mulyadi_universitas muhammadiyah sidoarjo_pdp.pdf

34
1 USULAN PENELITIAN DOSEN PEMULA REKAYASA ELEKTRODA MILD STEEL (Lb-52) DICELUP OLIE SEBAGAI PENGGANTI ALTERNATIF ELEKTRODA BESI COR (Cia-1) PADA PENGELASAN BESI COR KELABU Fc-30 DI LIHAT DARI SEGI KEKUATAN TARIK HASIL PENGELASAN TIM PENGUSUL Ketua : MULYADI, ST.,MT NIDN : 0710037802 Anggota : ISWANTO, ST.,M.MT NIDN : 0710057702 TEKNIK MESIN – FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO APRIL 2015 Kode/Nama Rumpun Ilmu: 431/Teknik Mesin

Upload: masumsida

Post on 14-Sep-2015

74 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

  • 1USULAN PENELITIAN DOSENPEMULA

    REKAYASA ELEKTRODA MILD STEEL (Lb-52) DICELUP OLIESEBAGAI PENGGANTI ALTERNATIF ELEKTRODA BESI COR (Cia-1)PADA PENGELASAN BESI COR KELABU Fc-30 DI LIHAT DARI SEGI

    KEKUATAN TARIK HASIL PENGELASAN

    TIM PENGUSULKetua : MULYADI, ST.,MTNIDN : 0710037802Anggota : ISWANTO, ST.,M.MTNIDN : 0710057702

    TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO

    APRIL 2015

    Kode/Nama Rumpun Ilmu: 431/Teknik Mesin

  • 222222

  • 3DAFTAR ISI

    HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... 2DAFTAR ISI ................................................................................................. 3DAFTAR TABEL........................................................................................... 4DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... 5RINGKASAN................................................................................................. 6BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang. 71.2 Rumusan Masalah... 81.3 Batasan Masalah.. 81.4 Tujuan Penelian. 9BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron)... 102.2 Elektroda Yang Dapat Digunakan Untuk Besi Cor.. 102.3 Pengujian Tarik (Tensile Test).. 122.4 Posisi Pengelasan.. 152.5 Kekuatan Sambungan Las 10BAB III METODE PENELITIAN3.1 Diagram Alir Penelitian 183.2 Bahan Penelitian... 183.3 Metode Penelitian. 193.4 Pengujian Tarik 21BAB IV BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN4.1 Anggaran Biaya Penelitian 234.2 Jadwal Penelitian 23DAFTAR PUSTAKA 25LAMPIRAN

  • 4DAFTAR TABEL

    No Tabel Judul Tabel HalTabel 2.1 Komposisi Kimia Besi Cor Kelabu 10Tabel 2.2 Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu.. 10Tabel 2.3 Karakteristik Elektroda Nikel Untuk Mengelas Besi Cor. 11Tabel 2.4 Kuat Arus Yang Digunakan Pada Kawat Las Hydrogen

    Rendah 12Tabel 4.1 Ringkasan anggaran penelitian.. 23Tabel 4.2 Jadwal Penelitian 23

  • 5DAFTAR GAMBAR

    No Gambar Judul Gambar HalGambar 2.1 Kurva Tegangan-Regangan.... 12Gambar 2.2 Penentuan tegangan luluh (yield stress) 13Gambar 2.3 Standar posisi pengelasan pada pelat dan Pipa (Petunjuk Kerja

    Las; Widharto, Sri, 2003) 16Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 18Gambar 3.2 Bentuk Dan Ukuran Spesimen Uji Mengacu Pada Standar

    ASTM E8-1996. 19Gambar 3.3 Bentuk Kampuh V dan Urutan Pengelasan. 19Gambar 3.4 Mesin Las Ac Merk Telwin Nordi Seri KA 214 Copper. 20

  • 6RINGKASAN

    Besi cor kelabu merupakan salah satu material yang banyak digunakandalam dunia industry maupun non industri. Kandungan karbon yang tinggi (lebihdari 2%) menyebabkan logam ini sulit untuk dilas. Diperlukan perlakuan khususuntuk mendapatkan hasil lasan yang baik. Dalam teknik pengelasan seperti iniumumnya elektroda las yang digunakan tipe CIA-1 (Cast Iron Alloys) berbasisnickel(Ni). Akan tetapi harganya yang mahal membuat sebagian bengkel-bengkellas di pinggir jalan yang pekerjaannya banyak menggunakan besi cor berinovasidalam memperoleh hasil las yang baik dengan harga yang murah yaitu denganmenggunakan elektroda las LB-52 yang dicelup oli. Penelitian ini bertujuan inginmengetahui perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan elektroda lasCIA-1 dan elektrode las LB-52 yang dicelup dengan oli, terhadap kekuatan tarikhasil las dan mengetahui ada tidaknya pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oliyang digunakan pada elektroda las LB-52 pada pengelasan besi cor kelabu Fc-30.Kata Kunci: Besi cor kelabu FC-30, elektroda LB-52, CIA-1,kekuatan tarik

  • 7BAB IPENDAHULUAN

    1.1 Latar BelakangMengingat pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dalam dunia

    industri, karena memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksilogam. Maka dibutuhkan riset dan karya ilmiah yang berorientasi kepadaterwujudnya peningkatan mutu sambungan las, sehingga didapat efisiensi yangtinggi, biaya yang murah, penghematan tenaga dan penghematan energi sebaikmungkin.

    Dalam penelitian ini pengelasan menggunakan las busur listrik manualdimana benda kerja adalah material besi cor kelabu. Besi cor kelabu banyakdigunakan pada bagian-bagian mesin mobil seperti roda daya, blok silinder,tromol rem dan lain-lain, maupun dalam pemasangan pipa yang membutuhkansambungan yang kuat dalam penyambungan tiap bagiannya.

    Dalam teknik pengelasan seperti ini umumnya elektroda las yang digunakantipe CIA (Cast Iron Alloys) berbasis nickel (Ni). Dalam penelitian sebelumnyayaitu pengelasan SMAW besi cor kelabu FC 25 dengan menggunakan elektrodalas ENiFeCI/ (CIA-2) didapat hasil berdasarkan pengamatan secara visual tidakditemui retak las maupun lubang halus/ porosity (Khusnul Yaqin, Muhammaddkk. 2011).

    Nickel dijadikan sebagai bagian dari bahan elektroda las cast iron karenanickel mempunyai karakteristik low solubility (sulit larut) pada carbon. Denganmenyatunya nickel & besi dapat menghindari terjadinya crack (retak) pada daerahfusion line (garis cair) akibat adanya perbedaan expansion temperature (perluasantemperatur) pengelasan pada material cast iron. Selain itu logam las inimempunyai karakteristik yang lentur dan mudah untuk dimachining.

    Akan tetapi harganya yang mahal membuat sebagian bengkel-bengkel las dipinggir jalan berinovasi dalam memperoleh hasil las yang baik dengan harga yangmurah. Salah satunya dengan bereksperimen menggunakan jenis elektroda lainyang umumnya digunakan untuk material mild steel (baja ringan) seperti elektroda

  • 8las tipe LB-52 AWS E7016. Hanya saja dilakukan perlakuan khusus denganmencelupkan elektroda LB-52 AWS E7016 tersebut kedalam oli sebelumpengelasan dilakukan.

    Berdasarkan spesifikasinya pada selaput elektroda las LB-52 memilikikandungan kalium-hydrogen rendah. Elektroda dengan kandungan hydrogenrendah sangat baik digunakan pada baja yang mengandung karbon kurang dari1,5%. Tetapi dapat juga dipakai pada pengelasan besi cor dengan hasil yang baik(Didikh, Suryana dan Djaedar, Sidabutar, 1978).

    Sedangkan oli memiliki kekentalan tertentu dimana dalam suhu tinggi(1500C) mampu mendinginkan daerah terkena panas HAZ (Heat Affected Zone)sehingga diperoleh sambungan material yang lebih kuat akibat adanya perubahansiklus thermal yang merubah struktur mikronya.

    Dari latar belakang masalah tersebut, dilakukan penelitian untuk dapatmengetahui perbandingan hasil pengelasan dari penggunaan elektroda besi cor(Cia-1) dan elektroda mild steel (LB-52) yang dicelup oli terhadap kekuatansambungan las dari material besi cor kelabu Fc-30.1.2 Rumusan Masalah

    1. Bagaimana perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan elektrodalas CIA-1 dan LB-52 yang dicelup dengan oli terhadap kekuatan tarikmaterial besi cor kelabu Fc-30.

    2. Bagaimana pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oli yang digunakanpada elektroda las LB-52 dari hasil pengujian tarik material besi corkelabu Fc-30.

    1.3 Batasan Masalah1. Spesimen yang digunakan adalah material besi cor kelabu FC 30 (grade

    3000).2. Pengelasan menggunakan las busur listrik dengan arus AC, diameter

    elektroda las ( 3.2mm) dimana kuat arus sesuai masing-masingspesifikasi elektroda las.

  • 93. Hasil las yang diuji adalah pengelasan dengan variasi dua buah elektrodalas dengan tiga percobaan yaitu elektroda las besi cor (CIA-1 AWS E Ni-Cl), elektroda las mild steel (LB-52 AWS E7016) dan elektroda las (LB-52 AWS E7016) yang dicelup dengan oli (SAE 20W-50).

    4. Lama pencelupan oli yang dilakukan pada elektroda LB-52 adalah + 3detik dan langsung digoreskan pada spesimen uji hingga busur menyala.

    5. Sambungan yang digunakan adalah tipe sambungan tumpul (butt joint)kampuh V dilas dua sisi pada pelat dengan posisi flat/ bawah tangan (1G).

    6. Pengujian dilakukan dengan cara uji merusak (Destruktif Test) berupapengujian tarik dengan standar ASTM (American Society for TestingMaterial) E8-1996.

    1.4 Tujuan Penelitian1. Untuk mengetahui perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan

    elektroda las CIA-1 dan LB-52 yang dicelup dengan oli terhadapkekuatan tarik material besi cor kelabu Fc-30.

    2. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oliyang digunakan pada elektroda las LB-52 dari hasil pengujian tarikmaterial besi cor kelabu Fc-30.

  • 10

    BAB IITINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron)Besi cor kelabu adalah besi cor yang kandungan karbonnya bervariasi

    antara 2,5% - 4% sementara kandungan silikon antara 1% - 3%, berat jenis 7,25gr/cm3, titik cair 1150 1250 oC, Mempunyai temperatur cor 1350 oC,Penyusutan yang mungkin terjadi sebesar 0,6 1,3 % (Calliseter,2006). Padatabel 2.1 menunjukkan komposisi kimia, sedangakan pada table 2.2 menunjukkansifat mekanis dari besi cor kelabu.Tabel 2.1 Komposisi Kimia Besi Cor KelabuUNS SAE grade C % Mn % Si % P % S %F10004 G1800 3.4 3.7 0.5 0.8 2.8 2.3 0.15 0.15F10005 G2500 3.2 3.5 0.6 0.9 2.4 2.2 0.12 0.15F10006 G3000 3.1 3.4 0.6 0.9 2.3 1.9 0.10 0.15F10007 G3500 3.0 3.3 0.6 0.9 2.2 1.8 0.08 0.15F10008 G4000 3.0 3.3 0.7 1.0 2.1 1.8 0.07 0.15Sumber: ASM volume 1, 2005Tabel 2.2 Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu

    ASTMA 48 class

    Uji Tarik Tegangan GeserUji

    KekerasanMPa Ksi MPa Ksi MPa

    20 152 22 179 20 15225 179 26 220 25 17930 214 31 276 30 21435 252 36.5 334 35 25240 293 42.5 393 40 29350 362 52.5 503 50 36260 431 62.5 610 60 431

    Sumber: ASM volume 1, 20052.2 Elektroda Yang Dapat Digunakan Untuk Besi Cor

    Elektroda yang dipakai untuk mengelas besi cor dibuat dari beberapa jenislogam yang berlainan, antara lain:

  • 11

    1. Elektroda nikel.Elektroda jenis ini dipakai untuk mengelas besi cor, bila hasil las masih

    dikerjakan lagi dengan mesin. Elektroda nikel dapat dipakai dalam segala posisipengelasan, rigi-rigi las yang dihasilkan elektroda ini pada besi cor adalah rata danhalus bila dipakai pada pesawat las DC kutub terbalik. Karakteristik elektrodanikel untuk mengelas besi cor dengan berbagai komposisi kimia didalamelektroda dapat dilihat pada Tabel 2.3 dibawah ini:

    Tabel 2.3 Karakteristik Elektroda Nikel Untuk Mengelas Besi Cor

    KelasElektroda

    Analisa kimia (%) DiameterElektroda mm

    Kuat arus amperNikel Besi

    Karbon AC DC

    ENikel 92,9 3,16 1,24

    2,53,245

    50 7090 110120-140130-160

    40-7080-100100-130120-150

    EAlloy

    53,4 43,6 1,832,53,245

    50 9090 120120-150130-170

    40-8080 - 110100-140120-160

    Sumber: Didikh, Suryana dan Djaedar, Sidabutar,19782. Elektroda perunggu.

    Hasil las dengan memakai elektroda ini tahan terhadap retak, sehinggapanjang las dapat ditambah. Elektroda inti dari elektroda dibuat dari perunggufosfor dan diberi selaput yang menghasilkan busur stabil.3. Elektroda dengan Hydrogen rendah.

    Elektroda jenis ini pada dasarnya dipakai untuk baja yang mengandungkarbon kurang dari 1,5%. Tetapi dapat juga dipakai pada pengelasan besi tuangdengan hasil yang baik (Didikh, Suryana dan Djaedar, Sidabutar, 1978). Berikutadalah Tabel 2.4 dimana menunjukkan kuat arus yang digunakan pada elektrodalas hydrogen rendah:

  • 12

    Tabel 2.4 Kuat Arus Yang Digunakan Pada Kawat Las Hydrogen RendahKlasifikasi AWS Diameter Elektroda(mm) Kuat Arus Amper

    E70152,63,2545

    55 9580 150110 170170 230

    E70162,63,2545

    85 14090 160110 180170 240

    Sumber: Katalog Kobelco Thailand Kobe Welding Co Ltd, 20112.3 Pengujian Tarik (Tensile Test)

    Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis darimaterial besi cor kelabu FC-30 sebagai material uji dalam penelitian ini. Hasilpengujian tarik pada umumnya adalah parameter kekuatan tarik (ultimatestrength) maupun luluh (yield strength). Keuletan bahan yang ditunjukkan denganpersentase perpanjangan dan kontraksi/ reduksi penampang (reduction of area).

    Gambar 2.1 Kurva Tegangan-ReganganGambar 2.1 merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji

    tarik dimana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap. Kurva yangmenyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurva SS(SS curve). Menurut hukum Hooke hubungan antara tegangan dan regangan dapatdirumuskan sebagai berikut:

    12

    Tabel 2.4 Kuat Arus Yang Digunakan Pada Kawat Las Hydrogen RendahKlasifikasi AWS Diameter Elektroda(mm) Kuat Arus Amper

    E70152,63,2545

    55 9580 150110 170170 230

    E70162,63,2545

    85 14090 160110 180170 240

    Sumber: Katalog Kobelco Thailand Kobe Welding Co Ltd, 20112.3 Pengujian Tarik (Tensile Test)

    Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis darimaterial besi cor kelabu FC-30 sebagai material uji dalam penelitian ini. Hasilpengujian tarik pada umumnya adalah parameter kekuatan tarik (ultimatestrength) maupun luluh (yield strength). Keuletan bahan yang ditunjukkan denganpersentase perpanjangan dan kontraksi/ reduksi penampang (reduction of area).

    Gambar 2.1 Kurva Tegangan-ReganganGambar 2.1 merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji

    tarik dimana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap. Kurva yangmenyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurva SS(SS curve). Menurut hukum Hooke hubungan antara tegangan dan regangan dapatdirumuskan sebagai berikut:

    12

    Tabel 2.4 Kuat Arus Yang Digunakan Pada Kawat Las Hydrogen RendahKlasifikasi AWS Diameter Elektroda(mm) Kuat Arus Amper

    E70152,63,2545

    55 9580 150110 170170 230

    E70162,63,2545

    85 14090 160110 180170 240

    Sumber: Katalog Kobelco Thailand Kobe Welding Co Ltd, 20112.3 Pengujian Tarik (Tensile Test)

    Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis darimaterial besi cor kelabu FC-30 sebagai material uji dalam penelitian ini. Hasilpengujian tarik pada umumnya adalah parameter kekuatan tarik (ultimatestrength) maupun luluh (yield strength). Keuletan bahan yang ditunjukkan denganpersentase perpanjangan dan kontraksi/ reduksi penampang (reduction of area).

    Gambar 2.1 Kurva Tegangan-ReganganGambar 2.1 merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji

    tarik dimana perbandingan tegangan () dan regangan () selalu tetap. Kurva yangmenyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurva SS(SS curve). Menurut hukum Hooke hubungan antara tegangan dan regangan dapatdirumuskan sebagai berikut:

  • 13

    = .(2.1)Dimana:E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

    atau (MPa) = Tegangan Tarik (N/mm2) atau

    (MPa) = Regangan (%)

    Sedangkan untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier danlanding yang jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yangmenghasilkan regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strainseperti pada Gambar 2.2 dibawah ini:

    Gambar 2.2 Penentuan tegangan luluh (yield stress)Sifat-sifat material yang diperoleh dari pengujian tarik dapat dirumuskan

    sebagai berikut: (Wiryosumarto, Harsono dan Okumura, Toshie, 2000)= (2.2)Dimana:u = Tegangan tarik (N/mm2)atau (MPa)Fu = Gaya tarik maksimum (N)Ao = Luas penampang awal

    spesimen (mm2)

    13

    = .(2.1)Dimana:E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

    atau (MPa) = Tegangan Tarik (N/mm2) atau

    (MPa) = Regangan (%)

    Sedangkan untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier danlanding yang jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yangmenghasilkan regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strainseperti pada Gambar 2.2 dibawah ini:

    Gambar 2.2 Penentuan tegangan luluh (yield stress)Sifat-sifat material yang diperoleh dari pengujian tarik dapat dirumuskan

    sebagai berikut: (Wiryosumarto, Harsono dan Okumura, Toshie, 2000)= (2.2)Dimana:u = Tegangan tarik (N/mm2)atau (MPa)Fu = Gaya tarik maksimum (N)Ao = Luas penampang awal

    spesimen (mm2)

    13

    = .(2.1)Dimana:E = Modulus Elastisitas (N/mm2)

    atau (MPa) = Tegangan Tarik (N/mm2) atau

    (MPa) = Regangan (%)

    Sedangkan untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier danlanding yang jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yangmenghasilkan regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strainseperti pada Gambar 2.2 dibawah ini:

    Gambar 2.2 Penentuan tegangan luluh (yield stress)Sifat-sifat material yang diperoleh dari pengujian tarik dapat dirumuskan

    sebagai berikut: (Wiryosumarto, Harsono dan Okumura, Toshie, 2000)= (2.2)Dimana:u = Tegangan tarik (N/mm2)atau (MPa)Fu = Gaya tarik maksimum (N)Ao = Luas penampang awal

    spesimen (mm2)

  • 14

    Regangan (persentase pertambahan panjang) yang diperoleh denganmembagi perpanjangan panjang ukur (L) dengan panjang ukuran awalspesimen: = 100% = 100%...............................................................(2.3)Dimana: = Regangan (%)L = Panjang akhir setelah patah

    (mm)Lo = Panjang awal spesimen

    (mm)Pembebanan tarik dilakukan terus-menerus dengan menambahkan beban

    sehingga akan mengakibatkan perubahan bentuk pada benda berupa pertambahanpanjang dan pengecilan luas permukaan dan mengakibatkan patahnya benda uji.Persentase pengecilan yang terjadi dapat dinyatakan dengan rumus sebagaiberikut:

    = 100% = 100%..........................................................................(2.4)Dimana:Ra = Reduksi Penampang (%)Ao = Luas penampang awal

    spesimen (mm2)A1 = Luas penampang akhir

    setelah patah (mm2)Pada saat pengujian tarik sebelum patah benda akan mengalami tegangan

    elastis untuk mencapai titik luluh suatu benda hingga patah. Tegangan elastisdapat dirumuskan sebagai berikut:

  • 15

    = ..(2.5)Dimana:y = Tegangan elastis (N/ mm2)

    atau (MPa)Fe = Gaya batas elastis (N)Ao = Luas penampang awal

    spesimen (mm2)

    2.4 Posisi PengelasanBahan yang dilas tidak selamanya terletak pada bidang datar, tetapi ada

    juga yang berdiri tegak misalnya pada konstruksi rangka baja bangunan bahkankadang-kadang bagian yang akan di las terletak pada bagian atas pengelas,sehingga pengelasan harus dilakukan pada posisi di atas pengelas untuk itu adapengelompokkan posisi pengelasan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.3yang sering digunakan yaitu posisi pengelasan :

    1. Posisi bawah tangan (Flat)Pada pengelasan posisi bawah tangan bahan yang di las diletakkan padabidang datar dan proses pengelasan dilakukan di bawah tangan.

    2. Posisi mendatar (Horisontal)Bahan yang dilas diletakkan didepan pengelas dan pengelasan dilakukanmendatar sejajar dengan bahu pengelas.

    3. Posisi tegak (Vertikal)Pengelasan posisi tegak dilakukan dengan meletakkan bahan yang di laspada posisi tegak di depan pengelas dan arah pengelasan berjalan tegakarah naik atau arah turun.

    4. Posisi atas kepala (Overhead)Pada pengelasan posisi atas kepala bahan yang di las diletakkan berada diatas pengelas dan pembakar diposisikan menghadap ke atas.

  • 16

    Gambar 2.3 Standar posisi pengelasan pada pelat dan Pipa (PetunjukKerja Las; Widharto, Sri, 2003)

    2.5 Kekuatan Sambungan LasKekuatan las dipengaruhi oleh beberapa faktor, oleh karena itu

    penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat, antatralain :

    1. Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas busur.2. Bahwa antara benda-benda padat yang disambungkan tersebut terdapat

    kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau meninggalkansambungan tersebut.

    3. Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat dantujuan dari penyambungannya.

    16

    Gambar 2.3 Standar posisi pengelasan pada pelat dan Pipa (PetunjukKerja Las; Widharto, Sri, 2003)

    2.5 Kekuatan Sambungan LasKekuatan las dipengaruhi oleh beberapa faktor, oleh karena itu

    penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat, antatralain :

    1. Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas busur.2. Bahwa antara benda-benda padat yang disambungkan tersebut terdapat

    kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau meninggalkansambungan tersebut.

    3. Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat dantujuan dari penyambungannya.

    16

    Gambar 2.3 Standar posisi pengelasan pada pelat dan Pipa (PetunjukKerja Las; Widharto, Sri, 2003)

    2.5 Kekuatan Sambungan LasKekuatan las dipengaruhi oleh beberapa faktor, oleh karena itu

    penyambungan dalam proses pengelasan harus memenuhi beberapa syarat, antatralain :

    1. Benda yang dilas tersebut harus dapat cair atau lebur oleh panas busur.2. Bahwa antara benda-benda padat yang disambungkan tersebut terdapat

    kesesuaian sifat lasnya sehingga tidak melemahkan atau meninggalkansambungan tersebut.

    3. Cara-cara penyambungan harus sesuai dengan sifat benda padat dantujuan dari penyambungannya.

  • 17

    4. Perhitungan kekuatan las, seperti pada rumus di bawah ini :Tegangan Total :

    2.61.7,0

    lH

    AF ................................................................(2.6)

    (Zainul, Achmad, 1999)Dengan : F = Gaya yang bekerja (N)

    = Tegangan total (N/mm 2 )H = Tinggi plat (mm)A = Luas penampang (A = 2.a. l )a = Lebar pengelasan (mm)l = Panjang las

  • 18

    BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

    3.1 Diagram Alir PenelitianUraian langkah-langkah penelitian dapat dijabarkan ke dalam diagram alir

    penelitian pada Gambar 3.1 sebagai berikut:

    Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian3.2 Bahan Penelitian

    Spesimen yang digunakan dalam penelitian adalah plat besi cor kelabuFC- 30 (grade 3000). Benda uji yang yang dibutuhkan ada 12 spesimen meliputi 3

    Analisa dan Pembahasan

    Mulai/ Pengumpulan Data

    Penyediaan MaterialBesi Cor Kelabu FC-30

    Persiapan Kampuh

    Pengelasan SMAW

    Variasi Elektroda Las

    Elektroda BesiCor (CIA-1

    AWS E Ni-Cl)

    Elektroda Mild Steel (LB-52 AWS E7016) + dicelup

    Oli (SAE 20W-50)

    Pengujian Tarik

    Kesimpulan

    End/ penyajian laporan

    Studi Pustaka

    Elektroda MildSteel (LB-52AWS E7016)

  • 19

    spesimen untuk uji material dasar (base metal), 3 spesimen untuk pengelasandengan elektroda besi cor, 3 spesimen untuk pengelasan dengan elektroda las mildsteel tanpa dicelup oli, serta 3 spesimen untuk pengelasan dengan elektroda lasmild steel yang dicelup oli yang keseluruhan spesimen diuji menggunakanpengujian tarik. Bentuk dan ukuran spesimen diperlihatkan pada Gambar 3.2sedangkan bentuk kampuh pada gambar 3.3.

    Gambar 3.2 Bentuk Dan Ukuran Spesimen Uji Mengacu Pada Standar ASTME8-1996.

    Gambar 3.3 Bentuk Kampuh V dan Urutan Pengelasan.3.3 Metode Penelitian

    Metode penelitian yang digunakan adalah metode deskriptif yaitu metodepenelitian dengan memberikan perlakuan pada spesimen yang dilihat dengangejala dideskriptifkan.1. Peralatan PenelitianAlat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

    2

    603

    14

    2

    Lt= 200

    50 50

    Lo= 55

    T= 6R12

    B 1= 30

    10 10

    80

    B 2= 20

    W= 8

  • 20

    1. Alat uji tarik : mesin uji tarik Emco Test Automatic2. Micrometer3. Caliper4. Mesin Las

    2. Karakteristik mesin las.Mesin las yang digunakan adalah jenis transformator dengan spesifikasi

    mesin las AC merk Telwin Nordi seri KA 214 Copper buatan Italy pada gambar3.4:

    Tegangan Primer (Vp) : 230 400 VoltFrekuensi (Hz) : 50 HzKapasitas (Pm) : 10 KVATegangan tanpa beban : 48 VoltMaks (Vo) : 43 VoltArus kerja : 55-190 AmperPhasa : 3 phase

    Gambar 3.4Mesin Las Ac Merk Telwin Nordi Seri KA214 Copper.

    3. Alat bantu las.Alat bantu las digunakan untuk mempermudah pembuatan spesimen

    pengujian dan pembuatan plat yang digunakan untuk sambungan las. Padapengelasan SMAW alat bantu yang biasa digunakan adalah sebagai berikut:

    1. Pemegang elektroda (holder) digunakan untuk menjepit elektrodayang digunakan dalam pengelasan.

  • 21

    2. Klem massa digunakan untuk menghubungkan kabel masa ke bendakerja

    3. Mesin cutting digunakan untuk pemotongan spesimen pengujian.4. Tang penjepit/ buaya digunakan untuk menjepit/ memindahkan

    spesimen uji yang terkena panas akibat pengelasan.5. Kacamata las agar mata terhindar dari sinar maupun percikan api

    yang timbul akibat proses pengelasan.4. Proses Pengelasan Benda

    1. Mempersiapkan mesin las AC merk Telwin Nordi seri KA 214Copper buatan Italy dengan pemasangan polaritas terbalik.

    2. Mempersiapkan benda kerja yang akan dilas.3. Posisi pengelasan dengan menggunakan posisi pengelasan flat atau

    bawah tangan (1G).4. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V, sudut 60o, dengan lebar

    celah 2 mm.5. Mempersiapkan elektroda sesuai dengan arus dan ketebalan plat,

    dalam penelitian ini dipilih elektroda las besi cor (CIA-1 AWSENi-Cl) dan elektroda las mild steel (LB-52 AWS E7016) yangdicelup dengan oli (SAE 20W-50) dengan diameter elektroda 3,2mm serta lama pencelupan oli + 3 detik.

    6. Menyetel Ampermeter yang digunakan sesuai masing-masingspesifikasi elektrodanya yaitu 100 A untuk penggunaan elektrodacor CIA dan 160 A untuk elektroda LB. Kemudian salah satupenjepitnya dijepitkan pada kabel yang digunakan untuk menjepitelektroda elektroda. Mesin las dihidupkan dan elektroda digoreskansampai menyala dan diarahkan pada spesimen yang dilas.

    3.4 Pengujian Tarik1. Pasang spesimen uji dengan cara memasukan pada penjepit pada

    mesin UTM. Pasang satu persatu dan pastikan spesimen tepat padaposisi tengah penjepit.

  • 22

    2. Setting mesin UTM sesuai dengan ukuran spesimen kemudianposisikan tampilan control panel pada posisi nol.

    3. Aktifkan motor pada mesin UTM, maka benda uji mulai mendapatbeban tarik dengan menggunakan tenaga motor diawali 0 kgfhingga benda putus pada beban maksimal yang dapat ditahan bendatersebut.

    4. Benda uji yang sudah putus lalu diukur berapa besar penampangdan panjang benda uji setelah putus.

    5. Tegangan maksimum ditandai dengan putusnya benda uji terdapatpada dial gage/ jaminan pengukuran yang ditunjukkan padamonitor dan catat sebagai data.

    6. Lakukan pengujian ini, untuk proses pengujian selanjutnya sampaispesimen habis.

    7. Hal terakhir yaitu menghitung beban maksimal, kekuatan luluh,perpanjangan, modulus elastisitas dan reduksi penampang dari datayang telah didapat dengan menggunakan persamaan yang ada.

  • 23

    BAB IVBIAYA DAN JADWAL PENELITIAN

    4.1 ANGGARAN BIAYA PENELITIANTabel 4.1 Ringkasan anggaran penelitianNo Jenis Pengeluaran Biaya Yang diusulkan1 Gaji dan upah (20%) Rp 2,880,000.002 Bahan habis pakai (50%) Rp 7,470,000.003 Perjalanan dan akomodasi (15%) Rp 2,250,000.004 Pengeluaran lain-lain (15%) Rp 2.400.000

    Jumlah Rp 15.000.000,00

    4.2 JADWAL PENELITIANPenelitian ini dimulai pada bulan Januari 2016, adapun jadwal

    pelaksanaan sebagaiberikut :Tabel 4.2 Jadwal Penelitian

    No. Kegiatan Bulan KetI II III IV V VI1. Studi literature

    (Target:mendapatkanjurnal-jurnalreferensi relevan)

    2. Penyusunan daftarpustaka(target : tinjauan pustakapada topik)

  • 24

    3. Persiapan pembuatanspecimen(Target:specimen ujitersedia sesuai denganrencana pengujian)

    4. Proses pengelasandilakukan sesuai denganjadwal/rencanapenelitian)

    5. Pengujian kekutan tarik(target: semua specimendiuji dan diukur untukmemperoleh data-datakekuatan tarik yangdibutuhkan)

    6. Pengolahan data(Target: data-data hasilpengujian diolah)

    7. Penyelesaian laporan(target: laporan akhirdiselesaikan)

    8. Publikasi penelitianTarget: masuk dalampublikasi jurnal regionalmaupun nasional.)

  • 25

    DAFTAR PUSTAKA

    Achmad, Zainun, (1999), Elemen Mesin I, Bandung : P.T Refika Aditama.ASM Handbook,Volume 1., (2005) Properties and Selection.ASTM A 159 83, (2001), Standard Specification for Automotive Gray IronCastings.Callister, William D, (2006) Materials Science and Engineering, John Willey&Sons, Inc. USA.Didikh, Suryana dan Djaedar, Sidabutar, (1978), Petunjuk Praktek Las Listrik 1,Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.Katalog Kobelco Thailand Kobe Welding Co Ltd, (2011).Khusnul Yaqin, Muhammad dkk, (2011), Pengaruh Preheat Dan PostheatTerhadap Lebar Haz, Strukturmikro, Dan Distribusi Kekerasan Pada ProsesPengelasan Smaw Besi Cor Kelabu Fc 25, Jurnal Teknik Material Dan Metalurgi,Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.Subarmono dkk, (2007), Pengaruh Paska Pengelasan Terhadap Sifat Mekanisbesi Cor Kelabu, Jurnal Mesin dan Industri, Vol. 4 Nomor 1, ISSN 1693-704X,Hal. 89-95.Surdia, Tata, dkk, (1992), Pengetahuan Bahan Teknik, Edisi Cet. Ke-8, PT Pradnya Paramita, Jakarta.Widharto, Sri, (2003), Petunjuk Kerja Las, Edisi Cet. Ke-5, PT Pradnya Paramita,Jakarta.Wiryosumarto, Harsono dan Okumura, Toshie, (2000), Teknologi PengelasanLogam, Edisi Cet. Ke-8, PT Pradnya Paramita, Jakarta.

  • 26

    Lampiran 1RENCANA PEMBIAYAAN PENELITIAN

    1. GAJI DAN UPAHNO URAIAN VOLUME DURASI Harga/item TOTAL1

    Studi dan diskusi kajianliteraturKetua 5 hari 6 jam Rp 5,000.00 Rp 150,000.00Angota peneliti 5 hari 6 jam Rp 7,000.00 Rp 210,000.00

    2 Pembuatan alat ujiKetua 10 hari 6 jam Rp 5,000.00 Rp 300,000.00Angota peneliti 10 hari 6 jam Rp 7,000.00 Rp 420,000.00

    3 Penguji laboratoriumKetua 5 hari 6 jam Rp 5,000.00 Rp 150,000.00Angota peneliti 5 hari 6 jam Rp 7,000.00 Rp 210,000.00

    4 Pengelolah dataKetua 10 hari 6 jam Rp 5,000.00 Rp 300,000.00Angota peneliti 10 hari 6 jam Rp 7,000.00 Rp 420,000.00

    5Penyusun laporan hasilpenelitianKetua 10 hari 6 jam Rp 5,000.00 Rp 300,000.00Angota peneliti 10 hari 6 jam Rp 7,000.00 Rp 420,000.00

    SUB TOTAL 80 hari 60 jam Rp 2,880,000.00

    2. BAHAN DAN PERALATAN PENELITIANNO URAIAN VOLUME Harga/item TOTAL1 Pengadaan alat alat tulis untuk studi Rp 100,000.002 Kertas HVS 80 grm untuk cetak 2 Rim Rp 35,000.00 Rp 70,000.003 Makjun & Amplas Rp 80,000.004 Electroda LB-52 1 pack Rp 200,000.00 Rp 200,000.005 Elektroda CIA-1 1 kg Rp 800,000.00 Rp 800,000.006 Pengelasan speciment 20 buah Rp 50,000.00 Rp 1,000,000.007 Olie SAE 20W-50 2 liter Rp 60,000.00 Rp 120,000.008 Besi cor Fc-30 20 kg Rp 20,000.00 Rp 400,000.009 Biaya pembuatan speciment 20 buah Rp 35,000.00 Rp 700,000.0010 Biaya sewa peralatan uji kekerasan 16 buah Rp 250,000.00 Rp 4,000,000.00

    SUB TOTAL Rp 7,470,000.00

  • 27

    3. PERJALANAN DAN AKOMODASINO URAIAN VOLUME ITEM Harga/item TOTAL1

    Transportasi pembelianalat-alat pengujian 2 hari 1 Kali Rp 300,000.00 Rp 600,000.00

    2Konsumsi pengujian Lab:RP 15.000,- /hari x 40 hari 2 orang Rp 15,000.00 Rp 1,200,000.0040 hari x 2 orang

    3 Jasa Laboran 5 hari 1 orang Rp 50,000.00 Rp 250,000.004

    Biaya transportadministrasi kegiatan 2 orang Rp 100,000.00 Rp 200,000.00

    SUB TOTAL Rp 2,250,000.00

    4. PENGELUARAN LAINNO URAIAN TOTAL1 Pembuatan laporan kemajuan Rp 600.0002 Prosiding dan seminar Rp 500.0003 Publikasi/Jurnal Rp 1.000.0004 Editing dan revisi laporan Rp 300.000

    Sub Total Rp 2.400.000

  • 28

    Lampiran 2SUSUNAN ORGANISASI TIM PENELITI DAN PEMBAGIAN TUGASNo Nama/NIDN Instansi Asal Bidang

    IlmuAlokasi waktu(jam/minggu)

    UraianTugas

    1 Mulyadi UniversitasMuhammadiyahSidoarjo

    TeknikMesin

    30 Ketuapeneliti

    2 Iswanto UniversitasMuhammadiyahSidoarjo

    TeknikMesin

    30 Anggotapeneliti

  • 29

    Lampiran 3BIODATA PENELITI

    A. Identitas Ketua Peneliti1 Nama Lengkap : Mulyadi, ST.,MT2 Jabatan Fungsional : Asisten Ahli3 Jabatan Strutural : Dosen4 NIK : 2062905 NIDN : 07100378026 Tempat dan Tanggal Lahir : Probolinggo, 10 Maret 19787 Alamat Rumah : Perum Yuangga Jl. Himalaya Gg.2A No.3

    Kota Probolinggo-JAWA TIMUR8 Nomor Telepon/ HP : 0821419943079 Alamat Kantor : Jl Raya Gelam 250 Candi Sidoarjo10 Nomor Telp/ Fax : 031- 892193811 Alamat Email : [email protected] Lulusan yang telah dihasilkan : S1= 9orang; S2 =-; S3 = -13 Mata Kuliah Yang Diampu : 1. Gambar Teknik

    2. Aplikasi Komputer Manufaktur3. Pemrograman CNC4. Proses Manufaktur5. Sistem Manufaktur Lanjut6. Proses Pemesinan7. Teknologi Pengelasan

    B. Riwayat PendidikanS1 S2 S3

    Nama PerguruanTinggi

    Univ. Muhammadiyah,Sidoarjo ITS- SurabayaBidang Ilmu Teknik Mesin Teknik Mesin

    (Sistemmanufaktur)

  • 30

    Tahun Masuk-Lulus

    2000-2004 2011-2014Judul Skripsi/Thesis

    Analisa Sistem PendinginanKemasan Plastik Cigar BoxDengan Menggunakan CetakanInjeksi Pada PT. Berlina Tbk.Pandaan-Pasuruan

    PembuatanDan PengujianMultypurposeWheelchair

    NamaPembimbing

    Rahmat Firdaus, ST., MT. Prof. Dr. Ing. Ir. IMade LondenBatan, M.Eng.

    C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun terakhirNo Tahun Judul Penelitian Pendanaan

    Sumber Jumlah1 2015 Ibm Pengembangan Usaha

    Kripik Pisang Di Desa GelamKec Candi Kab SidoarjoDalam MendukungTerwujudnya Sidoarjo SebagaiKota Ukm Di Indonesia

    Ibm 50.000.000

    D. Pengalaman Pengabdian Masyarakat Dalam 5 Tahun TerakhirNo Tahun Judul Pengabdian Pada

    MasyarakatPendanaan

    Sumber dana Jumlah1 2014 Workshop Cadcam dan

    pengoperasian mesin CNC diPLN ngagel surabaya

    BLKI-Surabaya

    2.000.000

    2 2013 Workshop media pembelajaranautoplay untuk guru smpsecabang dinaskab lumbang -probolinggo

    CAPDIN 500.000

    E. Pengalaman Menyampaikan Makalah Secara Oral Pada Pertemuan/ SeminarIlmiah Pada 5 Tahun Terakhir

    No Nama Pertemuan Judul Artikel Waktu danTempat

    1 SeminarNasional Pasca SarjanaXIII 2013 ITS

    Evaluasi Perancangan &Pembuatan MultipurposeWheelchair Dengan MetodeDFM

    Surabaya,15 Agustus 2013

  • 31

    F. Penghargaan Yang Pernah Diraih Dalam 10 tahun TerakhirNo Judul Tahun Tempat

    PenerapanResponMasyarakat

    1 KKAI-Juara satuinovasi

    2014 Bantul-Yogyakarta

    Baik/Antusias

    Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dandapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyatadijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.Demikian biodata ini kami buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satupersyaratan dalam mengajukan PDP (Penelitian Dosen Pemula).

    Sidoarjo, 17 April 2015Pengusul,

    (MULYADI, ST.,MT)

  • 32

    BIODATA PENELITI

    A. Identitas Anggota Peneliti1 Nama Lengkap (dengan gelar) Iswanto, ST., M.MT2 Jenis Kelamin Laki-laki3 Jabatan Fungsional Asisten Ahli4 NIP/NIK/Identitas lainnya 2073195 NIDN 07100577026 Tempat dan Tanggal Lahir Banyuwangi, 10 Mei 19777 E-mail [email protected] Nomor Telepon/HP 081233530379 Alamat Kantor Jl. Raya Gelam No. 250 Candi-Sidoarjo10 Nomor Telepon/Faks 031-894933312 Lulusan yang Telah Dihasilkan S-1 = orang; S-2 = orang; S-3 = orang

    13 Mata Kuliah yg Diampu

    1. Manajemen Operasional2. Ekonomi Teknik3. Analisa Numerik4. Proses Manufaktur

    B. Riwayat PendidikanS1 S2 S3

    Nama Perguruan Tinggi UniversitasMuhammadiyahMalang

    Institut TeknologiSepuluh NopemberSurabaya

    Bidang Ilmu Teknik Mesin Manajemen IndustriTahun Masuk Lulus 1995-2001 2002-2005Judul Skripsi/Tesis Perencanaan Cetak

    Tekan Pada ProsesProduksi SafetyCasing Hard Disk

    Pemerataan PenggunaanTenaga Kerja (ResourceLeveling) Pada ProyekPembuatan Tug Boat diPT. DPS (Persero)

    Nama Pembimbing 1) Ir. Iskandar2) Ir. Dyah Retno P.,

    MTDr. Ir. Abdullah Shahab,M.Sc.

  • 33

    C. Pengalaman Penelitian Dalam 5 Tahun TerakhirNo Tahun Judul Penelitian PendanaanSumber Dana Jml (Juta Rp)1 2014 Optimasi Perambatan Pelapisan Proses

    Chromming Untuk MeningkatkanKualitas Kekerasan dan KetahananKorosi Baja ST 40

    Dikti 15.000.000

    Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dandapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyatadijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima resikonya.Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satupersyaratan dalam PDP (Penelitian Dosen Pemula).

    Sidoarjo, 24 April 2015Anggota Peneliti

    ( ISWANTO, ST., M.MT)

  • 3434

    Mulyadi_Universitas Muhammadiyah Sidoarjo_PDP.pdf