smaw, gtaw, gmaw) dengan bahan mild steeleprints.ums.ac.id/40166/28/halaman depan.pdf · modulus...

i

TUGAS AKHIR

ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN

(SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN MILD STEEL

DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA SPRING BACK

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

SHODIQ NUGROHO

NIM : D200 10 0002

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

NOVEMBER 2015

ii

iii

iv

v

vi

HALAMAN MOTTO

Barang siapa membiasakan diri untuk beristigfar, ALLAH akan

memberikan jalan keluar baginya dari setiap kesulitan

(HR. Abu Daud)

Raihlah ilmu,dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar

(Khalifa Umar)

Karena sesungguhnya allah akan mendatangkan kemudahan setelah kita

ditimpa kesusahan

(QS Al-insyiroh ayat 5-6)

vii

ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW)

DENGAN BAHAN MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP

FENOMENA SPRING BACK

Shodiq Nugroho Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : shodiqnugrogo91@gmail.com

ABSTRAKSI

Waktu ini teknik pengelasan telah dipergunakan secara luas dalam penyambungan batang-batang pada kontruksi bangunan baja dan kontruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena kontruksi bangunan dan mesin yang dibuat dengan mempergunakan teknik pengelasan ini menjadi lebih ringn dan proses pembuatanya juga lebih sederhana. Perusahaan manufakturing otomotif secara global menggunakan proses penyambungan metalurgi atau pengelasan. Proses pengelasan terdapat berbagai permasalahan yang terjadi diantaranya diantaranya deformasi dan perubahan struktur mikro.

Penelitian ini akan membahas tentang pengaruh metode pengelasan las SMAW, las GTAW, las GMAW, terhadap fenomena spring back Dengan menggunakan pengujian U bending.

Dari hasil pengujian didapat nilai-nilai perbedaan dari setiap proses pengelasan untuk nilai kekuatan tarik spesimen, nilai modulus elastisutas tertinggi yaitu pada proses pengelasan GMAW sebesar 1533,333 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -2 mm, sisi kanan -2 mm, sedangkan untuk pengelasan GTAW sebesar 1433,333 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -0,8 mm, sisi kanan -1 mm , pengelasan SMAW sebesar1457,894 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -1 mm, sisi kanan -1 mm.

Kata kunci : Pengelasan SMAW, GTAW, GMAW, U Bending, Spring Back.

viii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya,

bangga, haru, serta bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai

cobaan, halangan maupun rintangan dalam perjuangan yang panjang,

saya persembahkan tugas akhir ini kepada :

1. Bapak dan Ibu saya tercinta yang selalu mendoakan, memberi

dukungan secara finansial, tenaga serta dorongan sepanjang waktu

sampai mengantarkan saya sebagai seorang sarjana Teknik Mesin.

2. Semua sahabat - sahabatku Aji Ageng Yuwono, Agung Wahyu

Jadmoko, Agus Pranoto Syah, Mustahfirin, Yusuf Bakhtiar, Nurul

Huda yang selalu membantu dan memberi solusi dalam

menyelesaikan proses tugas akhir sampai selesai.

3. Seluruh keluarga besarku, terima kasih atas semua dukungan dan

semangatnya yang selalu saya dengar setiap waktu.

4. Semua teman – temanku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta angkatan 2010 yang senantiasa memberi dukungan untuk

menyelesaikan tugas akhir saya.

5. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku kepala laboratorium metalurgi

Teknik Mesin, terimakasih banyak telah memberikan ijin dan

kesempatan untuk menyelesaikan penelitian tugas akhir saya sampai

selesai.

ix

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah, saya panjatkan kepada allah SWT atas

segala rahmat dan nikmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian

ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul “ANALISA PENGARUH

METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN

MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA

SPRING BACK” dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak.

Untuk itu dlam kesempatan ini saya selaku penulis dengan segala hormat

dan ketulusan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan

penghargaan sebesar – besarnya kepada :

1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST, MSc., Ph.D, selaku jurusan Teknik

Mesin.

3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D., selaku Dosen

pembimbing I yang telah membimbing serta bersedia meluagkan

waktunya untuk memberikan arahan dan penjelasan dalam penulisan

Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT., selaku Dosen pembimbing II

yang telah bersedia memberikan bimbingan dan arahan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini

5. Bapak Joko Sedyono., Ph.D., selaku Dosen penguji yang telah

memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir.

6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.

7. Bapak dan ibuk tercinta yang selalu memberikan doa beserta

dukungannya, perhatian serta kasih sayang yang begitu istimewa dan

sangat luar biasa.

x

8. Teman – teman angakatan 2010 yang banyak memberikan motivasi

dan semangat bagi penulis

9. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan terimakasih atas

dukungannya.

Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan, oleh

karena itu kritik dan saran bersifat membangun dari pembaca akan

penulis terima dengan senang hati dan penulis ucapkan banyak terima

kasih. Semoga semua amal baik yang diberikan semua pihak kepada

penulis akan mendapat balasan yang lebih baik dan sempurna dari Allah

SWT.

Surakarta, November 2015

Shodiq Nugroho

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ......................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .......................................................... v

HALAMAN MOTTO .............................................................................. vi

ABSTRAKSI ....... ................................................................................. vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................... viii

KATA PENGANTAR ............................................................................ ix

DAFTAR ISI ......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xiv

DAFTAR TABEL ................................................................................. xvi

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1

1.1. Latar Belakang .................................................................. 1

1.2. Tujuan Penelitian .............................................................. 3

1.3. Manfaat Penelitian ............................................................ 4

1.4. Batasan Masalah .............................................................. 4

1.5. Sistematika Penulisan ....................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...................... 7

2.1. Kajian Pustaka ................................................................. 7

2.2. Landasan Teori ................................................................. 9

xii

2.3. Teori Elastisitas ................................................................. 18

2.3.1. Defleksi .............................................................. 19

2.3.2. Tegangan ............................................................ 20

2.3.3. Regangan ............................................................ 21

2.3.4. Hubungan tegangan-regangan ............................ 22

2.3.5. Deformasi elastis .................................................. 25

2.3.6. Deformasi plastis .................................................. 26

2.4. Teori Plastis ...................................................................... 26

2.5. Teori Spring Back ............................................................. 27

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 31

3.1. Diagram Aril Penelitian ..................................................... 31

3.2. Bahan dan Alat ................................................................. 32

3.2.1. Alat ...................................................................... 32

3.2.2. Bahan .................................................................. 32

3.3. Pembuatan Spesimen ...................................................... 33

3.4. Langkah pengujian Spesimen .......................................... 39

3.4.1. Pengujian Tarik ................................................... 39

3.4.2. Pengujian U Bending ........................................... 40

3.4.3. Pengukuran Spring Back ..................................... 41

3.5. Rancangan Analisis Data ................................................. 42

3.6. Kesulitan Penelitian ......................................................... 43

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 44

4.1. Hasil Penelitian ................................................................. 44

4.1.1. Pengujian tarik ..................................................... 44

4.1.2. Pengujian U bending ............................................ 51

4.2. Analisis hasil pengujian .................................................... 54

4.2.1. Analisis nilai pengujian tarik ................................. 54

4.2.2. Analisis nilai pengujian U bending ........................ 55

xiii

4.3. Pengaruh Metode Pengelasan Terhadap Fenomena

Spring Back ...................................................................... 57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 59

5.1. Kesimpulan ....................................................................... 59

5.2. Saran ........ ....................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 penyimpangan sudut akibat gaya spring back ................. 2

Gambar 2.1. jenis sambungan las ....................................................... 12

Gambar 2.2. jenis las busur listrik (arc welding)................................... 13

Gambar 2.3 Mesin Las SMAW. teknologi pengelasan:2011 ................ 14

Gambar 2.4 Mesin Las GTAW. teknologi pengelasan:2011 ................ 15

Gambar 2.5 Mesin Las GMAW. teknologi pengelasan:2011 ............... 17

Gambar 2.6 Defleksi akibat pembebanan ............................................ 20

Gambar 2.7 diagram tegangan regangan ............................................ 24

Gambar 2.8 spring back ...................................................................... 28

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ..................................................... 31

Gambar 3.2 Mesin las SMAW. INLASTEK (Institut teknologi

pengelasan) ...................................................................... 33

Gambar 3.3 Mesin las GTAW. INLASTEK (Institut teknologi

pengelasan) ...................................................................... 34

Gambar 3.4 Mesin Las GMAW. . INLASTEK (Institut teknologi

pengelasan) ...................................................................... 35

Gambar 3.5 Hasil Pengelasan SMAW ................................................. 36

Gambar 3.6 Hasil Pengelasan GTAW ................................................. 36

Gambar 3.7 Hasil Pengelasan GMAW ................................................. 37

Gambar 3.8 Spesimen Uji Tarik ........................................................... 37

Gambar 3.9 Spesimen Uji U Bending .................................................. 38

Gambar 3.10 Spesimen Uji tarik dan Uju U Bending ........................... 38

Gambar 3.11 tool die set untuk uji U Bending ...................................... 40

Gambar 3.12 gambar pengambilan data spring back .......................... 42

xv

Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik ........................................................... 44

Gambar 4.2 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan SMAW ....... 45

Gambar 4.3 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan SMAW ........ 45

Gambar 4.4 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan SMAW ........ 45

Gambar 4.5 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GTAW ........ 46

Gambar 4.6 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GTAW......... 46

Gambar 4.7 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GTAW......... 46

Gambar 4.8 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GMAW ........ 47

Gambar 4.9 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GMAW ........ 47

Gambar 4.10 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GMAW ..... 47

Gambar 4.11 grafik uji tarik spesimen 1 pada tanpa pengelasan ....... 48

Gambar 4.12 grafik uji tarik spesimen 2 pada tanpa pengelasan ....... 48

Gambar 4.13 grafik uji tarik spesimen 3 pada tanpa pengelasan ....... 48

Gambar 4.14 Histogram hubungan antara modulus elastisitas

dengan variasi pengelasan dan tanpa pengelasan .............................. 51

Gambar 4.15 Spesimen uji U bending ................................................. 51

Gambar 4.16 hasil uji U bending .......................................................... 52

Gambar 4.17 spring back uji U bending ............................................... 52

Gambar 4.18 hasil pengujian uji U bending ......................................... 55

Gambar 4.19 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kiri ......... 56

Gambar 4.20 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kanan ..... 56

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. klasifikasi dari penyambungan logam ................................ 10

Tabel 4.1 Dimensi spesimen uji tarik ................................................... 44

Tabel 4.2 Hasil uji tarik ......................................................................... 49

Tabel 4.3 Hasil data pengujian uji tarik dengan variasi pengelasan

dan titik luluh ...................................................................................... 50

Tabel 4.4 Dimensi plat uji bending ....................................................... 52

Tabel 4.5 Hasil pengujian U bending ................................................... 53

Tabel 4.6 Nilai koefisien spring back hasil pengujian U bending ......... 54

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Laporan proses pengelasan spesimen.

2. Hasil pengujian komposisi base metal.

3. Hasil pengujian U bending dengan menggunakan kertas blok mili

meter dengan cara di mal.