TUGAS AKHIR Pengaruh Kekasaran Permukaan Terhadap Sambungan Hasil Las Titik Pada Material Baja Karbon Rendah.

TUGAS AKHIR

PENGARUH KEKASARAN PERMUKAAN
TERHADAP SAMBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA
MATERIAL BAJA KARBON RENDAH

Tugas Akhir ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Guna Memperoleh Gelar
Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :
Febri Yanto
NIM: D200090022

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan

r.,,t..t.
riiiuiii.

..ErElt.aAEDIrlJ
f-Ei-i-\raFirrlT

U,Eu'iCAEtAl|I
f\E--\A-Aia/nat

rEIEErf,!lltAirI
aai\aialri\ Frrl

.rEEDLIAFTID
I l-.\l lFr.JFrr

SAMBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA IIIIATERIAL BAJA KARBON
EtEllFlALft,
f\Eitliiiil

Vana


f iri ag itciyii

*rrlia

rrafrrlz
iuiiD Ui
iiun

memperoleh gelar sariana

mamaarrhi

a

i aE;i i agi arrl

a.raral at rrn*rIL
^ahaaian
I oyqt

ul ltLll\
ll Dswavl€rl

51 Jurusan Teknik Mesin Fakultas

I l^:.,^-

i+^^ lr,.L^mm^.|i.,^L
Q,.-al,a*a
aviUiiaiiaiiiauiyaii OUIanaiiai,
Uiiiveiliiiali

Teknik

l.^+^L.'i
^^!,^
lruAalr
I\Ercrrrul 1.rrl.an
yalrY Daya


^aiar.h
DsjAUaa !!^^^

merupakan tiruan dari penelitian atau duplikasi dari skripsi yang sudah
r,li
aariana
irici.ualJar ,aalar
vrrrar DarJarra ut
lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun,

Ji^..L1!l-^^:l-^^
qiPi.jDiiKasiKati

li^^1.^l
.l^a*a.'
aa-n^l^
uaii
aiau
iJtriiiaii uiiianai


.ratrrL-

uaaiun

+anr,!aaa$

i^farsaainrr^^^1!^
l-^^..^f:
L^-:^^
.-L^aaalI .sl.^^
^^t a^^its^-^
DEuavarrlralla
Uall..utllnall
iiiiuilitauiilyauaya
yaiig Suiriuei
Keciiaii
Pagiail

mestinya.


Surakarta,2015
\/^-I dt tg r-^-..-r-l--I rtil ly€tLcl^cll I,

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas akhir yang berjudul "PENGARUH KEKASARAN PERIiilUKAAN
TERHADAP SATJIBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA IJIATERIAL BAJA
KARBON RENDAH", telah disetujui Pembimbing utama dan Pembimbing
Pendamping dan telah dlterima untuk memenuhi sebagian syarat

memperoleh deraiat sarjana
Tekn ik

Un

lv'ersitas

Dipersiapkan oleh
r


rat

I lGr

l,'! u

sl

hammad iyah

Su

rakafta.

:

: Febri Yanto

Nim


: D200090022

Disetujui pada
u^,i
r lalt

:

Tanggal

pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas

'

Karnls

: azfol/zats

lil


HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir yang berjudul "PENGARUH KEKASARAN PERIIUKAAN
TERHADAP SAHIBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA TTIATERIAL BAJA
KARBON RENDAH", telah dipertahankan dihadapan Tim Penguji yang

telah diny-atakan sah untuk memenuhi sebagian sirarat mempei'oleh
derajat sarjana 51 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Un

iversitas

M u hammad iy"ah Su

Dipersiapkan oleh
r

:

. E^L-:

. t Elrtt

rctt I lcl

rakaita.

Vaa*a
tallll,

Nim

: D200090022

Disetujui pada
u^,i
I tatt

: f.ornir

Tanggal


: c2/o1 /zots

Tim Penguji
: Muh. Alfatih H., S.T., M.T.

Ketua

Anggota

1

Anggota 2

: lr" Agus Hariyanto, M.T.

: Supriyono, S.T., M.T., PhD.

Ketua Jurusan,

Vr*,
TriWidodo Besar.. ST.. M.Sc.. Ph.D

iv

I,E}III,\R

S{}.,TL

TU$AS ..IKIIIR

#tq*rtr\>:;
$rat Dekail

Berdasarkaa

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Sruakarta

No*ou8.2.j*.1..tj{IYf*}Y.{3.11L,"."
dengan

ini

ranggar ... ...ll$.r,tll"?pj$.......

:

:
:
:

Nama

Pangkat{abatan
Kedudukan

Muh. Alfatih lI., ST.,

M.f.

Lektor
Pembimbing Utama

I

rncmberikan Soal Tugas Akhir kepada mahasiswa
Nama

Febri.r'anto

l.fomor Induk

D 200 ffi0a22

:

NIRM
Teknik Mesin / Akhir

Jurusarr"Scmester
JuduLiTopik

?NDA T{4TERIAL 8,IJA I{ARBO!$ RENDAU

Rincian SoaUTugas

.
.
.
.

IT{ATERIAL BAJA KARBON
VARIASI ARUS. WAKTU DAN KEKASAR.AN PERMUKAAN DENGAN
DIREKAYASA PAKAI AMPLAS SANDBLASTINC
UJI KEKUATAN GESER. UJI HIPOTESA TEKNIKPENCELASAN
FOTO MAKRO DAN FOTO MIKRO. HAZ

Dgrnikian soal trgas akhrr ini dibuat untuk dapat dilaksaaakan sebagaimana mestinya.

Srrakarta

....

!.5.*Pri!

"

?0. J$.

Pembimbiag

Ii"r\
Muh. Al
Cc" : Agus Hariyanto,

Ir--MT-

Lektor
Kcterungaa:
"! C.oft| safs*.sotu
l. Warm biru w* K4iw
2- *bw hu.irrg uafi* Pcrtb*iag

J. Waw

*sa* wrtl*

t. W'arna Wnh

Paabitnbtilg

uafr* r<asltrm

I

{t

MOTTO

“Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya
revisi dan saya menang”

“Punggung siapapun bila diasah akan menjadi
tajam”

“Sesungguhnya tidak ada seorangpun yang dapat
mengetahui ilmu Allah SWT, kecuali atas
kehendaknya”, (QS. Al Baqarah :235)

vi

PENGARUH KEKASARAN PERMUKAAN TERHADAP
SAMBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA MATERIAL BAJA
KARBON RENDAH
Febri Yanto, Muh. Alfatih Hendrawan, Agus Hariyanto
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartosuro
e-mail: febriyanto0018@gmail.com
ABSTRAKSI
Las titik (spot welding) merupakan cara pengelasan dimana
permukaan plat yang disambung ditekan dengan dialiri arus listrik yang
besar melalui elektroda logam yang saling bersinggungan. Dalam
penggunaannya parameter pengelasan sangat mempengaruhi hasil dari
pengelasan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh
kekasaran permukaan terhadap sifat fisik dan mekanik pada sambungan
las titik.
Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon
rendah dengan ketebalan 0,8 mm. Variasi arus yang digunakan yaitu 3000
A, 4000 A, dan 5000 A dengan waktu pengelasan selama 0,3 dt; 0,4 dt;
dan 0,5 dt. Sedangkan variasi kekasaran permukaan yang digunakan
yaitu permukaan asli, permukaan di amplas, dan sandblasting. Pengujian
komposisi kimia menggunakan alat spektrometer dengan standar ASTM E
415. Sifat mekanik hasil sambungan las dapat dianalisa menggunakan
pengujian geser (Tensile Shear Load Bearing Capacity) menggunakan
alat Universal Testing Machine (UTM) dengan standar AWS D8.9-97. Sifat
fisik pada sambungan las dapat dianalisa dengan foto makro
menggunakan mikroskop merk Olympus SZX7
dan foto mikro
menggunakan mikroskop merk Olympus dengan standar ASTM E407-07.
Hasil uji komposisi kimia menunjukan plat baja karbon tergolong
dalam kategori baja karbon rendah dengan tipe hypo-eutectoid. Hasil
pengujian geser menunjukkan bahwa variasi arus, waktu, dan kekasaran
permukaan berpengaruh signifikan. Hasil pengamatan foto makro
menunjukkan bahwa lebar logam las semakin besar seiring peningkatan
arus, waktu, dan kekasaran permukaan yang berbeda. Sedangkan hasil
uji foto mikro logam induk baja karbon rendah memiliki fasa ferit dan perlit.
Pada hasil uji foto mikro daerah HAZ tetap yaitu ferit dan perlit namun
dalam ukuran lebih halus dibandingkan pada logam induk. Sedangkan
fasa logam las yang terbentuk adalah martensit.
Kata kunci: las titik, baja karbon rendah, komposisi kimia, uji geser,
metalografi

vii

KATA PENGANTAR

Asalamu’Alaikum, Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kepada Allah swt atas
nikmat dan rahmat-Nya sehingga penyusunan Laporan penelitian ini dapat
terselesaikan.

Tugas

Akhir

berjudul

“PENGARUH

KEKASARAN

PERMUKAAN TERHADAP SAMBUNGAN HASIL LAS TITIK PADA
MATERIAL BAJA KARBON RENDAH” dapat terselesaikan atas
dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis
dengan segala hormat ketulusan hati ingin menyampaikan rasa
terimakasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BesarR., ST., M.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak

Muh.

Alfatih

Hendrawan

ST.,

MT.,

selaku

Dosen

Pembimbing I yang telah membimbing, bersedia meluangkan
waktunya untuk memberikan arahan dan penjelasan dalam
penulisan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Agus Hariyanto, M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang
telah

bersedia

memberikan

bimbingan

dan

arahan

dalam

penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Bapak Supriyono ST., MT., Ph.D., selaku Dosen penguji yang telah
memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.
7. Ayah, Ibu, Adik dan Keluarga yang selalu memberikan doa,
perhatian dan kasih sayang yang begitu indah dan luar biasa.

viii

L

Nurbiasto Hanggoro, Rinomo Muh. Fahmi, Sigit Ariyanto Wibowo

teman bei'bagi dan teman berjuang dalam segala hai dalam
menyelesaikan Tugas Akhir.
fl T^*^^
laaaa
i eiiiuii-iijiiiaii
V.

nnn0 .rana
nnnfi.--,aai
Analzalaa Ziitivhan.-raL iaaEiirltrsrl^crrr
nnamhariLan rrrvr.rYcrDrt
yaiig Ucriiycin
iiiignaiAii

semangat dan kebersamaan bagi penulis.
iU.DemUa pi[iaK yaiig iiUaK qaiial iii;aiuiis scuuiniii. odlu-Psrocrr.u yarrV

telah banyak membantu kelancaran.

Penulis meniiadai'i bahwa laporan ini jauh dari kesempui'naan, oleh
karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan

penulis tei'ima dengansenang hati dan penulis ucapkaii banyak
terimakasih. Semoga semua amal baik yang diberikan semua pihak
kepada penulis akan mendapat balasan 'iang lebih baik dan sempurna
dariAllah swt.

Wasalamu'Alaikum Wr. Wb.

Surakarta,29 Mei 2415

tx

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .............................................

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 ........................................................................

xii

DAFTAR TABEL ............................................................................

xiv

DAFTAR GRAFIK ..........................................................................

xv

DAFTAR SIMBOL ..........................................................................

xvi

BAB I

PENDAHULUAN
A. Latar Belakang .............................................................

1

B. Tujuan Penelitian .........................................................

3

C. Manfaat Penelitian ........................................................

3

D. Batasan Masalah ..........................................................

4

BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka ..........................................................

5

B. Landasan Teori .............................................................

6

1. Las titik......................................................................

6

2. Baja Karbon ..............................................................

12

x

3. Pengujian Geser .......................................................

16

4. Pengujian Metalografi ...............................................

17

5. Kekasaran Permukaan .............................................

20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Bahan............................................................................

23

B. Alat Penelitian ...............................................................

23

1. Mesin Las Titik ..........................................................

23

2. Alat Pengujian ...........................................................

25

3. Alat Bantu Pengujian ................................................

29

C. Metode Penelitian .........................................................

31

1. Diagram Alir Penelitian .............................................

31

2. Urutan Penelitian ......................................................

32

BAB IV HASIL PENILITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................

41

B. Hasil Uji Kekasaran ......................................................

43

C. Hasil Uji Geser ..............................................................

44

1. Analisa Secara Grafik ...............................................

45

2. Analisa Secara statistik .............................................

53

D. Hasil Uji Foto Makro ......................................................

56

E. Hasil Uji Foto Mikro .......................................................

60

BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan ..................................................................

69

B. Saran ............................................................................

70

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Skema Alat Las Titik ................................................

7

Gambar 2.2

Resistansi pada Resistance Welding ........................

9

Gambar 2.3

Welding Process and Welding Time .........................

10

Gambar 2.4 Diagram Fasa Fe-C .....................................................

15

Gambar 2.5

Skema Pengujian Geser ..............................................

17

Gambar 2.6

Profil Pengukuran .........................................................

21

Gambar 3.1

Spesimen Uji ...................................................................

23

Gambar 3.2

Mesin Spot Welding .....................................................

24

Gambar 3.3

Alat Uji Komposisi Kimia Spektrometer......................

25

Gambar 3.4

Alat

Uji

Kekasaran

Surface

Roughness

Measurement ................................................................

26

Gambar 3.5

Alat Uji Geser Tensile Strength...................................

27

Gambar 3.6

Alat Uji Foto Makro dan Foto Mikro .................................

28

Gambar 3.7 Mesin Sheet Metal Cutting ........................................

29

Gambar 3.8 Mesin Sandblasting ..................................................

30

Gambar 3.9 Diagram Alir Penelitian .............................................

31

Gambar 3.10 Material Yang Telah Diuji Komposisi Kimia ..............

33

Gambar 3.11 Spesimen Uji Standar AWS D8-9 .............................

34

Gambar 3.12 Material Uji Yang Telah Dimounting .........................

39

Gambar 4.1 Diagram Fasa Fe-C ..................................................

43

Gambar 4.2 Jenis Kegagalan Pada Sambungan Las ...................

52

xii

Gambar 4.3 Foto Makro Las Titik Pembesaran 25x .....................

57

Gambar 4.4 Struktur Mikro Logam Dasar .....................................

60

Gambar 4.5 Struktur Mikro Baja Karbon Rendah .........................

61

Gambar 4.6 Variasi Pada Daerah HAZ.........................................

61

Gambar 4.7 Struktur Logam Induk dan Partial Grain Refining
Pada Daerah HAZ ....................................................

62

Gambar 4.8 Struktur Grain Refining dan Grain Coarsening Pada
Daerah HAZ ..............................................................

62

Gambar 4.9 Struktur Mikro HAZ ...................................................

63

Gambar 4.10 Struktur Mikro Logam Las .........................................

65

Gambar 4.11 Fasa Martensit ..........................................................

67

Gambar 4.12 Fasa Martensit Pada Logam Las ..............................

67

Gambar 4.13 Fasa Martensit ..........................................................

68

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Klasifikasi Baja Karbon .................................................

13

Tabel 2.2 Cairan Etchant Untuk Pengujian Makro ........................

18

Tabel 2.3 Cairan Etchant Untuk Pengujian Mikro .........................

68

Tabel 2.4 Toleransi Harga Kekasaran Rata-rata Ra .....................

22

Tabel 3.1 Jumlah Spesimen Pengelasan ......................................

35

Tabel 4.1 Hasil Uji Komposisi Kimia .............................................

41

Tabel 4.2 Hasil Uji Kekasaran Rata-rata Ra .................................

44

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Daya Beban Dukung Geser Rata-rata.

45

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Statistik Dengan Menggunakan SPSS

54

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Lebar Nugget ...................................

58

xiv

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1

Pengaruh Arus Pengelasan Terhadap Daya Beban
Dukung Geser Rata-rata ..........................................

Grafik 4.2

Pengaruh

waktu

Pengelasan

Terhadap

Daya

Beban Dukung Geser Rata-rata ..............................
Grafik

4.3

Pengaruh

Kekasaran

Permukaan

46

47

Pengelasan

Terhadap Daya Beban Dukung Geser Rata-rata ......

49

Grafik 4.4 Pengukuran Resistansi Pada 3 Jenis Spesimen .......

51

xv

DAFTAR SIMBOL

σ

= Tegangan Geser

N/mm2

F

= Beban/Gaya Maksimum

N

A0

= Luas Mula-mula Penampang Batang Uji

mm2

H

= Heat Input

Joule

I

= Arus

Ampere

R

= Resistansi Listrik

Ohm

t

= Waktu

detik

xvi