pengaruh welding parameter dan pembersihan …repository.ppns.ac.id/2537/1/0715040054 -...

i

TUGAS AKHIR (607408A)

PENGARUH WELDING PARAMETER DAN PEMBERSIHAN

PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT

WELDING (RSW) MATERIAL ALUMINIUM 5083

TERHADAP TEGANGAN GESER DAN METALLOGRAPHY

PENDRA SETIOBUDI

NRP.0715040054

DOSEN PEMBIMBING

BACHTIAR, S.T., M.T

IMAM KHOIRUL ROHMAT, S.ST., M.T

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGELASAN

JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

SURABAYA

2019

iii

LEMBAR PENGESAHAN

TUGAS AKHIR

iv

(Halaman sengaja dikosongkan)

v

PERNYATAAN BEBAS

PLAGIAT

No. : F.WD I. 021

Date : 3 Nopember

Rev. : 01

Page : 1 dari 1

vi


vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis tujukan atas kehadirat Allah SWT dengan segala rahmat,

kuasa, ijin, hidayah, serta ridho-Nya penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir

dengan baik, lancar dan tepat waktu. Sholawat serta salam terlimpahkan oleh penulis

kepada Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi teladan dan panutan bagi seluruh

umat manusia serta membawa umat manusia dari zaman kebodohan menuju zaman

yang penuh dengan ilmu pengetahuan.

Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH WELDING PARAMETER DAN

PEMBERSIHAN PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT

WELDING (RSW) MATERIAL ALUMUNIUM 5083 TERHADAP TEGANGAN

GESER DAN METALLOGRAPHY”. disusun sebagai salah satu pemenuhan syarat

kelulusan dan penilaian kompetensi penulis dalam studi di Program Studi D4 –

Teknik Pengelasan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

Penulis menyadari penyelesaian dan penyusunan Tugas Akhir ini tidak

terlepas dari kerjasama, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu

penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Allah SWT atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan

Tugas Akhir dengan lancar dan tepat waktu.

2. Kedua Orangtua yang selalu memberikan motivasi, finansial serta dukungan

yang tidak pernah berhenti kepada penulis.

3. Bapak Ir. Eko Julianto, M.sc., FRINA selaku Direktur Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya.

4. Bapak Ruddianto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan Kapal.

5. Bapak Muhammad Ari, S.T., M.T., selaku Koordinator Prodi Teknik

Pengelasan.

6. Bapak Mukhlis, S.T., M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir.

7. Bapak Bachtiar, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir yang telah

banyak meberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

8. Bapak Imam Khoirul Rohmat, S.ST., M.T., selaku Dosen Pembimbing II Tugas

Akhir yang telah banyak meberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan

Tugas Akhir ini.

viii

9. Bapak Musta’in selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan Kapal Politeknik

Negeri Madura yang telah memberikan kesempatan untuk mengunakan mesin

untuk las spot welding.

10. PT Barata Indonesia, selaku pembimbing dari pihak industry yang telah banyak

memberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

11. Saudara M. Afif Syaichoni, S.ST., saudara Dian Kurnia Sandi, Saudara Debby

Yoga Pradana, S.ST. saudara Shohib, A.md. dan segenap keluarga besar

@mulyos_squad yang selalu memberi inspirasi, semangat dan motivasi serta

bantuan material dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

12. Teman-teman Teknik Pengelasan 2015 yang selalu memberi inspirasi dan

motivasi.

13. Seluruh Staff Dosen dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

14. Seluruh Staff Dosen dan Karyawan Politeknik Negeri Madura yang telah

membantu kelancaran Tugas Akhir ini.

15. Seluruh Staff Karyawan Politeknik Negeri Malang yang telah membantu untuk

lelakukan trial dan penentuan parameter dalam melakukan pengelasan.

16. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang selalu memberi

bantuan dan semangat kepada penulis.

Penulis menyadari atas kurang sempurnanya penelitian ini, sehingga masih

terdapat kekurangan yang tidak disengaja. Oleh karena itu kritik dan saran yang

membangun dan berguna dibutuhkan untuk perbaikan serta penelitian selanjutnya.

Semoga Laporan Tugas Akhir ini dpat memberi manfaat serta dapat digunakan

sebagai salah satu referensi untunk pengembangan Tugas Akhir selanjutnya di

kemudian hari dan dapat menjadi nilai tambah khususnya bagi penulis dan umumnya

bagi pembaca.

Surabaya, Agustus 2019

Penulis,

Pendra Setiobudi

0715040054

ix

PENGARUH WELDING PARAMETER DAN PEMBERSIHAN

PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT

WELDING (RSW) MATERIAL ALUMINIUM 5083 TERHADAP

TEGANGAN GESER DAN METALLOGRAPHY

Pendra Setiobudi

ABSTRAK

Spot Welding merupakan proses pengelasan banyak digunakan pada saat ini.

Dimana spot welding mempercepat waktu pengerjaan serta biaya dibandingkan

dengan proses pengelasan yang lain. Arus yang kuat dialirkan melalui elektroda,

karena dengan arus besar dan waktu penekanan yang harus melalui kedua logam

yang dijepit satu dengan yang lain serta akibat pemusatan energy pada elektroda

maka panas akan timbul. Hal ini dikarenakan material jenis aluminium tergolong

kurang baik bila dibandingkan dengan baja. karena adanya pelindung anti karat. Dari

hasil penelitian yang sudah dilakukan bahwa untuk hasil rata-rata shear strength

paling besar adalah sebesar 192.96Mpa dengan variasi arus 16Ka dan welding time

38cycle dengan metode pembersihan dengan griding and aston dan hasil terendah

sebesar 102.54Mpa dengan variasi 13Ka dengan welding time 32cycle dengan

metode tanpa pembersihan. Dan untuk diameter nugget terbesar adalah 3.33mm

untuk variasi arus 16ka dan welding time 38cycle dengan metode pembersihan

grinding and aseton dan terendah 2.29mm dengan variasi arus 13Ka dan welding

time 32cycle dengan metode tanpa pembersihan. dan untuk hasil pengamatan foto

mikro adalah semakin tinggi arus dan welding time maka maka presipitasi dari

Al8Mg5 semakin besar dan kasar.

Kata Kunci: Metallography, Surface Preparation, Shear Strength, Spot Welding

x


xi

THE EFFECT OF WELDING PARAMETERS AND CLEANING OF

SURFACE ON RESISTANCE SPOT WELDING (RSW) MATERIAL

ALUMINUM 5083 TO SHER STRENGTH AND

METALLOGRAPHY

Pendra Setiobudi

ABSTRACT

Spot Welding is a welding process that is widely used today. Where spot

welding speeds up processing time and costs compared to other welding processes.

Strong currents are flowed through the electrode, because with large currents and

the time of pressing that must be through both metals which are clamped with one

another and due to the concentration of energy in the electrode, heat will arise. This

is because aluminum material is classified as poor compared to steel. because of the

anti-rust protection. From the results of the research that has been done that for the

results of the highest average shear strength is 192.96Mpa with variations of current

16Ka and 38cycle welding time with the cleaning method with griding and aston and

the lowest result is 102.54Mpa with 13Ka variation with welding time 32cycle with

the method without cleaning. And for the largest nugget diameter is 3.33mm for a

variation of 16ka current and 38cycle welding time with the grinding and acetone

cleaning method and the lowest 2.29mm with a current variation of 13Ka and

32cycle welding time with a no-cleaning method. and for micro photo observations,

the higher the current and welding time, the greater the precipitation of the AL8Mg5

and the coarse precipitation.

Keywords : Metallography, Surface Preparation, Shear Strength, Spot Welding

xii


xiii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................ iii

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .......................................................................... v

KATA PENGANTAR ............................................................................................... vii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xix

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

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 3

1.3 Tujuan .............................................................................................................. 3

1.4 Manfaat ............................................................................................................ 3

1.5 Batasan Penelitian ............................................................................................ 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5

2.1 Definisi Pengelasan .......................................................................................... 5

2.1.1 Jenis-jenis Pengelasan ...................................................................................... 5

2.2 Resistance Welding .......................................................................................... 7

2.2.1 Resistance Spot Welding .................................................................................. 8

2.2.2 Welding Parameter pada Resistance Spot welding ........................................... 9

2.2.3 Electrode ........................................................................................................ 13

2.2.4 Tekanan (Force) ............................................................................................. 14

2.2.5 Pulsation ........................................................................................................ 14

2.3 Keunggulan dan Kekurangan Spot Welding .................................................. 14

2.3.1 Keuntungan las titik ....................................................................................... 14

2.3.2 Kekurangan las titik ....................................................................................... 14

2.3 Alumunium .................................................................................................... 15

2.3.1 Aluminium Murni .......................................................................................... 16

2.3.2 Aluminium Paduan ........................................................................................ 16

2.3.3 Magnesium ..................................................................................................... 16

2.3.4 Komposisi Material Aluminium 5083 ........................................................... 17

2.4 Aseton ............................................................................................................ 17

2.5 Pengujian Spot Welding ................................................................................. 19

xiv

2.5.1 Pengujian Shear Strengt ................................................................................. 19

2.5.2 Pengujian Metallography ................................................................................ 20

2.6 ANOVA (Analyze of Variance) ...................................................................... 21

2.7 Penelitian terdahulu ........................................................................................ 23

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 25

3.1 Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian .................................................... 25

3.2 Alur Penelitian ................................................................................................ 26

3.2.1 Alur Penelitian ................................................................................................ 26

3.2.2 Studi Lapangan ............................................................................................... 26

3.2.3 Studi Kasus ..................................................................................................... 27

3.2.4 Perumusan Masalah ........................................................................................ 27

3.2.5 Persiapan Material .......................................................................................... 31

3.3 Tahap Proses ................................................................................................... 33

3.3.1 No Surface Preparation ................................................................................. 34

3.3.2 Surface Preparation ........................................................................................ 34

3.4 Tahap Pengujian ............................................................................................. 35

3.4.1 Pengujian Shear Strength ............................................................................... 36

3.4.2 Pengujian Metallography ................................................................................ 38

3.4.3 Acceptance Criteria Metallography menurut ASME Section IX ................... 40

3.4.4 Anova .............................................................................................................. 41

3.5 Tahap Analisa Dan Kesimpulan ..................................................................... 44

BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................................ 45

4.1 Data Pengelasan .............................................................................................. 45

4.2 Hasil Pengujian dan Pembahasan ................................................................... 46

4.2.1 Hasil Pengujian Shear Strength ...................................................................... 46

4.2.2 ANOVA (Analyze of Varience) ...................................................................... 59

4.2.3 Hasil Penggamatan dengan Makro Etsa ......................................................... 67

4.2.4 Hasil Pengamatan Foto Mikro. ...................................................................... 84

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 95

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 95

5.2 Saran ............................................................................................................... 96

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 97

xv

LAMPIRAN ............................................................................................................... 99

xvi


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2. 1 Tabel komposisi alumunium ..................................................................... 17

Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu ................................................................................. 23

Tabel 3. 1 hasil shear strength ................................................................................... 31

Tabel 3. 2 Mill Test Certificate .................................................................................. 31

Tabel 3. 3 Dimensi Specimen Spot Welding standart ASME section IX ................. 33

Tabel 3. 4 Acceptance Criteria Width Nugget Menurut ASME section IX .............. 40

Tabel Tabel 4. 1 Hasil Load shear strenght untuk no surface preparation ............... 47

Tabel 4. 2 Hasil perhitungan shear strenght untuk no surface preparation .............. 47

Tabel 4. 3 Hasil load shear strenght with grinding grit 800 ..................................... 48

Tabel 4. 4 Hasil perhitungan shear strenght untuk with grinding grit 800 ............... 49

Tabel 4. 5 Hasil load shear strength dengan grinding and aseton ............................ 49

Tabel 4. 6 Hasil perhitungan shear strenght untuk grinding and aseton ................... 50

Tabel 4. 7 Hasil load shear strength dengan aseton .................................................. 51

Tabel 4. 8 Hasil perhitungan shear strenght untuk whit aseton ................................ 51

Tabel 4. 9 Tabel hasil Load Shear Strength ............................................................... 52

Tabel 4. 10 Diameter nugget ...................................................................................... 53

Tabel 4. 11 Data penggabungan uji shear strength ................................................... 54

Tabel 4. 12 Acceptance criteria nungget width spot welding ................................... 67

Tabel 4. 13 Keterangan makro spesimen RSW-T4(1) ............................................... 68

Tabel 4. 14 Keterangan makro spesimen RSW-T8(2) ............................................... 69

Tabel 4. 15 Keterangan makro spesimen RSW-T12(3) ............................................. 70







Tabel 4. 22 Keterangan makro spesimen RSW-T40(10) ........................................... 76

xviii







Tabel 4. 29 Struktur mikro pada variasi no surface preparation untuk perbesaran

Base metal ................................................................................................ 85

Tabel 4. 30 Struktur mikro pada variasi no surface preparation untuk Weld Metal

atau ( Nugget ) ......................................................................................... 86

Tabel 4. 31 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda grit 800 untuk

perbesaran Base Metal ............................................................................. 87

Tabel 4. 32 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda grit 800 untuk

Weld Metal atau (Nugget) ........................................................................ 88

Tabel 4. 33 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda+aseton untuk

perbesaran Base Matel ............................................................................. 89

Tabel 4. 34 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda+aseton untuk

perbesaran Weld Metal atau (Nugget)...................................................... 90

Tabel 4. 35 Struktur mikro pada variasi surface preparation dengan aseton untuk

Base Metal ............................................................................................... 91

Tabel 4. 36 Struktur mikro pada variasi surface preparation dengan aseton untuk

Weld Metal atau (Nugget) ........................................................................ 92

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Pengelasan Lebur .................................................................................... 6

Gambar 2. 2 Pengelasan Spot Welding ........................................................................ 8

Gambar 2. 3 Tahapan Spot Welding .......................................................................... 10

Gambar 2. 4 Parameter Proses ................................................................................... 13

Gambar 2. 5 Eletrode Spot Welding .......................................................................... 13

Gambar 2. 6 Alumunium ........................................................................................... 15

Gambar 2. 7 Specimen Shear Strength ...................................................................... 19

Gambar 3. 1 Flow Chat Penelitian ............................................................................. 25

Gambar 3. 2 Flow Chat Penelitian (Lanjutan) ........................................................... 26

Gambar 3. 3 Mesin spot welding ............................................................................... 28

Gambar 3. 4 Contoh nugget hasil spot welding convensional ................................... 28

Gambar 3. 5 Referensi amper sesuai AWS C1.1 ....................................................... 29

Gambar 3. 6 Knop mengatur arus dan waktu ............................................................ 30

Gambar 3. 7 Specimen percobaan sesuai ASME IX .................................................. 32

Gambar 3. 8 spesimen hasil pengelasan spot welding ............................................... 33

Gambar 3. 9 Gambar pencekam tambahan untuk uji shear strength......................... 36

Gambar 3. 10 Pengujian Shear Strength .................................................................... 37

Gambar 3. 11 Hasil pengukuran diameter nugget dengan software ImageJ. ............ 40

Gambar 3. 12 Data anova pada SPSS ........................................................................ 41

Gambar 3. 13 Data anova pada SPSS ........................................................................ 42

Gambar 3. 14 hasil ouput SPSS nomalitas residual standart .................................... 42

Gambar 3. 15 Menu untuk melakukan homogeniti test ............................................. 43

Gambar 3. 16 hasil homogeneity test ......................................................................... 43

Gambar 3. 17 output ANOVA menggunakan aplikasi SPSS .................................... 44

Gambar 4. 1 Hubungan welding parameter vs rata-rata nilai load shear strenght .... 55

Gambar 4. 2 Hubungan surface preparation vs rata-rata nilai load shear strenght .. 56

Gambar 4. 3 Hubungan welding parameter vs rata-rata nilai shear strenght ............ 57

Gambar 4. 4 Hubungan surface preparation vs rata-rata nilai shear strenght .......... 58

xx

Gambar 4. 5 Hasil dari uji normalitas untuk data shear strength ............................... 59

Gambar 4. 6 gambar histogram dari uji shear strength .............................................. 60

Gambar 4. 7 Normal Q-Q standardizer residual for shear strength .......................... 60

Gambar 4. 8 gambar standardized residual ................................................................ 61

Gambar 4. 9 hasil uji homogeniti test ......................................................................... 61

Gambar 4. 10 hasil output SPSS untuk uji two way ANOVA .................................... 63

Gambar 4. 11 nilai rata-rata untuk hasil uji shear strength dari welding parameter .. 65

Gambar 4. 12 nilai rata-rat shear strength dari surface preparation.......................... 65

Gambar 4. 13 Rata-rata hasil uji shear strength terhadap interaksi surface

preparation dan welding parameter. .......................................................................... 66

Gambar 4. 14 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T4(1) ........................................... 67

Gambar 4. 15 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T8(2) ........................................... 68

Gambar 4. 16 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T12(3) ......................................... 69







Gambar 4. 23 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T40(10) ....................................... 76







1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan berkembangan teknologi maka setiap perusahaan dituntut

untuk meningkatkan mutu dan kualitasnya agar dapat bersaing dengan perusahaan

yang lain. Tidak terkecuali di Perusahaan X yang bergerak dibidang otomotif

yang di tuntut untuk terus berinovasi dan mengembangkan teknologinya

dikarenakan saat ini banyak sekali persaingan di dunia otomotif pada pembuatan

body kendaraan bermotor, khusus nya body bus yang menjadi fokus utama

perusahaan ini. Maka tak diragukan lagi dengan mengandeng perusahaan ternama

asal Malaysia, dimana perusahaan ini mulai berinovasi dengan mengembangkan

dan membuat body kendaraan dari bahan yang ringan, diharapkan nantinya adalah

bobot kendaraan menjadi lebih ringan, tahan karat, dan tentunya dengan

konstruksi yang kuat. Apabila bobot kendaraan tersebut semakin ringan maka

akan memperingan kinerja engine dalam beroperasi yang nantinya akan berimbas

kepada pengunaaan bahan bakar yang lebih efisien serta usia pakai dari sparepart

didalam engine nya menjadi lebih awet yang akan menbuat biaya perawatan nya

menjadi murah. Salah satu contoh pengunaan bahan yang ringan adalah

aluminium. Karena alumunium banyak dipakai dalam aplikasi industri kendaraan

sampai saat ini.

Pengelasan merupakan cara yang paling banyak digunakan dalam proses

penyambungan logam dikarenakan las memiliki kelebihan antara lain sambungan

lebih kuat, hemat, murah, dan mudah pemakaiannya. Banyak metode dan cara

yang digunakan dalam proses pengelasan logam. Salah satu pengelasan yang

cukup modern adalah Resistance Spot Welding (RSW) atau sering dikenal dengan

las titik. Proses pengelasan titik sendiri merupakan suatu proses yang kompleks

dimana arus yang kuat dialirkan melalui elektroda, karena aliran listrik yang kuat

tersebut melibatkan interaksi elektrik yang harus melalui kedua logam yang

dijepit maka pada daerah yang terjepit akan timbul interaksi antara specimen satu

dengan yang lain serta akibat pemusatan energy pada elektroda yang diruncingkan

2

maka panas akan timbul karena adanya resistansi listrik yang menyebabkan logam

ditempat tersebut mencair dan kemudian tersambung, dimana setiap parameter

proses memilki pengaruh terhadap kualitas dan karakteristik hasil las.

Penggunaan las titik pada Aluminium untuk saat ini masih jarang

dilakukan. Hal ini dikarenakan material jenis aluminium tergolong kurang baik

bila dibandingkan dengan baja sebab panas dan daya hantar panasnya tinggi serta

sukar sekali untuk memusatkan panas dan mencairkan sebagian kecil saja, karena

adanya pelindung anti karat yang beroksidasi pada permukaan alumunium sehinga

menimbulkan alumunium oxide atau AL2O3 yang mana titik lebur dari AL2O3 ini

lebih tinggi ketimbang bahan alumunium itu sendiri. Bentuk pengelasan pada

aluminium lebih sering dengan menggunakan las MIG dan TIG. Untuk mengatasi

hal tersebut diperusahaan X sebelum melakukan pengelasan alumunium, daerah

yang akan dilakukan pengelasan akan dioles dengan aseton, lalu dibiarkan

sampain kering. Tetapi setelah pembersihan menggunakan aseton jangan

dibiarkan terpapar dengan udara terlalu lama max 4 jam setelah pemberian aseton.

Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian seberapa besar pengaruh parameter

pengelasan dan pemberian aseton pada permukaan alumunium yang akan

dilakukan pengelasan. Dengan harapan penambahan aseton sebagai pembersih

pada material aluminium.

Dikarenakan kebanyakan teknologi yang dipakai untuk menyambung

alumunium adalah dengan dirifet oleh sebab dirasa kurang efektif dan memakan

biaya produksi yang mahal. Sehingga dibutuhkan penelitian akan spot welding

alumunium. (Chao, Y.J, 2013) Mengatakan bahwa kendaraan modern saat ini

memiliki 2000 sampai 5000 sambungan. Apabila ini harus dilakukan dengan

proses keling maka akan memakan waktu lama serta biaya yang lebih mahal. Oleh

karena itu penelitian akan pengelasan spot welding alumunium menarik untuk

dilakukan.

Oleh karena itu penulis ingin mengetahui kekuatan sambungan dari

pengelasan spot welding alumunium dengan penambahan aseton sebagai perbersih

permukaan alumunium.

3

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh parameter pengelasan pada

resistance spot welding (RSW) material alumunium ?

2. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pembersihan permukaan pada

pengelasan resistance spot welding (RSW) material alumunium ?

3. Berapa hasil shear strenght pada pengelasan resistance spot welding material

alumunium ?

4. Bagaimana diameter nugget dari pengelasan resistnace spot welding material

alumunium ditinjau dari uji metallography ?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Mengetahui berapa besar pengaruh parameter pengelasan pada pengelasan

resistance spot welding material alumunium.

2. Mengetahui seberapa besar pengaruh pembersihan permukaan pada

pengelasan resistance spot welding material alumunium.

3. Mengetahui berapa nilai shear strength pada pengelasan resistance spot

welding material alumunium.

4. Untuk mengetahui diameter nugget dari pengelasan resistance spot welding

materil alumunium ditinjau dari uji metallography.

1.4 Manfaat

Manfaat yang bisa diperoleh dari penelitian adalah sebagai berikut :

1. Dapat digunakan perusahaan untuk mengetahui parameter pengelasan mana

yang lebih baik di dalam menlakukan pengelasan resistance spot welding

alumunium.

2. Dapat digunakan sebagai bahan acuan perusahaan dari analisan pengelasan

resistance spot welding alumunium.

3. Dapat dijadikan referensi bagi semua pihak yang membutuhkan pengetahuan

dan penyelesaian tentang pengelasan resistance spot welding alumunium.

4

4. Penelitian ini dapat dijadikan bahan acuan untuk penggembangan penelitian

selanjutnya.

1.5 Batasan Penelitian

Terdapat batasan-batasan permasalahan dalam penelitian tugas akhir ini,

antara lain:

1. Material yang digunakan yaitu jenis Alumuniun seri 5083 tebal 1.75 mm.

2. Proses pengelasan nya mengunakan mesin spot welding konvensional dengan

yang menghasilkan arus maximum 16Ka.

3. Untuk variasi pada preparation adalah no surface preparation dan surface

preparation.

4. Yang dimaksudkan dengan welding parameter adalah welding current dan

welding time.

5. Diameter electrode disamakan dengan diameter mesin dan untuk diameter

ujung sebesar 5 mm sesuai rumus d = 3.5√ dengan bahan copper alloys for

resistance welding electrode class 2.

6. Untuk force tidak dirubah.

7. Tingkat kehalusan specimen dianggap sama.

8. Penggujian hasil pengelasan untuk uji shear strenght dan metalography

sesuai standart ASME section IX.

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Pengelasan

Pengelasan adalah proses penyambungan dua buah logam dengan jalan

pemanasan dan pelelehan logam dasar, dimana kedua ujung logam yang akan

disambung dipanaskan hingga titik leburnya dengan busur nyala pada pada teknik

pengelasan lain, dapat juga dihasilkan panas dari gesekan kedua

permukaan logam dasar las, sebagai mana melalui proses pengelasan tanpa

pencairan (Satoto, 2002). Sehingga, secara umum proses penyambungan logam

dengan teknologi las, dapat dilakukan dengan pelelehan atau tanpa pelelehan logam

dasar (Base Metal, BM). Dalam hal pengelasan dengan pelelehan BM, umumnya

diperlakukan logam pengisi (FM), sementara untuk proses las tempa pelelehan tidak

diperlukan.

2.1.1 Jenis-jenis Pengelasan

Pengelasan dapat dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu : pengelasan

lebur (fusion welding) dan pengelasan padat (solid-state welding), berikut dijelaskan

jenis pengelasan tersebut (Wiryosumotomo & Okumura, 2000).

1. Pengelasan lebur

Proses pengelasan lebur menggunakan panas untuk mencairkan logam induk.

Beberapa operasi pengelasan jenis ini mengunakan logam pengisi, dan ada yang

tanpa logam pengisi. Pengelasan lebur dapat dikelompokkan sebagai berikut:

Pengelasan busur (Arc Welding, AW). Dalam proses pengelasan jenis AW,

proses penyambungan dilakukan dengan memanaskan logam pengisi dan bagian

sambungan dari logam induk sampai mencair dengan memakai sumber panas

busur listrik, seperti ditunjukkan dalam Gambar 1. Beberapa operasi pengelasan

ini juga menggunakan tekanan selama proses.

6

Gambar 2. 1 Pengelasan Lebur (Prabowo, 2017)

Pengelasan resistansi listrik (resistance welding, RW), dalam proses pengelasan

ini permukaan lembaran logam yang disambung ditekan satu sama lain dan arus

yang cukup besar dialirkan melalui sambungan tersebut. Pada saat arus mengalir

dalam logam, panas tertinggi timbul di daerah yang memiliki resistansi listrik

terbesar, yaitu pada permukaan kontak kedua logam (fayng surfaces).

Pengelasan gas (oxyfuel gas welding, OFW) dalam pengelasan ini sumber panas

diperoleh dari hasil pembakaran gas dengan oksigen sehingga menimbulkan

nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi.

Gas yang lazim digunakan adalah gas alam, asetilen, dan hidrogen. Dari ketiga

gas ini yang paling sering dipakai adalah gas asetilen, sehingga las gas diartikan

sebagai las oksi-asetilen.

Proses pengelasan lebur yang lain terdapat beberapa jenis pengelasan lebur yang

lain, untuk menghasilkan peleburan logam yang disambung, seperti misalnya

pengelasan berkas electron (electron beam welding), dan pengelasan berkas laser

(laser beam welding).

2. Pengelasan padat

Dalam pengelasan padat proses penyambungan logam dihasilkan dengan

tekanan tanpa memberikan panas dari luar atau dengan tekanan dan memberikan

panas dari luar. Bila digunakan panas, maka temperatur dalam proses di bawah titik

lebur logam yang dilas, sehingga logam tersebut tidak mengalami peleburan dan

tetap dalam keadaan padat. Dalam pengelasan ini tidak digunakan logam pengisi.

Pengelasan padat dapat dikelompokkan sebagai berikut :

7

Pengelasan difusi (diffusion welding, DFW.,

Dua pemukaan logam yang akan disambung disatukan, kemudian dipanaskan

dengan temperatur mendekati titik lebur logam sehingga permukaan yang akan

disambung menjadi plastis dan dengan memberi tekanan tertentu maka terbentuk

sambungan logam.

Pengelasan ultrasonik (Ultrasonic Welding, UW).

Dilakukan dengan menggunakan tekanan tertentu antara dua bagian logam yang

akan disambung, kemudian diberi getaran osilasi dengan frekuensi ultrasonic

dalam arah yang sejajar dengan permukaan kontak. Gaya getar tersebut akan

melepas lapisan tipis permukaan kontak sehingga dihasilkan ikatan atomik

antara ke dua permukaan tersebut.

Pengelasan gesek (Friction Welding, FW).

Penyambungan dalam pengelasan gesek terjadi akibat panas yang ditimbulkan

oleh gesekan antara dua permukaan logam yang bersentuhan. Kedua bagian

logam yang akan disambung disatukan dibawah pengaruh tekanan aksial,

kemudian salah satu diputar sehingga pada permukaan kontak akan timbul panas

(mendekati titik cair logam), maka setelah putaran dihentikan akan terbentuk

sambungan logam (Prabowo, 2017).

2.2 Resistance Welding

Resistance Welding adalah teknologi pengelasan yang banyak digunakan

dalam industri manufaktur untuk menggabungkan lembaran logam dan komponen.

Lasan dibuat dengan melakukan arus yang kuat melalui kombinasi logam untuk

memanaskan dan akhirnya melelehkan logam pada titik-titik terlokalisasi yang telah

ditentukan oleh desain elektroda atau benda kerja yang akan dilas. Suatu gaya selalu

diterapkan sebelum, selama dan setelah aplikasi arus untuk membatasi area kontak

pada interface las dan, dalam beberapa aplikasi, untuk memalsukan benda kerja.

Untuk jenis penggelasan resistance welding di bedakan dalam beberapa jenis

tergantung pada bentuk benda kerja dan bentuk elektroda, proses pengelasan

resistance dapat diklasifikasikan menjadi beberapa varian di antaranya yang paling

umum digunakan adalah pengelasan titik, pengelasan proyeksi, pengelasan jahitan

dan pengelasan butt.

8

2.2.1 Resistance Spot Welding

Spot welding adalah proses pengelasan resistansi untuk menggabungkan

lembaran logam dengan langsung menerapkan kekuatan yang berlawanan dengan

elektroda dengan ujung runcing. Arus dan pembangkit panas dilokalisasi oleh bentuk

elektroda. Ukuran las nugget biasanya ditentukan oleh area kontak ujung elektroda.

Spot welding adalah proses pengabungan yang dominan dalam industri otomotif

untuk merakit badan mobil dan komponen besar. Serta juga banyak digunakan untuk

pembuatan perabot dan peralatan rumah tangga dll. Berikut jenis jenis spot welding:

Gambar 2. 2 Pengelasan Spot Welding (www.smartdress-project.eu., 2013)

1. Single-Sided (One-Sided) Resistance Welding

Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana las titik dibuat dengan

hanya satu elektroda yang mengakses dari satu sisi ke zona las dengan atau tanpa

pelat belakang dari sisi yang lain. Gaya las rendah biasanya digunakan yang

membatasi pengelasan titik one-sided untuk bergabung dengan lembaran yang

relatif tipis. Ini mungkin berguna untuk komponen pengelasan dengan

keterbatasan akses elektroda dari kedua sisi.

2. Resistance Weld Bonding

Merupakan proses penggabungan join dengan ikatan perekat dan pengelasan

resistansi. Perekat diterapkan pada permukaan lembaran yang harus dilas, dan

kemudian las titik resistansi dibuat melalui lembaran sebelum proses pengikatan

9

perekat. join dapat memiliki kekuatan yang baik dari pengelasan titik dan

kekakuan yang baik dari ikatan perekat.

3. Cross Wire Welding

Adalah proses pengelasan resistansi untuk menghubungkan bar atau kabel pada

persendian silang dengan menerapkan secara langsung gaya yang berlawanan

dengan elektroda biasanya datar. Arus dan pembangkitan panas dilokalisasi pada

titik-titik kontak dari palang atau kawat yang disilangkan. Cross wire welding

banyak digunakan dalam konstruksi dan industri listrik serta untuk pembuatan

jaring kawat logam dan troli belanja dll.

4. Indirect Spot Welding

Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana lasan titik tunggal dibuat

dengan satu elektroda yang langsung terhubung ke zona las, sedangkan elektroda

lainnya diimbangi pada jarak tertentu, tetapi tetap melakukan arus di sepanjang

benda kerja.

5. Series Spot Welding

Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana dua lasan titik dibuat pada

saat yang sama dengan dua elektroda diimbangi pada jarak tetapi masih

melakukan arus di sepanjang benda kerja antara dua lasan.

6. Micro Resistance Welding

Mengacu pada proses pengelasan resistansi untuk menggabungkan komponen

mikro atau miniature yang pada prinsipnya dapat berupa salah satu varian proses

yang disebutkan di atas tetapi dalam skala mikro.

2.2.2 Welding Parameter pada Resistance Spot welding

Panas yang dihasilkan didaerah las pada prinsipnya tergantung pada

besarnya arus listrik dan waktu yang digunakan serta sifat tahanan listrik dari

material diantara electrode yang dinyatakan dalam persamaan berikut.

H= I2 x R x t (2.1)

Dengan:

H = Panas yang dihasilkan (joule)

I = Kuat Arus (Amper)

10

R = Resistansi Listrik (Ohm)

t = Waktu arus listrik mengalir (Sekon)

1. Kuat Arus

Dalam rumus diatas dapat disimpulkan bahwa kuat arus saat berpengaruh dalam

panas yang dihasilkan dari proses pengelasan tersebut sehingga kuat arus saat

proses pengelasan ini harus dikontrol sehingga panas yang kita inginkan dapat

tercapai. Pengontrolan kuat arus bertujuan agar saat pengelasan dimulai jika arus

yang digunakan terlalu besar maka efek yang akan timbul akan adanya percikan

dari logam tersebut. Begitupun sebaliknya jika arus yang digunakan terlalu

rendah maka sambungan yang terjadi pengelasan tersebut tidak meyatu ataupun

nugget yang dihasilkan terlalu kecil dan kuat dari sambungan tersebut akan

berkurang.

2. Resistansi Listrik

Selain kuat arus, resistansi listrik juga berpengaruh dalam panas yang

dihasilakan saat proses pengelasan ini. Dengan besarnya resistansi listrik dari

benda tersebut menjadikan logam yang akan dilas mudah mencair. Adapun

resistansi listrik tersebut dipengaruhi oleh jarak antara kedua elektroda tersebut.

3. Welding Cycle (Siklus Pengelasan)

Tahapan las tahanan listrik merupakan tahapan dimana lembaran plat yang diapit

oleh elektroda dan dialiri listrik dalam waktu tertentu sehingga plat tersebut

menyatu. Proses itu dimulai dari waktu penekanan, waktu pengelasan, waktu

penahan dan waktu selesai.

Gambar 2. 3 Tahapan Spot Welding (Miller, 2012)

4. Waktu Pengelasan (Welding Time)

11

Waktu Pengelasan dalam satu siklus (Miller, 2012). Setelah adanya tekanan

pada elekroda terhadap logam makan setelah itu elektroda tersebut dialiri listrik

yang sudah diatur sebelumnya. Dalam proses ini diberikan waktu yang relative

singkat dengan arus besar sehingga elektroda yang kontak dengan logam akan

panas dan mencair.

5. Waktu Penahanan (Hold time)

Waktu Penahanan setelah terjadinya pengelasan (Miller, 2012). Waktu

penahanan yang dimaksud merupakan waktu dimana electrode sudah tidak

dialiri listrik namun masih kontak dengan logam. Selama waktu penahanan ini

logam yang sebelumnya mencair menjadi menyatu kembali dan membentuk

nugget.

6. Waktu selesei (Off Time)

Waktu dimana dilepaskannya elektroda yang kontak dengan logam. Setelah itu

dipindahkan ke logam yang akan di las lainnya. (Miller, 2012)

7. Materials Properties

Hampir semua sifat material berubah dengan suhu yang menambah dinamika

proses pengelasan resistansi. Resistivitas material mempengaruhi pembentukan

panas. Konduktivitas termal dan kapasitas panas mempengaruhi transfer panas.

Dalam logam seperti perak dan tembaga dengan resistivitas rendah dan

konduktivitas panas yang tinggi, sedikit panas yang dihasilkan bahkan dengan

arus pengelasan yang tinggi dan juga cepat dipindahkan. Mereka agak sulit

untuk mengelas dengan pengelasan resistansi. Di sisi lain, mereka bisa menjadi

bahan yang baik untuk elektroda. Ketika logam yang berbeda dilas, lebih banyak

panas akan dihasilkan dalam logam dengan resistivitas yang lebih tinggi. Ini

harus dipertimbangkan ketika merancang bagian las dalam pengelasan proyeksi

dan memilih bentuk elektroda pada pengelasan titik. Kekerasan material juga

mempengaruhi resistansi kontak. Logam yang lebih keras (dengan tegangan

hasil yang lebih tinggi) akan menghasilkan resistansi kontak yang lebih tinggi

pada gaya pengelasan yang sama karena permukaan permukaan yang kasar lebih

sulit untuk diubah bentuknya, menghasilkan area kontak nyata yang lebih kecil.

Bahan elektroda juga telah digunakan untuk mempengaruhi keseimbangan panas

12

dalam pengelasan resistan, terutama untuk bergabung dengan logam ringan dan

non-ferrous.

8. Surface Coatings

Kebanyakan pelapisan permukaan diterapkan untuk melindungi korosi atau

sebagai substrat untuk perawatan permukaan lebih lanjut. Lapisan permukaan ini

sering menyulitkan proses pengelasan. Penyesuaian parameter proses khusus

harus dibuat sesuai dengan tipe individu dari lapisan permukaan. Beberapa

pelapisan permukaan diperkenalkan untuk memfasilitasi pengelasan kombinasi

material yang sulit. Lapisan permukaan ini dipilih secara strategis untuk

membawa keseimbangan panas ke surface las.

9. Geometry and dimensions

Geometri dan dimensi elektroda dan benda kerja sangat penting, karena

mempengaruhi distribusi kepadatan arus dan dengan demikian hasil pengelasan

resistansi. Geometri elektroda di pengelasan titik mengontrol kerapatan arus dan

ukuran yang dihasilkan dari nugget las. Ketebalan lembaran logam yang berbeda

membutuhkan arus pengelasan yang berbeda dan pengaturan parameter proses

lainnya. Desain geometri proyeksi lokal benda kerja sangat penting dalam

pengelasan proyeksi, yang harus dipertimbangkan bersama dengan sifat material

terutama ketika bergabung dengan logam yang berbeda. Pada prinsipnya,

embossment atau proyeksi harus ditempatkan pada material dengan resistivitas

yang lebih rendah untuk mendapatkan keseimbangan panas yang lebih baik pada

surface las.

10. Welding machine characteristics

Karakteristik listrik dan mekanik dari mesin las memiliki pengaruh yang

signifikan terhadap proses pengelasan resistansi. Karakteristik listrik termasuk

waktu reaksi dinamis arus pengelasan dan kerugian magnetic induktif karena

ukuran jendela las dan jumlah bahan magnetik di tenggorokan. Waktu up-

kemiringan mesin las bisa sangat kritis dalam pengelasan resistansi mikro karena

waktu pengelasan total seringkali sangat pendek. Kerugian magnetik dalam

pengelasan titik adalah salah satu faktor penting untuk dipertimbangkan dalam

kontrol proses. Karakteristik mekanis termasuk kecepatan dan percepatan

elektroda tindak lanjut serta kekakuan bingkai pemuatan untuk lengan. Jika

13

tindak lanjut elektroda terlalu lambat, pengusiran dapat dengan mudah terjadi

dalam pengelasan proyeksi. Gambar di bawah menunjukkan parameter proses

yang diukur dalam proses pengelasan proyeksi, yang mencakup kurva dinamis

dari arus pengelasan, gaya pengelasan dan perpindahan elektroda, di mana

gerakan tajam sesuai dengan keruntuhan proyeksi dalam benda kerja

Gambar 2. 4 Parameter Proses (www.smartdress-project.eu., 2013)

2.2.3 Electrode

Dalam pengelasan las tahanan titik pada penelitian ini menggunakan

elektroda yang terbuat dari tembaga dengan diameter 22 mm dengan diameter

ujungnya sebesar 5 mm. Elektroda ini mempunyai sifat yang keras bertujuan agar

penggunaan bertahan lama serta media pendinginan tersebut menggunakan air. Jika

elektroda dari las tahanan listrik ini terjadi kerusakan biasanya dilakukan perbaikan

dengan cara menggerinda elektroda tersebut sesuai dengan dimensi semula.

Gambar 2. 5 Eletrode Spot Welding (www.smartdress-project.eu., 2013)

14

2.2.4 Tekanan (Force)

Tujuan utama dari tekanan elektroda adalah menekan bagian yang dilas dan

tujuan primer untuk menahan bagian itu dan memastikan bagain itu tersambung.

Ketika tekanan elektroda bertambah maka energi panas akan berkurang. Tekanan

yang tinggi pada weld metal akan mengurangi ketahanan pada ujung yang

bersentuhan elektroda dengan bagian spesimen tersebut. Ini dimaksudkan semakin

tinggi tekanan elektroda memerlukan arus yang lebih tinggi. Spatter akan terjadi bila

arus dan tekanan yang tinggi. Semakin tinggi tekanan menyebabkan titik las yang

semakin kecil. Dengan kata lain saat tekanan meningkat, panas dan arus listrik

setelah itu bepindah ke area yang lebih luas sehingga akan mengurangi nugget

tersebut. (Rautand, 2014)

2.2.5 Pulsation

Pulsation disini digambarkan denyutan arus yang keluar saat proses

berlangsungnya satu kali pengelasan. Banyaknua pulsation berpengaruh dalam

terbentuknya nugget dan juga dapat menyebabkan spatter jika dalam penggunaan

tidak sesuai dengan tebal material.

2.3 Keunggulan dan Kekurangan Spot Welding

2.3.1 Keuntungan las titik

Keuntungan las titik yang utama adalah kecepatan tinggi dan kemampuan

beradaptasi untuk otomasi dalam kecepatan tinggi sehingga memudahkan dalam

pemasangan lembaran logam dengan waktu produksi cepat. Selain itu keunggulan

dari las titik ini ekonomis dalam hal ini lebih cepat saat proses pengelasannya karena

tidak memerlukan keahlian yang tinggi seperti proses pengelasan manual yang harus

mempunyai tenaga ahli.

2.3.2 Kekurangan las titik

Proses pengelasan las titik memeliki beberapa kekurangan sebagai berikut :

a) Pengerjaan spot welding memerlukan biaya yang lebih tinggi.

b) Pemeliharaan dari mesin spot welding relatif susah

15

c) Lap joint menambahkan berat dan biaya bahan kepada poduk jika dibandingkan

dengan butt joint

d) Karena pengerjaan dalam waktu singkat maka butuh arus yang tinggi sehingga

membutuhkan aliran listrik yang sangat tinggi.

e) Pengelasan titik memiliki kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang rendah karena

disekitar nugget ada takikan.

2.3 Alumunium

Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi

dan hantaran listrik yang baik. Kebanyakan alumunium digunakan untuk peralatan

rumah tangga, tetapi alumunium juga digunakan sebagai material untuk pembuatan

pesawat terbang, mobil, kapal laut dan kontruksi. Penambahan unsur Cu, Mg, Si,

Mn, Zn, atau SI dalam paduan alumunium ditujukan untuk menambah sifat mekanik

atau fisik sehingga didapat sifat-sifat yang lain, seperti koefisien pemuaian rendah,

ketahanan aus dan lain sebagainya (Alfatih, 2012).

Gambar 2. 6 Alumunium (www.smartdress-project.eu., 2013)

Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted, dan

kemudian diakui secara ilmu pengetahuan (F. Wohler, 1827). Sumber unsur ini tidak

terdapat bebas, bijih utamanya adalah Bauksit. Penggunaan Aluminium antara lain

untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk

peralatan rumah tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air,

fotografi serta sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis

(Surdia dan Saito, 1992). Secara umum Aluminium dapat diklasifikasikan menjadi

dua yaitu aluminium murni dan paduan. :

16

2.3.1 Aluminium Murni

Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam

keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk

penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.

2.3.2 Aluminium Paduan

Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon,

magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara

umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan

kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi

konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya

kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun,

kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam

paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya Magnesium adalah salah

satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki symbol Mg dalam tabel

periodik dengan nomor atom 12 serta berat atom 24,31.

2.3.3 Magnesium

Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat

kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut. Magnesium

merupakan salah satu jenis logam ringan dengan karakteristik sama dengan

aluminium tetapi magnesium memiliki titik cair yang lebih rendah dari pada

aluminium. Magnesium sebagai bahan logam mempunyai peran penting sebagai

implant biomaterial dan mengganti jaringan tulang yang telah rusak, juga dapat

digunakan sebagai fotografi, flares, pyrotechnics, dan termasuk incendiary bombs.

Magnesium sepertiga lebih ringan dari aluminium dan dalam campurannya logam

digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki

karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying

agent. Magnesium juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium

murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia),

klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam dunia kedokteran.

Magnesium merupakan kation terbanyak ke empat di dalam tubuh dan kation

17

terbanyak kedua di dalam intraseluler setelah potasium. Magnesium (Mg)

mempunyai peranan penting dalam struktur dan fungsi tubuh manusia. Tubuh

manusia dewasa mengandung kira-kira 25 gram magnesium. (TopfJM, 2003).

2.3.4 Komposisi Material Aluminium 5083

Pemilihan maerial alumunium seri 5083 adalah dikarenakan materil tersebut

mudah didapatkan di pasaran sehingga tidak begitu susah untuk di cari dan

ketahanan korosinya yang tinggi membuat material seri ini susah terserang korosi

dan banyak di gunakan pada kapal laut menurut ASME section 2 B tentang material

nonferrous dapatkan komposisi kimia adalah sebagai berikut :

Tabel 2. 1 Tabel komposisi alumunium

No Komposisi kimia Kandungan %

1 Solicon (Si) 0.4

2 Iron (Fe) 0.4

3 Cooper (Cu) 0.1

4 Manganese (Mn) 0.4 - 1.0

5 Magnesium (Mg) 4.0 – 4.9

6 Chromium (Cr) 0.05 – 0.25

7 Zinc (Zn) 0.25

8 Titanium (Ti) 0.15

Sumber: (ASTM, 2009)

Tensile Strength Yield strength

Elongation

MPa Ksi Mpa Ksi

250 39 117 17 16%

2.4 Aseton

Aseton adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah

terbakar. Yang merupakan keton yang paling sederhana yang mempunyai rumus

(CH3)2CO. meiliki berat jenis 0,787 g/mL , titik didih 560C, titik beku -95

0C, dan

memiliki berat molekul 58 g/mol (Candra, 2014). Aseton larut dalam berbagai

perbandingan dengan air, etanol, dietil eter, dll. Aseton memiliki sifat yang polar,

dapat direduksi dengan LiAlH4 menjadi alcohol, merupakan basa lewis lemah

dengan mereaksikannya dengan asam kuat, serta tahan terhadap oksidasi atau tidak

dapat dioksidasi, kecuali dalam keadaan tertentu dimana rantai karbon pecah. Aseton

18

dapat melarutkan berbagai macam plastik, meliputi botol Nalgene yang dibuat dari

polistirena, polikarbonat, dan beberapa jenis poliprolilena.

Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-

senyawa kimia lainnya. Aseton sering kali merupakan komponen utama (atau

tunggal) dari cairan pelepas cat kuku. Etil asetat, pelarut organik lainnya, kadang-

kadang juga digunakan. Aseton juga digunakan sebagai pelepas lem super dan juga

dapat digunakan untuk mengencerkan dan membersihkan resin kaca serat dan epoksi.

Serta dapat melarutkan berbagai macam plastik dan serat sintetis. Aseton juga sering

di gunakan sebagai bahan dasar sintesis kloroform dan iodoform, dan pelarut dalam

selulosa asetat, yang menghasilkan crayon. Aseton sangat baik digunakan untuk

mengencerkan resin kaca serat, membersihkan peralatan kaca gelas, dan melarutkan

resin epoksi dan lem super sebelum mengeras.

Selain dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara

alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil. Pada tekanan dan

temperatur dan tekanan normal aseton bersifar relatif stabil. Kondisi yang harus

dihindari adalah: hindari panas, api, percikap api dan sumber pembakaran. Kontainer

dari aceton dapat pecah dan meledak bila terpapar dengan panas aseton dibuat secara

teknik dengan:

1. Pemanasan kalsium asetat

2. Mengalirkan uap asam asetat pada kira – kira 4800C melalui oksidasi logam

yang bekerja katalis seperti Alumunium Oksida, Kalsium Oksida, Magnesium

Oksida.

3. Penguraian zat pati oleh bakteri-bakteri tertentu seperti baccilus aceto–

aethyalitusdan bacillus maseransi hasil sampingan yang didapatkan adalah etil

alkohol.

4. Oksidasi alkohol sekunder 2-propanol dengan menghangatkannya dalam Kalium

dikromat dalam suasana asam.

Aseton ditemukan pada :

1. Upper troposphere dan lower stratosphere

2. Atmosfer sebagai hasil dari reaksi fotokimia dan hidrokarbon alam

3. Emisi langsung dari sumber-sumber biologic

4. Oksidasi atmosferik dan berbagai hidrokarbon biogenic.

19

2.5 Pengujian Spot Welding

Menurut ASME section IX, pengujian untuk spot welding untuk mengetahui

sifat mekanik menggunakan pengujian shear strength dan untuk mengetahui

penetrasi atau kedalaman pengelasan menggunakan macro-etsa (Yoga, 2018).

2.5.1 Pengujian Shear Strengt

Pengujian geser ini dilakukan agar mengetahui sifat sambungan material

tersebuat dari segi gaya geser yang terjadi. Pengujian Shear Streng. Spesimen shear

strength dapat dilihat pada Gambar 2.7

Gambar 2. 7 Specimen Shear Strength (ASME IX, 2015)

Pengujian shear strength sendiri dapat dirumuskan sebgai berikut

Tegangan: σ =

(kgf/mm

2) (2.2)

Dengan :

σ = Tegangan Geser (kN/mm2)

F = Gaya Maksimum (kN)

A = Luas Penampang (mm2)

Dari hasil shear strength tersebut didapatkan perubahan panjang serta

perubahan beban setelah itu data tersebut dinyatakan dalam grafik tegangan-

regangan (stress-strain curve).

20

2.5.2 Pengujian Metallography

Pengujian metallography merupakan suatu ilmu yang mempelajari

karakteristik suatu logam, paduan logam atau material lainnya serta hubungannya

dengan sifat–sifat material tersebut. Metallography sendiri dibagi menjadi dua

pengujian seperti Pemeriksaan Makro (Macro Examination) dan Pemeriksaan Mikro

(Micro Examination).

1. Pemeriksaan Makro (Macro Examination)

Pemeriksaan Makro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan kontak

langsung dengan mata maupun alat bantuan seperti kaca pembesar, dalam

pemeriksaan makro ini biasa digunakan pada material yang memepunyai

dimensi besar dan cenderung kasar seperti bahan cor atau tuangan logam

lainnya. Dalam hal ini pemeriksaan makro bertujuan untuk memeriksa ada atau

tidaknya celah/lubang dalam bahan tersebut. Jika dalam proses pengelasan

pemeriksaan makro berguna untuk mengetahui pengelasan tersebut menyatu

dengan bahan induk atau pun mengetahui daerah yang terkena panas (HAZ).

Pemeriksaan makro ini mempunyai angka kevalidan dan pemeriksaan sebesar

0.5 samapai 50 kali.

2. Pemeriksaan Mikro (Micro Examination)

Pemeriksaan mikro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan alat sebagai

alat bantu seperti mikroskop. Pemeriksaan ini biasa digunakan pada material

yang mempunyai sifat yang sangat halus. Pemeriksaan mikro ini bertujuan untuk

mengetahui sifat material tersebut serta struktur dari paduan logam atau material

tersebut.

3. Pemeriksaan Mikro (Micro Examination)

Pemeriksaan mikro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan alat sebagai

alat bantu seperti mikroskop. Pemeriksaan ini biasa digunakan pada material

yang mempunyai sifat yang sangat halus. Pemeriksaan mikro ini bertujuan untuk

mengetahui sifat material tersebut serta struktur dari paduan logam atau material

tersebut.

21

2.6 ANOVA (Analyze of Variance)

Setiap perusahaan perlu melakukan pengujian terhadap kumpulan hasil

pengamatan mengenai suatu hal, misalnya hasil penjualan produk, hasil produksi

produk, gaji pekerja di suatu perusahaan nilainya bervariasi antara satu dengan yang

lainnya. Hal ini berhubungan dengan varian dan rata -rata yang banyak digunakan

untuk membuat kesimpulan melalui penaksiran dan pengujian hipotesis mengenai

parameter, maka dari itu dilakukan analisis varian yang ada dalam cabang ilmu

statistika industri yaitu ANOVA. Penerapan ANOVA dalam dunia industri adalah

untuk menguji rata -rata data hasil pengamatan yang dilakukan pada sebuah

perusahaan ataupun industri.

Analisis varian (Analysis of variance) atau ANOVA adalah suatu metode

analisis statistika yang termasuk ke dalam cabang statistika inferensi (Sugiyono,

2013). Uji dalam ANOVA menggunakan uji F karena dipakai untuk pengujian lebih

dari 2 sampel. Dalam praktik, analisis varians dapat merupakan uji hipotesis (lebih

sering dipakai) maupun pendugaan (estimation, khususnya di bidang genetika

terapan).

ANOVA digunakan untuk membandingkan rata -rata populasi bukan ragam

populasi. Jenis data yang tepat untuk ANOVA adalah nominal dan ordinal pada

variabel bebasnya, jika data pada variabel bebasnya dalam bentuk interval atau ratio

maka harus diubah dulu dalam bentuk ordinal atau nominal. Sedangkan variabel

terikatnya adalah data interval atau ratio. Adapun asumsi dasar yang harus terpenuhi

dalam analisis varian adalah :

1. Kenormalan

Distribusi data harus normal, agar data berdistribusi normal dapat ditempuh

dengan cara memperbanyak jumlah sampel dalam kelompok.

2. Kesamaan Variasi

Setiap kelompok hendaknya berasal dari popolasi yang sama dengan variansi

yang sama pula. Bila banyaknya sampel sama pada setiap kelompok maka

kesamaan variasinya dapat diabaikan. Tapi bila banyak sampel pada masing

masing kelompok tidak sama maka kesamaan variansi populasi sangat

diperlukan.

3. Pengamatan Bebas

22

Sampel hendaknya diambil Secara acak (random), sehingga setiap pengamatan

merupakan informasi yang bebas.

Anova dapat digolongkan kedalam beberapa kriteria, yaitu :

1. Klasifikasi 1 arah (One Way ANOVA)

ANOVA klasifikasi 1 arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada

pengamatan 1 kriteria atau satu faktor yang menimbulkan variasi.

2. Klasifikasi 2 arah (Two way ANOVA)

ANOVA kiasifikasi 2 arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada

pengamatan 2 kriteria atau 2 faktor yang menimbulkan variasi.

3. Klasifikasi banyak arah (ANOVA)

ANOVA banyak arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada pengamatan

banyak kriteria.

Pada penelitian ini akan menggunakan ANOVA two way . ANOVA dua

arah ini digunakan bila sumber keragaman yang terjadi tidak hanya karena satu

faktor (Universitas Islam Indonesia, 2013). Faktor lain yang mungkin menjadi

sumber keragaman respon juga harus diperhatikan. Faktor lain ini bisa perlakuan lain

atau faktor yang sudah terkondisi. Pertimbangan memasukkan faktor kedua sebagai

sumber keragaman ini perlu bila factor itu dikelompokkan(blok), sehingga

keragaman antar kelompok sangat besar, tetapi kecil dalam kelompok sendiri.

Tujuan dan pengujian ANOVA dua arah ini adalah untuk mengetahui

apakah ada pengaruh dari berbagai kriteria yang diuji terhadap hasil yang diinginkan.

Dalam analysis of variance Two way, baik perhitungan berdasarkan kolom maupun

baris, keduanya sama -sama dilakukan, karena ada lebih dari satu efek yang dihitung.

Keduanya merupakan variabel independen atau faktor-faktor yang masing-masing

mempunyai efek. Dengan demikian, akan didapatkan perhitungan-perhitungan ∑X,

∑X2, untuk kolom (faktor A) dan untuk baris (faktor B). Bahkan masih ada sumber

variasi baru sebagai akibat adanya interaksi dari faktor A dan faktor B yang disebut

sebagai efek interaksi (faktor A vs B).

23

2.7 Penelitian terdahulu

Penelitian terdahulu dapat dilihat pada Tabel 2.2 dibawah ini:

Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu

No Pengarang Judul Tahun Kesimpulan

1. Sulthoni Yoga

Firiambodo

Pengaruh Welding

Parameter Terhadap Shear

Strenght Dan

Methalloghrapi pada Spot

Welding Material SA-240

Type 201 dengan SA-240

type 304

2018 Hasil pengujian makro

didapatkan bahwa

perubahan parameter

pengelasan

berpengaruh dalam

width nungget.

Semakin besar

parameter yang

digunakan semakin

lebar nugget yang

dihasilkan

2. Achmad Choironi

Syaiful Huda

Studi Metalografi Hasil

pengelasan titik (Spot

Welding) Alumunium

Paduan Dengan Penambahan

Gas Argon

2013 Dari hasil uji foto

makro diameter nugget

terkecil adalah 1.9 mm

teradi pada pengelasan

arus 7000A dengan

waktu 0,5s dan

diameter nugget

terbesar adalah 2,5 mm

dengan arus pengelasan

9000A dengan waktu

pengelasan 0,9s

3. A. Ambroziak, M.

Korzeniowski

Using Resistance Spot

Welding for Joining

Alumunium Element in

Automative Industry

2010 Metode paling popular

untuk menyatukan

body sheet adalah

resistance spot welding.

Alumunium paduan

seri 5xxx dan 6xxx

dapat di hubungkan

dengan teknik ini.

24


25

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian

Metode dalam penelitian ini dapat dilihat dalam flow chat pada

Gambar 3.1

Gambar 3. 1 Flow Chat Penelitian (Document Pribadi, 2019)

26

Gambar 3. 2 Flow Chat Penelitian (Lanjutan)

3.2 Alur Penelitian

Adapun alur penelitian sesuai dengan flow chat diatas dapat diperjelas

sesuai berikut

3.2.1 Alur Penelitian

Identifikasi masalah merupakan langkah awal dimana dapat menentukan

tujuan serta pemikiran diadakannya penelian ini. Tahapan ini berawal dari pemikiran

serta pengamatan yang terjadi pada waktu tertentu sehingga diadakan penelitian yang

dapat diketahui tujuan serta memberi manfaat bagi pihak-pihak tertentu dengan

adanya penelitian ini.

3.2.2 Studi Lapangan

Tahap studi lapangan ini merupakan pengamatan secara langsung

mengenai masalah yang terkait. Dalam hal ini pengamatan secara langsung mesin

yang akan digunakan untuk penelitian spot welding material alumunium. Pada

pengamatan ini didapatkan suatu gambaran langsung proses spot welding dan

jalannya proses welding condition serta parameter- parameter yang harus

27

dilakukan karena pada penenitian kali ini harus memperhatikan karakteristik

mesin spot welding yang akan dipakai.

3.2.3 Studi Kasus

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan teori-teori yang berhubungan dengan

penelitian ini sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam proses penelitian.

Dalam penelitian ini teori-teori yang diangkat adalah teori yang berhubungan dengan

RSW (Resistence Spot Welding), lapisan pelindung pada material alumunium,

kegunaan aseton, ketebalan minimum material yang bisa di lakukan RSW, dan

penentuan arus dan welding time yang akan dipakai yang di karenakan mesin yang

dipakai adalah mesin kapasitas terbatas untuk arus yang akan dipakai.

3.2.4 Perumusan Masalah

Pada tahap ini dilakukan identifikasi beberapa permasalahan yang

didapatkan pada saat melakukan pengamatan dan juga hasil bertukar pemikiran

sekaligus pengalaman tim di PT. X sehingga dilakukan penelitian. Pada penelitian ini

diangkat permasalahan mengenai analisa pengelasan RSW alumunium dan

kemungkinan adanya masalah yang akan terjadi didalam prose pengelasan RSW

alumunium tersebut.

Tahap ini merupakan tahapan dimana mengumpulkan semua data yang

berkaitan dengan studi lapangan maupun literatur yang berkaitan dengan

parameter welding. Adapun data-data tersebut berupa data primer serta data

sekunder.

a. Data primer

Merupakan data yang wajib dimiliki dalam penelitian ini. Data data tersebut

meliputi:

Mesin Spot Welding DAICHI

Model NDZ-035-0606SA

Jenis AC power welder

Rate Power 25kVA

Maximum input 70/90 kVA

Maximum short circuit current 16Ka

28

Ketebalan maks ±4 mm

Maximum duty cycle 5.3%

Maximum electrode force 2KN

Spesifikasi mesin spot welding dapat dilihat pada Gambar 3.3 dan hasil trial

dengan mesin tersebut di Gambar 3.4

Gambar 3. 3 Mesin spot welding(Dokumen Pribadi, 2019)

Gambar 3. 4 Contoh nugget hasil spot welding convensional (Dokumen Pribadi, 2019)

b. Data sekunder

Merupakan data yang tidak kalah penting dari data data primer. Data

Sekunder tersebut meliputi: 1. Data parameter pengelasan yang digunakan pada penelitian kali ini adalah

menggunakan AWS. C1.1 dan juga pada tugas akhir yang sudah di teliti sebelum

nya. Akan tetapi pada penelitian kali ini menggunakan mesin spot welding yang

manual yang mana arus maximum yang di hasilkan oleh mesin spot welding

manual ini adalah 16Ka maka peneliti ingin meneliti apakah nugget yang

29

dihasilkan oleh mesin tersebut sesuai dengan standart atau tidak. Berikut gambar

welding parameter untuk pengelasan spot welding material alumunium sesuai

dengan AWS C1.1:

Gambar 3. 5 Referensi amper sesuai AWS C1.1 (AWS C1.1, 2012)

Apabila mereferensi dari AWS maka spesifikasi dari mesin tidak mencukupi.

Yang dikarenakan Arus yang dihasilkan oleh mesin pada penelitian kali ini

adalah tipe konvensional maka dilakukan perhitungan ulang menggunakan

rumus di bawah ini :

I1 x R1 x t1 = I2 x R2 x t2 (3.1)

41800 x 1 x 10 = 13000 x 1 x t2

418000 = 13000 x t2

t2 = 32 cycle

Maka didapatkan hasil untuk welding time adalah 32cycle dengan persamaan

menggunakan rumus diatas. Yang dimana 1cycles sama dengan 0,0167sekon

yang mana mesin mengunakan frekuensi 60Hz. dikarenakan mesin yang di pakai

memiliki fariasi arus maximum sebesar 16Ka. Sesuai dengan AWS C1.1 maka

untuk waktu yang di perlukan untuk melakukan pengelasan untuk plat

alumunium dengan tebal (2-2) adalah 10cycle atau 0.167sekon dengan arus

sebesar 41,8Ka. Karena pada penelitian ini penulis menggunakan mesin dengan

kapasitas maximum sebesar 16Ka maka penulis memvariasikan arus untuk

wlding parameter adalah 13Ka dan 16Ka. Sedangkan untuk welding time nya

penulis menggunakan variasi waktu 32cycle dan 38cycle. Kenapa penulis

30

menggunakan variasi arus 13Ka dan 16Ka adalah dikarenakan pada trial yang

dilakukan adalah menggunakan mesin dengan knop tipe manual maka penulis

inggin menggunakan persentase dari knop tersebut yaitu 80% yang artinya

adalah arus 13Ka dan di variasikan dengan arus 16Ka yang artinya 100%.

Sedangkan untuk waktu nya sendiri adalah hasil perbandingan dengan rumus

didapatkan hasil yaitu 32cycle. Dan di variasikan dengan menggambil 20% dari

waktu sebelum nya maka di dapatkan hasil sebesar 38cycle. Menggapa

menggambil 20% karena disamakan dengan penggambilan parameter pada

variasi arus yang juga 20%. Berikut gambar knop untuk arus pada penggelasan

spot welding

Gambar 3. 6 Knop mengatur arus dan waktu (Dokumen Pribadi, 2019)

2. Data shear strength test

Berikut untuk data shear strength yang telah di uji di laburaturium Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya data dapat dilihat pada table dibawah ini sesuai

table 3.1.

31

Tabel 3. 1 Hasil shear strength

Surface

Preparation

Welding Parameter Shear Strength (Mpa) Rata-Rata

(Mpa) Arus (Ka) welding

time (cycle) 1 2 3

No Surface

Preparation

13 32 104.36 101.32 101.93 102.54

13 38 110.32 114.06 118.36 114.24

16 32 140.87 143.55 135.50 139.98

16 38 166.23 159.63 168.87 164.91

Grinda Grit

800

13 32 108.03 101.28 110.28 106.53

13 38 135.43 131.91 137.19 134.85

16 32 143.74 145.08 145.08 144.64

16 38 170.58 166.09 175.39 170.68

Grinda dan

penambahan

Aseton

13 32 107.54 105.55 113.52 108.87

13 38 137.28 137.28 135.72 136.76

16 32 157.96 156.59 163.45 159.33

16 38 192.82 187.08 198.97 192.96

Aseton

13 32 108.90 108.90 113.35 110.39

13 38 148.10 138.22 139.99 142.10

16 32 156.44 155.06 157.83 156.44

16 38 171.54 167.99 175.17 171.56

Sumber: (Dokumen Pribadi, 2019)

3.2.5 Persiapan Material

Pada penelitian ini membutuhkan beberapa peralatan yang mendukung.

Sehingga pada saat penganalisaan serta pembentukan spesimen dapat memenuhi

harapan yang diinginkan. Peralatan-peralatan tersebut meliputi:

a. Persiapan specimen

Material yang digunakan pada penelitian ini adalah alumunium seri 5083.

Data dari material tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1 dibawah ini.

Tabel 3. 2 Mill Test Certificate

No Komposisi Kimia Kandungan

1. Si (0.2 %)

2. Fe (0.3 %)

3. Cu (0.03 %)

4. Mn (0.6 %)

5. Mg (4.6 %)

6. Cr (0.07 %)

7. Ni (0.007 %)

32

8. Zn (0.1 %)

9. Ti (0.02 %)

Sumber: Fusina Rolling Sri

Tensile Strength Yield strength

Elongation

MPa Ksi Mpa Ksi

250 39 117 17 16%

b. Peralatan

Untuk menunjang penelitian inimaka peralatan sangat penting, Peratan yang

digunakan berupa:

Mesin Spot Welding

Mesin Potong

Mesin Gerinda

Marker & Penggaris

Selain data-data diatas pada penelitian ini juga menggunakan material

alumunium seri 5083 dengan ketebalan 1.75mm yang akan di las lap

join dengan alumuniun seri 5083 punyai ketebalan 1.75mm. Adapun

dimensi untuk persiapan dari material tersebut mengambil dari referensi

ASME section IX dapat dilihat pada Gambar 3.3 dibawah ini.

Gambar 3. 7 Specimen percobaan sesuai ASME IX (ASME IX, 2015)

Keterangan: L = panjang specimen = 120

W = lebar specimen = 30

33

Dimensi membuat benda uji dapat dilihat pada Gambar 3.6 dimana pada

pembuatan benda uji kali ini didasarkan pada standart ASME section IX. Untuk

mengetahui berapa ukuran dari dimensi specimen spot welding material

alumunium dapat dilihat pada Tabel 3.2 dibawah ini.

Tabel 3. 3 Dimensi Specimen Spot Welding standart ASME section IX

Nominal Thickness of Thinner sheet,in

(mm) w, in (mm) min.

Over 0.008 to 0.030 ( 0.20 to 0.8 ) 0.68 (17)

Over 0.030 to 0.100 ( 0.8 to 2.5 ) 1.00 (25)

Over 0.100 to 0.130 ( 2.5 to 3 ) 1.25 (30)

Over 0.130 ( 3 ) 1.50 (38)

Sumber: (ASME IX, 2015)

Selanjutnya dilakukan pengelasan sesuai dengan ukuran dan parameter yang

sudah dibuat sebelum nya. Sedangkan untuk hasil penggukuran nya dapat dilihat

pada gambar 3.7 dibawah ini.

Gambar 3. 8 spesimen hasil pengelasan spot welding (Document pribadi, 2019)

3.3 Tahap Proses

Tahap ini merupakan tahap untuk pengumpulan data yang berhubungan

dengan pengelasan yang dipakai dimana pada penggelasan ini terdapat 4 variasi yang

dipakai yaitu specimen uji tidak diperlakukan apa-apa pada bagian surface nya,

selanjutnya dengan melakukan gerindaan pada bagian surface dengan grit 800 untuk

34

tools gerindanya, lalu bagian surface nya dilakukan penggerindaan dan dengan

ditambahkan aseton, serta penambahan aseton pada permukaan specimen

alumunium. Yang penjelasan nya sebagai berikut.

3.3.1 No Surface Preparation

No Preparation Surface adalah perlakuan yang di berikan ke specimen yang

akan di lakukan pengelasan dimana pada proses ini tanpa dilakukan persiapan

permukaan nya sebelum dilakukan pengelasan RSW jadi pada variasi ini permukaan

nya hanya di lap saja bila ada kotoran. Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka

dengan welding time nya 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3

specimen untuk setiap variasi. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan welding time

32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen dengan tipe

single shear.

3.3.2 Surface Preparation

Surface preparation adalah penambahan perlakuan pada bagian permukaan

specimen alumunium yang akan di lakukan pengelasan RSW material alumunium

dimana pada proses ini di bedakan menjadi 3 variasi yaitu:

1. With gerinding grit 800

With gerinda grit 800 berati permukaan nya di lakukan penggerindaan dengan

menggunakan mata gerinda dengan tingkat kekasaran grit 800 setelah itu dilap

untuk menghilangkan bekas sebuk atau percikan dan bekas penggerindaan lalu

lakukan pengelasan RSW. Jangan terlalu lama membiarkan permukaan

alumunium yang sudah di gerinda dibiarkan terkena udara bebas usahakan

sesegera mungkin dilakukan pengelasan. Untuk arus yang digunakan adalah

13Ka dengan welding time nya 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya

adalah 3 specimen untuk setiap fariasi dengan tipe single shear specimen.

Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan welding time 32cycle dan 38cycle.

Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen dengan tipe single shear

specimen.

2. Grinding and Aseton

Grinding and aseton dimaksuudkan adalah persiapan material sebelum di

lakukan penggelasan RSW harus di lakukan perlakuan di semprot dengan aseton

35

setelah di semprot dengan aseton lalu dilakukan pembilasan dengan air tawar

dan di biarkan sampai kering. Setelah kering lalu permukaan alumunium

dilakukan penggerindaan dengan menggunakan gerinda grit 800, jangan terlalu

lama membiarkan alumunium yang sudah di lakukan perlakuan di atas usahakan

kurang dari 4 jam. Apabila lebih maka perlakuan di atas harus diulang kembali.

Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka dengan welding time 32cycle dan

38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen untuk setiap fariasi

dengan tipe single shear specimen. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan

welding time 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3

specimen dengan tipe single shear specimen.

3. With aseton

With aseton adalah dimaksudkan bahwa peberian aseton pada permukaan

specimen benda uji sebelum dilakukan pembersihan dengan aseton maka harus

dilakukan pembersihan dari kotoran dengan di lap terlebih dahulu lalu di

semprotkan cairan kimia aseton pada permukaan specimen alumunium tunggu

hingga ±3 menit setelah itu dibilas menggunakan air dan di tunggu sampai

kering setelah itu dilakukan penggosokan menggunakan sikat baja atau sikat

kaku dan jangan dibiarkan terlalu lama specimen yang sudah dibersihkan

mengunakan aseton terkena udara bebas kurang lebih 4 jam terpapar udara

bebas. Apabila lebih dari 4 jam maka harus dilakukan perulanggan perlakuan

diatas. Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka dengan welding time 32cycle

dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen untuk setiap variasi

dengan tipe single shear specimen. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan

welding time 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3

specimen dengan tipe single shear specimen.

3.4 Tahap Pengujian

Tahap ini merupakan tahap lanjutan dari tahap proses data yang telah

dilakukan, Tahap pengujian data dapat dijabarkan sebagai berikut:

36

3.4.1 Pengujian Shear Strength

Pada pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kuat dari material akibat

adanya tarikan atau beban geser pada pada material tersebut. Langkah-langkah yang

harus dilakukan untuk pengujian tarik pada proses spot welding adalah sebagai

berikut:

1. Menyiapakan material yang sudah dilakukan pengelasan lalu membersihkan

permukaan yang mengganggu jalannya uji geser dengan menggunakan

gerinda halus. Dikarenakan pada mesin uji tarik pencekam nya tidak bisa

untuk mencekam material yang tipis akhirnya harus dibuatkan pencekam agar

nantinya specimen uji dapat dilakukan penggujian shear strength Mengulangi

hal serupa untuk seluruh spesimen uji. Contoh untuk pencekam sendiri dapat

dilihat pada gambar 3.9 di bawah ini.

Gambar 3. 9 Gambar pencekam tambahan untuk uji shear strength ( Documen pribadi, 2019)

2. Mengukur dimensi material sesuai dengan standart yang diingikan serta

tandai seluruh spesimen uji dengan kode tertentu catat pada form lembar

kerja.

3. Proses pengujian geser sebagai berikut: ambil spesimen yang sudah

ditambahkan oleh pencekam lalu letakkan specimen yang akan di uji letakkan

pada ragum penjepit. Atur jarak antara ragum atas dengan yang bawah dan

kencangkanlah pencekam dengan kencang agar nantinya specimen uji

tidakmeleset. Setelah itu setting computer dan lakukan pencatatan sesuai

dengan penandaan specimen uji sebelum nya. Lakukan pengujian geser .

beban akan naik secara terus menerus hingga mencapai titik ultimate setelah

itu turun pada saat patah. Amati serta catat hasil dari besarnya beban uji geser

37

serta daerah yang telah mengalami patah pada lembar kerja. Ulangi langkah

tersebut untuk seluruh spesimen uji geser. Pengujian geser dapat dilihat pada

Gambar 3.10 dibawah ini.

Gambar 3. 10 Pengujian Shear Strength ( Document probadi, 2019 )

4. Setelah di dapatkan hasil dari Load shear strength selanjutnya adalah

perhitungan berapa hasil dari shear strength nya dengan menggunakan rumus di

bawah ini. Untuk diameter nugget dari setiap parameter dianggap sama seperti

parameter dan variasi yang sudah dilakukan uji makro jadi untuk hasil dari

pengukuran diameter nugget dijadikan acuan sebagai diameter nugget pada

variasi dan peremeter tersebut. Berikut adalah rumus perhitungan untuk shear

strength setelah di ketahui berapa hasil dari load shear strength:

σ =

(N/mm

2) (3.2)

Dengan :

σ = shear strength (N/mm2)

F = Gaya Maksimum (N)

A = Luas Penampang (mm2)

Untuk perhitungan luas penampang nya adalah menggunakan rumus sebagai

berikut:

38

A=

(mm2)

Dengan :

d = diameter nugget yang didapat dari hasil makro etsa (mm)

Menurut (AALCO, 2005) untuk hasil uji shear strength minimum adalah

sebesar 145Mpa. Penulis mengambil referensi untuk kebertrimaan hasil uji shear

strength dari article aalco.

3.4.2 Pengujian Metallography

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bentruk struktur dari

proses pengelasan tersebut dilihat dari pengamatan makro maupun

pengamatan mikro. Adapun langkah-langkah dalah pengujian ini adalah

sebagai berikut:

1. Mempersiapkan benda uji Pengujian metallography ini memerlukan persiapan bendauji yang harus

diperhatikan. Sehingga saat dilakuknnya pengujian makro maupun mikro akan

terlihat jelas struktur yang terbentuk. Adapun tahapan persiapan benda uji yaitu

pemotongan, penggerindaan, pemolesan serta pengetesaan.

2. Pemotongan specimen

Pada pengujian metallography tahapan yang wajib diperhatikan adalah pemotongan

spesimen. Dalam

pengaruh welding parameter dan pembersihan …repository.ppns.ac.id/2537/1/0715040054 -...

Documents