pengaruh arus las pada proses las fcaw terhadap …

ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.13 NO.1 JULI 2018 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 1

PENGARUH ARUS LAS PADA PROSES LAS FCAW TERHADAP STRUKTUR MIKRODAN KEKERASAN

1 ROSYIDIN SUFYANI2 YERICO LEONARD B

Program Studi Teknik Mesin, Sekolah Tinggi Teknologi Mandala BandungJL. Soekarno-Hatta No. 597, Bandung 40284

Telp. (022) 7301738, 70791003 Fax. (022) 7304854

Abstract

The results of this study are influenced by several factors related to research including steelmaterial. gas used in the welding process. and welding connections used. The aim of theresearch was to find out the factors causing the failure of the ST 37 steel welding process whichone of the influences of the welding current difference on the quality of the steel welding ST 37guessed 10 mm. The results of this study are that the magnitude of the current strength affects thefailure of the process. From the test data shows the difference in microstructure and hardnessvalue in ST 37 material 10 mm thick due to the influence of the different currents used. Theconclusion is that the current strength of 280 A reduces the occurrence of failure. Welding using acurrent of 280 A is the most ideal current to weld metal type ST 37 because the hardness value isalmost the same as the value of hardness in the parent metal without welding.

keywords: current, structure, violence

AbstrakHasil penelitian ini dipengaruhi oleh beberapa faktor yang berhubungan dengan penelitian

diantaranya material baja, gas yang digunakan pada proses pengelasan, serta sambungan lasyang digunakan. Tujuan penelitian adalah mencari faktor penyebab terjadinya kegagalan padaproses pengelasan baja ST 37 yang salah satu berpengaruh dari perbedaan arus las terhadapmutu hasil pengelasan baja ST 37 tebak 10 mm. Hasil penelitian ini adalah bahwa besar nya kuatarus berpengaruh terhadap kegagalan pengelesan. Dari data hasil pengujian menunjukan adanyaperbedaan struktur mikro dan nilai kekerasan pada material ST 37 tebal 10 mm karena pengaruhperbedaan arus yang di gunakan. Kesimpulan yang di hasilkan bahwa kuat arus 280 A yangmengurangi terjadinya kegagalan. Pengelasan menggunakan arus 280 A merupakan arus palingideal untuk mengelas logam jenis ST 37 karena nilai kekerasan tersebut hampir sama dengan nilaikekerasan pada logam induk tanpa pengelasan.

kata kunci: arus, struktur, kekerasan

I. PendahuluanPengelasan adalah proses

penyambungan logam yang saat ini banyakdigunakan secara luas meliputi perkapalan,jembatan, bejana tekan, boiler, konstruksidan pekerjaan pabrikasi lainnya. Kualitashasil pengelasan tergantung dari persiapansebelum pengelasan dan prosespengelasannya sendiri. Persiapanpengelasan menyumbang peranan yang

mempengaruhi mutu hasil las, dalam hal inipersiapan pengelasan diantaranya adalahpemilihan proses las, pemilihan bahantambah, penganturan parameter pengelasan,perancangan prosedur las.

Kualitas hasil las merupakan halutama yang perlu pertimbangkan karenaapabila suatu hasil pengelasan mempunyaihasil yang kurang baik akan menyebabkanbahaya-bahaya yang di akibatkan oleh


perubahan struktur yang sangat besar padadaerah lasan maupun daerah yang sekelilingpengelasan yang terimbas panas atau disebut Heat Affetced Zone (HAZ). Ditinjau darisegi kekuatan sambungan las,bahan tambahyang akan digunakan hendaknya memilikikekuatan minimal sama dengan bahantambah hal ini diharapkan kekuatan dari hasillas akan lebih besar dibandingkan denganlogam yang dilas.

II. Tinjauan Pustaka2.1 Pengelasan

Pengelasan merupakan prosespenyambungan setempat dari dua logamatau lebih dengan menggunakan energipanas. Berdasarkan cara kerja, pengelasandibagi menjadi 3 kelompok utama yaitu:

1. Pengelasan cair adalah carapengelasan dimana di sambungandipanaskan sampai mencair dengansumber panas dari busur listrik atausemburan api gas yang terbakar.

2. Pengelasan tekan adalah carapengelasan dimana sambungandipanaskan dan kemudian di tekanmenjadi satu.

3. Pemantrian adalah cara pengelasandimana sambungan diikat dandisatukan dengan menggunakanpanduan logam yang mempunyai titikcair rendah.

2.1.1 Pengelasan Busur Logam Gas(FLUX CORED ARC WELDING)Pengelasan Busur Logam Gas

selajutnya disingkat FCAW ialah satu jenisproses pengelasan yang menggunakanbusur api listrik sebagai sumber panas untukmencairkan logam, dengan mengunakan gassebagai pelindung dan elektroda sebagaipengisi, oleh karena itu FCAW disebut laselektroda terumpan.

Gambar 2.1 Las FCAW

Dalam (gambar 2.2), ditunjukkankeadaan busur dalam las FCAW dimanaterlihat ujung elektroda yang selalu runcing.Hal inilah yang menyebabkan butir-butirlogam cair menjadi halus pemindahannyaberlangsung dengan cepat seakan-akanseperti di semburkan.

Gambar 2.2 Pemindahan Sembur Pada Las

MIG

a. Karakterististik FCAW1. FCAW merupakan pengelasan cair (fusion),

dimana energi panas untuk mencairkanlogam diperoleh dari nyala busur listrik.

2. Nyala busur di timbulkan dari logam pengisi(elektroda) sebagai bahan tambah danbenda kerja

3. Menggunakan kawat/elektroda terumpan(consumable) sebagai bahan tambah, yangdi lelehkan oleh busur listrik.

4. Kawat las/elektroda di umpan oleh wirefeeder sehingga mempunyai kecepatan yangkonstan dan kontinyu sesuai denganparameter pengelasan.

5. Gas mengalir dari tabung gas, untukmelindungi busur dan daerah pengelasandari udara sekeliling pada saat pengelasan.

6. Besar alirannya di atur oleh regulator.7. Sebagai sumber daya digunakan mesin arus

searah (DC) dengan polaritas (direct currentreversi polarity)

b. Pengelompokan Las FCAWPemanasan dan peleburan butiran

logam ditransfer tidak disebabkan olehgravitasi, tegangan permukaan, efek jeputanelektromagnetik, tenaga dari busur dantenaga aliran gas plasma, tergantuang padapolaritas kawat, material kawat, jenis gaspelindung dan pembesaran arus las.










Gambar 2.1 Las FCAW



MIG




















Gambar 2.1 Las FCAW



MIG












Dip Transfer (Short Are)/ Transferbentuk butiran bulatButiran logam yang mempunyai

diameter yang lebih besar dari busur ataukawat di transfer (dipindahkan).

Global Transfer (Global Are)/Transfer bentuk menyebarJenis ini di lakukan pada las FCAW

dengan arus besar. Bila arus yang besardigunakan pada kawat berdiameter kecil,gaya jepit elektromagnetik yang proposionaldengan kuadrat arus adalah besar, gayagerak rasultan pada ujung kawatmemotong/menyobek logam cair danmendorong butiran-butiran kecil jatuh daritegangan permukaan.

2.2 Struktur Micro Daerah PengaruhPanas (HAZ)Pada umumnya stuktur mikro dari

baja tergantung dari kecepatanpendinginannya dari suhu daerah austenitsampai ke suhu kamar. Diagram ini dapat digunakan untuk membahas pengaruh strukturterhadap retak las, keulatan dan lainsebagainya, yang kemudian dapat di pakaiuntuk menentukan prosedur dan carapengelasan.

2.2.1 Ketangguhan dan penggetasanBatas lasKepekaan terhadap patah gatas

merupakan masalah besar pada baja. Bilapatah gatas ini terjadi pada baja dengandaya tahan yang rendah, patahan tersebutdapat merambat dengan kecepatan 2000m/detik, yang dapat menyebabkan kerusakandalam waktu yang sangat singkat sekali.

2.4 Analisis Perbandingan DataAnalisa dilakukan secara bertahap.

Untuk setiap tahap suatu tes akan di ajukanpada data (komponennya) dengan acuandistribusi teoritik. Komponen data memegangperanan dalam perbandingan data adalahvarian. Ibarat alat ukur varian “dimanfaatkanuntuk mengukur” perbedaan komponen datalainnya yaitu harga rata-rata oleh sebab itu,metoda analisa pernbandingan data inisering dinamakan sebagai analisa varian(ANOVA; Analysis of Varian).

III. Metode Penelitian

3.1 Benda UjiSpesifikasi benda uji yang digunakan

dalam eksperimen ini adalah sebagai berikut:1. Bahan adalah plat baja karbon sedang.2. Ketebalan plat 10 mm.3. Elektoda jenis ET71 dengan diameter 1

mm.4. Posisi pengelasan dengan menggunakan

posisi bawah tangan (1G pelat).5. Kampuh yang digunakan jenis kampuh V

dengan pengelasan dua sisi denganpergerakan dimodifikasi menggunakanmesin otomatis untuk mendapatkanketelitian pengelasan.

6. Bentuk spesimen benda uji mengacustandar Baja St 37 Tebal10 mmAWS.5.20 E71T – 1

3.2 Material DasarMaterial dasar yang digunakan dalam

penelitian ini adalah baja karbon tinggi ST 37tebal 10 mm dengan spesifikasi pada tabel3.1:Tabel 3.1 Komposisi Material ST 37 Tebal 10

mmKomposisi Kimia Kandungan (%)

C 0.12

Si 0.1Mn 0.5S 0.05P 0.04Al 0.02Cu 0.1

3.3 Jenis Filler MetalJenis filler metal yang digunakan

dalam pengelasan ini adalah AWS. 5.20E71T – 1. Kandungan maksimal tipe logamlas menurut spesifikasi AWS adalah sebagaiberikut:Tabel 3.2 kandungan tipe logam las AWS.

5.20 E71T – 1C Mn Si S P

≤0.18 ≤1.75 ≤0.9 ≤0.03 ≤0.03

3.4 Proses Penelitiana. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan mulai bulanJuni 2015, adapun pelaksanaanpenelitiannya sebagai berikut:


1. Proses pembuatan kampuh, pengelasandan pembuatan spesimen uji (ujikomposisi, uji mikro, uji kekerasan)dilaksanakan di Balai BesarPengembangan Latihan Kerja DalamNegri Bandung.

2. Pengujian struktur mikro dan ujikekerasan dilaksanakan di PoliteknikManufaktur Bandung.

3.b. Pelaksanaan penelitian

1. Persiapan bahanBenda awal adalah lembaran plat dengan

dimensi 240cm x 120cm x 10mm. Bendakerja dipersiapkan dan di potong denganmesin potong plat dengan ukuran 30cm danlebar 15cm. Kemudian dari masing masingplat di buat sudut bavel dengan mesin skrapdengan sudut 30˚.

2. Persiapan PeralatanAdapun peralatan yang harus di siapkanadalah sebagai berikut : Mesin gergaji beserta kelengkapannya Mesin skrap Mesin frais Perlatan pengelasan Mesin las FCAW Thermokopel Penggaris Mesin amplas Kikir Pengukur

3. Proses pengelasan benda kerjaLangkah-langkah yang di lakukan dalam

proses pengelasan adalah:a. Mempersiapkan mesin las FCAW dengan

gas pelindung CO2 setting pada level 15liter/menit dengan memutar katup padalegulator.

b. Pembuatan Jig penumpu , dimana dalampembuatan jig di buat kemiringan 3˚ agarnanti hasil pengelasan bisa lurus.

c. Masing-masing pasangan spesimen dilascantum (las kunci) di atas jig yang telahdibuat.

d. Posisi pengelasan dengan menggunakanposisi pengelasan mendatar atau bawahtangan 1G.

e. Memodifikasi mesin potong api otomatisdengan jalan memasang torch mesin lasFCAW untuk mendapatkan kecepatan

pengelasan yang stabilsesuai yang dikehendaki.

f. Mennyetel mesin las pada arus 100Ampere dengan kondisi penyetelantegangan otomatis untuk mengelasspesimen pertama.

g. Menyetel kecepatan pengelasan sebesar150 mm/menit

h. Pengelasan di lakukan sampai selesai.i. Menyetel mesin las pada arus 190

Ampere dengan kondisi penyetelantegangan otomatis untuk mengelasspesimen kedua.

j. Menyetel kecepatan pengelasan sebesar300 mm/menit.

k. Pengelasan dilakukan sampai selesai.l. Menyetel mesin las pada arus 280

Ampere dengan kondisi penyetelantegangan otomatis untuk mengelasspesimen pertama.

m. Meneyetel kecepatan pengelasansebesar 450 mm/menit.

n. Pengelasan di lakukan sampai selesai.o. Semua proses pengelasan untuk masing-

masing sepcimen di lakukan dengan carayang sama agar di dapatkan datapengelasan yang sama.

4. Pembuatan SpesimenDalam hal pemotongan hasil lasan,

langkah-langkah yang harus dilakukanadalah sebagai berikut:

1. Garis dengan penggores atau marker untukpemotongan spesimen uji.

2. Potong benda kerja dengan menggunakangergaji pada untuk mendapatkan hasilpemotongan untuk spesimen uji mikro danspecimen uji kekerasan.

3. Tebal masing-masing potongan untukmemilih benda uji agar tidak tercampur atausalah proses pengujian.

4. Kemudian kita bentuk spesimen sesuaidengan keperluan pengujian.

c. Spesimen Uji MikroUntuk spesimen uji mikro, tidak ada

ukuran atau dimensi khusus ataustandarisasi dimensi benda uji, namun yangharus diperhatikan dalam pembuatanspesimen uji mikro adalah mencakup darisemua bagian lasan yang meliputi daerahlasan (weld metal), HAZ dan daerah logaminduk (base metal).


d. Foto Struktur MikroSebelum melakukan pengujian foto

struktur mikro benda uji perlu di poles dahulu.Pemolesan dengan menggunakan ampelasgrade 80 sampai 2000. Setelah spesimendiampelas dengan ukuran 2000 sampaihalus kemudian di beri autosol agarspesimen lebih halus lagi. Spesimen yangtelah di proses dilanjutkan dengan pengujianfoto struktur mikro, adapun langkah-langkahnya sebagai berikut:a. Spesimen dibersihkan menggunakan

kain, kemudian dilakukan proses etsa(pengetsaan) dengan cara di celupkansekitar 5-7 detikkemudian di bilasdengan alkohol atau air sabun.

b. Letakkan spesimen pada landasanmikroskop optik, aktifkan mesin, dekatkanlensa pembesar untuk melihatpermukaan spesimen. Pengambilan fotostruktur mikro dengan perbesaran 500kali. Fokuskan lensa agar terlihat denganjelas.

c. Sebelum gambar di ambil, film di pasangpada kamera yang telah di setelsedemikian rupa dengan menggunakanfilm asa 200. Usahakan pada saatpengeambilan foto tidak ada hal apapunyang membuat mikriskop optik begerak.

e. Pengujian kekerasanPenguijian kekerasan dilakukan

dengan menggunakan metode pengujiankekerasan Vikers. Langkah pengujian :1. Persiapkan mesin dengan semua alat

pendukung fungsi mesin agar saatpengujian berjalan lancar.

2. Memasang indicator piramida intan.Penekanan piramida intan 136˚ dipasangpada empat indentor mesin uji,kencangkan secukupnya agar penekananintan tidak jatuh.

3. Melakukan benda uji di atas landasan.4. Mentukan beban utama sebesar 1kgf.5. Menentukan titik yang akan di uji.6. Menekan tombol identor.

IV. Hasil Penelitian Dan Pembahasan

4.1 Hasil Penelitian4.1.1 Uji Komposisi KimiaTabel 4.1 Komposisi Material Dalam % BeratMenurut ASM Handbook Volume 1

Unsur C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu

0.12

% – 0.5 1.6 0.05 0.05 0.3 0.3 0.08 ≤0.4

0.17

4.1.2 Uji Struktur MikroFoto mikro di gunakan untuk

menganalisa struktur sekaligus untukmengetahui HAZ. Laju pemanasan dalampendinginan juga akan mempengaruhi hasilstruktur mikro dan kekerasan logam las.Adapun hasil dari struktur mikro padapenelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Struktur mikro logam induk tanpapengelasan.

Gambar 4.1. Foto struktur mikro logam induktanpa pengelasan

b. Struktur mikro logam induk pada lasan

Gambar 4.2. Foto Struktur mikro logam indukpada pengelasan dengan Arus 100A

Gambar 4.3. Foto Struktur mikro logam indukpada pengelasan dengan arus 190A

1


c. Struktur mikro pada daerah HAZ

Gambar 4.4. Foto Struktur mikro HAZ padapengelasan menggunakan arus 100A

Gambar 4.5 Foto Struktur mikro HAZ padapengelasan dengan arus HAZ 190A

Gambar 4.6. Foto Struktur mikro HAZ padapengelasan dengan Arus 280A

d. Struktur Mikro Pada Daerah lasan

Gambar 4.7. Foto Struktur mikro logam lasanpada pengelasan dengan arus 100A

Gambar 4.8. Foto Struktur nikro logam lasan

pada pengelasan dengan arus 190A

Gambar 4.9. Foto struktur mikro logam lasanpada pengelasan dengan arus 280A

4.1.3 Uji Kekerasan

Tabel 4.2. Hasil Pengujian KekerasanPada Daerah Logam Induk Tanpa

Pengelasan

Spesimen

Nilai Kekerasan (HB)

Pengujian 1

Pengujian 2

Pengujian 3

Pengujian 4

Pengujian 5

Rata –rata

LogamInduk 179,50 178,50 176,50 175,50 174,50

176,9

Pada pengujian dispesimen logaminduk tanpa pengelasan dapat diketahui nilairata-rata kekerasan adalah 176,9 HB.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Kekerasan PadaDaerah Logam Induk Dengan Pengelasan

Menggunakan Variasi Arus

Spesimen


Pengujian 1

Pengujian 2

Pengujian3

Pengujian 4

Pengujian5

Rata –rata

100A 180,50182,50

185,50

187,50

189,50

185,1

190A 185,50193,60

192,90

189,70

193,90

191,12

280A 200,30201,20

201,20

196,80

196,50

199,2


Dari hasil pengujian kekerasan dapatdibuat grafik perbandingan nilai kekerasanpada logam induk dengan variasi arus yangtelah dilakukan.

Gambar 4.10 Grafik Nilai Kekerasan Logaminduk tanpa pengelasan dan Logam indukdengan pengelasan menggunakan fariasiarus yang di gunakan.

Dari grafik dilihat bahwa nilaikekerasan dari tiap-tiap specimen sama,pada logam induk tanpa pengelasan diperoleh nilai rata-rata kekerasannya adalah176,9 HB, pada logam induk pengelasandengan 100A nilai kekerasanya tetap yaitudiperoleh nilai rata-ratakekerasannya 185,1HB, pada logam induk dengan arus 190 Anilai kekerasannya masih tetap sama yaitu195,12 HB, pada logam induk pengelasandengan arus 280A di peroleh nilai rata-ratakekerasannya 199,2 HB. Dari hasil pengujiandi atas rata-rata nilai kekerasannya samadengan nilai kekerasan pada logam induktanpa pengelasan.

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kekerasan Pada

Daerah HAZ

Spesimen


Pengujian 1

Pengujian 2

Pengujian 3

Pengujian 4

Pengujian 5

Rata –rata

100A 237,8 234,2 225,9 230,1 232,5232,1

190A 257,1 269,1 256,0 269,9 257,9262,0

280A 320,8 330,8 311,3 340,3 325,3325,7

Dari hasil pengujian kekerasan dapatdi buat grafik perbandingan nilai kekerasandapat di buat grafik perbandingan nilaikekerasan pada HAZ dengan variasi arusyang telah di lakukan.

Gambar 4.11 Grafik Nilai Kekerasan Daerah

HAZ

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwanilai kekerasan dari tiap-tiap specimenberbeda pada HAZ material pengelasandengan arus 100A di peroleh nilai rata-ratakekerasannya 232,1 HB, pada HAZ denganarus 190A nilai kekerasannya meningkatmenjadi 262,0 HB, pada HAZ pengelasanarus 280A di peroleh nilai rata-ratakekerasannya 325,7 HB.Tabel 4.5 Hasil Pengujian Kekerasan Pada

Daerah Logam LasSpesimen


Pengujian 1

Pengujian 2

Pengujian 3

Pengujian 4

Pengujian 5

Rata –rata

100A 182,3 185,5 182,8

184,5 188.9

184,8

190A 187,7 182,8 185,3

188,1 189,0

186,76

280A 199,6 198,1 200,8

197.8 197,8

198,82

Dari hasil pengujian kekerasan dapatdi buat grafik perbandingan nilai kekerasanpada daerah Logam las dengan fariasi arusyang telah digunakan.

Gambar 4.12 Grafik Nilai Kekerasan DaerahLogam Las

Dari grafik di atas dapat dilihat bahwanilai kekerasan dari tiap-tiap specimenberbeda pada daerah Logam Las denganarus 100A nilai rata-rata kekerasannya 184,8

160180200220

Keke

rasa

n

Logam Induk

Pengelasan Arus100A

0

200

400

Peng

…Pe

ng…

Peng

…Pe

ng…

Peng

…Keke

rasa

n

HAZ

Pengelasan Arus100A

170180190200210

Peng

u…Pe

ngu…

Peng

u…Pe

ngu…

Peng

u…Keke

rasa

n

Logam Las

PengelasanArus 100A

PengelasanArus 190A


HB, pada daerah logam Las dengan arus190A nilai kekerasanya 186,76 HB, padadaerah Logam Las dengan arus 280A diperoleh nilai rata-ratakekerasannya 198,82HB.4.2 Pembahasan Hasil Penelitian

Dari data yang telah di dapat daripengujian kekerasan dapat di buat grafikpengaruh perbedaan arus terhadap nilaikekerasan menggunakan analisa regresilincar.

Gambar 4.13 Grafik Pengaruh aruspengelasan terhadap nilai kekerasan padapengelasan baja ST 37 tebal 10 mm didaerah HAZ

Pada grafik di atas terlihat padapengelasan menggunakan arus 100A nilaikekerasan pada daerah HAZ mendapatkannilai paling kecil yaitu 232,1 HB, sedangkanpada pengealasan menggunakan arus 190Amendapatkan nilai kekerasan 262 HB.Sedangkan pada pengelasan menggunakanarus 280A mendapatkan nilai kekerasantertinggi yaitu 325,7 HB. Hal ini di sebabkankarena panas yang terjadi di sekitarpengelasan ini paling tinggi, sehinggastruktur butirankristal yang terbentuk menjadilebih kasar. Butir-butir Kristal didominasipearlite sedangkan kandungan ferritejumlahnya sedikit.

Hubungan antara arus pengelasandan nilai kekerasan bedasarkan analisamenggunakan regresi pada daerah HAZ diperoleh kebaikan suai (goodness of fite) daripersamaan regresi atau yang di sebut RSquare mempunyai nilai 0,958. Ini berartiantara arus yang di gunakan dengan nilaikekerasan mempunyai nilai yang baik karenadari nilai di atas mendekati nilai 1 danhubungan antara arus yang digunakandengan nilai kekerasan memiliki hubunganyang kuat dan bernilai positip.

Gambar 4.14 Grafik Pengaruh aruspengelasan terhadap hasil kekerasan pada

pengelasan baja ST 37 tebal 10 mm didaerah Logam Las

Pada grafik 4.14 diatas terlihat padapengelasan menggunakan arus 100Amempunyai nilai kekerasan 184,8 HB, nilaitersebut tersebut sangat mendekati nilaikekerasan dari logam induk yaitu 176,9 HB.Jika pada grafik di atas kita tarik garis luruspada kekerasan 184,8 HB maka didapat arusoptimum pada 123 A, atau dapat di katakanpada pengelasan dengan arus 100 Amerupakan nilai optimum karena pada saatproses pengelasan arus las tidak akan tetappada 100 A tetapi mempunyai rentang naikdan turun yang diijinkan sebesar 20%.

Hubungan anatara arus pengelasandan nilai kekerasan berdasarkan analisamenggunakan regesi lincar pada daerahlogam las diperolehkebaikan suai (goodnessof fit) dari persamaan regresi atau yang disebut R Square mempunyai nilai yang baikkarena dari nilai di atas mendekati nilai 1 danhubungan antara arus yang digunakandengan nilai kekerasan memiliki hubunganyang kuat dan bernilai positif.

Hasil penelitian menunjukan adanyaperbedaan nilai kekerasan dan struktur mikrodairi logam las maupun pada daerah HAZdengan variasi arus yang arus yangdigunakan dibandingkan dengan logaminduk. Pada specimen material ST 37 tebal10 mm yang masuk dalam kategori bajakarbon sedang nilai kekerasan material tanpapengelasan di peroleh 176,9 HB. Setelah dilakukan pengelasan nilai kekerasannya bisadk berubah karena pada daerah ini panasyang merambat tidak dapat mempengruhiperubahan butir setiap daerah lasan.

Nilai kekerasan pada daerah HAZnilai kekerasan yang paling mendekati logaminduk adalah pada saat pengelasanmenggunakan arus 100A yaitu sebesar232,1HB (terdapat selisih nilai kekerasan


sebesar 55,2 HB) sedangkan nilai tertinggipada proses pengelasan menggunakan arus280A yaitu sebesar 325,7 HB. Pada daerahlogam las nilai kekerasan yang palingmedekati logam induk terdapat padapenggunaan arus 100 A yaitu sebesar 184,8HB.

Dari ketiga penggunaan arus tersebutrata-rata kekerasan yang paling mendekatilogam induk terdapat pada penggunaan arussebesar 100A yaitu pada daerah logam las,sedangkan pada daerah HAZ mengalamipeningkatan karena masukan panas padaproses pengelasan maka daerah HAZstruktur kristalnya banyak berubah dibandingkan dengan logam induknyasehingga kekerasannya meningkat, hal initerjadi karena banyaknya struktur pearlitepada daerah HAZ ini. Hal ini disebabkankarena masukan panas pada penggunaanarus 280 A tinggi struktur pada daerahtersebut akan mengalami perubahan yangcepat dan struktur mikro di dominasi olehunsur pearlite dengan bentuk lebih kasarsehingga berbanding lurus degankekerasannya.

Pada proses pengelasanmenggunakan arus 100 A nilai kekerasanpada daerah HAZ mempunyai nilai palingkecil yaitu sebesar 232,1 HB tetapi pada saatpengelasan ada beberapa bagian yangmengalami cacat incompkite fusion hal ini disebabkan karena panas yang masuk tidakmampu untuk meleburkan logam indukdengan sempurna sehingga cacat tersebuttidak dapat di hindarkan. Dengan kata lainpengelasan pada material ST 37menggunakan arus 100A sebaiknya dihindarkan terutama untuk pengelasan bagianpengisian (Fill) maupun untuk bagianpenutup (caping).

PerhitunganDengan menggunakan rumus berikut:= ∑ ( − )−

Nilai varian dapat ditentukan.

1. Logam indukArus Penguj

ian 1Pengujian 2

Pengujian 3

Pengujian 4

Pengujian 5

Varian

100A 180.5 182.5 185.5 187.5 189.5 13.3

190A 185.5 193.6 192.9 189.7 193.9 12.7

280A 200.3 201.2 201.2 196.8 196.5 5.6

Varian besar = 13,3Varian kecil = 5,6= 13,35,6 = 2,4= ++ − 2= 66.5 + 27.85 + 5 − 2 = 11.8= √11.8 = 3.4f = + − 2 = 8v2

.975 ; fmax : 4 ; fmin : 4 = 6.39< v . 4; 4Varian gabungan s2 dapat digunakan untukmencari kesamaan harga rata-rata t,denganrumus= −1⁄ + 1⁄ ; = + − 2

= 199.2 − 185.13.4 1 5⁄ + 1 5⁄= 6.51t > t.975 (f = 8) = 2.306

Artinya ada pengaruh perubahan arusterhadap kekerasan logam induk

2. Daerah HAZAru

sPenguji

an 1Penguji

an 2Penguji

an 3Penguji

an 4Penguji

an 5Varian

100A

237.8 234.2 225.9 230.1 232.5 19.9

190A

257.1 269.1 256 269.9 257.9 47.4

280A

320.8 330.8 311.3 340.3 325.3 117.7

Varian besar = 117,7

Varian kecil = 19,9= = 117,719,9 = 5.9


= ++ − 2= 99.4 + 588.45 + 5 − 2 = 86= √86 = 9.2f = + − 2 = 8

v2.975 ; fmax : 4 ; fmin : 4 = 6.39< v . 4; 4

Varian gabungan s2 dapat digunakan untuk

mencari kesamaan harga rata-rata t,

denganrumus= −1⁄ + 1⁄ ; = + − 2= 325.7 − 232.19.2 1 5⁄ + 1 5⁄= 16.7

t > t.975 (f = 8) = 2.306

Berarti kedua data berasal dari populasi yang

berbeda.

3. Daerah logam las

Arus

Pengujian 1

Pengujian 2

Pengujian 3

Pengujian 4

Pengujian 5

Varian

100A 182.3 185.5 182.8 184.5 188.9 6.9

190A 187.7 182.8 185.3 188.1 189.9 7.6

280A 199.6 198.1 200.8 197.8 197.8 1.8

Varian besar = 6,9

Varian kecil = 1,8= = 6.91.8 = 4.3= ++ − 2

= 34.5 + 8.95 + 5 − 2 = 5.9= √5.9 = 2.4f = + − 2 = 8

v2.975 ; fmax : 4 ; fmin : 4 = 6.39< v . 4; 4

Varian gabungan s2 dapat digunakan untuk

mencari kesamaan harga rata-rata t,

denganrumus= −1⁄ + 1⁄ ; = + − 2= 198.82 − 184.82.4 1 5⁄ + 1 5⁄= 9.7

t > t.975 (f = 8) = 2.306

Berarti kedua data berasal dari populasi yang

berbeda.

1. Logam Induk = + + + + =

, , , . .= 199.2

xatas = + ∗ √xbawah = – ∗ √= √ (Deviasi) = 3.4atas = . + , .√ = 207,03 (batas

atas)bawah = . − , .√ = 191,37(batas

bawah)


2. Daerah HAS

= =

, , . , ,= 325,7atas = + √bawah = − √= √ (Deviasi) = 9,2atas = , + , ,√ =317,87( ℎ)bawah = , − , ,√ =333,52 (batas

atas)

3. Daerah Logam Las

= =

, , , , ,= 186,76atas = + √bawah = − √= √ (Deviasi) = 2,4

atas = , + , ,√ =206,64(batas

atas)bawah = , − , ,√ = 190,99 ( batas

bawah)

V. Simpulan dan Saran5.1 SimpulanDari penelitian ini dapat di ambil kesimpulansebagai berikut :

a. Hubungan antara arus pengelasan dan nilaikekerasan bedasarkan analisa menggunakanregresi linear pada daerah logam las maupunpada daerah HAZ antara arus yang digunakan dengan nilai kekerasan mempunyainilai yang baik karena dari nilai keduanyamendekati nilai 1 dan hubungan antara arusyang di gunakan dengan nilai kekerasamemiliki hubungan yang kuat dan bernilaipositif.

b. Pada pengelasan menggunakan arus 280 Amerupakan arus yang paling ideal untukmengelas logam jenis ST 37 Tebal 10 mmkarena nilai kekerasan tersebut hampir samadengan nilai kekerasan pada logam induktanpa penelasan.

c. Pada daerah HAZ pengelasan denganmenggunakan arus 280A di dapat nilaikekerasan tertinggi di bandingkan specimenlainnya yaitu sebesar 325,7 HB, hal inimenyebabkan material ini mempunyai sifatmekanik kekuatannya tinggi, sedangkankeulatannya rendah.

d. Pada pengelasan menggunakan arus 100Aterdapat cacat las jenis incomplite fusion, halini disebabkan panas yang dihasilkan tidakcukup untuk melelehkan logam jenis ST 37Tebal 10 mm

180200220

1 2 3 4 5

Grafik logam induklogaminduk

batas atas

250

300

350

1 2 3 4 5

Daerah HASlogaminduk

batasatas

180190200210

1 2 3 4 5

Daerah Logam Las

logaminduk

batas atas


5.2 Sarana. Untuk menghasilkan keseragaman

kekerasan dan struktur mikro pada daerahlogam induk, daerah HAZ dan daerah logamlas sebaiknya dilakukan pemanasan awaldan pemanasan antara jalur las sebesar150˚C, sedangkan setelah selesai melakukanpengelasan dilakukan PWHT pada suhu 590- 675˚C

b. Pada saat pembentukan specimen uji agar diperhatikan proses permesinan agar sifatmaterial hasil lasan tidak berubah karenapengaruh permesinan.

c. Pada pengujian struktur material sebaiknyamenggunakan pembesaran yang lebih tinggiatau menggunakan SEM (Scanin ElektronMicroscope) agar mendapatkan strukturnyayang lebih jelas dan detail.

d. Ferrite disini adalah yang membentuk kristal-kristal kecil yang disebut ferritre acicular, danferrite yang membentuk memanjang adalahferrite widmanstatten.

e. Butiran kristal-kristal yang ada bentuknyasemakin kasar dan jumlah ferrite dan pearlitehampir seimbang. Ferrite kebanyakan disinibenbentuk kristal-kristal besar, ada juga yangmemanjang, dimana ferrite yang memanjangadalah ferrite windmanstaten.

Daftar Pustaka

ASM International, 1993 ASM Handbook,Volume 1, Properties and Selection : Irons,Steels, and High-Performace Alloys

__________, 1993. ASM Handbook, Volume6, Welding, Brazing, And Soldering

__________,2004. ASM Handbook, Volume9, Metallography and microstructures

AWSD1,1 /D1,1M 2004 , Structual WeldingCode –Stell 19 Th Edition American WeldingSociety,Miami

Annual Book Of ASTM IX Standard, 2010,Iron And Steel Product

Dieter George E ,1992, MechanicalMetalurgi, London Mc, Graw Hill Book Co

HarsHarsono Wirsumarto dan OkumuraThosie, 1991, Teknologi PengelasanJakarta,Pt,Pradnya Paramita

Heri Heri Sonawan MT ,Ir,2003.Las BusurListrik, FCAW Dan Pemeriksaan HasilPengelasan, Bandung Alfabeta

Sof Sofar Napitupuluh Ir, 2000, AplikasiPengelasan Bandung

RachRahmat Supardi H , 1997, PengetahuanMaterial , Bandung Tarsono

Tata Tata Surdia Ms Met,E, Prof, Ir Dan SaitoShinreoku , Prof, Dr 1992 PengetahuanBahan Teknik , Jakarta, PT PradnyaParamita

TaufTaufik rochim, 2000 spesifikasi,metrologi, dan kontrol kualitas geometrik.Penerbit ITB Bandung

pengaruh arus las pada proses las fcaw terhadap …

Documents