analisa sifat mekanik hasil pengelasan gmaw baja ss400 ... · baja ss400 tabel 1.komposisi kimia...

28
Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 Studi Kasus di PT INKA Madiun

Upload: dinhdang

Post on 19-Mar-2019

305 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Analisa Sifat Mekanik HasilPengelasan GMAW Baja SS400Studi Kasus di PT INKA Madiun

Page 2: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

LATARBELAKANG

Page 3: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Baja SS 400 sebagaibaja karbon rendah

Memiliki sifat keuletanyang baik dan kekuatan

yang sedang

Dapat dilakukan prosespengelasan denganmetode apapun

diantaranya : pengelasanGMAW

Digunakan banyakdalam pembuatan

kontruksi: kereta api, jembatan dll

LATARBELAKANG

Page 4: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

PengelasanGMAW

Gas pelindung CO2 100%

Gas pelindung argon 100%

Gas pelindung mix argon 82%

LATARBELAKANG

Page 5: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Penelitian yang sudah dilakukan

Basuki Widodo(2009)

ANALISIS PERLAKUAN PANAS NORMALISING PADA PENGELASAN ARGON TERHADAP SIFAT MEKANIK HASIL LASAN BAJA KARBON RENDAH,  Hasilnya  Harga kekerasan dan kekuatan tarik terbaik  diperoleh setelah proses Normalising temperature 860 C pada arus 140A.

HusniMubaroq(1998)

PENGARUH KOMPOSISI GAS ARGON DENGAN GAS CO2 PADA PENGELASAN GMAW TERHADAP MATERIAL STAINLESS STEEL, hasilnya pengelasan dengan komposisiargon 90% dan CO2 10% memiliki kekuatan mekanik dankekuatan tarik yang paling baik

LATARBELAKANG

Page 6: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Untuk menganalisis sifat mekanik hasilpengelasan GMAW baja SS400 dengangas pelindung CO2 (100%), Argon (82%), 

dan Argon (100%).

TUJUAN PENELITIAN

Page 7: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

1. Baja yang digunakan adalah baja karbon rendah dengantipe SS400.

2. Jenis pengelasan yang digunakan adalah Gas Metal Arc Welding dengan menggunakan gas Argon 100%, Argon mix 82%,dan CO2 100%.

3. Uji mekanik berupa uji tarik, uji kekerasan, uji bending , dan uji metalografi.

BATASAN MASALAH

Page 8: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Baja karbon dibedakan menjadi 3 macam1. baja karbon rendah : unsur dalam paduannya memiliki

persentase carbonnya <0.3%2. baja karbon sedang : unsur dalam paduannya memiliki

persentase carbon 0.3%‐0.7%3. baja karbon tinggi : unsur dalam paduannya memiliki

persentase carbon 0.7%‐1.3 %

TINJAUAN PUSTAKA

Page 9: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Baja SS400Tabel 1. komposisi kimia baja SS400

Baja SS400 merupakan baja karbon rendahdengan sedikit kandungan silicon.Beberapa hasil penelitian menemukanbahwa kandungan siliconnya antara 0.06dan 0.037%

C Si Mn P S Ni Cr Fe

0.20 0.09 0.53 0.01 0.04 0.03 0.03 balance

Page 10: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gas PelindungTujuan utama penggunaan gas pelindungdalam pengelasan GMAW ialah untukmelindungi logam cair dan daerah las (HAZ)terhadap oksidasi dan kontaminasi lain.

beberapa macam gas pelindung :1.Argon2.CO2

3.Helium4. Gas campuran (Ar&CO, Ar&O)

Page 11: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gambar 1. Pembedaan Penetrasi Menggunakan Gas Pelindung Argon atauKarbon dioksida

Page 12: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Bahan SS 400

Preparasisampel

Pengujian strukturmikro

Pengujian sifatmekanik

Pengelasan GMAW

Struktur mikro danmorfologi Nilai kekuatan material

Analisa data dan pembahasan

Kesimpulan

ALURPENELITIAN

Page 13: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Preparasi sampel:Pemotongan baja SS 400, 

PengelasanGMAW

t= 9 mmt= 9 mm

p= 400 mmp= 400 mm

Baja ss400 dipotong: t: 9mm, p: 400mm, l: 125 mm

PERSIAPAN BAHAN

Page 14: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Pengelasan menggunakan gas pelindung CO2 100%, argon 100% dan mixargon 82%

PENGELASAN GMAW

Page 15: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

polishing

• Dilakukan penghalusan sampel  dari grade 120 sampai 2000• Dipoles dengan alumina agar lebih mengkilap

proses etsa

• Dietsa dengan menggunakan NITAL 2%, HNO3 2ml, alkohol 98 ml untuk memperjelas hasil struktur mikronya

Pengamatan struktur mikro

• Pengamatan dilakukan dengan mikroskop optik Olympus BX60M

PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO

Page 16: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gambar 5. Bentuk penetrasi pengelasan (a) penetrasi las dengan gas pelindung Ar 82%, (b ) penetrasi las dengan gas pelindung Ar 100%, (c) penetrasi las dengan gas pelindung CO2 100%

A�������

�������� �����

a cb

HASIL DAN PEMBAHASAN

Page 17: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

0

50

100

150

200

250

300

CO2 100% Ar 82% Ar 100%

Nilai Kekerasan

 HVN

Gas Pelindung

Grafik Pengaruh Gas Pelindung Terhadap Nilai Kekerasan

Gambar 6. grafik pengaruh gas pelindung terhadap nilai kekerasan

ANALISIS KEKERASAN BAJA SS400

Page 18: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

48,5

49

49,5

50

50,5

51

51,5

52

52,5

53

CO2 100% Ar 82% Ar 100%

Ultimate Tensile

 strength (K

gf/m

m2 )

Gas Pelindung

Grafik Pengaruh Gas Pelindung Terhadap Uji Tarik

UTS

Gambar 7. grafik pengaruh  gas pelindung terhadap uji tarik

ANALISIS UJI TARIK BAJA SS400

Page 19: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gas pelindung

Test bending

Open defect

Ket.

CO2 100% Face ‐ Ace 

CO2 100% Face ‐ Ace 

CO2 100% Root ‐ Ace 

CO2 100% root ‐ Ace 

Tabel 2. hasil pengujian bending dengan gas pelindung CO2 100 % 

ANALISIS BENDING BAJA SS400

ASME Handbook (tidak boleh terjadi retakan > 3.8 mm)

Page 20: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Tabel 3. hasil pengujian bending dengan gas pelindung Argon 100% 

Gas pelindung

Test bending

Open defect

ket

Argon 100% Face ‐ Under cut

Argon 100% Face 36.80 mm Reject

Argon 100% Root ‐ Under cut

Argon 100% root 7.7 mm Reject 

Page 21: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Tabel 4. hasil pengujian bending dengan gas pelindung Argon 82% 

Gas pelindung Test bending Open defect Ket.

Argon 82% Face ‐ Ace

Argon 82% Face ‐ Ace

Argon 82% Root ‐ Ace

Argon 82% root ‐ Ace 

Page 22: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gambar 8. struktur mikro logam induk hasil pengamatan mikroskop optik

ANALISIS STRUKTUR MIKRO BAJA SS400

Page 23: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

(a) (b) (c)

Gambar 9. hasil foto mikro daerah HAZ (a) HAZ dengan gas pelindung Argon 100%,(b)HAZ dengan gas pelindung Argon 82%, (c) HAZ dengan gas pelindung CO2 100%

Page 24: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

Gambar 10. Struktur mikro daerah lasan

Page 25: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

1. Peningkatan kekuatan yang besar terjadi pada daerah weld metal kemudian diikuti daerah HAZ (heat affected zone) dengan penggunaan gas pelindung Argon 100%. 

2. Pada pengujian bending semua sampel dengan gas pelindung Argon 100% tidak sesuai dengan standart karena terjadi retak > 3.8 mm.

KESIMPULAN

Page 26: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

.

3.penyebaran fasa ferit dan perlit yang lebih merata pada penggunaan gas pelindung Argon 100% menyebabkan keuletan bahan menurun karena semakin banyaknya fasa perlit memberikan peningkatan kekerasan pada daerah HAZ (197.7)dan peningkatan kekerasan daerah las (277.1) sehingga diikuti menurunnya keuletan bahan.

Page 27: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

1. Penggunaan gas pelindung argon 100% pada baja SS400 sebaiknya dihindari karena memberikan nilai kekerasan yang terlalu tinggi sehingga mengurangi keuletan material.

2. Pengontrolan arus yang digunakan pada pengelasan dan gas pelindung yang digunakan perlu diperhatikan untuk memperoleh kualitas sambungan las yang baik.

SARAN

Page 28: Analisa Sifat Mekanik Hasil Pengelasan GMAW Baja SS400 ... · Baja SS400 Tabel 1.komposisi kimia baja SS400 Baja SS400 merupakan baja karbon rendah dengan sedikit kandungan silicon

TERIMAKASIH