perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
STUDI KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE TIG DENGAN PERLAKUAN PWHT PADA CAST WHEEL ALUMINIUM
SKRIPSI
Oleh: ALFIN MUNFIROH K2509005
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November 2013
commit to user i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama
: Alfin Munfiroh
NIM
: K2509005
Jurusan/ Program Studi : PTK/ Pendidikan Teknik Mesin
Menyatakan bahwa skripsi saya berjudul“STUDI KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE TIG DENGAN PERLAKUAN PWHT PADA CAST WHEEL ALUMINIUM” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri. Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka. Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.
Surakarta, Oktober 2013 Yang membuat pernyataan
Alfin Munfiroh K2509005
commit to user ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
STUDI KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE TIG DENGAN PERLAKUAN PWHT PADA CAST WHEEL ALUMINIUM
Oleh:
ALFIN MUNFIROH K 2509005
Skripsi Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA November 2013
commit to user iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSETUJUAN
Skripsi ini telah disetujui untuk dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Hari
:
Tanggal
:
Surakarta,
November 2013
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
Budi Harjanto, S.T., M.Eng. NIP. 19790116 200501 1 001
Yuyun Estriyanto, ST., M.T. NIP. 19780113 200212 1 009
commit to user iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PENGESAHAN
Skripsi ini telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Skripsi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta dan diterima untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan.
Hari
:
Tanggal :
Tim Penguji Skripsi Nama Terang Ketua
Tanda Tangan
: Suharno, S.T., M.T.
_________________
Sekretaris : Basori, S.Pd., M.Pd.
_________________
Anggota I : Budi Harjanto, S.T., M.Eng.
_________________
Anggota II : Yuyun Estriyanto, S.T., M.T.
_________________
Disahkan oleh: Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Dekan,
Prof. Dr. H. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd. NIP 196007271987021001 commit to user v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK Alfin Munfiroh. STUDI KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE PENGELASAN TIG DENGAN PERLAKUAN PWHT PADA CAST WHEEL ALUMINIUM. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta, September 2013. Tujuan penelitian ini untuk : (1) Mengetahui pengaruh komposisi dan struktur mikro daerah las hasil repair welding dengan metode pengelasan TIG dengan perlakuan PWHT pada cast wheel aluminium. (2) Mengetahui nilai kekerasan dan kekuatan impak pada hasil repair welding dengan metode pengelasan TIG dengan perlakuan PWHT pada cast wheel aluminium. Penelitian ini dilakukan dengan mengambil spesimen dari cast wheel aluminium yang dibuat sesuai ukuran yang diinginkannya, kemudian dilakukan pengelasan TIG dengan menggunakan elektroda jenis ER 5356 dilanjutkan dengan proses PWHT. Spesimen hasil pengelasan dan proses PWHT dilakukan uji kekerasan dengan menggunakan uji kekerasan brinnel, uji kekuatan impack dilakukan dengan menggunakan uji impak charpy. Pada uji komposisi dan struktur mikro menggunakan etsa 2,5 % HNO3, HF, H2O. Hasil penelitian menunjukan bahwa komposisi kimia cast wheel aluminium mengalami perubahan setelah dilakukan proses pengelasan TIG dengan mendapat perlakuan PWHT. Kandungan unsur Al yang semula 94,93 % mengalami peningkatan menjadi 97,60 % setelah dilakukan proses pengelasan TIG dengan perlakuan PWHT, begitu juga dengan unsur Si mengalami perubahan yaitu pada raw material sebesar 4,61 % mengalami penurunan menjadi 1,21 %. Nilai kekerasan tertinggi pada raw material yaitu 42,69 BHN sedangakan pada daerah lasan nilai kekerasan mengalami penurunan menjadi 28,28 BHN, nilai kekerasan terendah pada base material yaitu 21,39 BHN. Nilai kekuatan impak tertinggi yaitu 0,14 joule/mm2 pada daerah lasan sedangkan pada raw material nilai kekuatan impaknya terendah yaitu 0.09 joule/mm2.. Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah proses PWHT menurunkan nilai kekerasan. Nilai kekerasan spesimen TIG lebih rendah daripada nilai kekerasan raw material
Kata kunci : Las TIG, Cast Wheel Aluminium, PWHT, Repair Welding.
commit to user vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT Alfin Munfiroh. STUDY OF REPAIR WELDING QUALITY WITH TIG WELDING METHOD WITH PWHT TREATMENT ON ALUMINIUM CAST WHEEL. Thesis, Teacher Training and Education Faculty of Sebelas Maret University Surakarta, September 2013. This research aims to know i.e.(1) Determine the effect of the composition and microstructure of the weld area with a result of repair welding using TIG welding method with PWHT treatment on the aluminium cast wheel. (2) to know the value of hardness and impact strength on the results of the repair welding using method of TIG welding with PWHT treatment on the aluminium cast wheel. This research applied descriptive quantitative method with the source of data that consists of the results of the composition test, micro structure, impact test and test of Brinnel aluminium cast wheel.The data analysis technique used in this research was descriptive technique. This study observed the results of experiment directly then analyzed it and then the experimental results concluded The research was conducted by collecting specimens of cast aluminium wheel are made according to the size he wanted, then made using TIG welding electrode type ER 5356 followed by PWHT process. Specimens welding and PWHT process is done by using Brinnels hardness test, Impacks strength test performed using Charpys impact test. In the test composition and microstructure using 2.5% HNO3 etching, HF, H2O. Result of this research shows that chemical composition of aluminium cast wheel changed after TIG welding process with PWHT treatment done. Al content of the original elements have in creased 94.93% to 97.60% after the TIG welding process with PWHT treatment done as well as the elements of Si, namely changes in raw materials has decreased by 4.61% to 1.21%. The highest hardness value in raw material that are 42.69 BHN while in the weld part decreased to 28.28 BHN, the lowest hardness value in base material are 21,39 BHN. The highest value of impact strength are 0,14 joule/mm2on the weld part while on the raw material, the lowest value are 0.09 joule/mm2. The conclusion that was obtained from this study was PWHT process decreased hardness value. The hardness value of TIG specimen was lower than raw material specimens hardness number. Keywords: TIG welding, Cast Wheel Aluminium, PWHT, Repair Welding.
commit to user vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO “Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri” (Q.S. Ar-Ra’du : 11) “Karena sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai dari suatu urusan, kerjakanlah dengan sungguh-sungguh urusan yang lain” (Q.S. Al-Insyirah : 6-7) “Hidup adalah kegelapan jika tanpa hasrat dan keinginan. Dan semua hasrat dan keinginan adalah buta jika tidak disertai pengetahuan. Dan pengetahuan adalah hampa jika tidak diikuti pelajaran. Dan semua pelajaran akan sia sia jika tidak disertai cinta” (Kahlil Gibran) “Jangan menganggap tugas belajarmu sebagai kewajiban, melainkan pandanglah itu sebagai sebuah kesempatan untuk menikmati betapa indahnya dunia ilmu pengetahuan, kepuasan hati yang diberikannya serta manfaat yang akan diterima oleh masyarakat apabila jerih payahmu berhasil” (Albert Einsten) . "Aku tak tahu seperti apa dunia melihatku. Tetapi aku melihat diriku sendiri sebagai seorang anak yang bermain main di tepi pantai, berlarian ke sana dan kemari mencari kerang-kerang kecil, sedangkan lautan kebenaran yang sangat luas terbentang tak tertaklukkan dibelakangku" (Isaac Newton) “Lebih baik terlambat mencoba gagal daripada tidak mencoba sama sekali “ commit to user viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Segala Puji syukur kupanjaykan bagi Allah SWT, kupersembahkan karya ini untuk : Ibu Tercinta Doamu,bimbingan dan kasih sayangmu yang tak putus senantiasa diberikan kepadaku. Pengorbanan dan kerja keras engkaulah menjadi motivasiku, you’re my everything Adekku Tersayang Mifta Terima kasih untuk bantuan dan dukungannya yang senantiasa meberi motivasi untuk tetap berjuang meraih masa depan. Dita, Irman dan Danang Terimakasih untuk bantuan dan kerjasama kita untuk berjuang menyelesaikan skripsi ini. Sahabat sahabatku Terima kasih buat fitri, lina, sari, mimi, tari, zahra, putri, lia n rizal yang membantu dan selalu memberi semangat untuk menyelesaikan skripsiku. Teman-Teman PTM 09 Terimakasih atas semangat, bantuan dan kerjasamanya. Kalian luar biasa
commit to user ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah yang Maha Pengasih dan Penyayang, atas rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “STUDI KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE TIG DENGAN PERLAKUAN PWHT PADA CAST WHEELALUMINIUM”. Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mendapatkan gelar Sarjana pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa terselesaikannya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan pengarahan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Budi Harjanto, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I, yang dengan penuh kesabaran memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 5. Yuyun Estriyanto, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II, yang dengan penuh semangat memberikan motivasi dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. 6. Basori, S.Pd., M.Pd., selaku Pembimbing Akademik yang selalu memberikan pengarahan dan bimbingan dalam pelaksanaan perkuliahan sebagai bekal untuk menyusun skripsi ini. 7. Teman-teman PTM FKIP UNS Angkatan 2009. 8. Semua pihak yang turut membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak commit to user mungkin disebutkan satu persatu. x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena keterbatasan penulis. Meskipun demikian, penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.
Surakarta,
Oktober 2013
Penulis,
commit to user xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .............................................................................
i
HALAMAN PERNYATAAN ...............................................................
ii
HALAMAN PENGAJUAN ..................................................................
iii
HALAMAN PERSETUJUAN .............................................................
iv
HALAMAN PENGESAHAN ...............................................................
v
HALAMAN ABSTRAK .......................................................................
vi
HALAMAN ABSTRACT .....................................................................
vii
HALAMAN MOTTO ...........................................................................
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN ...........................................................
ix
KATA PENGANTAR ...........................................................................
x
DAFTAR ISI ..........................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................
xv
DAFTAR TABEL .................................................................................
xvii
DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................
xviii
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah ....................................................
1
B. Identifikasi Masalah ..........................................................
2
C. Pembatasan Masalah .........................................................
3
D. Rumusan Masalah ...........................................................
3
E. Tujuan Penelitian ..............................................................
4
F. Manfaat Penelitian ............................................................
4
KAJIAN PUSTAKA A. Kajian Teori dan Hasil Penelitian yang Relevan ...............
6
1. Kajian Teori .................................................................
6
a. Cast Wheel .............................................................
6
b. Repair Welding ...................................................... to user c. Pengelasan commit .............................................................
14
xii
14
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
d. Perlakuan Panas .....................................................
20
e. Perlakuan PWHT ...................................................
23
f. Sifat Fisis dan Sifat Mekanis .................................
25
1. Uji Struktur Mikro (Metalografi) ....................
26
2. Uji Kekerasan ..................................................
28
3. Uji Komposisi..................................................
30
4. Uji Impak .........................................................
31
2. Penelitianyang Relevan ..............................................
32
B. Kerangka Berfikir .............................................................
36
C. Hipotesis Penelitian ...........................................................
37
BAB III METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................
38
1. Tempat Penelitian .......................................................
38
2. Waktu Penelitian ........................................................
38
B. Unit dan Objek Penelitian .................................................
39
C. Instrumen Penelitian ..........................................................
39
1. Alat Penelitian .............................................................
40
2. Bahan Penelitian ..........................................................
41
D. Prosedur Penelitian ............................................................
41
1. Pembuatan Spesimen ...................................................
43
2. Proses Pengelasan ........................................................
45
3. Uji Komposisi..............................................................
46
4. Proses PWHT (Post Weld Heat Treatmen) ..................
47
5. Uji Struktur Mikro .......................................................
50
6. Uji Kekerasan ..............................................................
50
7. Uji Impak .....................................................................
51
E. Teknik Pengumpulan Data ................................................
51
1. Identifikasi Variabel ...................................................
51
2. Sumber Data ................................................................
52
F. Analisis Data ..................................................................... commit to user 1. Analisis Komposisi Kimia ...........................................
53
xiii
53
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2. Analisis Struktur Mikro ...............................................
53
3. Analisis Hasil Uji Kekerasan.......................................
53
4. Analisis Hasil Uji Kekuatan Impak .............................
54
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
BAB V
A. Deskripsi Data ...................................................................
55
1. Uji Komposisi Kimia...................................................
55
2. Uji Struktur Mikro .......................................................
56
3. Uji Kuatan Impak ........................................................
57
4. Uji Kekerasan ..............................................................
57
B. Pengujian Hipotesis Hasil Analisis Data ............................
58
1. Analisis Data Hasil Uji Kekerasan Dan Struktur Mikro
58
2. Analisis Data Hasil Uji Ketangguhan Impak ...............
58
C. Pembahasan Hasil Analisis Data .......................................
58
1. Analisis Hasil UJi Komposisi Kimia...........................
58
2. Analisis Hasil Uji Struktur Mikro ...............................
60
3. Analisis Hasil Uji Impak .............................................
65
4. Analisis Hasil Uji Kekerasan.......................................
67
PENUTUP A. Simpulan ............................................................................
69
B. Implikasi ............................................................................
70
1. Implikasi Teoritis.........................................................
70
2. Implikasi Praktis ..........................................................
70
C. Saran ..................................................................................
71
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
72
LAMPIRAN .............................................................................................
75
DAFTAR GAMBAR commit to user xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar
Halaman
2.1. Cast Wheel Aluminium ...................................................................
6
2.2. Diagram Fasa Al- Si ........................................................................
10
2.3. Skema Las Tig .................................................................................
17
2.4. Alat Uji Struktur Mikro (Metalografi) .............................................
28
2.5. Perumusan Pengujian Brinell ..........................................................
29
2.6. Pengujian Brinell .............................................................................
30
2.7. Alat Uji Komposisi (Spectometer Metal Scan) ...............................
31
2.8. Pengujian Impak Dengan Standart ASTM ......................................
32
2.9. Srtuktur Mikro Sebelum dan sesudah Dilakukan...............................
34
3.1. Cast Wheel Aluminium Pada Mobil Honda Verio ..........................
41
3.2. Prosedur Penelitian ..........................................................................
42
3.3. Spesimen 1 Tanpa Las (Raw Material) ...........................................
43
3.4. Bentuk Kampuh Las Pada Spesimen 1 ............................................
44
3.5. Spesimen 2 Tanpa Las (Raw Material) ...........................................
44
3.6. Bentuk Kampuh Las pada Spesimen 2 ............................................
45
3.7. Spesimen Hasil Pengelasan TIG ......................................................
46
3.8. Diagram Perlakuan Panas untuk Paduan Aluminium ......................
49
4.1. Struktur Mikro Logam Dasar(Raw material)200x ..........................
61
4.2. Struktur Mikro Daerah Lasan 200x .................................................
61
4.3. Struktur Mikro Daerah HAZ dan Lasan 200x .................................
62
4.4. Struktur Mikro Daerah HAZ 500x ..................................................
64
4.5. Struktur Mikro Pada Pinggiran HAZ 200x ......................................
64
4.6. Histogram Nilai Kekuatan Impak ....................................................
65
4.7. Histogram Nilai Rata – rata Uji Kekerasan Brinell. ........................
68
DAFTAR TABEL commit to user xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel
Halaman
2.1. Penggunaan Mesin Las TIG untuk Beberapa Logam ......................
18
3.1. Waktu Penelitian..............................................................................
39
3.2. Heat Treatment pada Aluminium ....................................................
48
4.1. Hasil Uji Komposisi Kimia Cast Wheel Aluminium.......................
56
4.2. Komposisi Kimia Aluminium Alloy Seri AA. 4643 .......................
69
4.3. Besar Sudut Impak. ..........................................................................
64
4.4. Nilai Usaha yang Diserap dan Nilai Kekuatan Impak Spesimen ....
64
4.5. Diameter Tapak Tekan Hasil Uji Kekerasan Brinell ......................
66
4.6. Nilai Kekerasan Brinell Raw Material (HBN)................................
66
4.7. Nilai Kekerasan Brinell hasil Pengelasan TIG dengan PWHT ........
67
4.8. Nilai Kekerasan Brinell Base Material ............................................
67
commit to user xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
1.
Hasil Perhitungan Uji Kekerasan Brinnel........................................
75
2.
Hasil Perhitungan Uji Ketangguhan Impak .....................................
81
3.
Hasil Pengujian Komposisi Kimia Raw Material ...........................
88
4.
Hasil Pengujian Komposisi Kimia Las TIG ....................................
90
5.
Laporan Proses Pengelasan Spesimen TIG Welding .......................
92
6.
Pengajuan Judul Skripsi...................................................................
94
7.
Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi ......................................
95
8.
Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi .......................................
97
9.
Surat Keputusan Dekan FKIP ..........................................................
98
10. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out Rektor............................
99
11. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out ke INLASTEK Surakarta ..........................................................................................
100
12. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out ke POLMAN Ceper Klaten ....................................................................................
101
13. Surat Keterangan INLASTEK .........................................................
102
14. Surat Keterangan Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret ...............................................................
103
15. Surat Permohonan Ijin Research/Try Out ke Laboratorium Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret ........................................
commit to user xvii
104
