BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Metodologi dan pengujian

Prosedur penelitian secara umum dilakukan melalui beberapa

tahap dasar yaitu seperti terlihat pada gambar 3.1

Gambar 3.1 Diagram alir pengujian

37

Persiapan benda uji

Pengelasan

Pengujian

Uji metalografi Uji kekerasan Uji tarik

Kesimpulan

Pembahasan

Data

= 100 A = 80 A = 120 A

3.2. Proses penelitian

3.2.1 Dimensi Benda Uji

Spesifikasi benda uji yang digunakan dalam eksperimen ini adalah

sebagai berikut:

1. Bahan yang digunakan adalah plat kapal ASTM A-36

2. Ketebalan plat 8 mm

3. Elektroda yang digunakan adalah jenis E7018 dengan diameter 2,5

mm.

4. Posisi pengelasan dengan menggunaklan posisi bawah tangan (down

hand)

5. Arus pengelasan yang digunakan adalah 80 A, 100 A, 120 A.

6. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V terbuka, jarak celah plat 2

mm, tinggi akar 2 mm dan sudut kampuh 70

7. Bentuk spesimen benda uji mengacu standar JIS Z 2202 1980 untuk

pengujian tarik.

3.2.2 Persiapan Benda Uji

1. Persiapan Bahan

Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah baja karbon

rendah dengan ukuran panjang 160 mm, lebar 100 mm, tebal 8 mm.

Elektroda jenis E7018 dengan diameter 2,5 mm.

2. Persiapan Alat-alat

a. Mesin gergaji beserta kelengkapannya

38

b. Mesin skrap

c. Mesin frais

d. Peralatan pengelasan

e. Mesin las SMAW DC

f. Penggaris

g. Mesin amplas

h. Kikir

i. Mesin uji foto struktur mikro

j. Mesin uji kekerasan

k. Mesin Uji Tarik

l. Stopwatch

3. Pembuatan Kampuh V terbuka

Pembuatan kampuh V terbuka dengan menggunakan mesin frais.

Bahan yang telah dipersiapkan dipotong dengan mesin gergaji, dengan

ukuran 30 cm sebanyak 3 buah dan, setelah bahan dipotong kemudian

permukaan digambar dengan spidol, tepi permukaan diukur sedalam

dua mm dan di ukur sudut 35 . Setelah bahan digambar bahan dicekam

dan dilakukan pengefraisan dengan sudut 35 . Dapat dilihat seperti

gambar 3.2

Gambar 3.2 Kampuh V Terbuka

39

4. Jenis filler metal

Jenis filler metal yang digunakan dalam pengelasan ini adalah

AWS A5.1 E7018. Kandungan maksimal tipe logam las menurut

spesifikasi AWS adalah sebagai berikut :

Tabel 3-.1. kandungan tipe logam las AWS A5.1 E7018

5. Proses Pengelasan Benda

Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pengelasan adalah:

1. Mempersiapkan mesin las SMAW DC sesuai dengan pemasangan

polaritas terbalik.

2. Mempersiapkan benda kerja yang akan dilas pada meja las.

3. Posisi pengelasan dengan menggunakan posisi pengelasan

mendatar atau bawah tangan (down hand)

4. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V terbuka, dengan sudut 70

, dengan lebar celah 2 mm.

5. Mempersiapkan elektroda sesuai dengan arus dan ketebalan plat,

dalam penelitian ini dipilih elektroda jenis E7018 dengan diameter

elektroda 2,5 mm.

6. Menyetel ampere meter yang digunakan untuk mengukur arus pada

posisi jarum nol, kemudian salah satu penjepitnya dijepitkan pada

kabel yang digunakan untuk menjepit elektroda. Mesin las

40

dihidupkan dan elektroda digoreskan sampai menyala. Ampere

meter diatur pada angka 80 A. Selanjutnya mulai dilakukan

pengelasan untuk specimen dengan arus 80 A. .

7. Menyetel ampere meter yang digunakan untuk mengukur arus pada

posisi jarum nol, kemudian salah satu penjepitnya dijepitkan pada

kabel yang digunakan untuk menjepit elektroda. Mesin las

dihidupkan dan elektroda digoreskan sampai menyala. Ampere

meter diatur pada angka 100 A. Selanjutnya mulai dilakukan

pengelasan untuk specimen dengan arus 100 A.

8. Menyetel ampere meter yang digunakan untuk mengukur arus pada

posisi jarum nol, kemudian salah satu penjepitnya dijepitkan pada

kabel yang digunakan untuk menjepit elektroda. Mesin las

dihidupkan dan elektroda digoreskan sampai menyala. Ampere

meter diatur pada angka 120 A. Selanjutnya mulai dilakukan

pengelasan untuk specimen dengan arus 120 A.

6. Pembuatan Spesimen Uji Tarik

Mengacu standar JIS Z 2201 1981 untuk pengujian kualitas

kekuatan tarik.

Setelah proses pengelasan selesai maka dilanjutkan pembuatan

spesimen sesuai JIS Z 2201 1981, yang nantinya akan diuji tarik,

langkah-langkahnya sebagai berikut:

a. Meratakan alur hasil pengelasan dengan mesin frais.

b. Bahan dipotong-potong dengan ukuran panjang 200 mm dan

lebar 22 mm.

41

c. Membuat gambar pada kertas yang agak tebal atau mal

mengacu ukuran standar JIS Z 2201 1981.

d. Gambar atau mal ditempel pada bahan selanjutnya dilakukan

pengefraisan sesuai dengan bentuk gambar dengan

menggunakan pisau frais diameter 60 mm.

e. Bahan yang sudah terbentuk tersebut dirapikan permukaannya

dengan kikir yang halus, selanjutnya benda diampelas sampai

halus.

Gambar 3.3 Spesimen JIS Z 2201 1981

3.2.3 Proses Pengujian

Ada beberapa tahapan pengujian meliputi pengujian metalografi,

pengujian kekerasan dan pengujian tarik.

1. Proses Pengujian Metalografi

Pengamatan metalografi adalah pengamatan logam dengan cara melihat

struktur mikro dengan mengunakan mikroskop, mikroskop yang digunakan

adalah mikroskop optik. Pada pengamatan metalografi dapat dipelajari

kondisi fisik logam. dengan mengetahui struktur mikro dari suatu logam,

dapat diketahui prosentase karbon yang di kandung dan tegangan tarik

maksimum yang dimiliki. Semakin besar butiran menandakan logam tersebut

42

mempunyai kekuatan rendah, dan apabila ukuran butirannya kecil maka

logam tersebut memiliki kekuatan yang tinggi.

Gambar 3.4 Mikroskop Optik

Metode dari pengujian ini memerlukan persiapan yang cukup teliti dan

cermat agar di peroleh hasil metalografi yang baik. Beberapa tahapan

dalam persiapan pengujian

a. Pemotongan benda uji

Untuk mendapatkan struktur dalam benda uji dengan baik, maka

benda uji di potong sesuai dengan ukuran alat uji metalografi dengan

arah memanjang.

b. Mounting

Setelah dipotong benda uji kemudian dimounting yang bertujuan

untuk memudahkan pengoperasian selama proses preparasi ( grinding

dan polishing).

43

c. Grinding

Setelah benda uji di mounting ( benda uji dibingkai dengan larutan

campuran dari resin + hardener ), baru kemudian diamplas secara

berurutan dari ukuran yang kasar sampai ukuran yang halus. Ukuran

kertas amplas yang digunakan adalah:

80,120,240,360,500,600,800,1000 dan 1200 atau berurutan dari

amplas kasar sampai dengan amplas yang halus,kertas amplas tersebut

terbuat dari bahan alumunium oxide ( water proof ) . Proses grinding

harus selalu dialiri air bersih secara terus menerus dengan tujuan untuk

menghindari timbulnya panas dipermukaan benda uji yang kontak

langsung dengan kertas amplas dan juga untuk menghindari partikel-

partikel bahan abrasive yang menempel pada permukaan benda uji.

44

Gambar 3.5 Alat grinding

d. Polishing

Proses polishing menggunakan mesin poles dan kain beludru

ditempelkan pada piringan yang berputar melalui mesin poles,

kemudian kain beludru tersebut diberi pasta alumina berupa partikel

abrasive yang sangat halus. Selama pemolesan benda uji digerakkan

kedepan dan kebelakang dengan maksud agar partikel-partikel abrasive

dapat terdistribusi dengan merata diatas piringan pemoles setiap satu

langkah pemolesan berakhir, benda uji harus senantiasa dicuci dan

dikeringkan dengan udara hangat ( hair dryer). benda uji yang telah di

poles harus kemudian diperiksa dibawah mikroskop untuk dilihat

apakah masih ada goresan-goresan atau retakkan, benda asing dan

lain-lain. Polishing akan berakhir bila sudah diperoleh permukaan

benda uji bebas dari goresan dan retakan lainnya hingga permukaan

seperti cermin yang jernih.

45

Gambar 3.6 Alat polishing

e. Etsa

Setelah benda uji mengalami proses polishing kemudian dilakukan

pengujian dengan menggunakan larutan Nital, dimana permukaan

benda uji dicelupkan kedalam larutan nital 3 % ( Alkohol 96 % 100 ml

+ HNO3 ml ), setelah itu permukaan dibersihkan dengan air dan

kemudian dicuci dengan alkohol 97 % dan dikeringkan dengan

pengering udara, hal ini bertujuan agar terhindar dari oksidasi udara

sekitar.

Pada dasarnya terjadi perubahan atau perkembangan struktur mikro

yang terjadi selama proses etsa disebabkan oleh hal – hal sebagai

berikut

Perbedaan warna akibat distribusi struktur mikro

Jenis kekasaran yang berbeda, akibat perbedaan orientasi kisi –

kisi kristalnya

46

Terbentuknya elemen lokal secara elektro kimia pada

perbatasan kristal – kristal sebelum media etsa bereaksi dengan

permukaan kristal tersebut.

2. Pengujian Kekerasan ( Vickers )

Spesimen yang telah di foto mikro, selanjutnya digunakan untuk

pengujian kekerasan. Spesimen sebelumnya dipoles terlebih dahulu

dengan menggunakan autosol, kemudian dietsa jenis HNO3.

Langkah pengujian :

a. Memasang indentor piramida intan. Penekanan piramida intan

1360 dipasang pada tempat indentor mesin uji, kencangkan

secukupnya agar penekan intan tidak jatuh.

b. Memberi garis warna pada daerah logam las, HAZ dan logam

induk yang akan diuji.

c. Meletakkan benda uji di atas landasan.

d. Menentukan beban utama sebesar 5 kgf.

e. Menentukan titik yang akan diuji.

f. Menekan tombol indentor.

47

Gambar 3.7 Mesin uji kekerasan HV Frank Finotest

3. Pengujian Tarik

Prosedur dan pembacaan hasil pada pengujian tarik adalah sebagai

berikut. Benda uji dijepit pada ragum uji tarik, setelah sebelumnya

diketahui penampangnya, panjang awalnya dan ketebalannya. Langkah

pengujian sebagai berikut :

a. Menyiapkan kertas milimeter block dan letakkan kertas tersebut

pada plotter.

b. Benda uji mulai mendapat beban tarik dengan menggunakan

tenaga hidrolik diawali 0 kg hingga benda putus pada beban

maksimum yang dapat ditahan benda tersebut.

c. Benda uji yang sudah putus lalu diukur berapa besar penampang

dan panjang benda uji setelah putus.

d. Gaya atau beban yang maksimum ditandai dengan putusnya benda

uji terdapat pada layar digital dan dicatat sebagai data.

e. Hasil diagram terdapat pada kertas milimeter block yang ada pada

meja plotter.

f. Hal terakhir yaitu menghitung kekuatan tarik, kekuatan luluh,

perpanjangan dari data yang telah didapat dengan menggunakan

persamaan yang ada.

48

Gambar 3.8 Mesin Uji Tarik

49