jurusan teknik mesin fakultas teknik universitas ...eprints.ums.ac.id/52203/2/halaman depan.pdf ·...
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA
ALUMUNIUM DENGAN METODE SOLDERING
Disusun Sebagai Syarat Untuk Menyelesaikan Progam Studi Strara 1
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
PRIHATIN IWAN MARTANTO
NIM : D200120119
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
iii
iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR
v
MOTTO
vi
“Keberanian untuk memulai akan menggugah unsur jenius,
menggugah kekuatan dan mengunggah keajaiban dalam diri
kita agar bisa menyelesaikan apa yang telah kita mulai.”
(Johann Wolfgang von Goethe)
“Sukses bukanlah akhir dari segalanya, kegagalan bukanlah
sesuatu yang fatal namun keberanian untuk meneruskan
kehidupanlah yang diperhatikan.”
(Sir Winston Churchill)
“Siapa yang mampu belajar? Merekalah yang mempraktekkan
apa yang mereka ketahui.”
( Nabi Muhammad SAW )
“Mencari pengetahuan adalah wajib bagi setiap muslim.”
( Nabi Muhammad SAW )
HALAMAN PERSEMBAHAN
vii
Dengan kerendahan hati kupersembahkan karya sederhana ini kepada:
1. Ibunda Suparmi dan Kukuh Marjono tercinta yang
mengajarkan prinsip hidup.
2. Kakak, saudara, dan keluarga tercinta yang selalu medukungku
dan memberi motivasi.
3. Istri tercinta yang selalu mendukungku dan selalu memberiku
motivasi, semangat dan berpacu untuk maju.
4. Teman-teman Teknik Mesin Universitas Muammadiyah
Surakarta yang selalu memberi masukan dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
5. Teman-teman transfer Jurusan Teknik Mesin Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
6. Mas Septiyan yang telah meminjamkan printer.
Semoga tugas akhir ini membawa kebermanfaatan. Jika hidup bisa
kuceritakan di atas kertas, entah berapa banyak yang dibutuhkan
hanya untuk kuucapkan terima kasih.
ABSTRAKSI
viii
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA
SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA ALUMUNIUM DENGAN METODE SOLDERING
Prihatin Iwan Martanto, Agus Dwi Anggono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro
email : [email protected]
Metoda soldering untuk menggabungkan pipa alumunium
merupakan suatu inovasi yang digunakan untuk meningkatkan efektifitas dan efisiensi untuk membuat suatu produk atau komponen karena aluminium adalah salah satu material yang sulit disambung dengan las api. Penelitian ini bertujuan untuk menyambung pipa alumunium dengan diameter 16 mm dan tebal 1mm menggunakan metoda soldering dengan filler alusol. Penelitian ini juga menganalisis kekuatan sambungan soldering. Tipe sambungan dibuat ada dua yaitu sambungan sejajar dan sambungan T. Analisis kekuatan dilakukan dengan uji tarik, sedangkan foto mikro dilakukan untuk mengetahui perubahan struktur mikro pada material. Pengujian mengunakan standar ASTM E8M untuk kekuatan tarik, dan ASTM E3 untuk struktur mikro. Hasil pengujian menunjukkan bahwa hasil soldering berbeda sambungan mengalami patahan pada daerah soldering. Pada pengujian tarik sambungan T-joint memiliki rata-rata tegangan tarik sebesar 10,959 N/mm2 dan rata-rata regangan yang dihasilkan 3,93%. Pengujian tarik sambungan butt joint memiliki rata-rata tegangan yang dihasilkan 3,124 N/mm2 dan rata-rata tegangan yang dihasilkan 3,9 %. Struktur mikro pada daerah HAZ alumunium terlihat mengalami pengecilan butir karena pengaruh suhu pemanasan dan karakteristik pada material, sedangkan pada daerah soldering atau filler metal menghasilkan besaran butir halus Karena pengaruh filler dan pemanasan saat proses soldering.
Kata kunci : soldering, pipa alumunium, filler alusol
ix
ABSTRACTS
ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT PIPA ALUMUNIUM DENGAN
METODE SOLDERING
Prihatin Iwan Martanto, Agus Dwi Anggono Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Kartosuro email : [email protected]
Soldering method have been used to joint aluminium pipe to increase the efectiveness and eficiency in the product creation due to aluminiun was a hard-to weld material. This research objective is to joint aluminium pipe of 16 mm diameters and 1 mm thickness by using soldering method with alusol filler. Joinning strength of soldering will be investigated as well. There are two types of joinning i.e butt joint and T-joint. Analysis was conducted by using tensile test and photo micro to investigate the material structure. Tensile test standard was adopted ASTM E8M and ASTM E3 for photo micro. The soldering result shows the breaking area of soldering zone. The tensile test of T-joint was given the tensile value of 10.959 N/mm2 and the strain walue was 3.93%. Tensile test of butt joint was delivered stress of 3.124 N/mm2 and strain of 3.9%. The micro structure of HAZ was shown smaller grain due to the heat effect to the aluminium, and also in the soldering zone of filler material. It was seen smaller grain size compare to the base aluminium
Keywords : soldering, aluminum pipe, filler alusol
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas
berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat
terselesaikan .
Tugas Akhir berjudul “ANALISIS KEKUATAN TARIK DAN
STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T-JOINT DAN BUTT JOINT
PIPA ALUMUNIUM DENGAN METODE SOLDERING” dapat
terselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada
kesempatan ini, penulis dengan segala ketulusan dan keikhlasan hati ini
menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-
besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D Selaku Dekan Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo BR., ST., MSc., Ph.D. Selaku ketua Jurusan
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, PhD. selaku dosen
pembimbing utama terima kasih telah banyak memberikan banyak
waktu, ilmu, saran, arahan dan motifasi dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
4. Bapak Masyrukan, ST, MT. Selaku dosen pembimbing akademik
terima kasih untuk meluangkan waktu, pengarahan, bimbingan
dan dorongan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
xi
5. Seluruh Dosen yang telah membimbing ku selama ini, memberi
pengajaran ilmu dan segala hal baik yang telah kuperoleh.
6. Ibunda Suparmi dan Ayahanda Kukuh Marjono tercinta yang
senantiasa dengan kebesaran hatinya memberikan dukungan dan
dorongan baik moril maupun materi’il, semoga kalian sehat selalu,
panjang umur, banyak rejeki, dikuatkan iman islamnya dan bisa
melihat anak mu sukses dan tak akan kulupakan pengorbanan
kalian yang begitu besarnya pada anak mu ini, amin.
7. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini yang tidak dapat disebutkan penulis satu-
persatu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh
karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan
penulis terima dengan senang hati.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Surakarta, April 2017
Penulis
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................ i
PERNYATAAN KEASLIAN SEKRIPSI ............................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ........................................................ v
LEMBAR MOTTO .......................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................. vii
ABSTRAKSI .................................................................................... viii
ABSTRACTS .................................................................................... ix
KATA PENGANTAR .......................................................................... x
DAFTAR ISI ...................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................. xv
DAFTAR TABEL ................................................................................. xvii
BAB I PENDAHULUAN....................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................... 2
1.4 Tujuan Penelitian ................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ................................................................. 3
1.6 Sistematika Penulisan Laporan .............................................. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 5
2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................... 5
xiii
2.2 Landasan Teori ...................................................................... 6
2.2.1 Soldering ..................................................................... 6
2.2.2 Solderability ................................................................. 11
2.2.3 Flux .............................................................................. 11
2.2.4 Alusol ........................................................................... 12
2.2.5 Alumunium dan Paduannya ......................................... 13
2.2.6 Sifat Umum Alumunium dan Paduannya ..................... 15
2.2.7 Pengaruh Unsur-Unsur Alumunium Paduan ................ 18
2.2.8 Sifat Fisik dan Mekanik Alumunium ............................. 20
2.2.9 UJi Komposisi kimia ..................................................... 23
2.2.10 Uji Struktur Mikro ......................................................... 24
2.2.11 Pengujian Tarik ............................................................ 27
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 31
3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 31
3.2 Persiapan Bahan .................................................................... 32
3.3 Alat Pengujian Spesimen ....................................................... 35
3.4 Pembuatan Spesimen ............................................................ 38
3.4.1 Proses Soldering ........................................................... 38
3.4.2 Pembentukan Spesimen ............................................... 39
3.4.3 Pengujian Struktur Mikro ............................................... 41
3.4.4 Pengujian Tarik ............................................................. 42
BAB IV DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................... 43
4.1 Pengujian Komposisi Kimia .................................................... 43
4.1.1 Hasil Pengujian ............................................................. 43
xiv
4.1.2 pembahasan Pengujian Komposisi kimia ...................... 44
4.2 Pengujian Struktur Mikro ........................................................ 44
4.2.1 Hasil Pengujian ............................................................. 44
4.2.2 Pembahasan Pengujian Struktur Mikro ......................... 46
4.3 Pengujian Tarik ...................................................................... 69
4.3.1 Kurva Tegangan Regangan Hasil Uji Tarik .................... 47
4.3.2 Perhitungan Kekuatan Sambungan ............................... 52
4.3.3 Hasil Pengujian Tarik .................................................... 53
4.3.2 Pembahasan Pengujian Tarik........................................ 57
BAB V PENUTUP ............................................................................... 59
5.1 Kesimpulan ............................................................................ 59
5.2 Saran ..................................................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Desain Sambungan Pada Soldering ............................ 10
Gambar 2.2. Alusol Tipe Keras dan Lembut ..................................... 12
Gambar 2.3. Kurva Regangan Tegangan ......................................... 27
Gambar 2.4. Batas Elastic dan Tegangan Luluh 0,2% ...................... 28
Gambar 2.5. Bentuk Spesimen Uji Tarik ........................................... 30
Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian................................................. 31
Gambar 3.2. Pipa Alumunium dan Alusol ......................................... 32
Gambar 3.3. Autosol ......................................................................... 33
Gambar 3.4. Amplas ......................................................................... 33
Gambar 3.5. Gerinda Tangan ........................................................... 33
Gambar 3.6. Kikir .............................................................................. 34
Gambar 3.7. Jangka Sorong ............................................................. 34
Gambar 3.8. Gas Torch .................................................................... 35
Gambar 3.9. Alat Uji Komposisi KImia .............................................. 36
Gambar 3.10. Alat Uji Struktur Mikro .................................................. 37
Gambar 3.11. Alat Uji Tarik ................................................................ 38
Gambar 3.12. Gas Torch dan Proses Soldering ................................. 38
Gambar 3.13. Tipe Sambungan T-joint dan Butt Joint ........................ 39
Gambar 3.14. Spesimen Uji Struktur Mikro ......................................... 40
Gambar 3.15. Spesimen Uji Tarik ....................................................... 41
Gambar 4.1. Base Metal Alumunium ................................................ 45
Gambar 4.2. HAZ Metal Alumunium ................................................. 45
xvi
Gambar 4.3. Filler Metal Alumunium................................................. 46
Gambar 4.4. Grafik Hasil Uji Tarik Butt Joint 1 .................................. 47
Gambar 4.5. Grafik Hasil Uji Tarik Butt Joint 2 .................................. 48
Gambar 4.6. Grafik Hasil Uji Tarik Butt Joint 3 .................................. 49
Gambar 4.7. Grafik Hasil Uji Tarik T- Joint 1 ..................................... 49
Gambar 4.8. Grafik Hasil Uji Tarik T- Joint 2 ..................................... 50
Gambar 4.9. Grafik Hasil Uji Tarik T- Joint 3 ..................................... 51
Gambar 4.10. Grafik Hasil Uji Tarik Tanpa Sambungan ................... 52
Gambar 4.11. Grafik Tegangan Max Hasil Soldering ........................ 55
Gambar 4.12. Grafik Regangan (%) Hasil Soldering ......................... 56
Gambar 4.13. Grafik Modulus Elastisitas Hasil Soldering ................. 56
Gambar 4.14. Grafik Hasil Perbandingan Efisiensi Sambungan ....... 57
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat Fisik Alumunium ....................................................... 20
Tabel 4.2. Hasil Uji Tarik Butt Joint 1 ................................................. 47
Tabel 4.3. Hasil Uji Tarik Butt Joint 2 ................................................. 48
Tabel 4.4. Hasil Uji Tarik Butt Joint 3 ................................................. 48
Tabel 4.5. Hasil Uji Tarik T- Joint 1 .................................................... 49
Tabel 4.6. Hasil Uji Tarik T- Joint 2 .................................................... 50
Tabel 4.7. Hasil Uji Tarik T- Joint 3 .................................................... 50
Tabel 4.8. Hasil Uji Tarik Tanpa Sambungan ..................................... 51
Tabel 4.9. Hasil Pengujian Tarik Pipa Lurus Tanpa Sambungan ....... 54
Tabel 4.10. Hasil Pengujian Tarik Pipa Dengan Sambungan
Butt Joint ......................................................................... 54
Tabel 4.11. Hasil Pengujian Tarik Pipa Dengan Sambungan T-Joint . 55