pengaruh durasi gesekan pada pengelasan gesek …eprints.umm.ac.id/40313/1/pendahuluan.pdfpengaruh...
TRANSCRIPT
PENGARUH DURASI GESEKAN
PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING)
TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN KEPADA
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR
SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)
DISUSUN OLEH :
DIO RIZKY PRATAMAAJI
201210120311186
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2018
i
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN
GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN
POROS BAJA ST 41
Oleh:
Dio Rizky Pratamaaji
201210120311186
Telah memenuhi persyaratan untuk dipertahankan
Di depan dewan penguji dan disetujui
Pada Tanggal 18 Januari 2018
Menyetujui:
Pembimbing I Pembimbing II
Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D Ir. Achmad Fauzan HS, MT
NIP. 108.1503.0572 NIP. 108.9208.0279
Ketua Jurusan
Ir. Daryono, MT
NIP. 108.8909.0124
ii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas 246 Malang
Telp. (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA)
Nama : Dio Rizky Pratamaaji NIM : 201210120311186
No.ST.Pemb. TA : Tgl.ST.TA Keluar : 5 Oktober 2016
Judul TA : PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN
GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA
ST 41
Mengetahui: Malang, 18 Januari 2018
Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin, Dosen Pembimbing I
Ir. Daryono, MT. Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D
NIP. 108.8909.0124 NIP. 108.1503.0572
No Uraian Asistensi TTD
Dosen Pembimbing I
1 Pengajuan Judul Skripsi
2 ACC Judul Skripsi
3 Konsultasi BAB I
4 ACC BAB I
5
Konsultasi BAB II
6 ACC BAB II
7 Konsultasi BAB III
8 ACC BAB III
9 Konsultasi BAB IV
10 ACC BAB IV dan Seminar Hasil
iii
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN
Jl. Raya Tlogomas 246 Malang
Telp. (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144
BERITA ACARA
BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA)
Nama : Dio Rizky Pratamaaji NIM : 201210120311186
No.ST.Pemb. TA : Tgl.ST.TA Keluar : 5 Oktober 2016
Judul TA : PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN
GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA
ST 41
Mengetahui: Malang, 18 Januari 2018
Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin, Dosen Pembimbing II
Ir. Daryono, MT. Ir. Achmad Fauzan HS, MT
NIP. 108.8909.0124 NIP. 108.9208.0279
No Uraian Asistensi TTD
Dosen Pembimbing I
1 Pengajuan Judul Skripsi
2 ACC Judul Skripsi
3 Konsultasi BAB I
4 ACC BAB I
5
Konsultasi BAB II
6 ACC BAB II
7 Konsultasi BAB III
8 ACC BAB III
9 Konsultasi BAB IV
10 ACC BAB IV dan Seminar Hasil
iv
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah:
Nama : Dio Rizky Pratamaaji
NIM : 201210120311186
Tempat/Tanggal lahir : Malang, 26 Agustus 1994
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:
Sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul “PENGARUH DURASI
GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING)
TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41” yang diajukan untuk
memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Malang. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan
duplikasi (PLAGIASI) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah
dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas
Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber
informasinya saya kutip dan daftar pustaka sebagaimana semestinya.
Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan
digunakan sebagaimana semestinya.
Malang, 18 Januari 2018
Yang Menyatakan
Dio Rizky Pratamaaji
v
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu gesek terhadap
karakteristik kekuatan sambungan las gesek (Friction Welding) baja ST 41.
Penelitian dilakukan dengan metode eksperimental menggunakan mesin
bubut, putaran sebesar 1800 Rpm, dengan perlakuan variasi waktu yaitu 35 detik,
40 detik, 45 detik dan 50 detik. Selanjutnya dilakukan pengujian tarik pada tiap
spesimen hasil pengelasan, untuk mengetahui pengaruh waktu gesek terhadap
nilai kekuatan tarik sambungan las gesek (Friction Welding).
Dari penelitian ini diperoleh hasil kekuatan tarik tertinggi pada variasi waktu
35 detik yaitu sebesar 54.9441 kN/mm2 dan yang terendah 50 detik yaitu sebesar
50.6126 kN/mm2. Hal ini membuktikan waktu pengelasan memiliki pengaruh
terhadap sambungan las gesek (Friction Welding).
Kata kunci: Pengelasan gesek, baja ST 41, Kekuatan tarik.
vi
ABSTRACT
This study aims to determine the effect of friction time on the strength
characteristics of friction welding steel ST 41.
The experiment was conducted using experimental method using lathe, the
rotation is1800 Rpm, with time variation of 35 seconds, 40 seconds, 45 seconds
and 50 seconds. Furthermore, tensile testing on each specimen of welded results,
to determine the effect of friction time to the value of tensile strength of friction
welding.
From this research result, the highest tensile strength at 35 seconds time is
54.9441 kN / mm2 and the lowest 50 seconds is 50.6126 kN / mm2. This proves
that welding time has an effect on friction welding.
Keywords: Friction welding, ST 41 steel, Tensile strength.
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang
karena hanya dengan rahmatNya dan izinNya lah penulis mampu menyelsaikan
skripsi ini. Shalawat beserta salam semoga selalu tercurahkan kepada baginda
nabi Muhammad SAW, para nabi sebelum beliau, keluarganya, para sahabat dan
kepada umat beliau hingga akhir zaman.
Penulisan skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
sarjana pada Universitas Muhammadiyah Malang fakultas teknik jurusan teknik
mesin. Judul yang penulis pilih adalah “PENGARUH DURASI GESEKAN
PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP
SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41” Dalam penyusunan dan penulisan skripsi
ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai macam
pihak. Oleh karena itu penulis dengan segenap hati ingin mengucapkan
terimakasih kepada yang terhormat:
1. Ibu Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D selaku pembimbing I penulis yang
telah membimbing dan selalu mensupport serta menginspirasi penulis
dalam berbagai hal hingga selesainya skripsi.
2. Bapak Ir. Achmad Fauzan HS, MT selaku pembimbing II penulis, yang
telah membimbing penulis dengan kesabaran yang luar biasa dan
mengesahkan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Daryono, MT selaku kepala jurusan fakultas teknik jurusan
teknik mesin yang selalu memacu dan memotivasi penulis untuk
menyelesaikan skripsi.
4. Kepada orang tua penulis yang selalu mendorong, mendukung serta
mendoakan penulis tanpa henti maupun bosan.
5. Kepada seluruh saudara penulis yang juga mendukung terselesaikannya
skripsi ini.
6. Kepada semua teman-teman angkatan 2012 kelas D teknik mesin.
Terimakasih telah memberikan canda, tawa, solidaritas dan kenangan yang
indah. Semoga persahabatan dan persaudaraan kita terjalin selamanya.
viii
7. Kepada semua teman-teman yang pernah tinggal bersama penulis baik di
kos-kosan maupun kontrakan. Terimakasih atas semua persahabatan dan
kenangan indah selama di Malang.
8. Kepada semua anggota tim ‘Punakawan Adventure’ dan teman
seperjuangan mahasiswa ‘ujung tombak’ yang telah sama-sama berjuang
bahu-membahu dalam mengejar wisuda.
9. Kepada seluruh orang yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu,
khususnya ‘kamu’ yang tidak pernah berhenti mendukung penulis untuk
mengerjakan skripsi.
Penulis menyadari banyak sekali kesalahan yang terdapat dalam penulisan ini,
oleh karena itu penulis mengharapkan kritik serta saran yang membangun demi
kebaikan bersama. Sesungguhnya kebaikan, kebenaran dan segala macam bentuk
ilmu hanyalah milik Allah SWT semata.
Malang, 18 Januari 2018
penulis
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i
LEMBAR ASISTENSI ................................................................................. ii
LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................ iv
ABSTRAK ..................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii
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 ……………………………………………………………3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4
2.1 Penelitian Sebelumnya ................................................................... 4
2.2 Las Gesek (Friction Welding) ......................................................... 5
2.2.1 Linear friction welding .............................................................. 7
2.3 Kekuatan Sambungan Las ............................................................... 9
2.3.1 Kekuatan Statik ........................................................................ 9
2.3.2 Efisiensi Sambungan ................................................................ 11
2.4 Aplikasi Las Gesek .......................................................................... 13
2.5 Klasifikasi Baja Karbon ................................................................... 13
2.6 Pengujian Tarik ............................................................................... 14
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 19
3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................... 19
3.2 Variabel Penelitian ........................................................................... 20
3.3 Populasi dan Sampel ......................................................................... 21
3.4 Waktu dan Tempat Penelitian........................................................... 21
3.5 Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 22
x
3.6 Alat dan Bahan penelitian ................................................................ 22
3.6.1 alat .............................................................................................. 22
3.6.2 Bahann ........................................................................................ 30
3.7 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 30
3.7.1 Persiapan Mekanisme Pembebananan Tail Stock Mesin Bubut 30
3.7.2 Persiapan Bahan ......................................................................... 31
3.7.3 Langkah-Langkah Pengelasan .................................................... 32
3.8 Pengujian Yang Dilakukan .............................................................. 34
3.8.1 Pembuatan Spesimen Uji Tarik .................................................. 34
3.8.2 Pengujian tarik ............................................................................ 35
3.9 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 37
IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............................................... 38
4.1 Bahan Eksperimen Sebelum Diuji ................................................... 38
4.2 Hasil Eksperimen ............................................................................ 38
4.2.1 Data Penelitian Diketahui .......................................................... 38
4.2.2 Hasil Pengelasan Gesek .............................................................. 39
4.3 Hasil Pengujian Tarik ..................................................................... 40
4.3.1 Hasil Pengujian Tarik Tiap-Tiap Durasi Waktu ....................... 41
4.4 Analisa Hasil Pengujian Tarik ......................................................... 53
BAB V KESIMPULAN ................................................................................. 55
5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 55
5.2 Saran ................................................................................................. 55
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 56
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Efisiensi Sambungan ....................................................................... 12
Tabel 2.2 Klasifikasi Baja Karbon .................................................................. 14
Tabel 3.1 Model Penelitian .............................................................................. 20
Tabel 4.1 Bentuk Patahan Hasil Pengujian Tarik ............................................ 40
Tabel 4.2 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 35 Detik . 43
Tabel 4.3 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 40 Detik . 45
Tabel 4.4 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 45 Detik.. 48
Tabel 4.5 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 50 Detik.. 51
Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Taril ............................................................... 53
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mekanisme Linier Friction Welding ............................................ 6
Gambar 2.2 Mekanisme Friction Stir Welding ............................................... 7
Gambar 2.3 Simulasi Linier Eriction Welding ................................................ 7
Gambar 2.4 Proses Friction Welding .............................................................. 9
Gambar 2.5 Konsentrasi Tegangan Pada Las Sudut ....................................... 11
Gambar 2.6 Aplikasi Las Gesek ...................................................................... 13
Gambar 2.7 Ukuran Batang Uji Tarik Momen AWS ...................................... 15
Gambar 2.8 kurva Tegangan-Regangan Teknik ............................................ 16
Gambar 2.9 Batas Elastis Dan Tegangan Luluh 0,2% .................................... 17
Gambar 2.10 Patahan Pada Batang Uji Tarik ................................................. 17
Gambar 3.1 Mesin Bubut ................................................................................ 22
Gambar 3.2 Penjepit Spesimen Berputar ........................................................ 24
Gambar 3.3 Penjepit Spesimen Tidak Berputar (Drill Chuck) ....................... 24
Gambar 3.4 Amplas ........................................................................................ 25
Gambar 3.5 Gergaji .......................................................................................... 25
Gambar 3.6 Penggaris ...................................................................................... 26
Gambar 3.7 Varnier Caliper ............................................................................. 26
Gambar 3.8 Stopwatch ..................................................................................... 27
Gambar 3.9 Pulley ........................................................................................... 27
Gambar 3.10 Seling ......................................................................................... 28
Gambar 3.11 Besi Kotak .................................................................................. 28
Gambar 3.12 Beban 4,5 Kg .............................................................................. 29
Gambar 3.13 Alat Uji Tarik Shimadza Corporation ........................................ 29
Gambar 3.14 Mekanisme Pembebanan ............................................................ 31
Gambar 3.15 Besi Baja ST 41 .......................................................................... 32
Gambar 3.16 Pemasangan Benda Uji Pada Spindel dan Chuck ....................... 33
Gambar 3.17 Proses Pengelasan Gesek (Frictio Welding) .............................. 33
Gambar 4.1 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 35 Detik 39
Gambar 4.2 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 40 Detik 39
xiii
Gambar 4.3 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 45 Detik 39
Gambar 4.4 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 50 Detik 40
Gambar 4.5 Perubahan Bentuk Material Dalam Waktu 35 detik .................... 42
Gambar 4.6 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 35 Detik ... 43
Gambar 4.7 Perubahan Bentuk Material Dalam Wakyu 40 detik.................... 44
Gambar 4.8 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 40 Detik ... 46
Gambar 4.9 Perubahan Bentujk Material Dalam Wakyu 45 Detik.................. 48
Gambar 4.10 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 45 Detik . 49
Gambar 4.11 Perubahan Bentujk Material Dalam Wakyu 50 Detik................ 51
Gambae 4.12 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 50 Detik . 52
Gambar 4.13 Grafik Data Hasil Uji Tarik........................................................ 53
56
DAFTAR PUSTAKA
Arikunto, S. (2010). Prosedur Penelitian, Rineka Cipta, Jakarta.
Davis, Troxell, hauck., 1982, The Testing Of Engineering Materials, McGraw-Hill,
Japan.
Hamidi, 2007, Metode Penelitian dan Teori Komunikasi, UMM Press, Malang.
Https://id.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Testing_and_Material, Diakses
pada tanggal 03 April 2016.
Http://www.spinweld.com/friction-welding/, Diakses pada tanggal 12 April 2016.
Kalpakjian S, Schmid R., 2003, Manufacturing Processes For Engineering
Materials, Pearson Educatiaon, USA.
Mikell P. Groover. 2010. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials,
Processes, and Systems. 4th Edition. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.
Santoso, Eko Budi (2012) “Pengaruh Sudut Chamfer dan Gaya Tekan Akhir
Terhadap Kekuatan Tarik dan Porositas Sambungan Las Gesek Pada
Paduan Al-Mg-Si”.
Poedji Haryanto, dkk., Pengaruh Gaya Tekan, Kecepatan Putar, Dan Waktu Kontak
Pada Pengelasan Gesek Baja ST 60 Terhadap Kualitas Sambungan Las.
Semarang: Politeknik Negeri Semarang, 2011.
Suharto, 1991, Teknologi Pengelasan Logam, Rineka Cipta, Jakarta.
Wiryosumarto, H., 2000, Teknologi Pengelasan Logam, Erlangga, Jakarta.
Wiryosumarto, H., 2008, Teknologi Pengelasan Logam, Balai Pustaka, Jakarta.
http://ejournal.umm.ac.id/index.php/JEMMME/article/view/4477