PENGARUH PRE-STRAIN DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK DAN KOROSI SAMBUNGAN LAS TITIK (RSW) LOGAM BEDA JENIS ANTARA AISI 430 DAN JSL AUS (J1).

commit to user

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pengelasan adalah cara yang paling banyak digunakan dalam proses penyambungan logam dikarenakan las memiliki kelebihan diantaranya yaitu sambungan lebih kuat, hemat, murah, dan mudah pemakaiannya. Salah satu metode pengelasan adalah Resistance Spot Welding (RSW) atau sering dikenal dengan las titik. Pengelasan titik tahanan (RSW) memiliki peranan penting sebagai proses penyambungan dalam industri otomotif, dan setiap kendaraan mengandung 2000-5000 lasan titik. Kualitas dan kekuatan las titik sangat penting terhadap perancangan umur dan keamanan dari kendaraan (Abadi dan Pouranvari, 2010). Setiap material yang digunakan dalam industri otomotif khususnya pada bagian panel body harus memiliki kriteria mampu bentuk (formable), mampu las (weldable), mampu diperbaiki (repairable) serta tahan terhadap korosi.

Tingkat pendinginan las titik sangat tinggi yaitu sekitar 1000-10.000oC/s, sehingga dapat digunakan sebagai metode pengelasan yang cocok untuk mengurangi pertumbuhan butir (Chuko dan Gould, 2002). Bagian yang dilas menerima panas pengelasan setempat selama proses pengelasan dan perubahan suhu terjadi terus menerus sehingga distribusi suhu tidak merata. Karena panas tersebut maka terjadi pemuaian termal pada bagian yang dilas, sedangkan pada bagian yang dingin tidak mengalami perubahan temperatur sehingga terbentuk penghalang pemuaian yang tidak seragam (Wiryosumarto dan Okumura, 1985). Peregangan ini akan menyebabkan perubahan bentuk hasil pengelasan yang mempengaruhi ukuran dan bentuk struktur lasan maka perlu adanya pelurusan kembali (reforming) setelah proses pengelasan. Untuk mengatasi hal tersebut ahli manufaktur menyarankan proses pelurusan yang disertai dengan pre-strain.

Pre-strain adalah peregangan awal suatu material sebelum proses pengelasan dengan mempertahankan logam pada kondisi deformasi elastis. Material logam yang di pre-strain harus berada pada defornasi elastis, dimana

commit to user

material tersebut dikenakan gaya tarik dan akan cenderung untuk kembali ke keadaan semula. Hal ini dilakukan karena logam masih dapat menahan beban yg diberikan dan menghambat pergerakan batas butir dari dislokasi. Pre-strain dilakukan karena secara signifikan mampu meningkatkan sifat dari material yang diinginkan, seperti kekuatan dan tegangan material. Proses pre-strain pada pengelasan titik (RSW) beda material dimaksudkan untuk mereduksi distorsi. Pada dasarnya pre-strain adalah proses deformasi dingin yang menimbulkan dislokasi struktur bahan yang mempengaruhi perilaku perpatahan liat bahan tersebut. Efeknya akan meningkatkan tegangan luluh dan tegangan tarik material. Mengingat besar efek pre-strain yang terjadi pada bahan struktur, maka perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada bahan yang diaplikasikan pada lingkungan korosif.

Penggunaan sambungan las logam tak sejenis bertujuan mengurangi berat konstruksi, menghemat biaya material tanpa mengurangi kualitas sifat mekanik dan fisik sambungan las tersebut (Wiryosumarto dan Okumura, 1985). Proses penyambungan beda material akan mengalami kesulitan, dikarenakan perbedaan sifat fisik, mekanik, termal dan metalurgi. Salah satu contoh kasus adalah penyambungan baja tahan karat AISI 430 dengan baja tahan karat JSL AUS (J1). Meskipun stainless steel merupakan bahan yang dibuat khusus untuk tahan terhadap korosi, namun bahan ini merupakan bahan yang sangat mudah mengalami kegagalan akibat korosi retak tegang (Jones, 1996). Pengelasan stainless steel menunjukkan beberapa derajat kerentanan terhadap korosi lokal, pitting dan korosi celah, yang merupakan faktor pembatas dalam aplikasi stainless steel (Ognjanovic dan Grgur, 2011).

Korosi adalah suatu hasil kerusakan material akibat reaksi kimia atau elektrokimia antara suatu logam dengan berbagai zat dilingkungannya yang menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak dikehendaki yang dimulai dari permukaan logam (Trethewey dan Chamberlain, 1991). Penyebab lain yang dapat mempercepat laju korosi dari suatu material adalah karena dilakukannya proses pengelasan pada material tersebut yang menyebabkan terjadinya rekristalisasi yang dapat mengubah karakteristik kekuatan dan korosi. Stainless steel banyak digunakan khususnya dalam industri otomotif, minyak

commit to user

dan gas yang harus mempunyai kekuatan dan ketahanan terhadap korosi yang cukup untuk diaplikasikan pada lingkungan korosif seperti air laut. Korosi dapat memberikan banyak dampak buruk bagi industri, diantaranya biaya operasional yang meningkat akibat penanganan korosi, kehilangan produk akibat korosi, serta dapat menyebabkan kegagalan pada material yang terkorosi yang akan berakibat pada keselamatan kerja.

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka dalam penelitian ini akan menganalisa tentang pengaruh pre-strain dan tegangan listrik pada sambungan las titik (RSW) logam beda jenis antara AISI 430 dan JSL AUS (J1), dimana pengaruh kedua parameter tersebut dapat menimbulkan perubahan kekerasan baja, struktur mikro/makro dan ketahanan baja terhadap korosi.

1.2 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan diteliti pada penelitian ini yaitu tentang pengaruh pre-strain dan tegangan listrik las titik (RSW) beda material terhadap sifat fisik mekanik dan ketahanan korosi.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini terdapat pembatasan masalah untuk hal-hal sebagai berikut 

1. Selama proses pengelasan diameter tip elektroda dianggap sama, dengan gaya penekanan elektroda 500 N.

2. Waktu pengelasan 5 detik, dan waktu pendinginan dengan penekanan elektroda (holding time) selama 15 detik setelah proses pengelasan.

3. Rugi-rugi panas yang terjadi selama proses pengelasan diabaikan.

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pre-strain dan tegangan listrik sambungan las titik (RSW) logam beda jenis antara AISI 430 dan JSL AUS (J1) terhadap beban tarik-geser, kekerasan mikro lasan, struktur makro dan mikro, serta ketahanan laju korosi.

commit to user 1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut  BAB I. PENDAHULUAN

Menguraikan tentang latar belakang masalah terpilihnya penelitian mengenai Pengaruh Pre-Strain dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat Fisik Mekanik dan Ketahanan Korosi Sambungan Las Titik (RSW) Logam Beda Jenis Antara AISI 430 dan JSL AUS (J1). Berikutnya juga diuraikan mengenai, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II. LANDASAN TEORI

Tinjauan pustaka, berisi tentang literatur yang berkaitan dengan penelitian, definisi pengelasan, korosi, baja stainless steel, serta pengelasan beda material dan pre-strain menggunakan alat las titik tahanan (RSW). BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

Berisi tentang peralatan dan bahan yang digunakan pada penelitian, tempat dan pelaksanaan penelitian, prosedur kerja penelitian secara terperinci, pengambilan data dan diagram alir penelitian.

BAB IV. DATA DAN ANALISIS

Berisi tentang data-data hasil penelitian dan analisisnya. Data-data tersebut meliputi : hasil pengujian tarik-geser, hasil foto struktur mikro dan makro, hasil pengujian kekerasan, hasil pengujian korosi potensiodinamik dan perendaman pada baja AISI 430 dan baja JSL AUS (J1).

BAB V. PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dan saran yang didapat berdasarkan hasil pembahasan dan analisis pada penelitian ini.

commit to user

PENGARUH PRE-STRAIN _{DAN TEGANGAN LISTRIK}

TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK DAN KOROSI SAMBUNGAN LAS TITIK (RSW) LOGAM BEDA JENIS

ANTARA AISI 430 DAN JSL AUS (J1)

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

ARIEF ARI KUNTORO I 1406018

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

commit to user EAI"A}.IAN PEI{GESAEAN

PSNGARUfl PNF-STNEMT I}AN TEGANGAN

LISIRIK

TBRHAI'AP SITAT

IISIKiilEI(ANIK

DAI{ KOROSI SAI}IBUNGAN I,AS TITIK

(xsw)

LOGAI|I BEI,A JEMS AI{TARA Arslr {30 DAN JSL AUS

_Or)

NIM.I 1'$06018

Doseir Pepbimbing U

ST."Ivff. NrP. 19720731 19yr02 1001

Telah dipertahmkan di MryoD Tim Dos€Nr Peneuji,

1. hrwadi Joko _Yidodo. ST.JvLKom NIP. 19730126 199702

I

Oot 2. Wahyu Purwo Rahardjo. ST.JI{T.

NIP. 19720229 200012 1 001

Disu$m Oleh

NIP. 19740625 199903 1002

Mesin a

I

sT.'I!rr. 199702

I

001

DrEng. SyansulHadi,ST

llr

commit to user

iv MOTTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka jika kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan)

yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap“ (Al Insyiroh : 6-8)

“Ketika dunia mengatakan menyerah, Harapan memberi kesempatan untuk mencoba sekali lagi”

(Hitam-Putih)

“Kapasitas masa depanmu bergantung pada buku apa yang kita baca dan dengan siapa kita bergaul”

(Bong Chandra, The Science of Luck)

“Manusia yang belum pernah mengalami penderitaan tidak akan pernah mengalami kebahagiaan”

“Nilai manusia terletak pada apa yang diciptakannya, bukan pada jumlah milik yang dikumpulkannya”

“Kemajuan bukanlah karena memperbaiki apa yang telah kau lakukan, tapi mencapai apa yang belum kau lakukan”

(Kahlil Gibran, Kehidupan)

PERSEMBAHAN

Kedua Orang Tuaku, Kakek dan Nenekku Adikku Aries Adhi Kuntoro, dan Trias W, Amd.

commit to user

v

PENGARUH PRE-STRAIN _{DAN TEGANGAN LISTRIK}

TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK DAN KOROSI SAMBUNGAN LAS TITIK (RSW) LOGAM BEDA JENIS

ANTARA AISI 430 DAN JSL AUS (J1) Arief Ari Kuntoro

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta

Arief_ae@rocketmail.com

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pre-strain dan tegangan listrik sambungan las titik beda material antara AISI 430 dan JSL AUS (J1) terhadap sifat fisik mekanik, yang meliputi beban tarik-geser, foto makro mikro, kekerasan mikro, dan ketahanan laju korosi. Pengelasan kontruksi plat tipis sering terjadi lengkungan dan perubahan dimensi (distorsi). Distorsi pengelasan dapat dikurangi menggunakan pre-strain, yaitu meregangkan dan menahan daerah yang akan dilas. Pre-strain yang diterapkan sebelum pengelasan (0%; 0.2%; 0.5%; 1%) dan tegangan listrik (1.60V; 1.79V; 2.02V; 2.30V) dengan gaya penekanan elektroda 500N. Larutan NaCl 3.5% digunakan untuk uji korosi potensiodimanik polarisasi.

Hasil penelitian menunjukkan, ukuran nugget membesar seiring meningkatnya tegangan listrik yang menyebabkan mode kegagalan pullout. Ukuran nugget menurun setelah diterapkan pre-strain pada spesimen dan membuat mode kegagalan interfacial. Pengkasaran dan pembesaran butir HAZ akibat panas pengelasan. Kekerasan mikro tertinggi terdapat di nugget. Korosi yang terjadi pada spesimen adalah pitting. Laju korosi tertinggi 0.0497 mm/y pada tegangan listrik 2.30V, 1% pre-strain. Korosi pitting terjadi akibat panas berlebih saat pengelasan dengan pre-strain yang menyebabkan lapisan oksida pelindung pasif film AISI 430 rusak.

Kata Kunci : las titik, pre-strain, beda material, tegangan listrik, korosi pitting, potensiodinamik.

commit to user

vi

THE EFFECT OF PRE-STRAIN AND VOLTAGE

TO THE CORROSION AND PHYSIC MECHANICS PROPERTIES OF DISSIMILAR SPOT WELD JOINT BETWEEN AISI 430-JSL AUS (J1)

Arief Ari Kuntoro Mechanical Engineering Sebelas Maret University, Surakarta

Arief_ae@rocketmail.com

Abstract

Distortion often occurs in thin plate welding process. Pre-strain ussualy choosen for repairing those failure. Pre-strain is the method which to stretch and hold the area of material before welding process. The main objective from this research is to investigate the effect of pre-strain and voltage on corrosion and physic mechanics properties.

Resistance Spot Welding (RSW) was used to merge two different metal between AISI430 and JLS AUS (J1). Variation of pre-strain treatment is (0%; 0.2%; 0.5%; and 1%). Variation of voltage is (1.60V; 1.79V; 2.02V; and 2.30V). Electrode pressure force is 500N. NaCl 3.5% solution is used for potentiodynamic polarization corrosion test.

The experimental result showed that nugget size enlarge with increasing voltage which cause pullout failure mode. Nugget size decrease after pre-strain was applied to the specimen and makes interfacial failure mode. Variation of pre-strain at 1% and voltage at 2.30V had the highest corrosion rate of 0.0497 mm/y. Pitting corrosion is the corrosion which occurs in the specimen. Pitting corrosion occurs due to overheating when welding with pre-strain treatment cause the protective oxide passive film layer from AISI430 was damaged.

Keywords : resistance spot welding, pre-strain, dissimilar metal, electric voltage, pitting corrosion, potentiodynamic.

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan inayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Adapun tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sangat mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada :

1. Allah SWT atas kemudahan dan kelancaran yang telah diberikan.

2. Kedua Orang Tuaku, Adikku Aries Adhi Kuntoro, serta Kakek dan Nenekku

atas do’a, kasih sayang, dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

3. Bapak Dr. Triyono, ST.,MT. selaku dosen pembimbing I yang dengan sabar

dan penuh pengertian telah memberikan banyak bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

4. Bapak Heru Sukanto, ST.,MT. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan banyak masukan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 5. Bapak Purwadi Joko S, ST.,M.Kom. dan Bapak Wahyu Purwo Rahardjo,

ST.,MT. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan-masukan dan ilmu yang berharga.

6. Bapak Didik Djoko Susilo, ST.,MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

7. Bapak Tri Istanto, ST.,MT. dan Bapak D. Danardono D.P.T, ST.,MT.,PhD.

selaku pembimbing akademik yang selama ini telah membantu dan memperjuangkan dalam kelancaran kegiatan akademik.

8. Bapak Dr Eng. Syamsul Hadi, ST.,MT. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta.

9. Dosen-dosen Teknik Mesin FT UNS yang telah membuka wacana keilmuan.

10. Bu Elisa, Bu Parmi, Mas Har, Pak Indras, Laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret dan semua karyawan Fakultas

commit to user

viii

Teknik, Pak Slamet, Mas Mudakir, Mas Mursito, Mas Agus, Mas Ali, Mbah Yo, Pak Agus Satpam dan Pak Lilik.

11. Trias W. Amd., yang telah mendukung dan terus memberikan motifasi penulis harus dapat menyelesaikan skripsi, Terima kasih sudah mau menunggu dan mengerti, semoga kita tetap dalam lindungan-Nya di dunia ilal akhiroh, Amien.

12. Rekan-rekan Smart We-eS (Sutiyono, ST., Hari Setiawan, ST., Mas Faiz, Sri Hastuti, ST., Unggul, Solihin).

13. Semua teman-teman S1 Reguler dan Non Reguler UNS angkatan 2006, 2007 dan 2008 (Aji Pramujo, ST., SiBe, Karim, Levy, Faiz, Wahid, Mamin, Ario, Sutarmo, ST.,) yang telah memberikan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi.

14. Bang Mandor, Pakdhe Pardi, Lek Jam, Om Iin, Lek Sisri, Lek Giman, Om Ghino, Lek Ru, Om Hans, Adik keponakanku Calvin, Evi, Iin, Cici, Dika, Jenna, Yudha, Icha, Adzin, Crew MMC MODIFIED, Wedangan Solo Paragon, dan berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta do’anya, terima kasih.

Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.

Surakarta, 08 Juni2014

commit to user

ix DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ... i

Surat Penugasan ... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Motto dan Persembahan ... iv

Abstrak ... v

Abstract ... vi

Kata Pengantar ... vii

Daftar Isi ... ix

Daftar Gambar... xi

Daftar Tabel ... xiii

Daftar Notasi ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 5

2.2 Dasar Teori ... 7

2.2.1 Resistance Spot Welding ... 7

a. Prinsip Resistance Spot Welding ... 7

b. Keuntungan dari Resistance Spot Welding ... 8

c. Keterbatasan dari Resistance Spot Welding ... 8

d. Parameter Pengelasan ... 8

2.2.2 Definisi Korosi ... 11

a. Klasifikasi Korosi ... 11

2.3 Pengujian Spesimen ... 12

1. Pengujian Tarik-Geser ... 12

2. Pengujian Metalografi ... 12

3. Pengujian Kekerasan ... 13

3. Pengujian Korosi Potentiodynamic Polarization ... 13

2.4 Definisi Baja Stainless Steel ... 14

2.4.1 Definisi Baja Stainless Steel di Lingkungan 3.5% NaCl ... 15

2.4.3 Ferritic Stainless Steel AISI 430 ... 16

2.4.2 Jindal Stainless Steel (J1) ... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian ... 18

3.2 Bahan Penelitian ... 18

3.3 Alat Penelitian ... 19

3.4 Prosedur Penelitian ... 23

commit to user

x

B. Pembersihan Spesimen ... 23

C. Pengujian ... 23

3.5 Metode Analisis Data ... 25

3.6 Diagram Alir Penelitian ... 26

BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Pengujian Struktur Makro dan Mikro ... 27

4.2 Pengujian Kekerasan Mikro ... 36

4.3 Pengujian Tarik-Geser dan Mode Kegagalan ... 39

4.4 Pengujian Potensiodinamik Polarisasi ... 42

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 49

5.2 Saran ... 49

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Mesin Resistance Spot Welding dengan Benda Kerja ... 7

Gambar 2.2 Nugget Hasil Lasan Resistance Spot Welding ... 8

Gambar 2.3 Siklus Pengelasan dengan RSW (Single-Impulse Welding) ... 10

Gambar 2.4 Corrosion Rate Determination ... 13

Gambar 3.1 Dimensi Benda Uji ... 18

Gambar 3.2 Resistance Spot Weld Machine ... 19

Gambar 3.3 Jig Stretcher ... 20

Gambar 3.4 Mikroskop Optik Makro dan Mikro ... 20

Gambar 3.5 Universal Testing Machine ... 21

Gambar 3.6 Alat Uji Potensiodinamik Polarisasi ... 21

Gambar 3.7 Alat Uji Keras Micro Hardness Vickers ... 22

Gambar 3.8 Jangka Sorong ... 22

Gambar 3.9 Skema Uji Tarik-Geser ... 24

Gambar 3.10 Skema Uji Mikro dan Makro ... 24

Gambar 3.11 Skema Pengambilan Data Uji Keras Vickers... 24

Gambar 3.12 Spesimen Uji Korosi Potensiodinamik ... 25

Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian ... 26

Gambar 4.1 Struktur Makro Sambungan Las ... 28

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Tegangan Listrik dan Pre-Strain Terhadap Ukuran Nugget ... 30

Gambar 4.3 Diagram Schaeffler Untuk Mengetahui Fasa Base Metal ... 31

Gambar 4.4 Struktur Mikro Base Metal JSL AUS (J1) ... 32

Gambar 4.5 Struktur Mikro Ferritic AISI 430 Sebelum di Las ... 33

Gambar 4.6 Diagram Schaeffler Untuk Mengetahui Fasa Daerah Nugget ... 33

Gambar 4.7 Struktur Mikro Nugget Pengelasan Ferritic Stainless Steel AISI 430 dan JSL AUS (J1) ... 34

Gambar 4.8 Struktur Mikro Lasan HAZ Ferritic Stainless Steel AISI 430 .. 35

Gambar 4.9 Pengaruh Pre-Strain Terhadap Kekerasan Mikro Ferritic Stainless Steel AISI 430... 36

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 1.60 Volt ... 37

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 1.79 Volt ... 37

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 2.02 Volt ... 38

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 2.30 Volt ... 38

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Tingkat Pre-Strain dan Tegangan Listrik Pengelasan Terhadap Beban Tarik-Geser Maksimum ... 39

Gambar 4.15 Grafik Hubungan Antara Tingkat Pre-Strain dan Tegangan Listrik Pengelasan Terhadap Beban Tarik-Geser Maksimum ... 40

Gambar 4.16 Hubungan Mode Kegagalan dengan Tegangan Listrik Pengelasan dan Pre-Strain ... 41

Gambar 4.17 Mode Kegagalan Plat Baja Tahan Karat AISI 430 Feritik dan JSL AUS (J1) ... 42

commit to user

xii

Gambar 4.18 Spesimen Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl pada Tegangan Listrik

Pengelasan 1.60 Volt ... 43 Gambar 4.19 Spesimen Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl pada Tegangan Listrik

Pengelasan 2.30 Volt ... 44 Gambar 4.20 Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl Tanpa Pre-Strain Pada Tegangan

Listrik Pengelasan 1.60 Volt ... 45 Gambar 4.21 Histogram Laju Korosi pada Larutan NaCl 3.5% ... 47

commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Komposisi Kimia Material (%wt) ... 18 Tabel 3.2 Sifat Mekanik Material ... 19 Tabel 4.1 Kategori Tingkat Laju Ketahan Korosi... 48

commit to user

xiv

DAFTAR NOTASI

Halaman

HV = 1.854 P/d2 _{………... 13}

HV = Hardness Vickers Number (HVN)

P = Beban Penekanan (kgf)

d2 _{= Diagonal Rata-Rata Hasil Indentasi (mm)}

W = Q.M atau, W = Q.EW ……….... 14 n.F F

CR (mm/y) = 3.27x10-3 _{Icorr (EW) ………. 14}

d

Q = Muatan Listrik (Coulomb)

n = Jumlah Elektron yang Terlibat Dalam Reaksi Elektrokimia

W = Berat Jenis Elektroaktif (gr)

M = Berat Molekul (gr)

F = Faraday (96.500 Coulomb)

mm/y = Milimeter per Tahun

Icorr = Densitas Arus Korosi (μAcm2)

EW = Berat Ekuivalen dari Spesimen yang Terkorosi (g) d = Densitas Spesimen (g/cm3₎

commit to user

ix DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ... i

Surat Penugasan ... ii

Halaman Pengesahan ... iii

Motto dan Persembahan ... iv

Abstrak ... v

Abstract ... vi

Kata Pengantar ... vii

Daftar Isi ... ix

Daftar Gambar... xi

Daftar Tabel ... xiii

Daftar Notasi ... xiv

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Batasan Masalah ... 3

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB II DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ... 5

2.2 Dasar Teori ... 7

2.2.1 Resistance Spot Welding ... 7

a. Prinsip Resistance Spot Welding ... 7

b. Keuntungan dari Resistance Spot Welding ... 8

c. Keterbatasan dari Resistance Spot Welding ... 8

d. Parameter Pengelasan ... 8

2.2.2 Definisi Korosi ... 11

a. Klasifikasi Korosi ... 11

2.3 Pengujian Spesimen ... 12

1. Pengujian Tarik-Geser ... 12

2. Pengujian Metalografi ... 12

3. Pengujian Kekerasan ... 13

3. Pengujian Korosi Potentiodynamic Polarization ... 13

2.4 Definisi Baja Stainless Steel ... 14

2.4.1 Definisi Baja Stainless Steel di Lingkungan 3.5% NaCl ... 15

2.4.3 Ferritic Stainless Steel AISI 430 ... 16

2.4.2 Jindal Stainless Steel (J1) ... 17

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian ... 18

3.2 Bahan Penelitian ... 18

3.3 Alat Penelitian ... 19

3.4 Prosedur Penelitian ... 23

commit to user

x

B. Pembersihan Spesimen ... 23

C. Pengujian ... 23

3.5 Metode Analisis Data ... 25

3.6 Diagram Alir Penelitian ... 26

BAB IV DATA DAN ANALISA 4.1 Pengujian Struktur Makro dan Mikro ... 27

4.2 Pengujian Kekerasan Mikro ... 36

4.3 Pengujian Tarik-Geser dan Mode Kegagalan ... 39

4.4 Pengujian Potensiodinamik Polarisasi ... 42

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 49

5.2 Saran ... 49

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Mesin Resistance Spot Welding dengan Benda Kerja ... 7

Gambar 2.2 Nugget Hasil Lasan Resistance Spot Welding ... 8

Gambar 2.3 Siklus Pengelasan dengan RSW (Single-Impulse Welding) ... 10

Gambar 2.4 Corrosion Rate Determination ... 13

Gambar 3.1 Dimensi Benda Uji ... 18

Gambar 3.2 Resistance Spot Weld Machine ... 19

Gambar 3.3 Jig Stretcher ... 20

Gambar 3.4 Mikroskop Optik Makro dan Mikro ... 20

Gambar 3.5 Universal Testing Machine ... 21

Gambar 3.6 Alat Uji Potensiodinamik Polarisasi ... 21

Gambar 3.7 Alat Uji Keras Micro Hardness Vickers ... 22

Gambar 3.8 Jangka Sorong ... 22

Gambar 3.9 Skema Uji Tarik-Geser ... 24

Gambar 3.10 Skema Uji Mikro dan Makro ... 24

Gambar 3.11 Skema Pengambilan Data Uji Keras Vickers... 24

Gambar 3.12 Spesimen Uji Korosi Potensiodinamik ... 25

Gambar 3.13 Diagram Alir Penelitian ... 26

Gambar 4.1 Struktur Makro Sambungan Las ... 28

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Antara Tegangan Listrik dan Pre-Strain Terhadap Ukuran Nugget ... 30

Gambar 4.3 Diagram Schaeffler Untuk Mengetahui Fasa Base Metal ... 31

Gambar 4.4 Struktur Mikro Base Metal JSL AUS (J1) ... 32

Gambar 4.5 Struktur Mikro Ferritic AISI 430 Sebelum di Las ... 33

Gambar 4.6 Diagram Schaeffler Untuk Mengetahui Fasa Daerah Nugget ... 33

Gambar 4.7 Struktur Mikro Nugget Pengelasan Ferritic Stainless Steel AISI 430 dan JSL AUS (J1) ... 34

Gambar 4.8 Struktur Mikro Lasan HAZ Ferritic Stainless Steel AISI 430 .. 35

Gambar 4.9 Pengaruh Pre-Strain Terhadap Kekerasan Mikro Ferritic Stainless Steel AISI 430... 36

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 1.60 Volt ... 37

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 1.79 Volt ... 37

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 2.02 Volt ... 38

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Distribusi Kekerasan Mikro dengan Tingkat Pre-Strain pada Tegangan Listrik 2.30 Volt ... 38

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Tingkat Pre-Strain dan Tegangan Listrik Pengelasan Terhadap Beban Tarik-Geser Maksimum ... 39

Gambar 4.15 Grafik Hubungan Antara Tingkat Pre-Strain dan Tegangan Listrik Pengelasan Terhadap Beban Tarik-Geser Maksimum ... 40

Gambar 4.16 Hubungan Mode Kegagalan dengan Tegangan Listrik Pengelasan dan Pre-Strain ... 41

Gambar 4.17 Mode Kegagalan Plat Baja Tahan Karat AISI 430 Feritik dan JSL AUS (J1) ... 42

commit to user

xii

Gambar 4.18 Spesimen Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl pada Tegangan Listrik

Pengelasan 1.60 Volt ... 43 Gambar 4.19 Spesimen Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl pada Tegangan Listrik

Pengelasan 2.30 Volt ... 44 Gambar 4.20 Hasil Uji Korosi 3.5% NaCl Tanpa Pre-Strain Pada Tegangan

Listrik Pengelasan 1.60 Volt ... 45 Gambar 4.21 Histogram Laju Korosi pada Larutan NaCl 3.5% ... 47

commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Komposisi Kimia Material (%wt) ... 18 Tabel 3.2 Sifat Mekanik Material ... 19 Tabel 4.1 Kategori Tingkat Laju Ketahan Korosi... 48

commit to user

xiv

DAFTAR NOTASI

Halaman

HV = 1.854 P/d2 _{………... 13}

HV = Hardness Vickers Number (HVN)

P = Beban Penekanan (kgf)

d2 _{= Diagonal Rata-Rata Hasil Indentasi (mm)}

W = Q.M atau, W = Q.EW ……….... 14 n.F F

CR (mm/y) = 3.27x10-3 _{Icorr (EW) ………. 14}

d

Q = Muatan Listrik (Coulomb)

n = Jumlah Elektron yang Terlibat Dalam Reaksi Elektrokimia

W = Berat Jenis Elektroaktif (gr)

M = Berat Molekul (gr)

F = Faraday (96.500 Coulomb)

mm/y = Milimeter per Tahun

Icorr = Densitas Arus Korosi (μAcm2)

EW = Berat Ekuivalen dari Spesimen yang Terkorosi (g)