PENGARUH PENGELASAN BUSUR LISTRIK TERHADAP KEKUATAN TARIK BAJA LUNAK Burhan Ibnu Mubtadi Warsito Jurusan Teknik Mesin Otomotif Politeknik Pratama Mulia Surakarta ABS TRACT

  POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

PENGARUH PENGELASAN BUSUR LISTRIK

TERHADAP KEKUATAN TARIK BAJA LUNAK

  

Burhan Ibnu Mubtadi

Warsito

Jurusan Teknik Mesin / Otomotif

Politeknik Pratama Mulia Surakarta

  

ABSTRACT

  This research takes the sample at random, in the form of one soft metal iron bar exist in marketing of Field town. Size measure each materials specified 2,9 x 20 x 200 (in mm), variation of wheelding use the current 60 A and 70 A by Kampuh Single V wheel one side and two sides.

  Target of research is to know whether there difference or strength is not interesting is by significant in zone wheel, between metal which is not hit the wheel with the metal treated wheel. To know the difference used a statistical analysis different test with the formula t at level significance 5 %.

  Seen from distribution of data acquirement, there its interesting strength change flattened - flatten, but that way after conducted a statistical test result of research not there are interesting strength difference by significant between metal treated wheel with not wheel. Its result exactly outside zone wheel happened the proven the interesting strength change materials the happening of breaking in mains metal. Research conclusions there are interesting strength change. Wheelding one side, result of interesting strength a few downhill, but wheelding two sides interesting strength exactly a few increasing compared to a metal which not wheel Key Word : Zone Wheel, Strength industri sederhana / kecil untuk keperluan rumah tangga maupun

  PENDAHULUAN Logam merupakan bahan yang industri pada sektor pembangunan banyak digunakan sebagai bahan yang yang luas penggunaannya dan sangat penting dalam era berkembang terus t ekn olo gi industrialisasi, baik yang bersifat fabr ika sinya . Pemak aian lo gam

  POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  it u sudah tentu menggunakan sambungan atau ikatan agar menjadi suatu sistem

  Penyambun gan dan pengikatan dua buah logam atau lebih, men jadi suatu sistem dapat dilak ukan den gan ber bagai sambun gan, salah satu di antaranya adalah sambungan sistem pengelasan p ada logam. Dihar apkan dari h asil p en gelasan ini k ualitas sam bun ganny a menjadi lebih baik dan harganya relatif murah.

  Sambun gan las mer upakan teknologi Penyambun gan logam dengan car a memberikan panas seh ingga ter jadi p encairan logam. Melalui teknolo gi las ini dapat dibent uk sesuai keinginan secar a mudah, t etap i justru dibalik it u set elah p ro ses p en gelasan terjadilah perubahan struktur program pada zona atau daerah tertentu sebagai akibat da ri pan as y an g ditimbulkan selam a p en gelasan. Den gan adany a p en garuh pana s it u dimun gk ink an ada nya p er uba han strukt ur logam dan kekuatan bahan pada logam tersebut.

  Perubahan kek uatan logam ak ibat pengelasan tersebut belum dapat diketahui dengan jelas dan pasti. Biasanya dalam konstruksi yang men ggunakan sambun gan las diberi batasan perubahan kek uatan pada daerah las hanya perkiraan saja tanpa dip erhitun gkan peruba- han kekuatan yan g sebenarny a, bahk an ada yan g tidak dip erhit un g- kan sama sekali karen a yan g diperhit un gkan hanya k ek uatan lasnya atau elektroda las, dan tidak memperhit un gkan kek uatan di daerah atau zona di sekitar las.

  Adany a indika si p er ubahan k ek uatan logam setelah p er lak uan las atau pen gelasan, diperk irak an ke k uatan tar ik lo gam di daerah las it u akan bertam bah k uat atau sebalikny a justru men urun ke k uatanny a, o leh k are na dalam pro ses p en gelasan ak an ter dapat p er ubahan dan pergeseran strukt ur atom-atom yang berpen gar uh terhadap k ekuatan logam disekitar las. Untuk itu perlu pengembangan pengetahuan dan p en ambahan wawasan k eilmuan tentan g pen gelasan lo gam melalui suatu penelitian terhadap masalah ini Rumusan Masalah Pen elit ian ini dapat dirum uskan :

  a. Apakah logam baja lunak setelah mengalami proses pengelasan ter dapat perubahan/perbedaan kek uatan tarik di zona las ?

  b. Di bagian man a logam ak an p ut us ket ika diuji t ar ik set elah proses las dilak ukan

  Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetah ui : a. Ada perbedaan atau tidak kekuatan tarik maksimum logam antara y an g dilas (Y) den gan yan g tidak dilas di zona las (X)

  b. Letak putusnya logam ketika diuji tarik POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  Manfaat Penelitian Manfaat maup un kontribusi h asil p enelitian ini diha rapk an dapat digunakan sebagai :

  a. Bah an p ert imban gan ba gi p ar a pelak san a p em bany unan unt uk memp erh it un gkan ada nya p er ubah an k ek uatan tarik p ada suat u logam yan g pernah mendapatkan perlakuan las.

  b. Pengembangan wawasan keilmuan dibidang ilmu kekuatan bahan dan pengelasan logam bagi sivitas akademika Politeknik maupun para pembaca.

  Hipotesis Hipotesis Penelitian ini adalah :

  Ada perubahan kekuatan tarik maksimum pada baja lunak antara ba han yan g men galam i pro ses pen gelasan las busur listrik de n gan yang tidak dilas, atau den gan kata lain : ada per bedaan kekuatan tarik antara kelompok eksperimen dengan kelompok kontrol.

TINJAUAN PUSTAKA

  Logam Baja Lunak Logam sering digunakan untuk berbagai macam konstruksi, yang sifat p en ggun aanny a non p erm an ent maupun p erm an en . Sifat n on pe rmanen yaitu bila logam/ben da ter sebut dapat digunak an secara bon gkar pa sang menyesuaikan tempat dan waktu, sedan gkan permanen apabila dibon gkar akan terjadi kerusakan pada logam itu.

  Penggunaan logam dalam satu sistim serin gkali dilak ukan sistem penyambun ga n lo ga m, y an g ba n y ak digun ak an unt uk k o n st ruk si ba n gunan mesin, sip il, k ap al adalah baja carbon ren dah de n gan kadar C ≤ 0,3 % (Suharto, 1991:61). Pendapat lain mengatakan baja lunak dikenal sebagai baja car bon ren dah dengan k andun gan car bon maks. 0,25 % (Kalpakjian, 1985:800). Kandungan carbon yang rendah menyebabkan sifat bahan lebih lun ak, lebih mudah proses pengelasan, dan kek uat anny a lebih ren dah dari p ada ba ja carbon sedan g dan carbon tinggi.

  Kek uatan logam adalah tergant un g dar i kemamp uan tar ik menarik da ri ato mny a sen diri. P en garuh tek an an , p an as, t egan gan ge sek an adalah fun gsi ga y a at au p en ga ruh beban luar y an g bisa men gubah strukt ur mikro dar i kristal (atom-atom y an g tersusun ) lo gam (Suharto, 199 1:1 9). P er ubah an strukt ur it u da pat ter jadi bila logam it u men dapatk an p er lak uan pan as at au terk en a p an as yang tinggi, misal karena pen garuh pana s pada pengelasan.

  Zona Pengaruh Las Mengelas merupakan pekerjaan penyambungan dua

  (beberapa) logam, dengan cara memberikan panas di atas atau di bawah titik cair logam. Sumber panas dipakai untuk pemanasan iogam induk sampai pada temperatur POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  cair sehingga logam mempunyai sifat-sifat tertentu. Pada temperatur tertentu logam mengalami perubahan struktur, apakah itu sebagian atau seluruhnya tergantung kepada kecepatan pemanasan dan pendinginannya. Perubahan susunan kristal ini berpengaruh terhadap kekuatan tarik, khususnya pada daerah sekitar las atau yang terkena panas. Perubahan kekuatan ini dapat bertambah kuat atau mungkin sebaliknya justru menurun hingga beberapa persen.

  Pemanasan yang lambat menyebabkan perambatan panas k e segala arah yang berarti akan menambah luas daerah yang dipengaruhi panas dan semakin banyak susunan kristal yang terganggu. Sebalik nya dengan pemanasan yang cepat dan tebal bahan yang besar, maka daerah pengaruh panas akan lebih kecil dan susunan kristral yang tergantung juga akan lebih sedikit.

  Secara garis besarnya, daerah yan g terkena pana s pada baja lunak sewaktu pro ses pengelasan dibagi menjadi empat bagian, yaitu : fuzion zona, overheated zona, anealed zona dan transformation zona seperti pada gambar 1 (Smith, 1985:49). Semakin dekat den gan tempat las, semakin tinggi menerima panas, yan g berarti sem akin besar per ubahan st ruktur. Gam bar 1 men un jukkan bah wa keempat zona yang berpengaruh langsun g terhadap baja lunak sebagai logam dasar adalah overheated zona, sedangkan fusion zona lebih berpengaruh terhadap deposit logam lasan. POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  Gam bar 1. D aerah Pembagian Panas Pengar uh Las Kekuatan Tarik

  Akibat berubahnya struktur tergantung seberapa luasan kristal logam pada daerah tertentu penampang mampu men ah an gay a (zona las), maka pada daerah tersebut tarik, ya n g diny at akan sebagai juga akan mengalami perubahan sifat tegan gan tarik , bahan inilah mekanis di antaranya adalah kekuatan merupakan cerminan kek uatan tarik tariknya. Besar kekuatan tarik yang dapat dicari dengan rumus.

  F  t = … (Khurmi and Gupta,1980:75).

  A Yang mana :

  

2

   = Tegangan tarik (N/mm )

  F = Gaya tarik maksimum (N)

  Max Teknik Analisis Data

  M

  POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  A = Luas Penampang benda uji (mm

  2

  ) Kekuatan tarik logam itu tergantung dari seberapa komposisi dan struktur atom-atomnya masih mampu mengikat akibat panas yang ditimbulkan proses las.

METODOLOGI PENELITIAN

  Variabel Penelitian Variabel penelitian ini adalah perlakuan las. Variasi perlakuan las meliputi perbedaan arus dan perbedaan kampuh. Sebagai un it analisis maupun obyek penelitian ini adalah perubahan kekuatan tarik yaitu seberapa gaya tarik maksimum yang terjadi akibat pro ses las atau p an as di zon a las me n galami p er ubah an y an g signifikan terhadap bahan yang tidak diperlakukan dengan las.

  Desain Penelitian Desain penelitian sebagai berikut :

  Tabel 1. Desain Penelitian.

  Spesimen Kelompok Kontrol X

  Rerata gaya tarik maksimum Kelompok Eksperimen Y

  Varia si Arus Jenis Kampuh Gaya T arik

  Uji beda de n gan men ggunak an uji t (t test). Uji t ini untuk men getah ui adanya pe rbedaan atau tidak secara signifikan antara kelompok eksperimen dengan kelompok kontrol, yaitu :

• M

  1

  2

   x

  2

2 N (N-1)

  Uji Hipotesis Untuk menguji hepotesis yang diajukan menggunakan analisis statistik uji t , dengan nilai taraf signifikansi 5 %. Menurut Sutrisno Hadi (1987), apabila : t Hitung ≥ t kritik (tabel), uji hipotesis signifikan, konsekuensinya Ha diterima dan Ho ditolak.

  Analisa Data Dan Perhitungan Distribusi data yan g telah diperoleh men ggam bark an adanya perubahan gaya tarik maksimum, baik akibat pengelasan satu sisi maupun

  t test = … Arikunto (1991)

• – y

POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  dua sisi. Hal ini menunjukkan bahwa Untuk men ghit ung dan butir-butir disekitar logam y an g mengetahui ada perbedaan atau terk ena pana s las di zon a las ak an tidak, digunakan rumus uji t, berubah men jadi butir-butir yang sedangkan beda itu signifikan atau mengembang sehingga akan dapat tidak, dikonsultasikan den gan berpengaruh terhadap kekuatannya. menggunakan tara f signifikansi 5 % Ternyata hal ini disebabkan logam (ts. 0,05). mengalami p erubah an p anas y an g Dalam men ghit un g berbeda, p en gelasan dua sisi k ek uatan at au tegan gan menye babkan panas yang diberikan digun ak an dat a seperti pada tabel. semakin banyak.

  Ringkasan Data Kelompok Eksperimen ( Y ) Jumlah

  Arus Luasan Tegangan

2 Dilas tegangan

  ( mm ) rerata rerata Kuadrat

  60 A l sisi 54,75 0,416 0,8677

  60 A 2 sisi 54,92 0,439 0,9630

  70 A 1 sisi 53,04 0,410 0,8422

  70 A 2 sisi 54,11 0,437 0,9577 Kelompok Kontrol ( X )

  Tegangan Rerata Jumlah T egangan Kuadrat 0,435 0,9453

  Perhitungan t test untuk a. tegangan maksimum dapat dijabarkan sebagai berikut :

  0,435 - 0,416

  t test =

  0,9453 - 0,8677 5 (5-1) konsekuensinya hipotesis nihil

  a. Kamp uh v t un gga l dilas sat u sisi den gan arus list rik 60 A (Ho) diterima dan hipotesis kerja (Y1) terhadap kelompok kontrol (Ha) ditolak. (X).

  b. Kampuh v tunggal dilas dua sisi Hasil tersebut dikonsultasikan pada dengan ar us listrik 60 A (Y2) tabel t test, yang mana db = N = 1 = terhadap kelompok kontrol (X) 5-1 = 4, didapatkan t krit ik didapatkan bilangan imajiner. (tabel) 2,13, terny ata Hal ini k arena data yan g perbedaan tidak signifikan, dit em ukan gaya mak simum POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010

  men unjukk an k enaikan (bertambah besar) dari pa da normalnya, berarti tegangannya lebih besar atau kekuatannya bertambah. Analog dengan cara tersebut di atas, untuk harga (Y3) di dapat n ilai t test = 0 ,348 bera rti pe rbedaan tidak signifikan, kon sekuensinya hipotesis nihil (Ho) diterima dan hipotesis kerja (Ha) ditolak.

  PEMBAHASAN Hasil las tergantung pada beberapa faktor misalnya posisi pengelasan, ketebalan bahan, kondisi permukaan bahan/logam induk, jenis sambungan (kampuh), jenis elektroda, dan tipe arus. Faktor-faktor ini akan berpengaruh besar terhadap kecepatan pengelasan yang tepat dapat menghasilkan lapisan las dengan kontur dan penampakan yang baik.

  Kecepatan penggeseran elektroda pada waktu pengelasan berlangsung berpengaruh pada panas yang masuk, sehingga berpengaruh terhadap struktur logam, baik pada deposit las maupun pada daerah pengaruh panas logam yang dilas (zona las).

  Hampir semua bah an (batan g uji) p utus diluar haz akibat adanya pengelasan, gaya tarik maksimum berkisar pada 20,2 KN sampai den gan 25,0 KN, sedan gkan kek uatan tar ik mak simum logam induk (yang tak dilas) 31,64 KN, dengan luasan penampang yan g ber beda sehingga tegangan yang terjadi tidak menunjukkan perbedaan yang berarti.

  Dilihat pen gar uh Var iabel arus listrik terhadap kekuatan tariknya tidak menunjukkan perbedaan yang berarti. Hal ini dapat dilihat dari distribusi data yan g didapat, dem ikian juga untuk jenis kampuh yang digunakan. Hasil pengelasan dua sisi ternyata menambah kekuatan tarik, karena panas yang diberikan lebih banyak, yang berarti partikel elektroda las yang mengandung karbon lebih besar, memberikan sumbangan kadar karbon k e logam induk, sehingga menyebabkan bertambah k uat dibanding dengan pengelasan satu sisi.

  Jika kecepatan pergeseran elektroda rendah, maka panas yang masuk akan semakin tinggi menyebabkan zona las yang dipengaruhi panas semakin luas, dan pendinginan berlangsung lama. Sebaliknya jika kecepatan pergeseran elektroda lebih cepat luas daerah pengaruh panas berkurang dan pendinginan berlangsung lebih cepat.

  KESIMPULAN Hasil dari penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut: a. Logam setelah di las dilak ukan uji tarik, hasilnya sebagian besar putus diluar Haz (diluar zona las) atau putus pada logam induk.

  POLITEKNOSAINS VOL. IX NO. 2 September 2010 dilas den gan yang tidak dilas.

  b. Jika dilihat dari distribusi data yang didapat, ada perbedaan Pengelasan satu sisi sedikit menurun tegangan tarik antara logam yang dilas kekuatannya dan pengelasan dua sisi dengan yang tidak dilas. sedikit bertam bah k ek uatanny a

  (tegan gan t arik nya) namun tidak

c. Uji beda statistik menunjukkan tidak ada beda kekuatan tarik signifikan.

  secara signifikan antara yang DAFTAR PUSTAKA Arikunto, Suharsimi. (1981). Prosedur Suharto. (1981).

  Teknologi Penelitian. Jakarta : Rineka Pengelasan Logam. Jakarta Cipta : Rineka Cipta.

  Kalpakjian,S. (1985). Manufakturing Sutrisno Hadi. (1987). Statistik Jilid Processes For engineering.

  II. Yogyakarta : Andi Offset. Canada: Eddison-wesly Weinstein,N. ( ). Publishing Company Metal Process Engeneering. Khurmi,RS.-and Gupta. JK (1980).

  Moscow : Peace Publishers. W ibisono, Bam ban g. (1996 ). Pen gar uh

  Makchine desaign. New Delhi : Eurasia Publishing Pen gelasan Meto de SMAW House LTD. pa da Baja CP-AH36 T erh adap

  Smith,F. (1981),,. Basic Fab rication sifat mekan is lasan. Jurnal And Weld ing Engeneering. Politeknik. Jakarta: Politeknik Hongkong : Wing Tai UI.

  Cheung Printing Co.LTD. Winardi, 1999, Pemasaran dan

  Perilaku Konsumen, Penerbit Mandar Maju.