PENGARUH KETANGGUHAN SAMBUNGAN LAS PADA MATERIAL ALUMINIUM-MAGNESIUM TERHADAP BEBAN IMPAK DENGAN VARIASI SUDUT KAMPUH V 60

  

PENGARUH KETANGGUHAN SAMBUNGAN LAS PADA

MATERIAL ALUMINIUM-MAGNESIUM TERHADAP BEBAN

o o

IMPAK DENGAN VARIASI SUDUT KAMPUH V 60 DAN 90 SKRIPSI

  Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

HARRY PRAMANA NIM.080401107 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

  

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013 i

  Syukur Alhamdulilah saya ucapkan Kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat kesehatan dan kesempatan sehingga tugas sarjana ini dapat selesai. Tugas sarjana yang berjudul

  “Pengaruh Ketangguhan Sambungan Las Pada Material Aluminium-Magnesium Terhadap Beban Impak Dengan Variasi Sudut Kampuh V 60 o dan 90

o

  ” ini dimaksudkan sebagai salah satu

  syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di Departemen Teknik Mesin – Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

  Selama pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai penulisan, saya banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada:

  1. Kedua orangtuaku, Ayahanda Ir. Zul Yusri Lubis dan Ibunda T. Sahara Rosnani yang telah memberikan perhatian, do’a, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil, juga adik-adikku Hendry Prabowo, Cynthia Zulina, dan Cindy Zulani yang terus menerus memberikan masukan selama pembuatan tugas sarjana ini.

  2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. selaku dosen pembimbing Tugas sarjana yang telah banyak membantu menyumbang pikiran dan meluangkan waktunya dalam memberikan bimbingan dalam menyelesaikan tugas sarjana ini.

  3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

  4. Bapak Zulfikar, ST, MT, Nuzuli, ST, dan kepada timPeneliti Impak Fracture Research Center (IFRC) yang telah membantu penulis.

  5. Seluruh staf pengajar dan pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin, Ibu Ismawati, Kak Sonta, Bapak Syawal, Bang Sarjana, dan Bang Lilik yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan.

  Anggota dalam tim penelitian ini, Syahrul Ramadhan, dan Ikram atas kerja sama dan waktu yang diberikan sehingga laporan ini bisa terselesaikan.

  Penelitian ini merupakan suatu kesempatan yang sangat berharga bagi saya untuk dapat meningkatkan ilmu, dan kualitas, serta pengalaman yang tidak akan pernah saya lupakan.

  7. Shanaz Olivia Hutami yang telah memberikan semangat dan kasih sayangnya agar selalu berjuang menyelesaikan skripsi ini.

  8. Seluruh teman–teman stambuk 2008, Munawir, Gio, Ary Fadila, Rozy, Felix, Maraghi, Ramadhan dan yang lainnya yang namanya tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan bantuan baik selama perkuliahan maupun dalam pembuatan tugas sarjana ini.

  Saya menyadari bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, saran dan kritik dari pembaca sekalian sangat diharapkan demi kesempurnaan skrispi ini. Semoga tugas sarjana ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak.

  Medan, Juli 2013 Harry Pramana NIM: 080401107

  ii Salah satu faktor yang mempengaruhi ketangguhan material adalah sifat mekanik dari material tersebut. Jika material diberi proses pengelasan, maka akan dapat merubah sifat mekanik dari material tersebut. Untuk mengkaji hal tersebut disusunlah sebuah konsep penelitian yang terdiri dari dua tahapan. Mengukur

  o

  ketangguhan impak hasil pengelasan akibat variasi besar sudut kampuh V 60 dan

  o

  90 terhadap variasi paduan aluminium-magnesium dan memeriksa cacat las pada hasil lasannya. Hasil dari pengujian menunjukkan pengelasan dengan variasi

  o

  sudut kampuh V 60 pada paduan paduan aluminium-magnesium dengan kadar

  o

  magnesium 2.2% dan dengan sudut kampuh 60 mempunyai nilai ketangguhan

  o

  impak rata-rata yang lebih baik dibandingkan sudut kampuh 90 , nilai ketangguhan impak yang dihasilkan untuk Al 98%-Mg 1.4% dengan sudut

  o

  2

  kampuh 60 adalah 0,2877 Joule/mm , untuk Al 98%-Mg 1.4% dengan sudut

  o

  2

  kampuh 90 adalah 0,2739 Joule/mm , Al 97%-Mg 2.2% dengan sudut kampuh

  o

  2

  60 adalah 0,3064 Joule/mm , dan untuk Al 97%-Mg 2.2% dengan sudut kampuh

  o

  2

  90 adalah 0,3038 Joule/mm . Pengujian pada pengelasan oxy-acetylen gas untuk paduan aluminium-magnesium, menunjukkan bahwa sudut kampuh dan penambahan kadar magnesium mempengaruh hasil lasan (ketangguhan impak). Kata kunci: ketangguhan impak, pengelasan oxy-acetylene, sudut kampuh, aluminium-magnesium.

  iii One of the factors that affect material toughness is the mechanical properties of the material . If the material given welding process , it will be able to change the mechanical properties of the material . To look into the matter was composed of a concept study consisted of two phases . Measuring the impact toughness weld

  o o

  seam angle due to large variations in V 60 and 90 to the variation of aluminum- magnesium alloy welding defects and check on the results welding . Results of the

  o

  testing showed the variation of the welding seam V 60 angle on aluminum-

  o

  magnesium alloy with magnesium levels of 2.2 % and at an angle of 60 seam has

  o

  a value of impact toughness on average better than the seam angle 90 , the resulting impact toughness values for Al 98%-Mg1.4% at an angle of 60° is

  2

  0.2877 Joule/mm hem , for the Al 98%-Mg 1.4 % at an angle of 90° is 0.2739

  2 o

  2 Joule/mm hem, Al 97 %-Mg 2.2% at an angle of 60 hem is 0,3064 Joule/mm ,

  2

  and 97 % for Al-Mg 2.2 % at an angle of 90° is 0.3038 Joule/mm hem . Tests on

  Oxy-Acetylene gas welding for aluminum-magnesium alloy, showed that the

  addition of the corner seam and welded magnesium levels influence the outcome (impact toughness).

  Keywords: impact toughness, oxy-acetylene welding, seam angle, aluminum- magnesium.

  iv

  v KATA PENGANTAR .............................................................................. i ABSTRAK

  1.3.1 Tujuan Umum …………………………………….. 3

  2.1 Pengelasan ……………………………………………….. 6

  ……………………………………. 6

  BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  1.6 Sistematika Penulisan ……………………………………. 4

  1.5 Manfaat Penelitian ……………………………………….. 4

  1.4 Batasan Masalah …………………………………………. 3

  1.3.2 Tujuan Khusus …………………………………….. 3

  1.3 Tujuan Penelitian ………………………………………… 3

  ………………………………………………………………. iii

  1.2 Perumusan Masalah …………………………………….... 2

  1.1 Latar Belakang ………………………………………….... 1

  ………………………………………….. 1

  BAB 1 PENDAHULUAN

  ……………………………………………………... xi

  DAFTAR GAMBAR ................................................................................. viii DAFTAR TABEL ..................................................................................... x DAFTAR NOTASI

  …………………………………………………………….. v

  DAFTAR ISI

  2.1.1 Klasifikasi Cara Pengelasan ………………………. 7

  vi

  2.5.3 Jenis Patahan ............................................................. 43

  3.3.3 Proses Pembentukan ……………………………….. 51 3.4 Pengujian Cacat Las .............

  3.3.2 Elektroda yang Digunakan ………………………… 50

  3.3.1 Spesimen …………………………………………… 49

  3.3 Variabel- Variabel Pengujian ……………………………... 49

  3.2 Metode Penelitian ………………………………………… 48

  3.1 Jadwal Penelitian dan Lokasi Pe nelitian …………………. 48

  …………………………… 48

  BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

  2.6 Kampuh Las ……………………………………………… 44

  2.5.2 Mesin Uji Impak …………………………………… 38

  Acetylene ………………………………... 8

  2.5.1 Pengujian Impak Metode Charpy …………………. 37

  2.5 Uji Impak ………………………………………………… 36

  2.4 Metode Non Destructive Test …………………………… 32

  2.3 Cacat Pada Las …………………………………………… 20

  2.2.4 Sifat Mampu Las ...................................................... 19

  2.2.3 Paduan Aluminium Magnesium ……..…………….. 18

  2.2.2 Sifat Umum Dari Beberapa Jenis Paduan ………… 15

  2.2.1 Aluminium dan Paduannya ……………………….. 15

  2.2 Pengelasan pada Aluminium …………………………….. 15

  ……………………………... 52

  3.5 Prosedur Pengujian Impak ……………………………….. 54 3.6 Prosedur Pembentukan Kampuh ..........................

  ……….. 58

  3.6 Diagram Alir ……………………………………………... 59

  BAB 4 HASIL DAN DISKUSI

  …………………………………….. 60

  4.1 Pe ndahuluan ……………………………………………... 60

  4.2 Hasil Pengujian ………………………………………….. 60

  4.2.1 Hasil Pengujian Cacat Las …......…………………. 60

  4.2.2 Hasil Pengujian Impak …...………………………. 61

  BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  ……………...……………... 72

  5.1 Kesimpulan ………………………………………………. 72

  5.2 Saran ……………………………………………………… 73

  DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

  viii

  Halaman Gambar 2.1. Klasifikasi pengelasan ……………………………………. 8

Gambar 2.2. Tabung oksigen dan acetylene

  ……………………………. 9 Gambar 2.3. Nyala karburasi ……………………………………………. 11 Gambar 2.4. Nyala oksidasi …………………………………………….. 11 Gambar 2.5. Nyala netral ……………………………………………….. 12 Gambar 2.6. Lubang jarum ……………………………………………… 20 Gambar 2.7. Percikan las ……………………………………………….. 21 Gambar 2.8. Retak ………………………………………………………. 22 Gambar 2.9. Keropos ……………………………………………………. 22 Gambar 2.10. Muka cekung ……………………………………………… 23 Gambar 2.11. Longsor pinggir …………………………………………… 24 Gambar 2.12. Penguat berlebihan ………………………………………... 24 Gambar 2.13. Jalur terlalu lebar ………………………………………….. 25 Gambar 2.14. Tinggi rendah ……………………………………………… 25 Gambar 2.15. Lapis dingin ……………………………………………….. 26 Gambar 2.16. Penetrasi tak sempurna ……………………………………. 26 Gambar 2.17. Penetrasi berlebihan ……………………………………….. 27 Gambar 2.18. Retak akar …………………………………………………. 28 Gambar 2.19. Terbakar tembus …………………………………………... 28 Gambar 2.20. Longsor pinggir akar ……………………………………… 29 Gambar 2.21. Akar cekung ………………………………………………. 30 Gambar 2.22. Stop start A ………………………………………………... 30 Gambar 2.23. Stop start B ………………………………………………... 31

Gambar 2.24. Metode penetran

  …………………………………….......... 33 Gambar 2.25. Pembebanan metode Charpy dan metode Izod …………... 37

Gambar 2.26. Mesin uji impak charpy

  ………………............................... 39

Gambar 2.27. Standar ASTM untuk uji impak

  …………………………... 40

Kawat las AWS-A5.2 ........................................................... 50 Gambar 3.2

  o …………………..

  70

  69 Gambar 4.7. Grafik nilai ketangguhan impak pada spesimen .................

  o ………………………..............

  68 Gambar 4.6. Grafik perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut kampuh 90

  o ………………………..............

  64 Gambar 4.5. Grafik perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut kampuh 60

  o …………………..

  64 Gambar 4.4. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 2,2% dan sudut kampuh 60

  o …………………..

  63 Gambar 4.3. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 1,4% dan sudut kampuh 60

  o …………………..

  62 Gambar 4.2. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 2,2% dan sudut kampuh 90

  ix

  ……………………………................... 44

  Mg 2,2% ………………………………... 58 Gambar 3.13. Bentuk dan posisi sudut kampuh ………………………….. 58 Gambar 3.14. Diagram alir penelitian ……………………………………. 59

Gambar 3.12. Material Al 97%-

  Mg 1,4% ………………………………... 58

  ………………………………………………………. 57 Gambar 3.11. Material Al 98%-

Gambar 3.10. Scale

  …………………………………………………….. 57

Gambar 3.9. Trigger

  Tool untuk mengatur bandul ……………………………… 56 Gambar 3.8. Posisi spesimen pada tumpuan ……………………………. 56

  Gambar 3.7.

Gambar 3.6. Ske ma pengujian impak …………………………………... 55

  Bentuk dan ukuran spesimen ……………………………… 51 Gambar 3.3. Spesimen yang telah disemprot cairan penetran ………….. 53 Gambar 3.4. Cairan developer, penetran, dan cleaner …………………... 53 Gambar 3.5. Mesin impak Charpy ……………………………………… 54

  ……………................................ 47 Gambar 3.1.

Gambar 2.29. Jenis-jenis sambungan lasGambar 4.1. Spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 1.4% dan sudut kampuh 90

  x

  ………… 63

  o ...................................................................................

  68 Tabel 4.7. Perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut kampuh 90

  o ...................................................................................

Tabel 4.6. Perbandingan nilai variasi kadar magnesium terhadap sudut kampuh 60

  ………… 64 Tabel 4.5. Hasil perhitungan data ………………………………………….. 67

  o

Tabel 4.4. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 60

  o

  Halaman

Tabel 4.3. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 60

  ………… 63

  o

Tabel 4.2. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 2,2% dan Sudut kampuh 90

  ………… 62

  o

Tabel 4.1. Hasil pengujian impak pada spesimen aluminium-magnesium dengan kadar magnesium 1,4% dan Sudut kampuh 90

  69 xi DAFTAR NOTASI Ep = Energi Potensial.

  Em = Energi Mekanik. I = Nilai ketangguhan impak (Joule/mm

  2

  ) E = Energi yang diserap (Joule) m = Massa Bandul (Kg) g = Gravitasi (m/s

  2)

  h

  1 = Ketinggian awal bandul (m)

  h

  2

  = Ketinggian akhir bandul (m) λ = Jarak lengan pengayun

  (m) α

  = Sudut posisi awal pendulum β

  = Sudut posisi akhir pendulum A = Luas Penanmpang (mm

  2

  )