perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGARUH GAS PELINDUNG DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK (RESISTANCE SPOT WELDING) LOGAM TAK SEJENIS AA 5052 – AA 6061
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh : KRESNAWAN NUR HIDAYAT NIM. I0409028
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit to user 2015
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGART]II GAS PELINDI}NG DAI\T TEGANGAIT LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKAI\IIK SAMBT]NGAII{ LAS TITIK (f,ESISTANCE SPOT
YELDING) LOGAM TAK SETEI\IIS AA 5052
- AA 6061
Klesnawan Nur Hidayat
Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari selasa tanggal 28 Juli
20t5
l.
Prrof. Dr. Kmcoro Diharjo. ST.. MT. NIP. 19710103 199702 l00l
2.
DidikDjoko Susilo. QT,. MT. NrP. I 97203 13 1997021001
4t,-".-&
In&i Yaningsilr. ST.. MT. NIP. 1986070/.20121220n4
ffi151998021002
NrP. 19700323 199802 I 001
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK PENGARUH GAS PELINDUNG DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK (RESISTANCE SPOT WELDING) LOGAM TAK SEJENIS AA 5052 – AA 6061
Kresnawan Nur Hidayat Program Studi 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 logam tak sejenis AA 5052 – AA 6061 telah diteliti. Parameter pengelasan, gaya penekanan elektroda, waktu pengelasan, dan laju aliran gas dalam penelitian ini dibuat seragam. Variasi gas pelindung yang digunakan gas argon dan gas karbon dioksida dan tanpa gas pelindung. Parameter pengelasan yang digunakan yaitu tegangan listrik divariasi 2,30 V; 2,67 V dan 3,20 V. Pengujian struktur mikro, kekerasan mikro vickers dan kapasitas dukung beban geser-tarik dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik sambungan las. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tegangan 3,20 V dengan gas argon menghasilkan kapasitas dukung beban geser-tarik tertinggi yaitu 568,96 N. Ukuran nugget meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan listrik. Peningkatan tegangan listrik menyebabkan ukuran nugget meningkat. Nugget hasil pengelasan dengan gas argon memiliki tingkat kekerasan tertinggi. Hal tersebut dikarenakan berkurangnya ukuran butir dalam kaitannya dengan kecepatan pendinginan.
Kata kunci : las titik tahanan listrik, Aluminium 5052, Alumunium 6061, gas pelindung argon, gas pelindung karbon dioksida
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT EFFECT OF SHIELDING GAS AND VOLTAGE TO THE RESISTANCE SPOT WELDED JOINT MECHANICAL CHARACTERISTIC OF DISSIMILLAR METAL AA 5052 – AA 6061 Kresnawan Nur Hidayat Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
[email protected]
The effects of the shielding gas and electrical voltage on the mechanical properties of resistance spot welded joint of dissimilar metal AA 5052 - AA 6061 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, there are Argon, Carbon dioxide and without shielding gas. welding parameter used were voltage variation of 2,30 V, 2,67 V and 3,20 V. The microstructure investigations, Vickers hardness test, and tensile load bearing capacity test were performed to evaluate the mechanical properties of joints. The result shows that voltage 3,20 V with argon gas produce the highest tensile load bearing capacity of 568,96 N. The increasing of welding voltage caused the increasing nugget size. The nugget welded using argon gas had the highest level of hardness. This is caused by the effect of grain size reduction due to its cooling rate. Keywords: Resistance Spot Welding, Aluminum 5052, Alumunum 6061, V, Argon Shielding Gas, Carbon Dioxide Shielding Gas
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Karena sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan. Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.” (Q.S.Al Insyirah : 5-6)
“Setiap orang mempunyai jatah gagal, habiskan jatah gagalmu saat masih muda” (Dahlan Iskan)
“Pengalaman tidak bisa dipelajari, tetapi harus dilalui” (B. J. Habibie)
“Setiap mendapatkan masalah besar, katakan Aku punya Tuhan yang lebih besar”
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
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
kesempurnaan. Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang kuhadapi adalah kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pemilik 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 dan Kakak serta keluarga besar tercinta. Kasih sayang kalian tak akan pernah kulupakan sepanjang hidupku. 4. Bapak Dr. Triyono, ST., MT dan Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST., MT yang tak pernah lelah untuk membimbing tugas akhir saya. 5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Program Studi Teknik Mesin UNS khususnya angkatan 2009.
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan bimbingan-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul “Pengaruh Gas Pelindung dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat Mekanik Sambungan Las Titik (Resistance Spot Welding) Logam Tak Sejenis AA 5052 – AA 6061”. Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Jurusan 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 Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT., Didik Djoko Susilo, ST. MT., dan Ibu Indri Yaningsih, ST. MT. selaku dosen penguji.
4.
Bapak Agustinus Sujono, ST., MT 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 Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.
8.
Seluruh staff karyawan administrasi Program Studi 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.
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
10. Ibu, Ayah, Kakak, dan Adik tersayang serta keluarga yang telah memberikan do’a dan motivasi terselesainya tugas akhir ini. 11. Teman skripsi Nazir, Gilang, Sanuri, Dion, Daus, Mas Zuhri, Mas Sulistyo 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. Teman- teman “ll Romantico” Anjar, Januar, Prasekky, Adibto, Hendro, Hari, Akmal, Azhar, Imam, Yon Afif, Sabdono, yang memberikan semangat kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi. 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, Juli 2015
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman Halaman Judul ………………………………………………………………....... i Surat Penugasan ……………………………………………………………….... ii Halaman Pengesahan …………………………………………………………… iii Motto ……………………………………………………………………………. iv Persembahan ……………………………………………………………………. v Abstrak ………………………………………………………………………….. vi Kata Pengantar …………………………………………………………………..vii Daftar Isi ………………………………………………………………………... ix Daftar Gambar ………………………………………………………………….. xi Daftar Tabel ……………………………………………………………………. xiii Daftar Rumus …………………………………………………………………... xiv Daftar Lampiran ……………………………………………………………….. xv BAB I PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1.
Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah ............................................................................. 2
1.3.
Batasan Masalah ................................................................................... 3
1.4.
Tujuan Dan Manfaat ............................................................................ 3
1.5.
Sistematika Penulisan ........................................................................... 4
BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 5 2.1.
Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5
2.2.
Dasar Teori ........................................................................................... 7 2.2.1. Aluminium ...................................................................................... 7 2.2.2.Resistance Spot Welding .................................................................. 8 2.2.3. Parameter Pengelasan ..................................................................... 11 2.2.4. Weldability ..................................................................................... 12 2.2.5. Gas Pelindung ................................................................................ 13
2.3.
Hipotesis............................................................................................... 14
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 15 commit ............................................................ to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3.1.
Tempat Penelitian ................................................................................ 15
3.2.
Alat Dan Bahan .................................................................................... 15
3.3.
Prosedur Penelitian............................................................................... 17 3.3.1. Proses Pengelasan.......................................................................... 17 3.3.2. Pengujian Spesimen ...................................................................... 17 3.3.3. Analisa Data ................................................................................. 18
3.4.
Diagram Alir ........................................................................................ 19
BAB IV DATA DAN ANALISA......................................................................... 20 4.1.
Struktur Mikro ..................................................................................... 20
4.2.
Analisa Data Pengujian Kekerasan....................................................... 37
4.3.
Tensile Load Bearing Capacity (TLBC) ............................................. 40
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 44 5.1.
Kesimpulan ......................................................................................... 44
5.2.
Saran ................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 45
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1
Nugget Hasil Lasan Resistance Spot Welding …………………... 8
Gambar 2.2
Skema dari proses spot welding. R1dan R5 resistansi antara elektroda-benda kerja, R2 dan R4 resintasi benda kerja, R3 resistansi antar permukaan ……………………………………… 9
Gambar 2.3
Siklus resistance spot welding ……………………………………… 10
Gambar 3.1
Mesin las titik ............................................................................... 15
Gambar 3.2
Chamber ........................................................................................ 16
Gambar 3.3
Bentuk benda kerja dan dimensinya.............................................. 17
Gambar 3.4
Mesin UTM (Universal Testing Machine) .................................... 18
Gambar 3.5
Diagram alir penelitian………………………………………….. 19
Gambar 4.1
Foto makro nugget tanpa gas pelindung ..……………………… 21
Gambar 4.2
Foto makro nugget gas argon …………………………………... 22
Gambar 4.3
Foto makro nugget gas CO2 ......................................................... 23
Gambar 4.4
Struktur mikro logam induk Aluminium...................................... 24
Gambar 4.5
Struktur mikro HAZ AA 5052 tanpa gas pelindung ................... 25
Gambar 4.6
Struktur mikro HAZ AA 5052 dengan gas argon .......................... 26
Gambar 4.7
Struktur mikro HAZ AA 5052 dengan gas CO2 ………………... 27
Gambar 4.8
Struktur mikro HAZ AA 6061 tanpa gas pelindung ……………. 28
Gambar 4.9
Struktur mikro HAZ AA 6061 dengan gas argon ……………….. 29
Gambar 4.10 Struktur mikro HAZ AA 6061 dengan gas CO2 …………………. 30 Gambar 4.11 Struktur mikro nugget tanpa gas pelindung …………………....... 31 Gambar 4.12 Struktur mikro nugget gas argon ……………………………...... 32 Gambar 4.13 Struktur mikro nugget gas CO2 ………………………………. .. 33 Gambar 4.14 Pengeplotan perhitungan besar butir dengan metode Heyn (Intercept) ………………………………………………………. 35 Gambar 4.15 Diameter rata-rata butir pada HAZ 5052 ………………………. 36 Gambar 4.16 Diameter rata-rata commit butir pada HAZ 6061…………………….…. 37 to user
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.17 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,30 V ……………………………………….… 38 Gambar 4.18 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 2,67 V ………………………………………….. 39 Gambar 4.19 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada tegangan listrik 3,20 V ………………………………………….. 39 Gambar 4.20 Pengaruh tegangan listrik terhadap tensile load bearing capasity sambungan las titik ……………………………………………... 41 Gambar 4.21 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser tanpa gas pelindung ……………………………………………….…........ 42 Gambar 4.22 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser dengan gas argon.. 43 Gambar 4.23 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser dengan gas CO2 .. 44
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1
Sifat-sifat argon ………………………………………………… 13
Table 2.2
Sifat-sifat karbon dioksida ……………………………………… 14
Table 3.1
Komposisi kimia AA 5052 dan AA 6061 ……………………… 17
commit to user
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR RUMUS
Halaman Rumus 4.1
Rumus jumlah titik potong persatuan panjang .............................. 35
Rumus 4.2
Nilai intercept lineal rata-rata untuk setiap bidang …………...… 35
Rumus 4.3
Rumus G number ……………………………………………….. 36
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Print Out hasil uji Geser Tarik
Lampiran 2
Data kekerasan Mikro Vickers
Lampiran 3
Data ukuran diameter dengan medote heyn
Lampiran 4
Standar AWS D8.9 untuk uji Geser Tarik
Lampiran 5
Standar ASTM E92 untuk uji micro vickers hardness
Lampiran 6
Standar ASTM E407 untuk etsa material
Lampiran 7
Standar ASTM E112 untuk mencari ukuran butir rata – rata
Lampiran 8
Data Sheet AA 5052
Lampiran 9
Data Sheet AA 6061
commit to user
xv
