45

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian mengenai sifat mekanik pengaruh arus pengelasan,

waktu pengelasan dan pengaruh penambahan filler serbuk pada

sambungan las titik dengan material feritik Stainless Steel mm dan

Aluminium seri 6019 pada penelitian ini didapat hasil dari pengujian yang

meliputi uji geser, dan uji kekerasan micro Vickers. Dari pengujian ini

dilakukan analisis dan pembahasan guna mendapat kesimpulan yang

sesuai dengan tujuan penelitiaan

4.1 Pengujian Beban Tarik-Geser (Tensile Shear Load)

A. Analisis Grafis

Cara umum untuk mengetehui sifat mekanik pada suatu material

yaitu dengan cara melakukan pengujian beban tarik-geser. Pada

pengujian beban tarik-geser ini diberikan beban gaya statik yang

meningkat secara perlahan sehingga membuat material terputus. Dilihat

dari hasil rata-rata beban tarik-geser yang terdiri dari 2 sempel setiap

variasinya dengan mengunakan standar pengujian ASME IX didapat hasil

kekuatan las sebagai berikut

46

0

200

400

600

800

1000

0,2 0,3 0,4

Ten

sile

sh

ear

load

be

arin

g ca

pac

ity

(N)

welding time(Secon)

ARUS 6000

ARUS 7000

ARUS 8000

ARUS 6000

ARUS 7000

ARUS 8000

Grafik 4.1 Pengaruh welding time terhahap kekuatan sambungan las titik pada material yang mengunakan filler serbuk. (garis kontinyu menunjukkan spesimen dengan filler; garis putus-putus menunjukkan spesimen tanpa filler).

Dari grafik diatas menunjukan bahwa pengaruh welding time

terhadap sambungan las menunjukan semakin besar welding time dan

arus akan menyebabkan panas yang sangat besar, dan panas yang

ditimbulkan terlalu besar membuat filler serbuk tersebut menguap. Ketika

filler serbuk Zn menguap bukanya menjadi perantara melaikan menjadi

foit yang mengakibatkan kekuatan sambungan las tersebut menurun.

Dari grafik diatas menjelaskan bahwa pada arus 6000A dengan

waktu 0,2; 0,3; 0,4 detik memiliki kemampuan daya beban dukung

sebesar 810,495N; 692,835N; 524,835N. Arus 7000A waktu 0,2; 0,3; 0,4

detik memiliki kemampuan daya beban dukung sebesar 730,16N;

620,93N; 547,55N. Sedangkan arus 8000A sebesar 757,63N; 573,53N;

349,77N. Pada grafik diatas menunjukan bahwa adanya penurunan yang

sangat signifikan.

47

0

200

400

600

800

1000

6000 7000 8000Ten

sile

sh

ear

load

be

arin

g ca

pac

ity

(N)

Ampere (A)

WT 0,2

WT 0,3

WT 0,4

WT 0,2

WT 0,3

WT 0,4

Dari grafik hasil pengujian tarik geser sambungan las tanpa

menggunakan filler diatas dapat diketahui bahwa pada arus 6000A bahwa

pada welding time 0,2;0,3;0,4 detik memiliki kekuatan sebesar 346,34N;

485,385N; 651,38N. Arus 7000A pada welding time 0,2;0,3;0,4 memliki

kekuatan sebesar 422,16N; 735,055N; 815,12N.dan pada arus 8000A

memiliki kekuatan sebesar 541,81N; 430,80N; 869,265N.

Grafik 4.2 Pengaruh besar arus terhahap kekuatan sambungan las titik pada material tanpa mengunakan filler. (garis kontinyu menunjukkan spesimen dengan filler; garis putus-putus menunjukkan spesimen tanpa filler).

Berbanding lurus dengan welding time semakin besar arus dan

waktu yang digunakan maka pada material yang menggunakan filler

serbuk mengalami penurunan. Berbeda dengan material yang tanpa filler

semakin besar arus dan waktu maka kekuatnya semakin meningkat. Dari

grafik diatas dapat dilihat penambahan kekuatan yang sangat jelas.

Dari proses pengujian geser yang telah dilakukan,didapati satu

jenis kegagalan sambungan las pada setiap variasi variasi parameter

spesimen uji yaitu button pul out failur mode. Jenis kegagalan ini adalah

48

jenis kegagalan sambungan pada sambungan las tersebut. Hal ini

menunjukan terdapatnya nilai daya beban dukung geser yang sangat

tinggi pada sambungan las tersebut.

B. Pembahasan Uji Tarik-Geser dan Mode Kegagalannya.

Pada beberapa kasus yang terjadi pada pengujian beban geser

sambungan las menerima pembebanan tarik maupun geser atau biasa

disebut juga dengan Beban Tarik-Geser (Tensile Shear Load)Dari grafik

4.1 dan grafik 4.2 memperlihatkan pengaruh variasi welding time dan arus

pada material yang ditembahi dengan serbuk filler seng bahwa sanya

semakin besar arus dan bertambahnya waktu pengelasan maka

berpengaruh pada kekuatan sambungan las yang menurun. Hal ini

dikarenakan semakin panas hambatan yang dihasilkan maka serbuk seng

akan mencair dan melebar dikarenakan tidak adanya lokator atau

pembatas cairan sehingga menjadi lubang yang mengakibatkan kekuatan

tarik gesernya menurun.

Gambar 4.1 foto mikro nugget SS dan ZN yang menunjukan Banyak lubang

Berbanding terbalik dengan material yang tanpa menggunakan filler

yang dimana ditenggah spesimen tidak ada ganjalan berupa filler yang

49

mengakibatkan penampang rata, sehingga pada saat pengelasan tidak

ada lubang yang muncul yang mengakibatkan kakuatan geser nya

meningkat. Hal ini dapat dilihat pada grafik 4.1 dan grafik 4.2 diatas.

Analisa pada grafis material tanpa filler menunjukan bahwa

pengaruh arus terhadap kapasitas beban tarik geser dari sambungan las

titik, dapat diketahui semakin besar arus yang diberikan maka semakin

besar pula kapasitas beban tarik geser yang dihasilkan. Dari rumus heat

input (H)

H = I².R.t............................................(4.1)

Kuadrat arus berbanding lurus terhadap masukan panas (heat

input). Sehingga arus yang besar akan mengakibatkan logam mencair dan

membentuk nugget yang lebar sehinnga mengakibatkan kekuatan

kapasitas beban dukung tarik geser meningkat juga (Agustriyana

L,dkk.2011)

Tipe atau pola kegagalan yang terjadi pada uji geser las titik secara

umum ada 2 pola kegagalan yaitu interfacial failure (IF) dan Pull out failure

(PF). Interfacial failure merupakan kegagalan dalam pengelasan titik

dimana terjadi kerusakan atau keretakan pada zona fusi. Sedangkan Pull

out failure merupakan kegagalan dimana terjadi kerusakan pada daerah

sekitar zona fusi. (Pouranvari, M. 2010)

50

Gambar 4.2 Pola kegagalan uji geser sambungan tanpa filler (A),

Pola kegagalan uji geser sambungan menggunakan filler (B),

Dari gambar 4.2 pola kegagalan yang terjadi dalam penelitian ini

memiliki tipe kegagalan interfacial failure. Karena kegagalan sambungan

las terjadi pada zona fusi. Pada penggunaan filler, juga terjadi tipe

kegagalan interfacial failure

4.2 Pengujian Micro Vicrers

A. Analisis Grafis

Pengelasan titik menyebabkan logam mengalami perubahan sifat

mekanik salah satunya nilai kekuatan tekan. Logam mengalami

perubahan struktur mikro untuk daerah FZ (Fusion Zone) dan HAZ (Heat

Affected Zone) akibat panas yang ditimbulkan oleh aliran listrik. Distribusi

kekerasan logam pada daerah FZ (Fusion Zone) memiliki nilai hampir

seragam. Semakin besar kuat arus berdampak meningkatnya diameter

nugget. Akan tetapi meningkatnya diameter nugget tidak berpengaruh

terhadap distribusi kekerasan logam ( Haikal.2014)

A B

51

0

50

100

150

200

250

300

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

t= 0,2

t= 0,3

t= 0,4

Pada penelitian ini menggunakan standar pengujian AWS D8.9-97

untuk pengujian kekerasan micro hardness (micro Vickres). Dengan gaya

penekanan 200gf (1,916 Newton) dan waktu tekan 10 detik dengan jarak

indentasi 0,4mm.

Hal yang terjadi pada penelitian adalah bahwa peningkatan arus

mengakibatkan peningkatan kekerasan pada daerah nugget. Kekerasan

tertinggi pada arus 6000 ampere adalah 274,1HV, pada arus 7000

ampere kekerasanya adalah 302,3HV, sedangkan pada arus 8000

ampere memiliki nilai kekerasan 326,0HV pada spesimen dengan filler

serbuk.

Hal ini bisa terjadi karena sebagiian seng melebur dan menyatu

dengan stainlees stell, yang mengakibatkan struktur mikro pada daerah

lasan berubah sehingga menggakibatkan kekerasan daerah lasan menjadi

meningkat pada material yang menggunakan filler.

Grafik 4.3 Nilai kekerasan pada arus 6000 A dengan filler serbuk ZN

52

Grafik 4.4 Nilai kekerasan pada arus 6000 A tanpa filler serbuk Zn

Grafik 4.5 Nilai kekerasan pada arus 7000 A dengan filler serbuk Zn

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

t= 0,2s

t= 0,3s

t= 0,4s

53

Grafik 4.6 Nilai kekerasan pada arus 7000 A tanpa filler serbuk Zn

Grafik 4.7 Nilai kekerasan pada arus 8000 A dengan filler serbuk Zn

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

t= 0,2s

t =0,3s

t= 0,4s

54

Grafik 4.8 Nilai kekerasan pada arus 8000 A tanpa filler serbuk Zn

Grafik 4.9 Nilai kekerasan pada welding time 0,2 detik dengan filler serbuk

Zn

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

8000 A

55

Grafik 4.10 Nilai kekerasan pada welding time 0,2 detik tanpa filler serbuk

Zn

Grafik 4.11 Nilai kekerasan pada welding time 0,3 detik dengan filler

serbuk Zn

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

8000 A

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

7000 A

56

Grafik 4.12 Nilai kekerasan pada welding time 0,3 detik tanpa filler serbuk

Zn

Grafik 4.13 Nilai kekerasan pada welding time 0,4 detik dengan filler

serbuk Zn

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

8000 A

0

50

100

150

200

250

300

350

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

8000 A

57

Grafik 4.14 Nilai kekerasan pada welding time 0,4 detik tanpa filler serbuk

Zn

Nilai kekerasan spesimen tanpa menggunakan filler maupun

menggunakan filler pada semua parameter pengelasan di daerah logam

induk relatif sama, hal ini dikarenakan pada logam induk tidak terkena

input panas sama sekali sehingga nilai kekerasan dianggap konstan.

Sedangkan nilai kekerasan pada daerah HAZ dan logam las (nugget)

cenderung berbeda karena input panas yang diterima setiap spesimen

berbeda pula. Nilai kekerasan daerah las pada tiap parameter ditunjukkan

pada tabel-tabel dibawah ini.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Har

dn

ess

Vic

kers

(H

V)

6000 A

7000 A

8000 A

58

Tabel 4.1 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 6000 A

6000 A Nilai Kekerasan (HVN)

Daerah Las

Non Filler Filler

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4

BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6

HAZ SS

119 138,9 161,2 104,6 182,9 194,4

HAZ SS

119,2 164 181 160,7 178,9 194,5

Nugget SS

170,6 241,7 244,5 260,8 264,3 274,1

Nugget ZN

_ _ _ 56,6 68,5 104

Nugget AL

44,7 88,2 104,5 48 57,3 58,5

HAZ AL

38,7 43,7 45,2 41,2 44,3 45,9

HAZ AL

38,3 38,9 42,5 46,7 50,4 51,6

BM AL 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4

BM AL 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2

59

Tabel 4.2 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 7000 A

7000 A

Nilai Kekerasan (HVN)

Daerah Las

Non Filler Filler

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4

BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6

HAZ SS

123,7 146,4 180,6 167,5 159,4 201,2

HAZ SS

134,4 168,8 187,8 188,7 201,5 220,9

Nugget SS

230,4 244,2 253 271,4 287 302,3

Nugget ZN

_ _ _ 88,4 143,2 189,1

Nugget AL

57,8 94,1 156,3 50 51,3 52,6

HAZ AL

40,6 43,1 45,3 43,8 45,4 50,7

HAZ AL

39,2 39,6 43,8 47,1 48,9 51,4

BM AL 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4

BM AL 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2

60

Tabel 4.3 Nilai kekerasan daerah las pada parameter 8000 A

8000 A Nilai Kekerasan (HVN)

Daerah Las

Non Filler Filler

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

Tw=0,2 sec

Tw=0,3 sec

Tw=0,4 sec

BM SS 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4 160,4

BM SS 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6 166,6

HAZ SS

151,6 182,9 205,8 255,7 256,5 238,3

HAZ SS

212,7 211 226,2 201,1 232,4 265,2

Nugget SS

294,4 305,3 335 301,6 313,4 326

Nugget ZN

_ _ _ 174,2 181,6 239,9

Nugget AL

96,3 173,1 177,8 51,5 53,6 55,4

HAZ AL

49 50,8 52,1 50,2 48,2 51,8

HAZ AL

41 49,1 49,5 46,8 51,3 54,9

BM AL 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4 43,4

BM AL 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2 42,2

B. Pembahasan pengujian Micro Vicrers

Dari grafik diatas menunjukan tingginya nilai kekerasan pada logam

las disebabkan karena pada daerah ini merupakan daerah yang paling

besar menerima masukan panas kemudian disusul daerah HAZ dan

daerah logam induk yang tidak terkena panas. Diketahui bahwa daerah

yang menerima panas tinggi dan pendinginan cepat akan mengalami

perubahan fasa dan struktur mikro.

61

Nilai kekerasan yang tertinggi pada logam las terlihat pada

spesimen yang menggunakan filler serbuk. Dikarenakan butiran struktur

mikro pada material dengan filler lebih halus dibanding dengan material

tanpa filler. Menurut Joko Waluyo ( 2013 ) dengan menggunakan metode

hyen semakin kecil butiran pada struktur mikro maka kekerasanya

semakin besar bila dibandingkan dengan butiran yang besar.

(B)

(A)

Gambar 4.3 Perbandingan foto mikro pada daerah logam las. (A) dengan filler, (B) tanpa filler

Hasanbasoglu,A. Dkk (2006) mengatakan bahwa keuletan

merupakan salah satu faktor penting yang mempengaruhi kualitas

sambungan las titik. Sedangkan keuletan pada hasil pengelasan tahanan

listrik ditentukan berdasarkan komposisi kimia logam induk material,

pengaruh panas yang tinggi, dan kecepatan pendinginan pada komposisi

material tersebut. Diagram Schaffler umumnya digunakan untuk

memperkirakan struktur mikro logam las.

62

Gambar 4.4 Diagram Schaffler

Diagram Schaffler (gambar 4.4) dapat digunakan untuk

memperkirakan perubahan fase yang terjadi berdasarkan komposisi kimia.

Diagram Schaffler menggunakan perhitungan khrom (Cr) ekuivalen dan

Nikel (Ni) ekuivalen dalam menentukan titik awal fase dari logam induk

masing-masing material. Dalam penelitian ini unsur khrom yang

terkandung dalam baja tahan karat sebesar 16, 65755 %. dari diagram

Schaffler (gambar 4.4) dapat dikatakan logam las baja tahan karat

mendekati fasa ferrite.

Amaya, S. (2013). Pernah melakukan penelitian yang berfokus

pada alumunium seri 6000 Dalam penelitiannya tentang kekerasan

berbagai seri paduan Aluminium, hasilnya dapat dilihat bahwa nilai

kekerasan paling tinggi Aluminium seri 6082 terdapat pada daerah fusion

zone (nugget) kemudian disusul daerah HAZ dan Base Metal (logam

induk).