TUGAS AKHIR Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan Metode MIG.
TUGAS AKHIR
Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan
Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan
Metode MIG
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
Lastono Aji
NIM : D 200 080 022
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul:
“Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan
Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan
Metode MIG”
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh
yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di
lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Maret 2015
Yang menyatakan
Lastono Aji
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,
Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG", telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: LASTONO AJI
NIM
: D 200 080 022
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Mengetahui
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Nur Aklis, ST., M.Eng.
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,
Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG" telah dipertahankan dihadapan tim penguji dan dinyatakan
sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: LASTONO AJI
NIM
: D.200.080.022
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji
:
Ketua
: Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Anggota 1
: Nur Aklis, ST., M.Eng.
Anggota 2
: Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip
Mengetahui:
Dekan Fakultas,
Ketua Jurusan,
Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Ir. Sri Sunarjono, M.T. Ph.D.
iv
v
MOTTO
“Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang
diusahakannya. Dan bahwasannya usahanya itu kelak akan diperlihatkan
(Kepada-Nya)”.
(QS An-Najm : 39-40)
“Orang yang menuntut ilmu bearti menuntut rahmat, orang yang menuntut ilmu bearti
menjalankan rukun Islam dan Pahala yang diberikan kepada sama dengan para Nabi”.
( HR. Dailani dari Anas r.a )
“Sesuatu hal yang sulit selamanya akan sulit jika hanya ada dalam pemikiran, kalau
dijalani secara langsung pasti akan terasa mudah”.
“Sukses dicapai dengan mengembangkan kelebihan kita, bukan dengan
menghilangkan kelemahan kita”.
vi
PENGARUH VARIASI ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO,
KEKERASAN DAN KEKUATAN SAMBUNGAN PADA PROSES
PENGELASAN ALUMINIUM DENGAN METODE MIG
Latono aji, Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D, Nur Aklis, ST., M.Eng.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email: lastonoaji@yahoo.co.id
Abstrak
Dalam merancang suatu konstruksi permesinan atau bangunan yang menggunakan
sambungan las banyak faktor yang harus diperhatikan seperti keahlian dalam
mengelas, pengetahuan yang memadai tentang prosedur pengelasan, sifat-sifat
bahan yang akan di las untuk mengetahui arus listrik yang optimum yang
menghasilkan produk yang terbaik. Salah satu parameter prosedur pengelasan yang
mempengaruhi sifat mekanis logam las adalah besar arus las. Pada penelitian ini di
teliti kekuatan sambungan las pada Aluminium seri 6015 dengan variasi kuat arus
listrik pada proses las MIG (Metal Inert Gas). Spesimen uji tarik yang digunakan
menggunakan standar ASTM E 8, uji struktur mikro menggunakan standar ASTM E 3
dan uji kekerasan menggunakan standar ASTM E 92. Variasi kuat arus yang dipakai
adalah 70 A, 75 A, 80 A, 85 A dan 90 A. Hasil penelitian menunjukkan bahwa; kuat
arus listrik mempunyai pengaruh yang nyata terhadap struktur mikro, kekerasan dan
kekuatan tarik sambungan las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG; pola
hubungan yang paling mendekati antara kuat arus dengan kekuatan tarik sambungan
las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG, kalo di lihat dari struktur mikro
semakin besar arus yang digunakan semakin besar pula dedrit tersebut yang akan
mempengaruhi sifat-sifat bahan, sedangkan kekuatan sambungan las tertinggi
diperoleh pada pengelasan dengan menggunakan kuat arus 90 Ampere, dengan
kekuatan sambungan las yang dihasilkan sebesar 134.44 N/mm2. dan kekerasan
tertinggi pada daerah HAZ adalah pada arus 70 Ampere sebesar 50.9 VHN, dan
kekerasan tertinggi pda daerah las adalah pada arus 85 A sebesar 67.56 VHN.
Kata kunci: Las MIG, Kekuatan sambungan las, Aluminium 6015
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum, Wr. Wb.
Puji syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan
laporan penelitian.
Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur
Mikro, Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG" dapat terselasaikan atas dukungan dari beberapa pihak.
Pada kesempatan ini, penulis dengan ketulusan dan keikhlasan hati ingin
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Tri
Widodo
Besar
R, S.T., M.Sc., Ph.D.
sekaligus Ketua jurusan
selaku dosen pembimbing
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, yang telah membimbing, mengarahkan dan
memberi petunjuk dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini.
3. Nur Aklis, ST,. M.Eng. selaku dosen pembimbing pendamping
membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk
yang telah
dalam penyusunan
laporan Tugas akhir ini.
4. Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip. selaku dosen penguji yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan dalan
Tugas Akhir ini.
5. Ir.Sunardi Wiyono, MT. selaku pembimbing akademik selama kuliah di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
viii
6. Dosen jurusan teknik mesin serta staf tata usaha Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Ayah dan ibu yang selalu mendo’akan saya, memberi dukungan moril,
semangat
untuk
menyelesaikan
kuliah
selama
di
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
8. Kurnia rahmawati dan teman kos nirmala, putra, gambreng, jojo, jon (enda),
diki, vagetos (ridwan), tutur, yang selalu menemani, memberi semangat
dan dukungan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini
9. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2008 Royan, Deny, Nurdin, Amri dll,
yang selalu menemani, membantu baik secara lansung maupun tidak
langsung dan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
10. Teman satu tim Awan, Bangkid, Nazar yang selalu menemani selama
dilapangan serta dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan
penulis harapkan dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum, Wr. Wb.
Surakarta,
Maret 2015
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ......................................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ........................................................................
ii
Halaman Persetujuan ............................................................................................
iii
Halaman Pengesahan ...........................................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir ....................................................................................
v
Halaman Motto ....................................................................................................
vi
Abstraksi ..............................................................................................................
vii
Kata Pengantar .....................................................................................................
viii
Daftar Isi ..............................................................................................................
x
Daftar Gambar ......................................................................................................
xii
Daftar Tabel .........................................................................................................
xiv
Daftar Simbol .......................................................................................................
xv
Daftar Lampiran ...................................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ..................................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ..........................................................................
3
1.3. Batasan Masalah ...............................................................................
3
1.4. Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
1.5. Manfaat penelitian .............................................................................
4
1.6. Metodologi Penulisan ......................................................................
4
1.7. Sistematika Penulisan .......................................................................
5
x
BAB II TUJUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................
2.1
Tinjauan Pustaka ..............................................................................
7
2.2
Landasan Teori .................................................................................
9
2.2.1
Pengelasan ........................................................................
9
2.2.2
Las MIG ...........................................................................
10
2.2.3
Elektroda ..........................................................................
17
2.2.4
Gas argon .........................................................................
20
2.2.5
Aluminium dan paduannya ..............................................
22
2.2.6
Sifat umum aluminium dan paduannya ............................
25
2.2.7
Pengaruh unsure-unsur dan paduan .................................
29
2.2.8
Sifat mampu las aluminium dan paduannya ....................
32
2.2.9
Pengelasan aluminium dan paduannya ............................
37
2.2.10 Sifat fisik dan mekanik aluminium ..................................
41
2.2.11 Bentuk kampuh ................................................................
47
2.2.12 Besarnya arus pengelasan ................................................
48
2.2.13 Pengujian komposisi kimia ..............................................
50
2.2.14 Uji struktur mikro .............................................................
51
2.2.15 Pengujian tarik .................................................................
55
2.2.16 Pengujian kekerasan .........................................................
58
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................
62
3.1 Penyiapan Bahan dan Alat .................................................................
62
3.1.1 Penyiapan bahan ..............................................................
62
xi
7
3.1.2 Alat penelitian ...................................................................
63
3.2 Diagram alir .......................................................................................
69
3.2.1 Studi literatur .......................................................................
70
3.2.2 Penyiapan bahan ..................................................................
70
3.2.3 Pembuatan specimen untuk uji komposisi kimia ................
70
3.2.4 Pengujian komposisi kimia ..................................................
71
3.2.5 Pembuatan specimen ...........................................................
72
3.2.6 Pengujian struktur mikro .....................................................
77
3.2.7 Pengujian kekerasan ............................................................
77
3.2.8 Pengujian tarik .....................................................................
79
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................
81
4.1 Pengujian Komposisi Kimia dengan Standar ASTM E 1257 .............
81
4.1.1 Hasil pengujian komposisi kimia ..............................................
81
4.1.2 Pembahasan pengujian komposisi kimia ...................................
82
4.2 Pengujian Struktur Mikro dengan Standar ASTM E3 ........................
83
4.2.1 Hasil pengujian struktur mikro ..................................................
83
4.2.2 Pembahasan pengujian struktur mikro ......................................
86
4.3 Uji kekerasan (Vickers Microhardness) ..............................................
87
4.3.1 Hasil pengujian kekerasan .........................................................
87
4.3.2 Pembahasan pengujian kekerasan .............................................
88
4.4 Pengujian Tarik dengan Stadar ASTM E8M ......................................
89
4.4.1 Hasil pengujian tarik .................................................................
89
xii
4.4.2 Pembahasan pengujian tarik ......................................................
93
BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN ................................................
95
5.1 Kesimpulan .........................................................................................
95
5.2 Saran ...................................................................................................
96
DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Mesin Las MIG Semi-Otomatik ..............................................
11
Gambar 2.1
Las MIG ....................................................................................
14
Gambar 2.3.
Hubungan antara Arus Kritik dan Diameter Kawat ................
18
Gambar 2.4.
Elektroda/filler .........................................................................
19
Gambar 2.5
Terjadinya lubang halus dalam pengelasan Aluminium ..........
35
Gambar 2.6
Struktur mikro daelah las dari paduan aluminium yang dapat
diperlaku-panaskan ..................................................................
36
Gambar 2.7
Bentuk penembusan dari pemakean dua gas pelindung ...........
37
Gambar 2.8
Diagram fasa Al-Mn ................................................................
46
Gambar 2.9
Alur sambungan las tumpul .....................................................
47
Gambar 2.10
Kurva regangan-tegangan ........................................................
55
Gambar 2.11
Batas elastik dan tegangan luluh ..............................................
56
Gambar 2.12
Patahan pada uji tarik ...............................................................
58
Gambar 2.13
Azas pengukuran kekerasan Vickers .......................................
59
Gambar 2.14
Bentuk-bentuk bekas penekanan .............................................
61
Gambar 3.1
Plat Aluminium ........................................................................
62
Gambar 3.2
Uji Komposisi Kimia (Spectometer Metal Scan) .....................
64
Gambar 3.3
Alat uji Struktur Mikro ............................................................
65
Gambar 3.4
Universal Testing Machine (UTM) .........................................
66
Gambar 3.5
Alat uji kekerasan Vikers mikrohardness ................................
67
xiv
Gambar 3.6
Mesin Las MIG ........................................................................
67
Gambar 3.7
Mesin Las MIG dan Proses Pengelasan ...................................
72
Gambar 3.8
Spesimen struktur mikro ..........................................................
75
Gambar 3.9
Spesimen Uji Tarik ..................................................................
76
Gambar 3.10
Daerah uji kekerasan ................................................................
78
Gambar 4.1
Struktur mikro spesimen las arus 70 Ampere ..........................
83
Gambar 4.2
Struktur mikro spesimen las arus 75 Ampere ..........................
84
Gambar 4.3
Struktur mikro specimen las arus 80 Ampere ..........................
84
Gambar 4.4
Struktur mikro spesimen las arus 85 Ampere ..........................
85
Gambar 4.5
Struktur mikro spesimen las arus 90 Ampere ..........................
85
Gambar 4.6
Histogram
perbandingan
harga
kekerasan
Vickers
Microhardnrss berbahan Aluminium pada material las ..........
88
Gambar 4.7
Histogram tegangan rata-rata hasil pengelasan .......................
92
Gambar 4.8
Histogram regangan rata-rata hasil pengelasan .......................
92
Gambar 4.9
Histogram modulus elastisitas rata-rata hasil pengelasan ........
93
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Sifat-Sifat gas argon ....................................................................... 20
Tabel 2.2.
Persiapan Permukaan Las ............................................................... 39
Tabel 2.3.
Sifat fisik dari aluminium .............................................................. 42
Tabel 2.4
Besar Arus dalam Pengelasan dengan Elektroda Wolfram ............ 49
Tabel 3.1.
Spesifikasi dan parameter pengelasan ............................................ 73
Table 4.1.
Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................................ 81
Tabel 4.2.
Data hasil uji kekerasan Vickers Microhardnrss las aluminium
paduan ............................................................................................. 87
Tabel 4.3.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 70 Ampere ............. 90
Tabel 4.4.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 75 Ampere ............. 90
Tabel 4.5.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 80 Ampere ............. 91
Tabel 4.6.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 85 Ampere ............. 91
Tabel 4.7.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 90 Ampere ............. 91
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol
P
: Beban yang diterapkan
(gf)
d
: Diagonal rata-rata
σ
: Besarnya tegangan
(N/ mm2)
F
: Beban atau gaya yang diberikan
(Newton)
A0
: Luas mula-mula dari penampang batang uji
ε
: Regangan
L
: Panjang batang uji yang diberikan pembebanan
(mm)
L0
: Panjang batang uji mula-mula atau sebelum pembebanan
(mm)
E
: Modulus elastisitas
(mm)
(%)
(N/mm2)
xvii
(mm2)
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
TABEL HASIL PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA ALUMINIUM
6015
LAMPIRAN 2
TABEL HASIL PENGUJIAN KEKERASAN ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 3
TABEL HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 4.
GRAFIK HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 5.
PROSES PENGELASAN
LAMPIRAN 6.
STANDART ASTM E8
LAMPIRAN 7.
STANDART ASTM E92
LAMPIRAN 8.
STANDART ASTM E3
LAMPIRAN 9.
STANDART ASTM E1257
xviii
Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan
Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan
Metode MIG
Diajukan untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh
Gelar Sarjana S1 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
Lastono Aji
NIM : D 200 080 022
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul:
“Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro, Kekerasan dan
Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium dengan
Metode MIG”
yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh
yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah
dipublikasikan dan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar sarjana di
lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali
bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Maret 2015
Yang menyatakan
Lastono Aji
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
Tugas akhir berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,
Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG", telah disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir dan diterima
untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: LASTONO AJI
NIM
: D 200 080 022
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Mengetahui
Pembimbing Utama
Pembimbing Pendamping
Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Nur Aklis, ST., M.Eng.
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur Mikro,
Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG" telah dipertahankan dihadapan tim penguji dan dinyatakan
sah untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat sarjana S1 pada Jurusan
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Dipersiapkan oleh :
Nama
: LASTONO AJI
NIM
: D.200.080.022
Disetujui pada :
Hari
:
Tanggal
:
Tim Penguji
:
Ketua
: Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Anggota 1
: Nur Aklis, ST., M.Eng.
Anggota 2
: Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip
Mengetahui:
Dekan Fakultas,
Ketua Jurusan,
Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D.
Ir. Sri Sunarjono, M.T. Ph.D.
iv
v
MOTTO
“Dan bahwasannya seorang manusia tiada memperoleh selain apa yang
diusahakannya. Dan bahwasannya usahanya itu kelak akan diperlihatkan
(Kepada-Nya)”.
(QS An-Najm : 39-40)
“Orang yang menuntut ilmu bearti menuntut rahmat, orang yang menuntut ilmu bearti
menjalankan rukun Islam dan Pahala yang diberikan kepada sama dengan para Nabi”.
( HR. Dailani dari Anas r.a )
“Sesuatu hal yang sulit selamanya akan sulit jika hanya ada dalam pemikiran, kalau
dijalani secara langsung pasti akan terasa mudah”.
“Sukses dicapai dengan mengembangkan kelebihan kita, bukan dengan
menghilangkan kelemahan kita”.
vi
PENGARUH VARIASI ARUS TERHADAP STRUKTUR MIKRO,
KEKERASAN DAN KEKUATAN SAMBUNGAN PADA PROSES
PENGELASAN ALUMINIUM DENGAN METODE MIG
Latono aji, Tri Widodo B.R,ST., M.Sc., Ph.D, Nur Aklis, ST., M.Eng.
Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
Email: lastonoaji@yahoo.co.id
Abstrak
Dalam merancang suatu konstruksi permesinan atau bangunan yang menggunakan
sambungan las banyak faktor yang harus diperhatikan seperti keahlian dalam
mengelas, pengetahuan yang memadai tentang prosedur pengelasan, sifat-sifat
bahan yang akan di las untuk mengetahui arus listrik yang optimum yang
menghasilkan produk yang terbaik. Salah satu parameter prosedur pengelasan yang
mempengaruhi sifat mekanis logam las adalah besar arus las. Pada penelitian ini di
teliti kekuatan sambungan las pada Aluminium seri 6015 dengan variasi kuat arus
listrik pada proses las MIG (Metal Inert Gas). Spesimen uji tarik yang digunakan
menggunakan standar ASTM E 8, uji struktur mikro menggunakan standar ASTM E 3
dan uji kekerasan menggunakan standar ASTM E 92. Variasi kuat arus yang dipakai
adalah 70 A, 75 A, 80 A, 85 A dan 90 A. Hasil penelitian menunjukkan bahwa; kuat
arus listrik mempunyai pengaruh yang nyata terhadap struktur mikro, kekerasan dan
kekuatan tarik sambungan las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG; pola
hubungan yang paling mendekati antara kuat arus dengan kekuatan tarik sambungan
las aluminium seri 6015 dengan proses las MIG, kalo di lihat dari struktur mikro
semakin besar arus yang digunakan semakin besar pula dedrit tersebut yang akan
mempengaruhi sifat-sifat bahan, sedangkan kekuatan sambungan las tertinggi
diperoleh pada pengelasan dengan menggunakan kuat arus 90 Ampere, dengan
kekuatan sambungan las yang dihasilkan sebesar 134.44 N/mm2. dan kekerasan
tertinggi pada daerah HAZ adalah pada arus 70 Ampere sebesar 50.9 VHN, dan
kekerasan tertinggi pda daerah las adalah pada arus 85 A sebesar 67.56 VHN.
Kata kunci: Las MIG, Kekuatan sambungan las, Aluminium 6015
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum, Wr. Wb.
Puji syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan
laporan penelitian.
Tugas Akhir yang berjudul "Pengaruh Variasi Arus terhadap Struktur
Mikro, Kekerasan dan Kekuatan Sambungan pada Proses Pengelasan Alumunium
dengan Metode MIG" dapat terselasaikan atas dukungan dari beberapa pihak.
Pada kesempatan ini, penulis dengan ketulusan dan keikhlasan hati ingin
menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
2. Tri
Widodo
Besar
R, S.T., M.Sc., Ph.D.
sekaligus Ketua jurusan
selaku dosen pembimbing
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta, yang telah membimbing, mengarahkan dan
memberi petunjuk dalam penyusunan laporan Tugas akhir ini.
3. Nur Aklis, ST,. M.Eng. selaku dosen pembimbing pendamping
membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk
yang telah
dalam penyusunan
laporan Tugas akhir ini.
4. Nurmuntaha Agung N, ST., PgDip. selaku dosen penguji yang telah
meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahan dalan
Tugas Akhir ini.
5. Ir.Sunardi Wiyono, MT. selaku pembimbing akademik selama kuliah di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
viii
6. Dosen jurusan teknik mesin serta staf tata usaha Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
7. Ayah dan ibu yang selalu mendo’akan saya, memberi dukungan moril,
semangat
untuk
menyelesaikan
kuliah
selama
di
Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
8. Kurnia rahmawati dan teman kos nirmala, putra, gambreng, jojo, jon (enda),
diki, vagetos (ridwan), tutur, yang selalu menemani, memberi semangat
dan dukungan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini
9. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2008 Royan, Deny, Nurdin, Amri dll,
yang selalu menemani, membantu baik secara lansung maupun tidak
langsung dan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
10. Teman satu tim Awan, Bangkid, Nazar yang selalu menemani selama
dilapangan serta dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa dalam laporan ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan
penulis harapkan dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum, Wr. Wb.
Surakarta,
Maret 2015
Penulis
ix
DAFTAR ISI
Halaman Judul ......................................................................................................
i
Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ........................................................................
ii
Halaman Persetujuan ............................................................................................
iii
Halaman Pengesahan ...........................................................................................
iv
Lembar Soal Tugas Akhir ....................................................................................
v
Halaman Motto ....................................................................................................
vi
Abstraksi ..............................................................................................................
vii
Kata Pengantar .....................................................................................................
viii
Daftar Isi ..............................................................................................................
x
Daftar Gambar ......................................................................................................
xii
Daftar Tabel .........................................................................................................
xiv
Daftar Simbol .......................................................................................................
xv
Daftar Lampiran ...................................................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................
1
1.1. Latar Belakang ..................................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ..........................................................................
3
1.3. Batasan Masalah ...............................................................................
3
1.4. Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
1.5. Manfaat penelitian .............................................................................
4
1.6. Metodologi Penulisan ......................................................................
4
1.7. Sistematika Penulisan .......................................................................
5
x
BAB II TUJUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................
2.1
Tinjauan Pustaka ..............................................................................
7
2.2
Landasan Teori .................................................................................
9
2.2.1
Pengelasan ........................................................................
9
2.2.2
Las MIG ...........................................................................
10
2.2.3
Elektroda ..........................................................................
17
2.2.4
Gas argon .........................................................................
20
2.2.5
Aluminium dan paduannya ..............................................
22
2.2.6
Sifat umum aluminium dan paduannya ............................
25
2.2.7
Pengaruh unsure-unsur dan paduan .................................
29
2.2.8
Sifat mampu las aluminium dan paduannya ....................
32
2.2.9
Pengelasan aluminium dan paduannya ............................
37
2.2.10 Sifat fisik dan mekanik aluminium ..................................
41
2.2.11 Bentuk kampuh ................................................................
47
2.2.12 Besarnya arus pengelasan ................................................
48
2.2.13 Pengujian komposisi kimia ..............................................
50
2.2.14 Uji struktur mikro .............................................................
51
2.2.15 Pengujian tarik .................................................................
55
2.2.16 Pengujian kekerasan .........................................................
58
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................................
62
3.1 Penyiapan Bahan dan Alat .................................................................
62
3.1.1 Penyiapan bahan ..............................................................
62
xi
7
3.1.2 Alat penelitian ...................................................................
63
3.2 Diagram alir .......................................................................................
69
3.2.1 Studi literatur .......................................................................
70
3.2.2 Penyiapan bahan ..................................................................
70
3.2.3 Pembuatan specimen untuk uji komposisi kimia ................
70
3.2.4 Pengujian komposisi kimia ..................................................
71
3.2.5 Pembuatan specimen ...........................................................
72
3.2.6 Pengujian struktur mikro .....................................................
77
3.2.7 Pengujian kekerasan ............................................................
77
3.2.8 Pengujian tarik .....................................................................
79
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................
81
4.1 Pengujian Komposisi Kimia dengan Standar ASTM E 1257 .............
81
4.1.1 Hasil pengujian komposisi kimia ..............................................
81
4.1.2 Pembahasan pengujian komposisi kimia ...................................
82
4.2 Pengujian Struktur Mikro dengan Standar ASTM E3 ........................
83
4.2.1 Hasil pengujian struktur mikro ..................................................
83
4.2.2 Pembahasan pengujian struktur mikro ......................................
86
4.3 Uji kekerasan (Vickers Microhardness) ..............................................
87
4.3.1 Hasil pengujian kekerasan .........................................................
87
4.3.2 Pembahasan pengujian kekerasan .............................................
88
4.4 Pengujian Tarik dengan Stadar ASTM E8M ......................................
89
4.4.1 Hasil pengujian tarik .................................................................
89
xii
4.4.2 Pembahasan pengujian tarik ......................................................
93
BAB V KESIMPULAN DAN PEMBAHASAN ................................................
95
5.1 Kesimpulan .........................................................................................
95
5.2 Saran ...................................................................................................
96
DAFTAR PUSTAKA
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Mesin Las MIG Semi-Otomatik ..............................................
11
Gambar 2.1
Las MIG ....................................................................................
14
Gambar 2.3.
Hubungan antara Arus Kritik dan Diameter Kawat ................
18
Gambar 2.4.
Elektroda/filler .........................................................................
19
Gambar 2.5
Terjadinya lubang halus dalam pengelasan Aluminium ..........
35
Gambar 2.6
Struktur mikro daelah las dari paduan aluminium yang dapat
diperlaku-panaskan ..................................................................
36
Gambar 2.7
Bentuk penembusan dari pemakean dua gas pelindung ...........
37
Gambar 2.8
Diagram fasa Al-Mn ................................................................
46
Gambar 2.9
Alur sambungan las tumpul .....................................................
47
Gambar 2.10
Kurva regangan-tegangan ........................................................
55
Gambar 2.11
Batas elastik dan tegangan luluh ..............................................
56
Gambar 2.12
Patahan pada uji tarik ...............................................................
58
Gambar 2.13
Azas pengukuran kekerasan Vickers .......................................
59
Gambar 2.14
Bentuk-bentuk bekas penekanan .............................................
61
Gambar 3.1
Plat Aluminium ........................................................................
62
Gambar 3.2
Uji Komposisi Kimia (Spectometer Metal Scan) .....................
64
Gambar 3.3
Alat uji Struktur Mikro ............................................................
65
Gambar 3.4
Universal Testing Machine (UTM) .........................................
66
Gambar 3.5
Alat uji kekerasan Vikers mikrohardness ................................
67
xiv
Gambar 3.6
Mesin Las MIG ........................................................................
67
Gambar 3.7
Mesin Las MIG dan Proses Pengelasan ...................................
72
Gambar 3.8
Spesimen struktur mikro ..........................................................
75
Gambar 3.9
Spesimen Uji Tarik ..................................................................
76
Gambar 3.10
Daerah uji kekerasan ................................................................
78
Gambar 4.1
Struktur mikro spesimen las arus 70 Ampere ..........................
83
Gambar 4.2
Struktur mikro spesimen las arus 75 Ampere ..........................
84
Gambar 4.3
Struktur mikro specimen las arus 80 Ampere ..........................
84
Gambar 4.4
Struktur mikro spesimen las arus 85 Ampere ..........................
85
Gambar 4.5
Struktur mikro spesimen las arus 90 Ampere ..........................
85
Gambar 4.6
Histogram
perbandingan
harga
kekerasan
Vickers
Microhardnrss berbahan Aluminium pada material las ..........
88
Gambar 4.7
Histogram tegangan rata-rata hasil pengelasan .......................
92
Gambar 4.8
Histogram regangan rata-rata hasil pengelasan .......................
92
Gambar 4.9
Histogram modulus elastisitas rata-rata hasil pengelasan ........
93
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Sifat-Sifat gas argon ....................................................................... 20
Tabel 2.2.
Persiapan Permukaan Las ............................................................... 39
Tabel 2.3.
Sifat fisik dari aluminium .............................................................. 42
Tabel 2.4
Besar Arus dalam Pengelasan dengan Elektroda Wolfram ............ 49
Tabel 3.1.
Spesifikasi dan parameter pengelasan ............................................ 73
Table 4.1.
Hasil Uji Komposisi Kimia ............................................................ 81
Tabel 4.2.
Data hasil uji kekerasan Vickers Microhardnrss las aluminium
paduan ............................................................................................. 87
Tabel 4.3.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 70 Ampere ............. 90
Tabel 4.4.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 75 Ampere ............. 90
Tabel 4.5.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 80 Ampere ............. 91
Tabel 4.6.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 85 Ampere ............. 91
Tabel 4.7.
Hasil pengujian tarik dengan arus pengelasan 90 Ampere ............. 91
xvi
DAFTAR SIMBOL
Simbol
P
: Beban yang diterapkan
(gf)
d
: Diagonal rata-rata
σ
: Besarnya tegangan
(N/ mm2)
F
: Beban atau gaya yang diberikan
(Newton)
A0
: Luas mula-mula dari penampang batang uji
ε
: Regangan
L
: Panjang batang uji yang diberikan pembebanan
(mm)
L0
: Panjang batang uji mula-mula atau sebelum pembebanan
(mm)
E
: Modulus elastisitas
(mm)
(%)
(N/mm2)
xvii
(mm2)
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1
TABEL HASIL PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA ALUMINIUM
6015
LAMPIRAN 2
TABEL HASIL PENGUJIAN KEKERASAN ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 3
TABEL HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 4.
GRAFIK HASIL PENGUJIAN TARIK ALUMINIUM 6015
LAMPIRAN 5.
PROSES PENGELASAN
LAMPIRAN 6.
STANDART ASTM E8
LAMPIRAN 7.
STANDART ASTM E92
LAMPIRAN 8.
STANDART ASTM E3
LAMPIRAN 9.
STANDART ASTM E1257
xviii