JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

PENGARUH GAS PELINDUNG (SHIELDING GAS) DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK TAHANAN LISTRIK (RESISTANCE SPOT WELDING) ALUMINIUM AA 5052

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Oleh : NAZIR TAUFANI NIM. I0409034

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

commit to user


digilib.uns.ac.id

MOTTO

“Karena sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.” (Q.S.Al Insyirah : 5-6)

“…Sesungguhnya Alloh tidak mengubah keadaan suatu kaum sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri….” (Q.S. Ar Ra’ad : 11)

“When we stand together as a family, we can achieve great things” (Kenny Dalglish)

“The only way to do great work is to love what you do” (Steve Jobs)

“Pengalaman tidak bisa dipelajari, tetapi harus dilalui” (B. J. Habibie)

commit to user

iv


digilib.uns.ac.id

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat Illahi, kupersembahkan tulisan ini kepada: 1. Allah SWT, Pemilik segala keagungan, kemuliaan, kekuatan dan keperkasaan. Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang kuhadapi adalah kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pengatur alam semesta, tempat bergantung segala sesuatu, tempatku memohon pertolongan. 2. Junjungan Nabi besar Muhammad SAW, Manusia terbaik di muka bumi, uswatun hasanah, penyempurna akhlak, sholawat serta salam semoga selalu tercurah padanya, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah sampai akhir zaman. 3. Kasih sayang dan cinta yang tak pernah putus dari Bapak, Ibu, Kakak, dan Adik serta keluarga besar tercinta. Kasih sayang kalian tak akan pernah kulupakan sepanjang hidupku. 4. Bapak Triyono dan Bapak Nurul yang tak pernah lelah untuk membimbing tugas akhir saya. 5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Teknik Mesin UNS khususnya angkatan 2009. 6. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat dan dorongan untuk saya menyelesaikan tugas akhir. 7. Ambon, Getar, Eri, Egar, Oloy, Gemblong dan Dio yang menjadi keluarga baru saya selama tinggal dan kuliah di UNS. Terima kasih untuk beberapa tahun yang penuh kenangan. 8. Mas Iyus, mas Adi, mas Julian, mas Alwi, Agung, Aufar, Victor, Pipod, Anas, Fauzi, dan seluruh keluarga besar Bigreds regional Solo terima kasih atas keramahan dan kekeluargaannya selama saya tinggal di solo.

commit to user

v


digilib.uns.ac.id

ABSTRAK PENGARUH GAS PELINDUNG (SHIELDING GAS) DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK TAHANAN LISTRIK (RESISTANCE SPOT WELDING) ALUMINIUM AA 5052

Nazir Taufani Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta [email protected]

Dalam studi ini, pengaruh penggunaan gas pelindung dan tegangan listrik terhadap sifat mekanik sambungan las titik tahanan listrik Aluminium AA 5052 telah diteliti. Dalam proses pengelasan, gaya penekanan elektroda, waktu pengelasan, dan laju aliran gas dalam penelitian ini dibuat seragam dengan menggunakan gas pelindung argon, gas pelindung karbon dioksida dan tanpa gas pelindung. Parameter pengelasan yang digunakan yaitu tegangan listrik divariasi 2,30; 2,67 dan 3,20 V. Pengujian struktur mikro dan makro, kekerasan mikro vickers dan kapasitas dukung beban geser-tarik dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik sambungan las. Hasil penelitian ini menunjukkan nilai tegangan listrik 2,30 V; 2,67 V; dan 3,20 V dengan gas argon memiliki nilai kapasitas dukung beban geser-tarik yang paling tinggi dibandingkan dengan gas karbon dioksida dan tanpa gas. Gas argon dengan tegangan listrik 3,20 V menghasilkan kapasitas dukung beban geser tarik yang paling tinggi yaitu 0,385 kN dengan mode kerusakan berupa interfacial. Peningkatan tegangan listrik menyebabkan ukuran nugget meningkat. Nugget hasil pengelasan dengan gas argon memiliki tingkat kekerasan tertinggi akibat berkurangnya ukuran butir dalam kaitannya dengan kecepatan pendinginan.

Kata kunci : Aluminium AA 5052, las titik tahanan listrik, gas pelindung, tegangan listrik.

commit to user

vi


digilib.uns.ac.id

ABSTRACT

THE EFFECTS OF THE SHIELDING GAS AND ELECTRICAL VOLTAGE ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF RESISTANCE SPOT WELDED JOINT ALUMINUM AA 5052

Nazir Taufani Mechanical Engineering Department Sebelas Maret University [email protected]

The effects of the shielding gas and electrical voltage on the mechanical properties of resistance spot welded joint Aluminum AA 5052 have been investigated in this study. Electrode pressure, welding time, and gas flow rate were constantly maintained. Welding processes were conducted with variation of shielding gas including argon gas, carbon dioxide gas and no shielding gas. The welding parameters used were 2.30, 2.67 and 3.20 varied-voltages. The micro and macro structure investigations, Vickers hardness test, and tensile load bearing capacity test were performed to evaluate the mechanical properties of joints. Welding process using 2.30 V, 2.67 V, and 3.20 V argon gas have higher tensile shear load bearing capacity than carbon dioxide gas and no shielding gas. Argon gas using 3.20 V resulted the highest tensile load bearing capacity of 0.385 kN with a possibility of interfacial failure mode. The increasing of welding voltage caused the increasing nugget size. The nugget welded with argon gas had the highest level of hardness effect of grain size reducing due to it’s cooling rate. Keywords : Aluminum AA 5052, resistance spot welding, shielding gas, voltage.

commit to user

vii


digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan bimbingan-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Pengaruh Gas Pelindung (Shielding Gas) Dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Las Titik Tahanan Listrik (Resistance Spot Welding) Aluminium AA 5052”. Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini, khususnya kepada : 1.

Bapak Dr. Triyono, ST. MT. selaku pembimbing I yang telah dengan sabar memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

2.

Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku pembimbing II yang telah memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

3.

Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT., Teguh Triyono, ST. MEng., dan Ibu Indri Yaningsih, ST. MT. selaku dosen penguji.

4.

Bapak Prof. Muhammad Nizam, ST. MT. Ph.D selaku pembimbing akademik.

5.

Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST. MT. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

6.

Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku koordinator Tugas Akhir.

7.

Seluruh staff dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.

8.

Seluruh staff karyawan administrasi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam hal administrasi.

9.

Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

10. Ibu, Ayah, Kakak, dan Adik tersayang serta keluarga yang telah memberikan commit to user do’a dan motivasi terselesainya tugas akhir ini. viii


digilib.uns.ac.id

11. Teman skripsi Kresnawan, Gilang, Sanuri, Dion, Daus, Mas Zuhri, Mas Mamin dan teman - teman di Laboratorium Material yang telah menemani penulis baik dalam keadaan suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. 12. Semua rekan - rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi baik kalian semuanya. 13. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi. 14. Teman – teman dari GK FC terutama Ambon, Getar, Dio, Eri, Oloy dan Gemblong, terima kasih untuk kebersamaannya dari awal sampai akhir. 15. Agung, Aufar, Fauzi, Victor, Anas, Pipod, Mas Alwi, Mas Adi, Mas Julian, Mas Iyus, dan seluruh teman – teman Bigreds Regional Solo terima kasih atas keramah tamahannya selama ini kepada penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas. Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat berguna dan digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 10 Juli 2015

Penulis

commit to user

ix


digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI

Halaman Halaman Judul.......................................................................................................... i Surat Penugasan ...................................................................................................... ii Halaman Pengesahan ............................................................................................. iii Abstrak .................................................................................................................. vi Kata Pengantar .................................................................................................... viii Daftar Isi.................................................................................................................. x Daftar Gambar ....................................................................................................... xi Daftar Tabel .......................................................................................................... xii Daftar Rumus ...................................................................................................... xiii Daftar Lampiran…………………………………………………………………xiv BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1. Latar Belakang.........................................................................................1 1.2. Perumusan Masalah.................................................................................2 1.3. Batasan Masalah......................................................................................2 1.4. Tujuan Dan Manfaat................................................................................3 1.5. Sistematika Penulisan..............................................................................3 BAB II DASAR TEORI..........................................................................................4 2.1. Tinjauan Pustaka.....................................................................................4 2.2. Dasar Teori..............................................................................................6 2.2.1. Paduan Aluminium..........................................................................6 2.2.2. Resistance Spot Welding (RSW).....................................................7 2.2.3. Gas Pelindung (Shielding Gas)......................................................10 2.3. Tarik geser.............................................................................................11 2.4. Hipotesis................................................................................................12 BAB III METODOLOGI PENELITIAN...............................................................13 3.1. Tempat Penelitian..................................................................................13 3.2. Alat Dan Bahan......................................................................................13 3.3. Prosedur Penelitian................................................................................15 3.3.1. Proses Pengelasan...........................................................................15 3.3.2. Pengujian Geser-Tarik....................................................................17 3.3.3. Pengujian Kekerasan Micro Vickers...............................................17 3.3.4. Pengujian Metalografi....................................................................18 3.4. Diagram Alir..........................................................................................19 BAB IV DATA DAN ANALISA..........................................................................20 4.1. Struktur Mikro dan Makro (Metalografi)..............................................20 4.2. Analisa Data Pengujian Kekerasan........................................................28 4.3. Tensile Load Bearing Capacity (TLBC)...............................................32 BAB V PENUTUP.................................................................................................36 5.1. Kesimpulan............................................................................................36 5.2. Saran......................................................................................................36 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................37 commit to user

x


digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5

Skema dari proses resistance spot welding. .................................... 7 Siklus resistance spot welding......................................................... 8 Skema mode kegagalan interfacial dan pull out ........................... 12 Mesin las titik type DN-16-1 AC point welder ............................. 13 Chamber ........................................................................................ 14 Universal Testing Machine............................................................ 14 Vickers Micro Hardness ................................................................ 15 Bentuk spesimen benda kerja dan dimensinya .............................. 16 Skema uji geser-tarik ..................................................................... 17 Indentor dan hasil penekanan uji kekerasan vickers ..................... 18 Skema uji mikro………………………………………………......18 Diagram alir penelitian…………………………………………...19 Foto Makro Hasil Lasan………………………………..................21 Struktur mikro Base metal (logam induk) Aluminium AA 5052...22 Foto Struktur mikro Heat Affected Zone (HAZ )………………...24 Foto Struktur mikro daerah las (nugget)…………………………25 Pengeplotan perhitungan besar butir dengan metode Heyn (Intercept heyn)…………………………………………………...26 Gambar 4.6 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,30 V .................................................................. 29 Gambar 4.7 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,67 V .................................................................. 30 Gambar 4.8 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 3,20 V .................................................................. 31 Gambar 4.9 Pengaruh tegangan listrik terhadap kapasitas dukung beban geser-tarik (tensile load bearing capacity) sambungan las titik.... 33 Gambar 4.10 Mode kegagalan setelah pengujian geser-tarik pada tiap variasi spesimen ........................................................................................ 34

commit to user

xi


digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Table 2.2 Table 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 4.1

Sifat-sifat argon ............................................................................. 10 Sifat-sifat karbon dioksida............................................................. 11 Komposisi kimia Aluminium AA 5052 ........................................ 15 Parameter pengelasan……………………………………….........16 Jumlah spesimen pengujian……………………………………....17 Hasil diameter butir rata – rata pada tegangan 3,20 V dengan menggunakan metode heyn (intercept heyn)……………………..28

commit to user

xii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR RUMUS

Halaman Rumus 2.1 Rumus 4.1 Rumus 4.2 Rumus 4.3

Rumus Energi termal ....................................................................... 8 Rumus jumlah titik potong persatuan panjang................................27 Rumus panjang garis potong …..…………………………………27 Rumus G number…………………………………………………28

commit to user

xiii


digilib.uns.ac.id

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Hasil uji Geser Tarik

Lampiran 2

Data kekerasan Mikro Vickers

Lampiran 3

Standar AWS D8.9 untuk uji Geser Tarik

Lampiran 4

Standar ASTM E92 untuk uji micro vickers hardness

Lampiran 5

Standar ASTM E407 untuk etsa material

Lampiran 6

Standar ASTM E112 untuk mencari ukuran butir rata – rata

Lampiran 7

Komposisi kimia Aluminium AA 5052

commit to user

xiv

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

Recommend Documents