PENGARUH KUAT ARUS TERHADAP HASIL PENGELASAN SMAW DENGAN MENGGUNAKAN ELEKTRODA E6013 PADA PLAT BAJA ST60. Muhammad Ridwan Lubis1, Ir.Muslih Nasutionr,MT.2 1,2 Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan 2016 E-mail :
[email protected] ABSTRAK Untuk mengetahui berapa besar kuat arus pada pengelasan suatu plat baja, hal demikan perlunya mengetahui dimana pengelasan mengakibatkan perpaduan elektroda dan material.Sebab hal itu maka penelitian ini menggunakan pengujian tarik, perlu nya mengetahui kekuatan tarik sebagai salah satu sifat mekanis pada baja. Penggunaan pengelasan hampir kita temukan disikitar kita seperti pembangunan perumahan, jembatan, tiang listrik sampai alat angkut ringan dan berat. Studi Kekuatan tarik pada sambungan las telah ditentukan pada plat baja St60 Tebal 13 mm dengan pengelasan busur listrik dengan menggunakan Arus 70,80 dan 100 amper dan tujuan studi ini menguji kekuatan tarik dan pada akhirnya diperoleh pada sambungan las listrik dan dari hasil data tersebut yang mendekati original ialah 93,45N/mm2 ialah 100 amper dengan Eletroda yang berbeda beda dari arus 70,80 dan 100,. Dari Arus 70 amper dan 80 Amper terdapat data yaitu 70 amper 41,74N/mm2, 80 amper dengan nilai 45,465N/mm2. Nilai regangan yang dihasilkan yaitu masing-masing 1,5%, 1,96%, 1,96%, 16,10%.Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin tinggi nilai Arus yang diberikan kepada elektroda tersebut meningkatkan daya peleburan logam st60, dan memudahkan perpadu nya elektroda e6013 dengan logam st60. Semakin rendahnya terhadap arus elektroda maka nilai peleburan nilai logam st60 dengan elektroda tidak maksimal, diakibatkan proses metalurgi berjalan cepat. Kata kunci: Uji Tarik, Elektroda E6013, Arus 70,80 dan 100 Amper. ABTRACK To know how big strong cureent on welding of steel plate such thigh the need know where welding resulted electrode mis and materials. Because of the that then it is necessary to know tensile streght as one of the mechanichal properties of steel. Use welding almost we find around us such as development housing. Brigde power pole until the conveyance light and small. Study of tensile streght on the welded joint has been specified on st60 plate thick 13mm witch electrick are welding by using cureent 70,80 and 100 ampere. And study objectives test the tensile streght and ultimately obtained at connection electrick welding , and from the resultch the that is 93,45N/mm2 is 100 ampere witch electrode which is different from the cureent 70,80 and 100 ampere . from the cureent 70 ampere and 80 ampere there is that is 70 ampere 41,74N/mm2, 80 ampere witch value 45,465N/mm2 , strain value resulting from le each 1,5%, 1,96% , 1,96% ,16,10%. Of the test results show that the higher the cuereent value given to electrode. Keyword : Tensile test, electrode e6013, cureent 70,80 and 100 ampere. 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam kontruksi sangat luas ,dan dapat meliputi perkapalan, jembatan,rangka baja,bejana tekan, pipa saluran dan lain sebagai nya. Oleh karena itu di dalam suatu pengelasan , pengetahuan harus turut serta mendampingi praktek, secara lebih terperinci dan dapat juga dikatakan bahwa perancangan kontruksi bangunan dan mesin dengan sambungan las harus
direncanakan pula tentang cara-cara pengelasan, pemeriksaan,bahan las dan jenis las yang akan digunakan,berdasarkan fungsi dari bagian-bagian bangunan atau mesin yang sudah dirancang. Penelitan ini bertujuan untuk mengetahui hasil pengelasan pada baja karbon menengah dengan mengguji kekuatan tariknya, dengan menggunakan elektroda E6013. 1.2. Perumusan Masalah Berkaitan dengan masalah kekuatan las melalui penelitian tugas akhir ini akan dilakukan metode
pengelasan listrik dengan menggunaknan elektroda E 6013. Dengan menggunakan arus 70, 80dan 100 aper dan dengan menggunakan arus berbeda pada plat baja ST 60. 1.3. Batasan Masalah 1.
2.
Material yang digunakan pada baja karbon menengah ialah dengan spesifikasi pada baja karbon menengah ST60 Pengujian yang dilakukan dengan metode pengelasan dengan menggunakan plat baja ST60 dengan memakai arusr 70, 80,dan 100 amper, dan jenis elektroda tipe E 6013
1.4 Tujuan 1. Untuk Mengetahui Adakah Pengaruh Arus yang Berbed-beda Terhadap Hasil pengujian Tarik. 2. Untuk Mengetahui Arus Yang Terbaik dari variable yang ada. 3. Untuk Mengetahui berapa besar Arus yang Mendekati Original. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Dapat memberi pengetahuan tentang hasil dari analisa yang telah dilakukan untuk sebagai refrensi selanjutnya. 2. Sebagai pengembangan ilmu dari pengetahuan dari teknologi khususnya dalam bidang material metalurgi. 1.6 Metedologi Penulisan 1.
2.
Studi Literatur: Melakukan studi ke Perpustakaaan dengan mempelajari bukubuku,jurnal ,artikel karya ilmiah,maupun media elektronik. Diskusi Interktif : Melakukan diskusi dengan bentuk tanya jawab antara mahasiswa dengan dosen pembimbing, dalam menyangkut halhal yang berkaitan dengan tugas akhir ini.
1.7 Sistematika Penulisan Bab I : Pendahuluan Pada bab ini menguraikan latar belakang perumusan Masalah, batasan masalah, tujuan pengujian , manfaatPengujian, metode pengujian, sistematika penulisan tugasAkhir. Bab II : Tinjauan pustaka bagian ini menyampaikan teori-teori yang berhubungan dengan permasalahan yang diteliti antara lain
mengenai Pengelasan listrik dan jenis elektroda E6013 pada penge-lasan yang dapat digunakan. Bab III : Metode penelitan Pada bab ini menguraikan tentang bagaimana prosedurDalam penelitian , daftar alat yang digunakan dalamPenelitian analisa data. Bab IV : Analisa Data Dan PengujianBab ini berisikan paparan analisa dan pengujian terhadap permasalahan dan penyelesaian dalam pengelsanlistrik dengan menggunakan elektroda e6013 terhadap suatu uji tarik. Bab V : Kesimpulan Dan Saran Kesimpulan ini berisikan tentang jawaban dari pernyataan Dalam sebuah penelitian yang dinyatakan dalam perumusan masalah, dan saran berisikan dalam kesimpulan yang perlu dilanjuti dalam meralisasikan. 1.8 Pengertian Baja Karbon Baja karbon ST60 adalah jenis baja karbon menengah ( Medium) yang Banyak digunakan untuk peralatan mesin roda gigi dan kontruksi umum karena mempunyai sifat mampu las dan kepekaan terhadap retak las, dan dapat kita lihat dari posisi kimia . 1.9 Baja Karbon Yang dimaksud dengan baja karbon menengah adalah baja yang hanya terdiri dari besi (Fe) dan karbon ( C) tanpa ada bahan pemadu dan unsur lain yang kadang terdapat pada baja karbon seperti silicon ( Si), magnesium (Mg), phosfor ( P) sulfur/ belerang ( S) dan sebagai nya yang jumlah nya dibatasi. 1.10 Pengaruh Unsur Campuran Pada Baja Silicon merupakan unsur paduan yang ada pada setiap baja dengan jumlah kandungan lebih dari 0,4% yang mempunyai pengaruh kenaikan tegangan tarik dan menurunkan kecepatan pendingin kritis ( laju pendinginan minimal yang dapat menghasilkan 100% martensite). Unsur mangan dalam proses pembuatan baja berfungsi sebagai deoxider ( pengikat O2) sehingga peleburan dapat berlangsung baik. Nikel memberi pengaruh sama seperti Mn yaitu menurunkan suhu kritis dan kecepatan pendingin kritis.
Unsur Krom meninggikan kekuatan tarik dan keplastisan, menambah kekeras, meningkatkan tahan torsi dan tahan suhu tinggi. Unsur Vanadium dan Wolfram membentuk karbidat yang sangat keras dan memberikan baja dengan kekerasan yang tinggi, kemampuan potong dan daya tahan panas yang cukup tinggi pada baja yang sangat diperlukan untuk pahat potong dengan kecepatan tinggi.
1.11 Sifat-Sifat Logam Didalam unsur kimia, sebuah logam adalah sebuah unsur kimia yang siap membentuk ion dan memiliki ikatan logam, dalam penggunaannya, logam yang digunakan akan mengalami gaya luar atau pembebanan yang berbeda-beda , perbedaan ini ditentukan oleh sifat dari logam tersebut. Logam memiliki sifat- sifat, seperti sifat mekanis sifat fisis dan sifat kimia. 1.12 Teori Pengelasan Listrik Pengelasan ( welding) adalah suatu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam menambah dan menghasilkan sambungan continue. 1.13 Uji Tarik
Gambar 2 Perubahan panjang dari spesimen dideteksi lewat pengukur regangan (strain gage) yang ditempelkan pada spesimen seperti diilustrasikan pada Gambar 2 Bila pengukur regangan ini mengalami perubahan panjang dan penampang, terjadi perubahan nilai hambatan listrik yang dibaca oleh detektor dan kemudian dikonversi menjadi perubahan regangan. 2. METODELOGI PENELITIAN 2.1 Tempat dan Waktu Pengujian ini dilakukan di Laboratorium PTKI Medan jl.Menteng VII Medan. Pengujian ini dilaksanakan pada tanggal 22 Agustus 2016 Sampai dengan 23 Agustus 2016. 2.2 Bahan Dalam pengujian ini, bahan yang digunakan ialah plat baja karbon menengah ST60 yang berbentuk plat atau lempengan yang di bentuk sesuai standar uji tarik.
Pengujan tarik yaitu pengujian yang bertujuan untuk mendapatkan gambaran tentang sifat dan keadaan dari suatu logam. Pengujian tarik dilakukan dengan penabahan beban dengan secara perlahanlahan, kemudian akan terjadi penambahan panjang yang sebanding dengan gaya yang bekerja. Gambar 3
Gambar 1 Bentuk bahan yang diuji, untuk logam biasanya dibuat spesimen dengan dimensi seperti pada Gambar 2 berikut.
Gambar 4
2.3 Mesin Uji Tarik Jenis mesin uji tarik universal yang digunakan adalah mesin Maekawa Testing Machine MFG type MR-20-CT dengan No Pro 6592, Tokyo japan. Mesin ini digunakan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis baja terutama pada kekuatan tarik spesimen, gunanya untuk menarik material yang terdiri dari atas beberapa bagian, bagian atas tersebut sebagai Cross head, atau bagian yang bergerak yang menarik benda uji, sepasang ulir selinder akan membawa atau menggerakkan Crosshead. Dengan menarik suatu bahan kita akan mengetahui bagaimana bahan itu bereaksi terhadap suatu tegangan tarik dan mengetahui sejauh mana material itu akan bertambah panjang.
3.1 Grafik Spesimen Tegangan maksimum Terhadap Arus
Gambar 5 1. 2. 3. 4.
Tegangan maksimun = 41,74 N/mm2 Tegangan maksimum =38,465N/mm2 Tegangan maksimum =46,725 N/mm2 Tegangan maksimum =100,03 N/mm2
3.2 Data Grafik Tegangan Patah Menggunakan Arus
Gambar 5 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Setelah menganalisa data dari grafik hasil uji tarik dan spesimen setelah di uji, maka diperoleh datadata sebagai berikut. Dengan awalan mengetahui rumus uji tarik. Rumus Benda Uji Tarik. Tegangan Maximun( max) Max = (f max)/A0
Gambar 6 1. 2. 3. 4.
Tegangan patah Tegangan patah Tegangan patah Tegangan patah
=22,95 N/mm2 =31,755 N/mm2 =36,375 N/mm2 =62,51 N/ mm2
3.3 Data Grafik Spesimen Panjang Menggunakan Arus.
Pertambahan
TeganganPatah ( Ff) f = Ff / A PertambahanPanjang ( %€) %∈ =
I1-I ˳
100%
Keterangan: Ao = Luas awal Fmax = Beban maximum Ff = Beban Patal L1 = Panjang setelah patah max = Tegangan maksimum F
%∈
= Tegangan patah =% Elongasi( pertambahan panjang)
Gambar 7 1. 2. 3. 4.
Pertambahan panjang Pertambahan panjang Pertambahan panjang Pertambahan panjang
(% ε) =1,48% (%ε) =1,96% (%ε) =1,96% (%ε) =16,10%
3.4 Data Grafik Spesimen Panjang Setelah Patah Menggunakan Arus.
Arus 70A%Ʃ= 1,47%
₁
Arus 80A%Ʃ =
₁
= 196%
Gambar 8
2. 3. 4.
Sifat – Sifat material yang diperoleh dari hasil pengujian tarik dengan arus yang berbeda antara lain; Tegangan Maximum ( Max) Max = 70 A
Max =
80 A
max =
100 A Max
=
˳
=
˳
=
=
˳
Original max =
˳
.
=
= 45,17 N/mm2
,
= 46,71N/mm
,
2
=100,02 N/ mm2
,
Rumus untuk mencari Tegangan Patah . =
80 ampreσf
=
100 ampre
=
=
˳ ˳ ˳
Original (Tanpa las) f
=
,
=
N/mm .
= 31,48 N/mm2 ,
˳
=
= 36,37 N/mm2
,.
,
= 62,51
Pertambahan Panjang (%Ʃ) Rumus untuk mencari pertambahan panjang % Ʃ=
₁
˳
x 100%
%Ʃ ,
,
,
˳
=
x 100%
x 100%=
=
,
x100% =
x 100%
x 100%
x
=
100%
x 100% = 16,11%
Panjang setelah patah ( L1) 70 A = 50,75 mm 80 A = 51 mm 100 A = 51 mm Original = 59,6 mm 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari Hasil Penelitian Dapat Disimpulkan bahwa : 1. Bahwa Arus Pengelasan yang berbeda-beda Menghasilkan Hasil uji tarik yang berbeda-beda 2. Bahwa arus 100 amper lebih sesuai dan lebih baik hasil tegangan maksimumnya, dengan nilai 93,45 N/mm2 dibandingkn dengan arus 70 amper dan 80 amper dengan nilai masing-masing 41,74N/mm2, 45,465N/mm2.
4.2 Saran
= 22,95 N/mm ,
=
2
Original
x 100%=
3 .Arus 100 Amper dengan nilai 93,45N/mm2 , lebih mendekati tegangan maksimun pada original yaitu sebesar 100,03 N/mm2 .
Tegangan patah( Ff)
70 ampre f
=
˳
4.1 Kesimpulan
˳
= 41,74 N/mm2
,
Arus 100A%Ʃ 1,96%
=
Panjang setelah Patah ( L1) =12.33% Panjang setelah patah ( L1) =10.15% Panjang setelah patah (L1) =2.88 % Panjang setelah patah ( L1)=92.52 %
1.
₁
1 .Sebaiknya pengelasan dilakukan oleh juru las yang memiliki ilmu pengetahuan dasar tentang uji tarik dan mahir dalam melakukan suatu pengelasan 2. Spesimen uji tarik disarankan untuk tidak terlalu lebih dari ketebalan 13mm untuk menghindari khawatiran kerusakan alat uji dan mencegah pengeluaran biaya produksi yang lebih besar. 3. Dalam pembentukan kampuh sebaiknya oleh juru skrap yang mahir. 5. DAFTAR PUSTAKA Santoso,joko.2006.Pengaruh Arus Pengelasan Dan Kekuatan Tarik. Kurniawan,Apri.2015.Jenis-Jenis Pengelasan. http://www.kompasiana. com/apri711/jenis-
jenis-pengelasan_5500b 399a333 111d7251 1941. Permatasari Putri, Dini .2013. Mesin Gergaji Besi (Hacksaw). http://diniptm. blogspot. co.id /2013/06/mesin-ge rgaji.html. Wardhana,Rafa.2015. Keselamatan Kerja Pada Bengkel Las Di Kapal Dan Pelabuhan. http://www.pelautonline.com/2015/10/kesel amatan-kerja-pada-bengkel-las-dikapal-danpelabuahan.html. Operation Manual For Rockwell Hardness Tester Model MRK-E,Matsuzawa Seiki co.LTD. Zwingly.2011.Membaca Kode Kawat Las. https://zwingly.wordpress .com /2011 /03/25/membaca-kode-kawat-las- smaw/ Hima.2015.Proses Pengelasan SMAW. http://hima-tl.ppns.ac.id/?p=121. Hendro.2010.Baja Karbon. https://tehnikmesinindustri.wordpress.com ./metallurgiilmu-logam/.
