 6mm.

4

1.4

Tujuan
Penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk menerapkan metode Taguchi

Multirespon PCR-TOPSIS dalam menentukan kombinasi optimal faktor/level dan
nilai optimum setiap respon.