STUDI PERBANDINGAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN PLAT BAJA St 40 TEBAL 3 mm DENGAN PENGELASAN BUSUR LISTRIK MENGGUNAKAN ARUS 120 A DAN 140 A

STUDI PERBANDINGAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN PLAT BAJA St 40 TEBAL 3 mm DENGAN PENGELASAN BUSUR LISTRIK MENGGUNAKAN ARUS 120 A DAN 140 A

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

SEFRI ZULHERI NIM. 050401029

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Universitas Sumatera Utara



Diketahui/ Disahkan : Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU Ketua,

Disetujui oleh : Dosen Pembimbing,

Dr. Ir. Ing. Ikhwansyah Isranuri NIP. 1964 1224 1992 111001

Ir. Raskita S. Meliala NIP. 194508171971062001




Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Tugas Akhir Periode ke-561, pada Tanggal 13 Februari 2010

Pembanding I :

Pembanding II :

Ir.Alfian Hamsi, M.Sc NIP. 195609101967011001

Dr. Eng. Ir. Indra, MT NIP. 196410241992031001


DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN ======================

AGENDA 892/TS/2009 DITERIMA : / / PARAF

TUGAS SARJANA NAMA

:

SEFRI ZULHERI

NIM

:

05 0401 029

MATA PELAJARAN :

TEKNOLOGI PENGELASAN

SPESIFIKASI

LAKUKAN PENGUJIAN PERBANDINGAN UJI

:

TARIK PADA PENGELASAN PLAT BAJA St 40 DENGAN LAS BUSUR LISTRIK DENGAN ARUS 120 A DAN 140 A UNTUK TEBAL 3 mm RUJUK PADA HASIL SURVEY YANG DILAKUKAN DAN LITERATUR PENGELASAN BUSUR LISTRIK. GUNAKAN STANDAR ASTM E8 MEMBUAT SAMPEL UJI TARIK UNTUK PENGUJIAN KEKUATAN PENGELASAN, BANDINGKAN HASIL DAERAH PATAHAN DENGAN HASIL UJI TARIK.

DIBERIKAN TANGGAL SELESAI TANGGAL

: 28 / 09 / 2009 : 16 / 01 / 2010

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

DR.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri NIP.196412241992111001

MEDAN, 23 JANUARI 2010 DOSEN PEMBIMBING

Ir. Raskita S. Meliala NIP. 194508171971062001

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN


======================= KARTU BIMBINGAN

TUGAS SARJANA MAHASISWA No. : 892 /TS/2009 Sub.Program Studi Bidang Tugas Judul Tugas Diberikan Tanggal

: Teknik Produksi. : Teknologi Pengelasan. : Studi perbandingan kekuatan pada pengelasan Plat baja St 40 Tebal 3 mm dengan pengelasan busur listrik menggunakan arus 120 A dan 140 A : 28 September 2009

Dosen pembimbing

: Ir. Raskita S. Meliala

Selesai tanggal

: 16 Januari 2010

Nama

: SEFRI ZULHERI

NIM

: 050401029

NO

TANGGAL

1

28-09-2009

Pengambilan tugas

2

04-10-2009

Survey dan Penelitian

3

03-11-2009

Lanjut Bab II

4

10-11-2009

Lanjut Bab III

5

17-11-2009

Lanjut Bab IV

6

25-11-2009

Pelajari dan Perbaiki Bab IV

7

02-12-2009

Komposisi Kimia St 40

8

08-12-2009

Lanjut Bab V

9

12-12-2009

Perbaiki Kesimpulan

10

15-12-2009

Perbaiki diagram Alir

11

22-12-2009

Perbaiki

12

16-01-2010

Selesai, siap Diseminarkan

KEGIATAN ASITENSI BIMBINGAN

Tanda tangan Dosen

Diketahui, CATATAN

Ketua Departemen Teknik Mesin

1.Kartu ini harus diperlihatkan kepada dosen pembimbing 2.Kartu ini harus dijaga bersih dan rapi. 3.Kartu ini harus dikembalikan ke jurusan,bila kegiatan asistensi telah selesai

DR.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri NIP. 196412241992111001





KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah berkenan mengaugrahkan nikmat kesehatan dan kesempatan serta ilmu pengetahuan kepada penulis dalam menulis skripsi ini sebagai perwujudan dalam mencapai gelar sarjana teknik. Penulis terdorong untuk menulis skripsi ini mengingat bahwa pengetahuan tentang pengelasan untuk menghadapi era industrilisasi dan pembangunan pada dewasa ini sangat diperlukan agar tercapainya konstruksi yang baik. Untuk menunjang pengetahuan tentang ini perlu dilaksanakan studi literature ataupun riset dalam menunjang tujuan tersebut. Skripsi ini disarikan dalam beberapa buku, artikel, atau pengujian langsung yang berkaitan dengan pengetahuan tentang teknologi pengelasan yang pernah penulis lakukan dan tercantum dalam daftar pustaka. Penulis juga menyadari keterbatasan ilmu pengetahuan tentang teknologi pengelasan ini, baik dalam segi isi dan penyajiannya. Untuk itu penulis mengharapkan sumbangsi kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi yang penulis buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca yang berkecimpung dalam bidang pengelasan dan dapat membantu program peningkatan sumber daya manusia oleh pemerintah dapat terwujud. Dalam kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Orang tua penulis, yakni Ibunda tercinta Hj Mariati dan seluruh anggota keluarga yang selalu memberi motovasi kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini. 2. Ibu Ir. Raskita S. Meliala selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam penyelesaiaan skripsi ini. 3. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 4. Bapak Fredi firmansyah, Bapak Rambe, Bapak Syamsudin, Bapak Iskandar, Bapak Abdul malik, Bapak Budiman yang banyak membantu penulis sewaktu Study tugas akhir di PT Kereta Api (persero) Balai Yasa, Brayan Bengkel medan, sumatera utara. 5. Seluruh rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin, terkhusus stambuk 2005 yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu, “ Solidarity Forever “ Akhir kata, penulis berharap tulisan ini berguna buat kita semua terutama yang mengaambil riset untuk mata kuliah pengelasan,

Medan, 2 Februari 2010 Penulis SEFRI ZULHERI 05 0401 029


ABSTRAK Studi kekuatan tarik pada sambungan las telah dilakukan pada pelat baja St 40 tebal 3 mm dengan pengelasan busur listrik menggunakan arus 120 A dan 140 A. tujuan studi ini adalah menguji kekuatan tarik dan pada akhirnya diperoleh kualitas sambungan las. Dari hasil perbandingan pengujian kekuatan material tersebut memperlihatkan perbedaan yang signifikan antara variabel Arus 120 A dan 140 A pada Material Baja menengah St 40 untuk tebal pelat 3 mm menunjukkan perbedaan kekuatan tarik seperti yang terlihat pada pengujian tarik yang dilakukan. Proportional stress untuk St 40 (metal tanpa las) adalah 337,286 (N/mm2), setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 120 A menjadi 301,922 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 10,48%, sedangkan setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 140 A proporsional stressnya menjadi 312,798 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 7,26%. Yield stress untuk St 40 (meta tanpa lasl) adalah 344,228 (N/mm2), setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 120 A menjadi 306,375 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 10,99%, sedangkan setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 140 A yield stressnya menjadi 319,610 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 7,15 %. Maksimum stress untuk St 40 (metal tanpa las) adalah 472,27 (N/mm2), setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 120 A menjadi 365,465 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 22,61%, sedangkan setelah mengalami pengelasan listrik dengan Arus 140 A maksimum stressnya menjadi 422,264 (N/mm2), terdapat penurunan sebesar 10,59%. Kata kunci : Pengelasan, Uji Tarik, Arus.


DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................. i ABSTRAK ................................................................................................................. iii DAFTAR ISI............................................................................................................. .iv DAFTAR TABEL .................................................................................................... .vi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... .vii DAFTAR NOTASI.................................................................................................. .vii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 3 1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................... 3 1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................... 3 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengelasan ................................................................................................ 5 2.2 Klasifikasi Pengelasan dalam Industri........................................................ 6 2.3 Pengelasan Cair ........................................................................................ 7 2.4 Las Busur Listrik ...................................................................................... 9 2.5 Parameter Pengelasan ............................................................................... 14 2.6 Klasifikasi Kawat Elektroda dan Fluksi ................................................... 17 2.7 Elektroda Las Listrik ................................................................................ 18 2.8 Kekuatan Tarik ( Ultimate Tensile Strength ) ........................................... 20 2.8.1 Kurva Tegangan-Regangan Rekayasa ........................................... 20 2.8.2 Modulus Elastisitas ........................................................................ 21 BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................................. 23 3.1.1 Waktu Penelitian ............................................................................ 23 3.1.2 Tempat Penelitian .......................................................................... 23 3.2 Alat dan Bahan ......................................................................................... 23 3.2.1 Alat .................................................................................................. 23 3.2.2 Bahan .............................................................................................. 26 3.3 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................. 27 3.4 Persiapan Sambungan ............................................................................... 30 3.5 Proses Pengelasan dan Persiapan Sample ................................................ 33 3.6 Proses Uji Tarik ........................................................................................ 35 3.7 Diagram Proses Pengujian Tanpa Las ...................................................... 38 3.8 Diagram Proses Pengujian Pengelasan 120 A dan 140 A ........................ 39 BAB 4. ANALISA HASIL PERCOBAAN 4.1 Metal Dasar St 40 ( Base Metal ) .............................................................. 42 4.2 Las Listrik Menggunakan Arus 120 A ...................................................... 44 4.3 Las Listrik Menggunakan Arus 140 A ...................................................... 45


4.4. Pengaruh Kekuatan Uji Tarik Akibat Proses Pengelasan......................... 58

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ........................................................................................... .60 5.2 Saran ..................................................................................................... .61 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Tabel 3.1. Tabel 3.2. Tabel 4.1. Tabel 4.2. Tabel 4.3.

Komposisi Kimia Baja St 40 …………………………….. Hubungan Antara Material Dasar dan Tipe Elektroda yang Dipakai……………………………………………… Hubungan Diameter Elektroda dengan Arus Listrik ……. Hasil Pengujian Tarik Spesimen Uji Untuk Metal Tanpa Las………………………………………………… Hasil Pengujian Tarik Spesimen Uji Untuk Pengelasan 120 A….…………………………………………………. Hasil Pengujian Tarik Spesimen Uji Untuk Pengelasan 140 A….…………………………………………………..

2 28 29 53 54 55


DAFTAR GAMBAR Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar Gambar

2.1. Diagram Temperatur Cair Material…………………………. 7 2.2. Prinsip Kerja Perpindahan Logam pada Proses SMAW......... 9 2.3. Pengaruh Arus Listrik…………………………………..…... 14 3.1. Mesin Las yang Digunakan……...……………………...…. 23 3.2. Mesin Gerinda yang Dipakai…………………………...….. 24 3.3. Mesin Milling……………...………………………………... 24 3.4. Mesin Bor……………………………………………….…... 25 3.5. Mesin Uji Tarik Jenis Tarno Test………………………...…. 25 3.6. Mesin Gerinda Potong………..…………………………….. 26 3.7. Penggaris Baja…………………………………………….... 26 3.8. Bahan St 40……………………………………………….... 27 3.9. Elektroda yang Dipaki pada Proses Uji Tarik…………….. 28 3.10 Jenis-jenis Sambungan Dasar. ………………………….. 30 3.11. Alur Sambungan Tumpul…………………….………….. 31 3.12. Sambungan T………………………………..…………….. 32 3.13. Persiapan Spesimen dengan Las 120 A dan 140 A………. 33 3.14. Gambar Spesimen………………...………………………. 34 3.15. Specimen Uji Tarik……………………………….……….. 34 3.16. Proses Uji Tarik………………………………….….…….. 35 3.17. Spesimen yang Telah di Uji……………………………. 35 3.18. Diagram Uji Tarik Beban vs Penambahan Panjang …….. 36 3.19. Diagram Uji Tarik Tegangan vs Regangan …………….. 37 3.20. Diagram Proses Penelitian Metal Tanpa Las…………….... 38 3.21. Diagram Proses Penelitian Pengelasan 120 A dan 140 .….. 39 4.1. Diagram Tegangan vs Regangan………………………….. 42 4.2. Diagram Tegangan vs Regangan Metal Tanpa Las………... 43 4.3. Diagram Tegangan vs Regangan Arus 120 A ……………...44 4.4. Diagram Tegangan vs Regangan Arus 140 A………………46 4.5. Diagram Maksimum Stress vs Spesimen Uji……………… 47 4.6. Diagram Proporsional Stress vs Spesimen Uji…………… 48 4.7. Diagram Yield Stress vs Spesimen Uji……………………. 48 4.8. Diagram Maksimum Stress vs Kuat Arus…….………...….. 50 4.9. Diagram Proporsional Stress vs Kuat Arus…………….…...51 4.10. Diagram Yield Stress vs Kuat Arus………………............... 52


DAFTAR NOTASI

Notasi

Arti

Satuan

A

Luas Penampang

mm2

Ao

Luas Penampang

mm2

C

Kapasitas

Farad

E

Tegangan Listrik

Volt

F

Gaya Tarikan

Newton

H

Panas

Joule

I

Kuat Arus

Ampere

L

Panjang

mm

Pmaks

Tekanan Tarik Maksimum

Newton

Su

Tegangan Tarik

N/mm2

t

Waktu

Detik

ΔL

Panjang Mula

mm

σ

Tegangan

N/mm2

є

Regangan

-


STUDI PERBANDINGAN KEKUATAN TARIK PADA PENGELASAN PLAT BAJA St 40 TEBAL 3 mm DENGAN PENGELASAN BUSUR LISTRIK MENGGUNAKAN ARUS 120 A DAN 140 A

Recommend Documents