pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i...

39
i PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN IMPACT DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN PENGELASAN TIG (TUNGSTEN INERT GAS) DENGAN BAHAN TEMBAGA (Cu) SKRIPSI Diajukan dalam rangka menyelesaikan studi strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin oleh Ibnu Wafa 5201413078 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017

Upload: ngoquynh

Post on 15-Aug-2019

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

i

PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN IMPACT

DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN PENGELASAN TIG

(TUNGSTEN INERT GAS) DENGAN BAHAN TEMBAGA (Cu)

SKRIPSI

Diajukan dalam rangka menyelesaikan studi strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Teknik Mesin

oleh Ibnu Wafa 5201413078

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2017

Page 2: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi dengan judul Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Kekuatan Impact dan Struktur

Mikro pada Sambungan Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan Bahan Tembaga (Cu)

telah dipertahankan di depan sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik UNNES pada

tanggal 27 bulan September tahun 2017

Oleh

Nama : Ibnu Wafa

NIM : 5201413078

Program Studi : Pend. Teknik Mesin

Panitia

Ketua Sekretaris

Rusiyanto, S.Pd, M.T Rusiyanto, S.Pd, M.T

NIP. 197403211999031002 NIP. 197403211999031002

Penguji 1 Pembimbing 1 Pembimbing 2

Drs. Agus Suharmanto M.Pd Dr. Murdani M.Pd Drs. Pramono M.Pd

NIP. 195411161984031001 NIP. 195306081980121001 NIP. 195809101985031002

Mengetahui:

Dekan Fakultas Teknik UNNES

Dr. Nur Qudus M.T

NIP. 196911301994031001

Page 3: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

iii

PERNYATAAN KEASLIAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa:

1. Skripsi ini, adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik

(sarjana, magister, dan/atau doctor), baik di Universitas Negeri Semarang (UNNES)

maupun di perguruan tinggi lain.

2. Karya tulis ini adalah murni gagasan, rumusan, dan penelitian saya sendiri, tanpa

bantuan pihak lain, kecuali arahan Pembimbing dan masukan Tim Penguji.

3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau

dipublikasikan orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai

acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar

pustaka.

4. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat

penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima

sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh karena karya ini, serta

sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di perguruan tinggi ini.

Semarang, 20 September 2017

Yang membuat pernyataan

Ibnu Wafa NIM. 5201413078

Page 4: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

iv

ABSTRAK

Wafa, Ibnu. 2017. Pengaruh Variasi Arus Listrik Terhadap Kekuatan Impact dan Struktur Mikro pada Sambungan Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan Bahan Tembaga (Cu). Skripsi. Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Drs. Murdani, M.Pd dan Drs. Pramono, M.Pd.

Tujuan penelitian untuk mengetahui pengaruh arus listrik pada pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaha (Cu) dengan variasi arus yang disimbolkan dengan I1= 205 Ampere, I2= 215 Ampere, dan I3= 225 Ampere terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaga (Cu) tersebut.

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian eksperimen. Data hasil penelitian disimpulkan dalam bentuk tabel yang kemudian dirubah dalam bentuk grafik. Pengujian kekuatan impact dilakukan di Lab. Pengujian Tarik Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Semarang, sedangkan pengujian struktur mikro dilakukan di Lab. Pengujian Bahan Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang.

Hasil penelitian Variasi besar arus pada pengelasan mempunyai pengaruh terhadap kekuatan impact pada sambungan las TIG dengan bahan tembaga (Cu). Dari variasi yang berbeda didapat harga K (Joule/mm2) yang tidak sarna, dari pengelasan dengan arus 205 A didapat K rata-rata = 0,82577 Joule/mm2, pengelasan dengan arus 215 A didapat IS rata-rata = 0,84421 Joule/mrn2, pengelasan dengan arus 225 A didapat K rata-rata = 0,58467 Joule/mrn2. Jadi terdapat pengaruh perbedaan penggunaan beda arus pada proses pengelasan TIG dengan bahan tembaga tersebut dan nilai IS tertinggi berada pada arus 215 ampere.

Saran dalam penelitian ini sebaiknya dalam pengelasan TIG dengan bahan tembaga (Cu) praktisi menggunakan arus listrik sebesar 215 ampere karena kekuatan impact tertinggi dari variasi tersebut dihasilkan pada arus 215 ampere. Struktur Mikro dilakukan dengan pengamplasan yang baik agar menghasilkan gambar dari struktur mikro yang baik pula.

Kata Kunci: Pengelasan, Tembaga, Impact, mikrostruktur

Page 5: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan

karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan proposal skripsi dengan

judul “Pengaruh Variasi Arus Listrik (I) terhadap Kekuatan Impact dan Struktur

Mikro pada Sambungan Pengelasan Tig (Tungsten Inert Gas) dengan Bahan

Tembaga (Cu)”.

Penulis menyadari bahwa penulisan laporan skripsi ini dapat diselesaikan

berkat dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Dr. Nur Qudus M.T, selaku dekan Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

2. Bapak Rusiyanto S.Pd., M.T, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin dan Ketua

Program Studi Pendidikan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Negeri Semarang.

3. Bapak Drs. Agus Suharmanto, M.Pd, selaku dosen penguji yang telah

memberikan bimbingan dan arahan dalam penyempurnaan skripsi.

4. Bapak Dr. Murdani, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Bapak Drs. Pramono, M.Pd., selaku Dosen Pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan, arahan, dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

6. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan support baik material

maupun spiritual.

7. Bapak dan Ibu Kontrakkan yang selalu membantu dan menasehati Saya.

Page 6: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

vi

8. Teman–teman Panti dan Jay Loundry Kost yang telah banyak membantu

saya dalam penyelesaian pembuatan skripsi.

9. Semua pihak yang telah memberikan motivasi dan saran kepada penulis

dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat penulis sebut satu persatu.

Dalam penulisan laporan ini penulis merasa masih banyak kekurangan.

penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari para dosen penguji dan pembaca

demi penyempurnaan penulisan skripsi ini.

Semarang, 20 September 2017

Penulis

Page 7: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ ii

PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................... iv

KATA PENGANTAR .................................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xi

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................ 1

1.1. Latar Belakang Masalah ................................................................. 1

1.2. Identifikasi Masalah ........................................................................ 4

1.3. Pembatasan Masalah ........................................................................ 5

1.4. Rumusan Masalah ........................................................................... 6

1.5. Tujuan Penelitian ............................................................................ 6

1.6. Manfaat Penelitian .......................................................................... 6

BAB II. KAJIAN PUSTAKA ....................................................................... 8

2.1. Kajian Teori ................................................................................... 8

2.1.1. Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) .................................. 8

2.1.2. Tembaga (Cu)..................................................................... 11

2.1.3. Pengujian Impact ................................................................ 14

2.1.4. Struktur Mikro .................................................................... 18

Halaman

Page 8: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

viii

2.2. Kajian Penelitian Yang Relevan ................................................... 22

2.3. Kerangka Pikir Penelitian ............................................................. 23

BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................. 25

3.1. Bahan Penelittian .......................................................................... 25

3.2. Alat Penelitian ............................................................................... 25

3.3. Prosedur Penelitian ....................................................................... 26

3.4. Diagram alir pelaksanaan penelitian ............................................. 26

3.5. Proses penelitian ........................................................................... 27

3.6. Data penelitian .............................................................................. 29

3.7. Analisis data .................................................................................. 32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 34

4.1. Hasil Uji Penelitian ........................................................................ 34

4.1.1. Data Hasil Uji Kekuatan Impact ............................................. 34

4.1.2. Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Kekuatan Impact pada Sambungan Pengelasan TIG dengan bahan Tembaga (Cu) .... 36

4.1.3. Data Hasil Uji Struktur Mikro ................................................ 39

4.1.4. Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Struktur Mikro pada Sambungan Pengelasan TIG dengan bahan Tembaga (Cu) .... 42

4.2. Pembahasan.................................................................................... 42

4.2.1. Analisis Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Kekuatan

4.2.2. Impact pada Sambungan Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan Tembaga (Cu) .................................................. 42

4.2.3. Analisis Pengaruh Variasi Arus Listrik terhadap Struktur Mikro pada Sambungan Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan Tembaga (Cu) .................................................. 44

Page 9: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

ix

BAB V PENUTUP ....................................................................................... 46

5.1. Simpulan ........................................................................................ 46

5.2. Saran .............................................................................................. 47

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 48

LAMPIRAN ................................................................................................. 50

Page 10: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1. Karakteristik Tembaga ................................................................ 13

Tabel 3.1. Pengambilan data pengujian impact ........................................... 30

Tabel 3.2 Pengambilan data Energi Potensial (EP) 1 .................................. 31

Tabel 3.3. Pengambilan data Energi Potensial (EP) 2 ................................. 31

Tabel 3.4. Pengambilan data pengujian struktur mikro ............................... 32

Tabel 4.1. Data hasil pengujian kekuatan impact ........................................ 34

Tabel 4.2. Data hasil untuk mengetahui EP1 ................................................ 35

Tabel 4.3. Data hasil untuk mengetahui EP2 ................................................ 36

Halaman

Page 11: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Rangkaian mesin las TIG .......................................................... 9

Gambar 2.2. Tembaga .................................................................................. 11

Gambar 3.1. Diagram alir penelitian ........................................................... 26

Gambar 3.2. Dimensi spesimen uji impact berdasarkan ASTM E23 ......... 28

Gambar 4.1. Grafik besar energi potensial (EP) total .................................. 37

Gambar 4.2. Grafik Nilai Kekuatan Impact ................................................. 38

Gambar 4.3. Grafik Nilai Kekuatan Impact Rata-rata ................................. 39

Gambar 4.4. Struktur Mikro Sambungan Las dengan Arus 205 Ampere .... 40

Gambar 4.5. Struktur Mikro Sambungan Las dengan Arus 215 Ampere .... 41

Gambar 4.6. Struktur Mikro Sambungan Las dengan Arus 225 Ampere .... 41

Gambar 4.7. Sudut awal mesin uji impact (POLINES) ............................... 43

Gambar 4.8. Patahan hasil pengujian impact ............................................... 44

Halaman

Page 12: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Proses manufaktur merupakan proses menigkatkan nilai dari material

yang sebelumnya mempunyai nilai yang rendah menjadi sebuah benda yang

mempunyai nilai yang lebih tinggi. Proses manufaktur sering juga diartikan

sebagai sebagai proses pembentukan suatu bahan/material menjadi suatu

benda. Banyak sekali metode-metode yang digunakan untuk membuat sebuah

benda, khususnya yang berbahan logam. Dalam pembentukan benda dengan

bahan logam dapat dibagi menjadi dua proses yaitu proses pembentukkan

benda dengan adanya proses pemanasan pada logam dan proses pembentukkan

benda tanpa adanya proses pemanasan pada logam tersebut. Salah satu metode

pebentukkan benda berbahan logam dengan adanya proses pemanasan adalah

metode pengelasan.

Metode pengelasan adalah metode yang digunakan dalam pembuatan

suatu benda dengan cara menyambung dua buah material dengan bahan yang

sama menjadi benda yang diinginkan dengan cara melakukan proses

pemanasan pada bagian material yang akan disambung dan dapat dilakukan

dengan atau tanpa bahan tambah. Pada proses pengelasan dibutuhkan sumber

panas yang sesuai. Sumber panas yang dibutuhkan dalam proses pengelasan

dapat dihasilkan dari panas listrik, panas api dengan bantuan gas bertekanan,

serta perpaduan antara gas dan listrik. Banyak jenis pengelasan yang digunakan

Page 13: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

2

dalam dunia kerja, beberapa diantaranya adalah OAW (Oxy Asetilen Welding),

SMAW (Shield Metal Arc Welding), GMAW (Gas Metal Arc Welding), dan

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding).

Dalam proses pengelasan pasti didapati beberapa kendala dan faktor-

faktor yang mempengaruhi hasil pengelasan. Terdapat 7 (tujuh) faktor atau

variabel yang menjadi acuan dalam proses pengelasan TIG. Ketujuh faktor

tersebut diantaranya arus listrik, penentuan kutub, voltase yang digunakan,

kecepatan dalam mengelas, posisi sambungan pengelasan, diameter elektroda,

dan koomposisi gas pelindung yang digunakan serta kecepatan alirannya.

Variabel-variabel tersebut mempengaruhi penetrasi, kepadatan, dan tingkat

porositas dari hasil pengelasan itu sendiri. Jadi, agar hasil dari pengelasan

tersebut baik maka variabel-variabel tersebut harus diperhitungkan dengan

baik pula (ahmed, dkk, 2010).

Semakin hari, penggunaan OAW (Oxy Asetilen Welding) dan SMAW

(Shield Metal Arc Welding) semakin berkurang, hal ini dikarenakan ada jenis

pengelasan yang dianggap lebih praktis yaitu GMAW (Gas Metal Arc

Welding) dan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Selain praktis, jenis bahan

yang akan dilas juga merupakan faktor yang dipertimbangkan dalam memilih

jenis pengelasan apa yang akan digunakan.

Salah satu dari keempat jenis pengelasan di atas yang sedang banyak

digunakan saat ini adalah pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding).

Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) merupakan salah satu jenis

pengelasan yang menggunakan perpaduan antara listrik dan gas sebagai media

Page 14: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

3

pengelasannya. Dalam pengelasan jenis ini, listrik digunakan sebagai sumber

nyala api dan gas sebagai pelindung dari udara luar. Jenis gas yang digunakan

dalam pengelasan jenis ini adalah jenis gas mulia seperti: helium (He), argon

(Ar), neon (Ne) dan radon (Rn) tetapi yang umum digunakan adalah gas argon

(Ar).

Tidak semua bahan dapat dilakukan proses pengelasan dengan jenis

pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Salah satu bahan logam yang

digunakan dalam proses pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)

adalah tembaga (Cu). Memang tembaga merupakan bahan yang tidak umum

digunakan pada kehidupan sehari-hari tetapi juga diperlukan untuk kebutuhan

industri tertentu. Material tembaga sendiri akan dibuat menjadi sebuah benda

yang mempunyai kemampuan tertentu menyesuaikan dengan kebutuhan

lapangan yang diperlukan.

Penggunaan suatu bahan untuk dijadikan suatu benda dalam proses

pengelasan juga memperhatikan sifat fisis dan mekanik dari bahan tersebut.

Hal ini dikarenakan pada penggunaan benda tersebut akan muncul beberapa

masalah yang terjadi. Oleh karena itu perlu juga dilakukan pengujian ulang

terhadap hasil pengelasan pada bahan yang digunakan tersebut karena pada

proses pengelasan dilakukan proses pemanasan terhadap benda sehingga

menyebabkan sifat fisis dan sifat mekanik benda yang berubah pula.

Peneliti memilih tembaga (Cu) sebagai material yang digunakan dalam

penelitian karena peneliti pernah melakukan PKL (Praktik Kerja Lapangan) di

PT. Lastek Dwijasarana Indonesia (Inlastek) yang merupakan salah satu

Page 15: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

4

perusahaan yang bergerak di bidang jasa produksi khususnya pada bidang

pengelasan. Peneliti pernah melakukan praktik mengelas tembaga yang

dijadikan suatu saluran bercabang 3 (tiga) untuk dijadikan tempat keluar

masuknya cairan kimia berbahaya yang digunakan di salah satu perusahaan

percetakan buku di Surakarta. Peneliti berfikir bahwa di dalam lingkungan

kerja pasti terdapat suatu kecelakaan kerja yang terjadi, baik yang disengaja

maupun yang tidak disengaja. Peneliti juga berfikir apabila terdapat benda

asing yang terjatuh lalu mengenai sambungan pengelasan tembaga tersebut

sehingga dapat mengakibatkan kebocoran sambungan maka hal tersebut akan

membahayakan pekerja pabrik tersebut. Dari pemikiran tersebut peneliti

memutuskan untuk meneliti bagaimana pengaruh variasi arus listrik terhadap

kekuatan impact pada sambungan pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)

dengan bahan tembaga (Cu). Peneliti ingin mencari kekuatan impact yang

terbaik dari material hasil pengelasan dengan menggunakan variasi arus yang

berbeda.

1.2. Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, dapat diidentifikasikan masalah-

masalah sebagai berikut:

1. Adanya pembuatan saluran cairan pada perusahaan percetakan diperlukan

bahan yang kuat pada suhu rendah, tekanan tinggi, dan mempunyai

ketahanan terhadap reaksi kimia.

Page 16: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

5

2. Proses penyambungan pada pembuatan saluran cairan bertekanan

harus mempunyai kerapatan yang tinggi untuk mengurangi resiko

kebocoran sambungan.

3. Kekuatan sambungan las dipengaruhi oleh banyak faktor seperti

tegangan busur, besar arus, kecepatan pengelasan, besarnya penembusan

dan jenis sambungan atau kampuh las.

4. Semakin besar arus yang digunakan maka semakin besar dan dalam

daerah lebur.

5. Semakin besar dan dalam daerah lebur pada sambungan atau kampuh

las maka semakin besar kekuatan sambungan las tersebut.

6. Pengaruh besar dan kedalaman daerah pengelasan terhadap kekuatan

impact pada tembaga (Cu).

7. Jenis kampuh dan arus las yang sesuai untuk sambungan tembaga agar

kekuatan sambungan tinggi.

1.3. Pembatasan Masalah

Dikarenakan terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi

pengelasan, maka penelitian ini akan deberi batasan masalah yaitu hasil

pengujian impact dan struktur mikro dari material tembaga (Cu) yang telah

dilas dengan jenis kampuh dan variasi arus listrik las dengan ketentuan sebagai

berikut:

1. Variasi arus listrik tersebut adalah 205 A, 215 A, dan 225 A.

2. Kampuh las yang digunakan adalah kampuh las V.

Page 17: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

6

3. Pendinginan yang digunakan adalah pendinginan dengan menggunakan

udara terbuka.

1.4. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah pada

penelitian ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact pada

pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaga (Cu)?

2. Bagaimana pengaruh variasi arus listrik terhadap struktur mikro pada

pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaga (Cu)?

1.5. Tujuan Penelitian

Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan dari penelitian ini

adalah:

1. Untuk mengetahui pengaruh dari variasi arus listrik terhadap kekuatan

impact pada sambungan pengelasan TIG dengan tembaga (Cu).

2. Untuk mengetahui pengaruh dari variasi arus listrik terhadap struktur

mikro pada sambungan pengelasan TIG dengan tembaga (Cu).

1.6. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

1. Manfaat teoritis

Page 18: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

7

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memerikan sumbangan

informasi bagi penelitian berikutnya di masa yang akan datang, terutama

yang akan meneliti tentang “pengaruh variasi arus listrik terhadap

kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan pengelasan TIG

(Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaga (Cu)”. Hasil penelitian ini

juga daiharapkan dapat menambah khasanah ilmu bagi para pembaca.

2. Manfaat praktis

a. Bagi Peneliti

Penelitian ini bermanfaat untuk memperluas pengetahuan dan

wawasan baru sebagai bekal di masa depan yang lebih baik.

Page 19: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

8

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1. Kajian teori

2.1.1. Pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas)

Pengelasan adalah proses penyambungan secara permanen satu

atau lebih material logam dengan ikatan metalurgi yang dilaksanakan pada

waktu logam dalam keadaan lumer atau cair. Guna rnernperoleh hasil yang

maksimal diperlukan pengetahuan yang mendalam baik pengetahuan

tentang material maupun pengetahuan tentang proses pengelasan. Banyak

parameter yang harus diperhatikan. Penetapan nilai-nilai parameter yang

tidak tepat berdampak pada hasil las yang tidak optimal. (Eko,dkk,2014)

Dalam penggunaannya di dunia kerja terdapat banyak jenis

pengelasan, salah satunya adalah las TIG. Proses ini merupakan suatu

metode pengelasan dengan jalan mana suatu busur api listrik

dipertahankan di antara sebuah elektroda tungsten yang bukan mampu

habis yng pada hakekatnya berdiri sendiri, dalam suatu atmosfer argon

murni, dengan atau tanpa tambahan kecil gas-gas berfaedah lainnya.

Perisai gas mencegah kontaminasi logam las oleh udara. Permukaan

paduan aluminium sebagai contoh ditutupi oleh lapisan oksida tahan api

bertitik lebur tinggi yang harus dihilangkan sebelum suatu las yang

memuaskan dapat dibuat. Suatu kawat pengisi juga dapat ditambahkan

Page 20: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

9

pada tepi depan genangan cairan untuk membentuk las. (W. Kenyon, 1979:

107)

Gambar 2.1. Rangkaian las TIG

Dalam proses pengelasan pasti didapati beberapa kendala dan

faktor-faktor yang mempengaruhi hasil pengelasan. Ahmed dkk (2010)

dalam penelitiannya menjelaskan bahwa ada beberapa faktor yang

mempengaruhi hasil pengelasan TIG sebagai berikut:

The following are some of the variables that affect weld penetration, bead geometry and overall weld quality: 1) Welding current 2) Polarity (DCSP/DCRP) 3) Arc voltage (arc length) 4) Travel speed 5) Weld joint position 6) Electrode diameter 7) Shielding gas composition and flow rate Knowledge and control of these variables is essential to consistently produce welds of satisfactory quality. These variables are not completely independent, and changing one generally requires changing one or more of the others to produce the desired results.

Page 21: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

10

Dari penjelasan Ahmed dkk (2010) diatas, kita dapat mengetahui

bahwa terdapat 7 (tujuh) faktor atau variabel yang menjadi acuan dalam

proses pengelasan TIG. Ketujuh faktor tersebut diantaranya arus listrik,

penentuan kutub, voltase yang digunakan, kecepatan dalam mengelas,

posisi sambungan pengelasan, diameter elektroda, dan koomposisi gas

pelindung yang digunakan serta kecepatan alirannya. Variabel-variabel

tersebut mempengaruhi penetrasi, kepadatan, dan tingkat porositas dari

hasil pengelasan itu sendiri. Jadi, agar hasil dari pengelasan tersebut baik

maka variabel-variabel tersebut harus diperhitungkan dengan baik pula.

Dalam manual book dengan judul Technical Specifications For

TIG Welding polaritas dibedakan menjadi 3 tipe yaitu:

1. DCRP (Direct Current Straight Polarity)

Tipe elektroda yang digunakan dalam tipe ini merupakan

elektroda negatif yang mana panas yang dihantarkan oleh arus sebesar

70% terdapat pada benda kerja sedangkan 30% sisanya terdapat pada

elektroda/bahan tambah. Penetrasi yang dihasilkan tipe ini cenderung

dalam. Material yang cocok menggunakan tipe ini diantaranya adalah

stainless steel, baja karbon sedang, nikel, tembaga dan titanium.

2. DCSP (Direct Current Reverse Polarity)

Tipe elektroda yang digunakan dalam tipe ini merupakan

elektroda positif yang mana panas yang dihantarkan oleh arus sebesar

30% terdapat pada benda kerja sedangkan 70% sisanya terdapat pada

elektroda/bahan tambah. Penetrasi yang dihasilkan tipe ini cenderung

Page 22: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

11

dangkal. Material yang cocok menggunakan tipe ini diantaranya

adalah material-material yang tipis.

3. ACHF (Alternating Current High Frequency)

Tipe elektroda yang digunakan dalam tipe ini merupakan

elektroda alternatif atau netral yang mana panas yang dihantarkan oleh

arus sebesar 50% terdapat pada benda kerja sedangkan 50% sisanya

terdapat pada elektroda/bahan tambah. Penetrasi yang dihasilkan tipe

ini cenderung sedang. Material yang cocok menggunakan tipe ini

diantaranya adalah aluminium dan magnesium.

2.1.2. Tembaga

Logam merupakan unsur alam yang diperoleh dari laut, erosi

batuan, vulkanisme dan sebagainya (Clark, 1986 dalam Ardi, 2009).

Golongan logam umumnya memiliki daya hantar dan daya panas yang

tinggi. Berdasarkan densitasnya, golongan logam dibagi atas dua

golongan, yaitu golongan logam ringan (light metal) yang mempunyai

densitas < 5 g/cm3, sedangkan logam berat (heavy metal) mempunyai

densitas > 5 g/cm3 (Hutagalung et al., 1997 dalam Ardi, 2009).

Tembaga (Cu) merupakan logam transisi golongan IB yang

memiliki nomor atom 29 dan berat atom 63,55 g/mol. Tembaga dalam

bentuk logam emiliki warna kemerah-merahan, namun lebih sering

ditemukan dalam bentuk berikatan dengan ion-ion lain seperti sulfat

sehingga memiliki warna yang berbeda dari logam tembaga murni.

Page 23: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

12

Tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4.5H2O) merupakan salah satu bentuk

persenyawaan Cu yang sering ditemukan. Senyawa tersebut biasa

digunakan dalam bidang industri, misalnya untuk pewarnaan tekstil, untuk

penyepuhan, pelapisan, dan pembilasan pada industri perak. Selain itu,

tembaga sulfat pentahidrat juga marak digunakan dalam bidang pertanian

dan peternakan, yaitu sebagai fungisida, algasida, pupuk Cu, dan sebagai

zat pengatur pertumbuhan untuk babi (Alloway, 1995).

Gambar 2.2. Tembaga

Tembaga atau copper (Cu) umumnya berbentuk kristal dan

memiliki warna kemerahan. Dalam tabel periodik unsur kimia, tembaga

memiliki nomor atom (NA) 29 dan memiliki bobot atau berat atom (BA)

63,546 (Palar, 2004 dalam Ardi, 2009). Keberadaan unsur tembaga di alam

dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak

ditemukan dalam bentuk persenyawaan atau sebagai senyawa padat dalam

bentuk mineral (Palar, 2004 dalam Ardi, 2009). Tembaga (Cu) di perairan

alami terdapat dalam bentuk partikulat, koloid dan terlarut. Fase terlarut

merupakan Cu2+ bebas dan ikatan kompleks, baik dengan ligan inorganik,

Page 24: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

13

terutama (CuOH+ , Cu2(OH)2 2+) maupun organik. Ikatan Cu kompleks

dengan ligan organik, terutama adalah oleh material humus. Ikatan

kompleks Cu yang terjadi dalam sedimen laut adalah yang paling stabil,

sementara yang terbentuk dalam kolom air laut stabilitasnya paling rendah

(Moore dan Ramamoorthy, 1984 dalam Ardi, 2009).

Setiap material logam yang murni maupun campuran mempunyai

karakteristik masing-masing. Salah satu material murni adalah tembaga.

Di bawah ini merupakan karakteristik dari material tembaga.

Tabel 1.1. Karakteristik Tembaga

(sumber: W. Kenyon, 1985:24)

Karakteristik Tembaga Warna Merah muda kemerah-merahan bila dipolis tapi

terbentuk permukaan coklat bila dipanaskan Temperatur lebur 1083o C Kekerasan Berubah-ubah dengan derajat kerja dingin

� Dalam keadaan dianeal 47-52 Hv � Setelah kwantitas kerja dingin cukup 85-105 Hv

Sifat kemagnetan Bukan bersifat magnet Massa 8.94 g/cm3 pada 20o C Koefisien ekspansi linear

Tembaga: 17.7 x 10-6 per oC Kekuning-kuningan: 70/30 = 19.9 x 10-6 per oC; 60/40 = 20.8 x 10-6 per oC

Konduktivitas Tembaga konduktivitas tinggi bebas oksigen (O.F.H.C.- Oxygen – free – high - conductivity) mempunyai konduktivitas listrik dan termal yang tinggi sekali. Apabila elemen-elemen ditambahkan pada tembaga murni, konduktivitas listriknya menurun

Kekuatan tarik � Kondisi dianeal 220-250 N/mm2

� Setelah pengerjaan dingin 310-400 N/mm2

Page 25: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

14

Setiap material mempunyai sifat-sifat yang berbeda. Perbedaan

tersebut dapat berupa sifat fisis dan sifat mekanik. Di bawah ini merupakan

sifat dari bahan tembaga sebagai berikut:

Copper is resistant to oxidation, fresh and salt water, alkaline solutions and many organic chemical. This good corrosion resistance makes copper and copper alloy ideally suited for water tubing, valves, fittings, heat exchangers, chemical equipment, and bearings. Copper reacts with sulfur and amonia compounds. Ammonium hydrooxide solutions attack copper and copper alloy rapidly.(Copper Development Association,1997:2)

Inti dari keterangan di atas adalah tembaga mempunyai sifat yang

tahan terhadap oksidasi, air tawar dan air laut (air garam), larutan alkali,

dan sifat kimia organik yang lainnya. Oleh karena sifatnya yang

mempunyai ketahan yang cukup baik maka tembaga sendiri sangat cocok

untuk dijadikan benda seperti pipa saluran air/cairan lain, katup, perabot,

penghantar panas, peralatan kimia, dan bantalan poros. Tembaga bereaksi

dengan sulfur dan senyawa amonia. Larutan amonia merusak tembaga dan

tembaga campuran dengan sangat cepat.

2.1.3. Pengujian Impact

Impact test merupakan suatu pengujian yang dilakukan untuk

menguji ketangguhan suatu specimen bila diberikan beban secara tiba-tiba

melalui tumbukan. Ketangguhan adalah ukuran suatu energy yang

diperlukan untuk mematahkan atau merusak suatu bahan yang diukur dari

luas daerah dibawah kurva tegangan regangan. Suatu bahan mungkin

memiliki kekuatan tarik yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk

Page 26: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

15

kondisi pembebanan kejut. Suatu paduan memiliki parameter ketangguhan

terhadap perpatahan yang didefinisikan sebagai kombinasi tegangan kritis

dan panjang retak. (Rusnoto, 2013)

Dasar pengujian impak adalah penyerapan energi potensial dari

pendulum beban yang berayun yang menumbuk benda uji sehingga benda

uji rnengalarni deforrnasi plastis. Faktor banyaknya energi yang mampu

diserap oleh bahan uji dapat digunakan sebagai indikasi awal sifat getas

atau ulet dari suatu bahan sebelurn terjadinya patahan, di rnana bahan yang

ulet menunjukkan harga irnpak yang besar. (Suheni, 2007)

The Nufflied Foundation (2008) dalam study sheet-nya

menjelaskan tentang ketahanan impact sebagai berikut:

When two objects collide, damage is often done to one or other of them. How well something resists damage is called its impact resistance. An impact test measures how much energy is absorbed when an object fractures or breaks under a high speed collision. Inti dari ketrangan di atas adalah impact terjadi apabila adanya 2

buah benda yang bertabrakan atau mempunyai gaya yang berlawanan yang

mana dampaknya berpengaruh pada salah satu benda atau bisa saja

keduanya. Apabila ditemukan suatu kejadian dimana objek tidak

mempunyai dampak dari suatu tumbukan yang terjadi, maka kemampuan

tersebut dapat disebut dengan ketahanan impact. Suatu uji impact juga

mengacu pada seberapa banyak energi yang diserap ketika benda

mendapatkan hantaman yang menyebabkan retak atau patah dalam

tumbukan dengan kecepatan yang tinggi.

Page 27: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

16

The Nufflied Foundation (2008) dalam study sheet-nya juga

menjelaskan bahwa pengujian impact merupakan uji ketahanan suatu

material dan bukan merupakan uji kekerasan material, penjelasannya

adalah sebagai berikut:

Impact testing is about resisting impact. This is often called a material’s toughness. It’s the amount of energy a material can absorb before fracturing or breaking and has the unit joules per metre cubed (J m-3). If you plot load against deflection, this energy is given by the area beneath the curve:

Dari keterangan di atas dapat diketahui bahwa pengujian impact

merupakan suatu kondisi material yang mempunyai kemampuan terhadap

suatu tumbukan. Kemampuan tersebut dapat juga disebut dengan

ketangguhan material. Kekuatan impact merupakan banyaknya energi

yang dapat diserap oleh suatu material sebelum terjadinya retak atau patah

dan mempunyai satuan joule per meter kubik (J m-3). Jika suatu beban

ditempatkan berlawanan dengan gaya yang bertolakkan, energi yang

diberikan berada pada bagian bawah garis kurva pada gambar di atas.

B.R. Schlenker (1969:95) dalam bukunya mengklasifikasikan

pengujian impact kedalam 3 (tiga) tipe yang berbeda.

Three common types of tests are used. (1) The Tensile impact test: uses a notced or un-notched specimen

which is broken by a dropping weight. The test is not common

Page 28: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

17

because of the large capacity and extreme rigidity required in the testing machine.

(2) The Izod test: employs a cantilevered test specimen of 10mm x 10mm section which is broken by means of a swinging pendulum. This is also done using a round specimen of 0,450“ diameter, this type of specimen being more readily manufactured.

(3) The Charpy test: tests the standard specimen as abeam having a span of 40 mm, the blow being delivered a point directly behind the notch.

Dari keterangan di atas, menurut BR schlenker, tipe yang

digunakan dalam pengujian impact diklasifikasikan menjadi 3 tipe/metode

yaitu pengujian impact tarik, metode Izod, dan metode Charpy. Pada

metode impact tarik bisa menggunakan atau tanp takikan pada spesimen

yang mana akan tetap hancur dengan beban yang dijatuhkan. Pada metode

Izod menggunakan spesimen dengan ukuran 10mm x 10mm yang mana

diberi beban kejut dari bandul yang diayunkan. Sedangkan metode Charpy

menggunakan standar spesimen dengan rentang 40mm, metode ini

dilakukan dengan mengayunkan bandul tepat dibelakang takikan pada

spesimen.

Menurut Fajar (2012), secara umum sebagaimana analisis

perpatahan pada benda hasil uji tarik maka perpatahan impak digolongkan

menjadi 3 jenis, yaitu:

1. Perpatahan berserat (fibrous fracture), yang melibatkan mekanisme

pergeseran bidang-bidang kristal di dalam bahan (logam) yang ulet

(ductile). Ditandai dengan permukaan patahan berserat yang

berbentuk dimpel yang menyerap cahaya dan berpenampilan buram.

Page 29: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

18

2. Perpatahan granular/ kristalin, yang dihasilkan oleh mekanisme

pembelahan pada butirbutir dari bahan (logam) yang rapuh (brittle).

Ditandai dengan permukaan patahan yang datar yang mampu

memberikan daya pantul cahaya yang tinggi (mengkilat).

3. Perpatahan campuran (berserat dan granular). Merupakan kombinasi

dua jenis perpatahan di atas.

2.1.4. Pengujian Struktur Mikro

G. Krauss (2013) dalam bukunya menjelaskan tentang struktur

internal suatu material sebagai berikut:

Together with steel chemistry, processing steps create the many microstructures that may form in each of the great variety of steels. The term microstructure derives its meaning from the fact that microscopy is required to resolve characteristic features of steel internal structures that range in size from those resolvable with the unaided eye to features resolvable only by light and electron microscopy. The unaided eye can resolve 0.1 mm (0.004 in.), and more closely spaced features require microscopy of some sort. The most appropriate unit for many microstructural features of steel, for example, grain or crystal size, is the micron or micrometer (μm), 10–6 m, or 0.001 mm (0.00004 in.), well below features that are resolvable by eye. The light microscope has a resolution on the order of 0.5 μm and therefore is quite adequate for the characterization of many features of steel microstructures. Keterangan di atas menjelaskan bahwa selain mempunyai sifat

kimia yang berbeda, bahan logam juga mempunyai struktur mikro yang

berbeda pula. Perbedaan struktur mikro material merupakan pengaruh dari

proses pembuatan material tersebut. Suatu material dapat dikatakan

mempunyai suatu struktur yang berukuran mikro apabila struktur material

tersebut tidak dapat dilihat dengan kondisi mata telanjang melainkan

Page 30: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

19

dengan menggunakan bantuan alat yaitu mikroskop elektron dengan

menggunakan bantuan cahaya. Ukuran struktur yang memungkinkan

untuk dilihat oleh mata adalah ukuran 0,1 mm (0,004 in) dan apabila

kurang dari itu maka dirasa sangat sulit bagi mata mampu melihatnya.

Ukuran umum yang terdapat pada struktur internal logam biasanya

seukuran dengan biji-bijian atau berukuran kristal yaitu setara dengan

ukuran mikron (μm) atau setara dengan 0,001 mm (0,00004), ukuran

tersebut merupakan ukuran yang tak kasat mata. Oleh karena itu

dibutuhkan alat untuk melihat struktur internal dari material logam yaitu

dengan menggunakan mikroskop cahaya.

Menurut Abson dan Pargeter (1986) dalam Anang dan Yusa

(2006), struktur mikro yang mungkin terbentuk dari pengelasan adalah:

1. Proeutectoid Ferrrite, terdiri dari grain boundary Ferrite dan

intragranular polygonal Ferrite pada suhu 1000-650 oC.

2. Widmanstatten Ferrrite atau Ferrite with aligned second phase pada

suhu 750-650 oC.

3. Accicular Ferrite, tumbuh di dalam butir Auste-nite pada suhu 650 oC.

4. Bainite, terbentuk pada suhu 400-500 oC.

5. Martensite, terjadi jika pendinginan berlangsung sangat cepat.

Dalam suatu kondisi, struktur mikro yang dimiliki oleh suatu bahan

dapat mengalami perubahan. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh

perlakuan terhadap bahan tersebut. Salah satu perlakuan yang dilakukan

adalah perlakuan panas. Perlakuan panas tersebut didapatkan dari proses

Page 31: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

20

pengelasan. Pengujian yang dapat dilakukan adalah pengujian

metallografi. Pengujian Metallografi bertujuan untuk mengamati dan

mengetahui perubahan struktur mikro dan makro pada logam.

Menurut Mawan (2016) dalam penelitiannya yang mengacu pada

standar uji ASTM E3, ada hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengujian

struktur mikro antara lain:

1) Pemilihan spesimen

Pemilihan spesimen adalah pemilihan letak bagian permukaan

mana yang perlu diteliti, misalnya untuk meneliti perbedaan struktur

mikro pada bagian tepi, tepi-tengah, dan tengah seperti pada proses

dekarburisasi, kedalaman korosi, tebal pelapisan dan sebagainya.

2) Ukuran spesimen

Ukuran spesimen yang dipoles umumnya tidak lebih dari 12 ÷

25 mm2 atau Ø 12 ÷ 25 mm jika spesimen bulat. Untuk spesimen ang

terlalu kecil harus di-mounting (diresin) untuk memudahkan peletakan

pada mikroskop.

3) Pemotongan material spesimen

Proses pemotongan material harus dijauhkan dari hal-hal yang

dapat merusak bagian struktur yang akan diteliti karena pengaruh

panas akibat gergaji, gerinda atau alat potong las.

4) Pembersihan

Spesimen harus dibersihkan dari debu, gemuk, oli dan karat,

dengan solven.

Page 32: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

21

5) Mounting spesimen

Spesimen dicetak pada plastik resin untuk ukuran spesimen

kecil. Bahan ini tahan dari bahan etsa, sehingga tidak kusam.Pada

bagian permukaan yang diteliti dibiarkan terbuka, sehingga dapat

dietsa.

6) Penggerindaan dan pemolesan

Permukaan yang kasar harus digerinda atau diamplas dengan

ukuran dari kasar hingga lembut. Setelah halus kemudian permukaan

dipoles dengan kain poles yang berputar sehingga nampak mengkilap.

7) Pengetsaan

Pengetsaan dilakukan dengan mengoleskan pengetsa pada

permukaan spesimen. Bahan etsa yang digunakan tergantung dari

jenis material, misalnya:

a) Aquades

b) HNO3 untuk baja.

c) HCL+H2O2 untuk tembaga.

2.2. Kajian penelitian yang relevan

Beberapa hasil penelitian yang relevan yang menjadi rujukan

penelitian ini adalah sebagai berikut:

Achmad Arifin, dkk (2012), meneliti tentang pengaruh preheat

terhadap struktur mikro dan sifat mekanis sambungan las TIG dengan material

baja paduan 12Cr1MoV. Hasil dari penelitian tersebut adalah akibat adanya

Page 33: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

22

pengaruh siklus thermal selama proses pengelasan, khususnya pada proses

transformasi γ (austenit) menjadi α (ferit) pada interval temperatur 800oC-

500oC. Panas yang tinggi saat pengelasan menyebabkan terjadinya daerah

HAZ yang terdiri dari butir kasar akibat pertumbuhan butir (grain growth) dan

butir halus akibat rekristalisasi butir austenit sehingga terjadi terjadi perubahan

struktur mikro dan sifat mekanik.

Anang dan Yusa (2006), meneliti tentang analisa ketangguhan dan

struktur mikro pada daerah las dan HAZ hasil pengelasan Sumerged Arc

Welding pada baja SM 490. Hasil dari penelitian tersebut adalah masukkan

panas pada benda mempengaruhi nilai ketangguhan dan struktur mikro daerah

las dan HAZ bahan baja SM 490 dan untuk daerah HAZ kenaikan masukan

panas menyebabkan meningkatnya persentase Wid-manstaten Ferit.

Sekolastika Ninien, Ponimin (2011), meneliti tentamg pengeruh

besaran arus listrik pada las TIG terhadap perubahan struktur mikro. Hasil

penelitiannya adalah struktur mikro dari masing-masing daerah (baik daerah

lasan, butir alus, dan logam induk) untuk masing-masing variasi arus adalah

sama. Fasa pada daerah weld metal terdiri dari ferrit dan cementite (Fe3C). Fasa

dari daerah butir halus berupa ferrit namun jika dibandingkan dengan ferrit

yang terdapat pada logam induk, ukuran butir ferrit pada butir halus lebih besar

daripada pada ukuran butir ferrit pada logam induk.

Suheni dan Samsuri (2007), meneliti tentang pengaruh perubahan arus

listrik terhadap kekuatan impak pada material yang berbeda. Dalam penelitian

tersebut material yang digunakan adalah baja dan stainless steel. Hasil dari

Page 34: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

23

penelitian tersebut adalah 140A mempunyai harga IS yang lebih tinggi dari

pengelasan dengan arus 120A dan 100A. Jadi ada pengaruh perbedaan pada

penggunaan arus yang berbeda dengan elektroda 50 pada proses pengelasan

TIG.

2.3. Kerangka Pikir Penelitian

Logam yag berbeda menanggapi suatu perlakuan (perlakuan panas)

dengan temperatur yang berbeda. Setiap logam memiliki komposisi kimia

tertentu, sehingga perubahan sifat fisik dan struktural berlangsung pada bagian

yang berbeda, suhu kritis. Presentase kecil dari unsur-unsur dalam komposisi

logam, seperti karbon, akan sangat menentukan suhu, waktu, metode dan

tingkat pendinginan yang perlu digunakan dalam proses perlakuan panas.

Bergantung pada perlakuan panas yang digunakan, struktur atom dan/atau

struktur mikro dari suatu material dapat berubah karena pergerakan dislokasi,

peningkatan ukuran butir, pembentukkan butir baru yang sama atau berbeda

fase, perubahan dalam struktur kristal, dan mekanisme yang lain.

Dalam teori di atas dapat dijelaskan bahwa, semakin tinggi suhu

pemanasan yang dilakukan pada suatu material maka akan semakin berubah

pula struktur mikro dari material tersebut. Dari teori tersebut dapat muncul

dugaan bahwa semakin tinggi arus yang digunakan dalam suatu proses

pengelasan maka semakin berubah pula struktur mikro dari material yang dilas

tersebut. Hal ini dikarenakan semakin tinggi arus pengelasan, semakin tinggi

pula suhu yang diterima material yang dilas tersebut.

Page 35: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

24

Variasi arus diduga berpegaruh pada struktur mikro, sedangkan struktur

mikro sendiri memberikan pengaruh terhadap nilai kekuatan impact dari suatu

material. Semakin rengganggnya struktur mikro dalam suatu material akan

semakin rendah pula kekuatan impactnya, begitu pula sebaliknya.

Dari semua penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa diduga terdapat

pengaruh dari variasi arus listrik terhadap struktur mikro dan kekuatan impact

dari hasil pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas) dengan bahan tembaga (Cu)

Page 36: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

46

BAB V

PENUTUP

5.1. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan

hasil-hasil penelitian sebagai berikut:

1. Variasi besar arus pada pengelasan mempunyai pengaruh terhadap kekuatan

impact pada sambungan las TIG dengan bahan tembaga (Cu). Dari variasi

yang berbeda didapat harga K (kgm/mm2) yang tidak sarna, dari pengelasan

dengan arus 205 A didapat K rata-rata = 0,82577 kgm/mm2, pengelasan

dengan arus 215 A didapat K rata-rata = 0,84421 kgm/mrn2, pengelasan

dengan arus 225 A didapat K rata-rata = 0,58467 kgm/mrn2. Jadi ada

pengaruh perbedaan penggunaan beda arus pada proses pengelasan TIG

dengan bahan tembaga tersebut. Dan nilai IS tertinggi berada pada arus 215

ampere.

2. Struktur mikro pada sambungan las menunjukkan adanya perbedaan yang

terjadi pada metode las dengan arus 205, 215, dan 225 Ampere. Semakin

besar arus yang diberikan terlihat butiran mengalami pengasaran. Struktur

mikro daerah sambungan las menunjukkan terjadinya pertumbuhan butir

yang segnifikan pada saat pengelasan. Semakin besar arus yang diberikan

maka semakin kasar butiran tersebut yang menunjukan tingkat kekerasanya

menurun. Selain tingkat kekerasan yang menurun, tingkat kekuatan

impactnya pun menurun.

Page 37: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

47

5.2. Saran

Saran yang diberikan setelah dilaksanakannya penelitian skripsi ini

adalah sebagai berikut:

1. Saran bagi praktisi

a. Sebaiknya dalam pengelasan TIG dengan bahan tembaga, praktisi

menggunakan arus sebesar 215 ampere karena kekuatan impact

tertinggi dari variasi tersebut dihasilkan pada arus 215 ampere.

b. Struktur Mikro dilakukan dengan pengamplasan yang baik agar

menghasilkan gambar dari struktur mikro yang baik pula.

2. Saran bagi penelitian berikutnya

a. Perlu diperbanyak atau diperbesar variasi arus yang digunakan agar

dapat mengetahui perbandingan kekuatan impact yang lebih banyak.

Bila perlu diberi variasi tambahan misalnya variasi kampuh, variasi

bentuk notch dan lainnya.

b. Struktur Mikro dilakukan di banyak titik seperti titik pengelasan,

daerah HAZ, dan pada logam induk agar dapat diketahui perbedaan

butir-butir penyusunnya.

Page 38: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

48

DAFTAR PUSTAKA

Advanced Applied Science: GCE A2 UNITS. 2008. Activity Brief: Impact Testing. The Nuffield Foundation.

Afriansyah, Ardi. 2009. Skripsi: Konsentrasi Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu)

Dalam air, Seston, Kerang dan Raksinasinya Dalam Sedimen di Perairan Delta Berau, Kalimantan Timur. Institut Pertanian Bogor: Program Studi Ilmu dan Teknologi Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.

Arifin, Achmad, dkk. 2012. Jurnal: Pengaruh Preheat Terhadap Struktur Mikro

dan Sifat Mekanis Sambungan Las GTAW Material Baja Paduan 12Cr1MoV yang Digunakan pada Superheater Boiler. Yogyakarta: Seminar Nasional Pascasarjana XII, Surabaya 12 Juli 2012.

ASTM International. 2011. ASTM E23: Standard Test Methods for Notched Bar

Impact Testing of Metallic Materials. United States: Universidade de Sao Paulo.

ASTM International. ASTM E3: Standard Practice for Preparation of

Metallographic Specimens. United States: ASTM.

Copper Development Association.1997. Welding Copper and Copper Alloys. Miami: American Welding Society.

Doebrich, Jeff. 2009. Copper—A Metal for the Ages. Reston: USGS Mineral

Resources Program. Hermawan, Mawan. 2016. Naskah Publikasi Karya Ilmiah: Pengaruh Arus

Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Mekanik Produk Las Tembaga Dan Baja Karbon Dengan Metode Tungsten Inert Gas (TIG). Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Husein, Ahmed Khalid et al. 2010. Jurnal: Influence of Welding Speed on Tensile

Strength of Welded Joint in TIG Welding Process. International Journal Of Applied Engineering Research, Dindigul Volume 1, No 3, 2010, ISSN: 0976-4259.

Ismail, Fajar. 2012. Skripsi: Rancang Bangun Alat Uji Impak Charpy. Universitas

Diponegoro: Jurusan Teknik Mesin.

Kenyon,W. 1979. Dasar-dasar Pengeasan. Diterjemahkan oleh: Ir. Dines Ginting. Jakarta: Erlangga.

Page 39: PENGARUH VARIASI ARUS LISTRIK TERHADAP KEKUATAN …lib.unnes.ac.id/30907/1/5201413078.pdf · i pengaruh variasi arus listrik terhadap kekuatan impact dan struktur mikro pada sambungan

49

Krauss, G. 2015. Steels-Processing Structure, And Performance, Second Edition. ASM International.

Ninien, Skolastika dan Ponimin. 2011. Jurnal: Analisa Pengaruh Penggunaan Variasi Besaran Arus Pada Las Tig Terhadap Perubahan Struktur Mikro. Mc Trik Polban, Vol. 5, No.1, 18-23, ISSN: 1411-0741.

Prasetyo, Eko dan Djoko Suwito. Jurnal: Pengaruh Hasil Pengelasan Las Tig

Terhadap Kekuatan Tarik Dan Ketangguhan pada Material Baja Karbon Rendah. JTM. Volume 02 Nomor 03 Tahun 2014, 21-28.

Rusnoto. Jurnal: Studi Kekuatan Impak Pada Pengecoran Padual Al-Si (Piston

Bekas) Dengan Penambahan Unsur Mg. Tegal: Jurnal Foundry Vol. 3 No. 2 Oktober 2013 ISSN : 2087-2259.

Schlenker, B.R. 1974. Introduction to Materials Science. New York: ASM

International. Setiawan, Anang dan Yusa Asra Yuli Wardana. Jurnal: Analisa Ketangguhan dan

Struktur Mikro pada Daerah Las dan HAZ Hasil Pengelasan Sumerged Arc Welding pada Baja SM 490. Surabaya: Jurnal Teknik Mesin Vol. 8, No. 2, Oktober 2006: 57 – 63.

Suheni dan Syamsuri. Jurnal: Pengaruh Perubahan Arus Las TIG Terhadap

Kekuatan Impak Pada Material Yang Berbeda. Saintek, Vol. 11, No. 1, Juli 2007: 79-89.

Sukamto. Jurnal: Pengaruh Media Pendingin Terhadap Hasil Pengelasan TIG

pada Baja Karbon Rendah. Janateknika Vol. 11 No. 2/ Juli 2009 ISSN 1441–1152.

Worlwide CK. 2016. Manual Book: Technical Specifications for TIG Welding.

USA: CK Worlwide.