TUGAS AKHIR STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN Studi Karakteristik Hasil Pengelasan Spot Welding Pada Aluminium Dengan Penambahan Gas Argon.
TUGAS AKHIR
STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN
SPOT WELDING PADA ALUMINIUM DENGAN
PENAMBAHAN GAS ARGON
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
DisusunOleh:
ADI PURWANTO
NIM : D.200 07 0060
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
“STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN SPOT WELDING
PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN GAS ARGON”
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
suatu tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 16 Mei 2012
Yang menyatakan,
Adi Purwanto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir yang berjudul “Studi Karakteristik Hasil Pengelasan Spot
Welding Pada Aluminium Dengan Penambahan Gas Argon”, telah
disetujui, telah disetujui oleh Pembimbing dan telah diterima untuk
memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: ADI PURWANTO
NIM
: D.200 07 0060
Disetujui pada
Hari
:
Tanggal
:
iii
iv
v
MOTTO
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila
kamu telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh (urut) yang lain dan hanya kepada Tuhanlah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S Alam Nasyrah: 6-8)
“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum
kecuali kaum itu mau berusaha untuk mengubahnya sendiri”
(Q.S Ar Ra’id: 11)
“”Berfikirlah efisien! Maka kesuksesan ada dibelakangmu”
(Phunsuk Wangdu, 3 Idiot)
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa
lalu, sedangkan orang-orang yang terus belajar akan menjadi
pemilik masa depan”
(Mario Teguh)
vi
STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN SPOT
WELDING PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN
GAS ARGON
Adi purwanto, Muh Alfatih Hendrawan, Agus Hariyanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: b_doel_sheila@yahoo.co.id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh
parameter arus 3608 A, 4441 A dan 5021 A, waktu las 2,5 detik, 3,5 detik
dan 4,5 detik serta penambahan gas argon terhadap kekuatan geser hasil
pengelasan dan mengetahui kondisi arus dan waktu yang optimal
terhadap kekuatan geser hasil pengelasan.
Material yang digunakan yaitu Aluminium murni dengan tebal 1
mm. Semua spesimen dilas menggunakan las titik jenis DN-16-1 dengan
sambungan tumpang dengan arus 3608 A, 4441 A dan 5021 A, waktu las
2,5 detik, 3,5 detik, dan 4,5 detik. Proses pengelasan dengan
menggunakan fixture sebagai alat bantu untuk pemberian gas argonnya.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik-geser sesuai dengan
standar uji ASME IX.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi arus dan waktu serta
penambahan gas argon berpengaruh secara signifikan terhadap kekuatan
geser hasil pengelasan. Kondisi yang paling optimal terdapat pada arus
5021 A dan waktu 4,5 detik dengan nilai kekuatan geser tertinggi sebesar
7,949 N/mm2.
Kata Kunci: las titik, aluminium, gas argon, uji geser.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum. Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir yang berjudul “Studi Karakteristik Hasil Pengelasan
Spot Welding Pada Aluminium Dengan Penambahan Gas Argon”,
dapat diselesaikan atas dukungan berbagai pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada:
1. Ir. Agus Riyanto sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
sekaligus Pembimbing Akademik.
3. Muh. Alfatih Hendrawan ST, MT sebagai Pembimbing Utama
Tugas akhir ini.
4. Ir. Agus Hariyanto, MT sebagai Pembimbing Pendamping
Tugas akhir ini.
5. Keluargaku tercinta Ibu, Bapak dan Kakak-kakakku yang selalu
memberikan dukungan baik moril maupun materiil.
6. Novita Dyah Windasari yang selalu memberikan semangat
tiada henti.
viii
7. Teman-teman teknik mesin 2007 terima kasih untuk semangat,
dukungan, bantuan dan kebersamaan kita selama ini.
8. Semua pihak yang telah membantu terselesainya tugas akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Surakarta, 16 Mei 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ....................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Sripsi .................................................................... ii
Halaman Persetujuan ............................................................................ iii
Halaman Pengesahan ........................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ...................................................................... v
Lembar Motto ......................................................................................... vi
Abstraksi ................................................................................................ vii
Kata Pengantar ...................................................................................... viii
Daftar Isi ................................................................................................ x
Daftar Gambar ....................................................................................... xiii
Daftar Tabel ........................................................................................... xv
Daftar Simbol ......................................................................................... xvi
Daftar Lampiran ..................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Tujuan ..................................................................................... 3
C. Manfaat ................................................................................... 3
D. Batasan Masalah .................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian Pustaka ........................................................................ 6
B. Landasan Teori ....................................................................... 7
1. Aluminium ......................................................................... 7
x
2. Klasifikasi Pengelasan ...................................................... 14
3. Las Titik ............................................................................ 15
4. Gas Pelindung .................................................................. 20
5. Pengujian Geser ............................................................... 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Tahapan Penelitian ................................................................. 23
B. Persiapan Bahan dan Alat ...................................................... 24
1. Bahan ................................................................................ 24
2. Mesin Las Titik ................................................................... 25
3. Fixture ................................................................................ 26
4. Gas Argon.......................................................................... 26
5. Mesin Uji Geser ................................................................. 27
6. Alat Bantu .......................................................................... 28
7. Sampel............................................................................... 29
8. Lokasi Penelitian ................................................................ 30
9. Prosedur Penelitian ........................................................... 30
10. Rancangan Analisis Data................................................... 33
11. Kesulitan ............................................................................ 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Pengujian Geser .................................................... 34
1. Analisis Grafis .................................................................... 34
2. Analisis Statistik ................................................................. 36
B. Pembahasan ........................................................................... 38
xi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ............................................................................. 42
B. Saran ...................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip kerja las titik ........................................................... 16
Gambar 2.2 Distribusi panas pada las titik ............................................. 18
Gambar 2.3 Tahapan siklus pengelasan titik ......................................... 20
Gambar 2.4 Metallic Material-Tensile Testing. ....................................... 22
Gambar 2.5 Ukuran spesimen pengujian geser .................................... 22
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian....................................................... 23
Gambar 3.2 Plat Aluminium ................................................................... 24
Gambar 3.3 Mesin Las Titik ................................................................... 25
Gambar 3.4 Skema Rancangan Fixture ................................................. 26
Gambar 3.5 Hasil Rancangan Fixture .................................................... 26
Gambar 3.6 Tabung Gas Argon ............................................................. 27
Gambar 3.7 Universal Test Machine ...................................................... 27
Gambar 3.8 Alat Pemotong Plat ............................................................ 28
Gambar 3.9 Jangka Sorong ................................................................... 28
Gambar 3.10 Ragum ............................................................................. 29
Gambar 3.11 Penjepit Spesimen ........................................................... 29
Gambar 3.12 Spesimen Uji .................................................................... 30
Gambar 3.13 Ukuran Spesimen............................................................. 31
Gambar 3.14 Proses Pengelasan Titik .................................................. 32
Gambar 4.1 Grafik pengaruh arus terhadap tegangan geser ................ 35
Gambar 4.2 Grafik pengaruh waktu terhadap tegangan geser .............. 35
Gambar 4.3 Grafik pengaruh arus terhadap tegangan geser rata-rata .. 36
xiii
Gambar 4.4 Grafik pengaruh waktu terhadap tegangan geser rata-rata..37
Gambar 4.5 Hasil analisis faktorial......................................................... 36
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisis Aluminium ....................................................... 8
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium ................................................ 9
Tabel 2.3 Klasifikasi Cara Pengelasan .................................................. 15
Tabel 3.1 Rancangan Eksperimen ......................................................... 32
Tabel 4.1 Data hasil perhitungan tegangan geser ................................. 34
xv
DAFTAR SIMBOL
= Tegangan Geser
F
= Gaya
A
= Luasan
(mm2)
P
= Daya
(Watt)
V
= Tegangan Listrik
(Volt)
I
= Arus listrik
H
= Panas
(Joule)
R
= Hambatan
(Ohm)
T
= Waktu
(Detik)
(N/mm2)
(N)
(Ampere)
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil pengujian geser dengan menggunakan standar
ASME IX.
Lampiran 2 Uji residual
Lampiran 3 Standar ASME IX
xvii
STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN
SPOT WELDING PADA ALUMINIUM DENGAN
PENAMBAHAN GAS ARGON
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
DisusunOleh:
ADI PURWANTO
NIM : D.200 07 0060
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
“STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN SPOT WELDING
PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN GAS ARGON”
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar
sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
suatu tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau
pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan
Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, 16 Mei 2012
Yang menyatakan,
Adi Purwanto
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir yang berjudul “Studi Karakteristik Hasil Pengelasan Spot
Welding Pada Aluminium Dengan Penambahan Gas Argon”, telah
disetujui, telah disetujui oleh Pembimbing dan telah diterima untuk
memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
Dipersiapkan oleh:
Nama
: ADI PURWANTO
NIM
: D.200 07 0060
Disetujui pada
Hari
:
Tanggal
:
iii
iv
v
MOTTO
“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila
kamu telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan
sungguh-sungguh (urut) yang lain dan hanya kepada Tuhanlah
hendaknya kamu berharap”
(Q.S Alam Nasyrah: 6-8)
“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum
kecuali kaum itu mau berusaha untuk mengubahnya sendiri”
(Q.S Ar Ra’id: 11)
“”Berfikirlah efisien! Maka kesuksesan ada dibelakangmu”
(Phunsuk Wangdu, 3 Idiot)
“Orang-orang yang berhenti belajar akan menjadi pemilik masa
lalu, sedangkan orang-orang yang terus belajar akan menjadi
pemilik masa depan”
(Mario Teguh)
vi
STUDI KARAKTERISTIK HASIL PENGELASAN SPOT
WELDING PADA ALUMINIUM DENGAN PENAMBAHAN
GAS ARGON
Adi purwanto, Muh Alfatih Hendrawan, Agus Hariyanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: b_doel_sheila@yahoo.co.id
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh
parameter arus 3608 A, 4441 A dan 5021 A, waktu las 2,5 detik, 3,5 detik
dan 4,5 detik serta penambahan gas argon terhadap kekuatan geser hasil
pengelasan dan mengetahui kondisi arus dan waktu yang optimal
terhadap kekuatan geser hasil pengelasan.
Material yang digunakan yaitu Aluminium murni dengan tebal 1
mm. Semua spesimen dilas menggunakan las titik jenis DN-16-1 dengan
sambungan tumpang dengan arus 3608 A, 4441 A dan 5021 A, waktu las
2,5 detik, 3,5 detik, dan 4,5 detik. Proses pengelasan dengan
menggunakan fixture sebagai alat bantu untuk pemberian gas argonnya.
Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik-geser sesuai dengan
standar uji ASME IX.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi arus dan waktu serta
penambahan gas argon berpengaruh secara signifikan terhadap kekuatan
geser hasil pengelasan. Kondisi yang paling optimal terdapat pada arus
5021 A dan waktu 4,5 detik dengan nilai kekuatan geser tertinggi sebesar
7,949 N/mm2.
Kata Kunci: las titik, aluminium, gas argon, uji geser.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum. Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.
Tugas akhir yang berjudul “Studi Karakteristik Hasil Pengelasan
Spot Welding Pada Aluminium Dengan Penambahan Gas Argon”,
dapat diselesaikan atas dukungan berbagai pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati
ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya kepada:
1. Ir. Agus Riyanto sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Ir. Sartono Putro, MT sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
sekaligus Pembimbing Akademik.
3. Muh. Alfatih Hendrawan ST, MT sebagai Pembimbing Utama
Tugas akhir ini.
4. Ir. Agus Hariyanto, MT sebagai Pembimbing Pendamping
Tugas akhir ini.
5. Keluargaku tercinta Ibu, Bapak dan Kakak-kakakku yang selalu
memberikan dukungan baik moril maupun materiil.
6. Novita Dyah Windasari yang selalu memberikan semangat
tiada henti.
viii
7. Teman-teman teknik mesin 2007 terima kasih untuk semangat,
dukungan, bantuan dan kebersamaan kita selama ini.
8. Semua pihak yang telah membantu terselesainya tugas akhir
ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna,
oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca
akan penulis terima dengan senang hati.
Wassalamualaikum Wr. Wb
Surakarta, 16 Mei 2012
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ....................................................................................... i
Pernyataan Keaslian Sripsi .................................................................... ii
Halaman Persetujuan ............................................................................ iii
Halaman Pengesahan ........................................................................... iv
Lembar Soal Tugas Akhir ...................................................................... v
Lembar Motto ......................................................................................... vi
Abstraksi ................................................................................................ vii
Kata Pengantar ...................................................................................... viii
Daftar Isi ................................................................................................ x
Daftar Gambar ....................................................................................... xiii
Daftar Tabel ........................................................................................... xv
Daftar Simbol ......................................................................................... xvi
Daftar Lampiran ..................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ........................................................................ 1
B. Tujuan ..................................................................................... 3
C. Manfaat ................................................................................... 3
D. Batasan Masalah .................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Kajian Pustaka ........................................................................ 6
B. Landasan Teori ....................................................................... 7
1. Aluminium ......................................................................... 7
x
2. Klasifikasi Pengelasan ...................................................... 14
3. Las Titik ............................................................................ 15
4. Gas Pelindung .................................................................. 20
5. Pengujian Geser ............................................................... 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Tahapan Penelitian ................................................................. 23
B. Persiapan Bahan dan Alat ...................................................... 24
1. Bahan ................................................................................ 24
2. Mesin Las Titik ................................................................... 25
3. Fixture ................................................................................ 26
4. Gas Argon.......................................................................... 26
5. Mesin Uji Geser ................................................................. 27
6. Alat Bantu .......................................................................... 28
7. Sampel............................................................................... 29
8. Lokasi Penelitian ................................................................ 30
9. Prosedur Penelitian ........................................................... 30
10. Rancangan Analisis Data................................................... 33
11. Kesulitan ............................................................................ 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Data Hasil Pengujian Geser .................................................... 34
1. Analisis Grafis .................................................................... 34
2. Analisis Statistik ................................................................. 36
B. Pembahasan ........................................................................... 38
xi
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ............................................................................. 42
B. Saran ...................................................................................... 42
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip kerja las titik ........................................................... 16
Gambar 2.2 Distribusi panas pada las titik ............................................. 18
Gambar 2.3 Tahapan siklus pengelasan titik ......................................... 20
Gambar 2.4 Metallic Material-Tensile Testing. ....................................... 22
Gambar 2.5 Ukuran spesimen pengujian geser .................................... 22
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian....................................................... 23
Gambar 3.2 Plat Aluminium ................................................................... 24
Gambar 3.3 Mesin Las Titik ................................................................... 25
Gambar 3.4 Skema Rancangan Fixture ................................................. 26
Gambar 3.5 Hasil Rancangan Fixture .................................................... 26
Gambar 3.6 Tabung Gas Argon ............................................................. 27
Gambar 3.7 Universal Test Machine ...................................................... 27
Gambar 3.8 Alat Pemotong Plat ............................................................ 28
Gambar 3.9 Jangka Sorong ................................................................... 28
Gambar 3.10 Ragum ............................................................................. 29
Gambar 3.11 Penjepit Spesimen ........................................................... 29
Gambar 3.12 Spesimen Uji .................................................................... 30
Gambar 3.13 Ukuran Spesimen............................................................. 31
Gambar 3.14 Proses Pengelasan Titik .................................................. 32
Gambar 4.1 Grafik pengaruh arus terhadap tegangan geser ................ 35
Gambar 4.2 Grafik pengaruh waktu terhadap tegangan geser .............. 35
Gambar 4.3 Grafik pengaruh arus terhadap tegangan geser rata-rata .. 36
xiii
Gambar 4.4 Grafik pengaruh waktu terhadap tegangan geser rata-rata..37
Gambar 4.5 Hasil analisis faktorial......................................................... 36
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Sifat-sifat fisis Aluminium ....................................................... 8
Tabel 2.2 Sifat-sifat Mekanik Aluminium ................................................ 9
Tabel 2.3 Klasifikasi Cara Pengelasan .................................................. 15
Tabel 3.1 Rancangan Eksperimen ......................................................... 32
Tabel 4.1 Data hasil perhitungan tegangan geser ................................. 34
xv
DAFTAR SIMBOL
= Tegangan Geser
F
= Gaya
A
= Luasan
(mm2)
P
= Daya
(Watt)
V
= Tegangan Listrik
(Volt)
I
= Arus listrik
H
= Panas
(Joule)
R
= Hambatan
(Ohm)
T
= Waktu
(Detik)
(N/mm2)
(N)
(Ampere)
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Hasil pengujian geser dengan menggunakan standar
ASME IX.
Lampiran 2 Uji residual
Lampiran 3 Standar ASME IX
xvii