program studi teknik mesin fakultas teknik … · sifat mekanik sambungan las titik ... resistance...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH GAS PELINDUNG DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP

SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK (RESISTANCE SPOT

WELDING) LOGAM TAK SEJENIS AA 5052 – AA 6061

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

KRESNAWAN NUR HIDAYATNIM. I0409028

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA2015


commit to user

PENGART]II GAS PELINDI}NG DAI\T TEGANGAIT LISTRIK TERHADAP

SIFAT MEKAI\IIK SAMBT]NGAII{ LAS TITIK (f,ESISTANCE SPOT

YELDING) LOGAM TAK SETEI\IIS AA 5052 - AA 6061

Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari selasa tanggal 28 Juli20t5

l. Prrof. Dr. Kmcoro Diharjo. ST.. MT.NIP. 19710103 199702 l00l

DidikDjoko Susilo. QT,. MT.NrP. I 97203 13 1997021001

In&i Yaningsilr. ST.. MT.NIP. 1986070/.20121220n4

4t,-".-&2.

Klesnawan Nur Hidayat

ffi151998021002 NrP. 19700323 199802 I 001


commit to user

vi

ABSTRAK

PENGARUH GAS PELINDUNG DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT

MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK (RESISTANCE SPOT WELDING) LOGAM TAK

SEJENIS AA 5052 – AA 6061

Kresnawan Nur HidayatProgram Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret [email protected]

Dalam studi ini, pengaruh penggunaan gas pelindung dan tegangan listrik terhadap sifatmekanik sambungan las titik logam tak sejenis AA 5052 – AA 6061 telah diteliti. Parameterpengelasan, gaya penekanan elektroda, waktu pengelasan, dan laju aliran gas dalam penelitian inidibuat seragam. Variasi gas pelindung yang digunakan gas argon dan gas karbon dioksida dantanpa gas pelindung. Parameter pengelasan yang digunakan yaitu tegangan listrik divariasi 2,30V; 2,67 V dan 3,20 V. Pengujian struktur mikro, kekerasan mikro vickers dan kapasitas dukungbeban geser-tarik dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik sambungan las.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tegangan 3,20 V dengan gas argon menghasilkankapasitas dukung beban geser-tarik tertinggi yaitu 568,96 N. Ukuran nugget meningkat seiringdengan meningkatnya tegangan listrik. Peningkatan tegangan listrik menyebabkan ukuran nuggetmeningkat. Nugget hasil pengelasan dengan gas argon memiliki tingkat kekerasan tertinggi. Haltersebut dikarenakan berkurangnya ukuran butir dalam kaitannya dengan kecepatan pendinginan.

Kata kunci : las titik tahanan listrik, Aluminium 5052, Alumunium 6061, gas pelindung argon,gas pelindung karbon dioksida


commit to user

ABSTRACT

EFFECT OF SHIELDING GAS AND VOLTAGE TO THE RESISTANCE SPOT WELDED

JOINT MECHANICAL CHARACTERISTIC OF DISSIMILLAR METAL

AA 5052 – AA 6061

Kresnawan Nur HidayatProgram Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret [email protected]

The effects of the shielding gas and electrical voltage on the mechanical properties ofresistance spot welded joint of dissimilar metal AA 5052 - AA 6061 have been investigated in thisstudy. Electrode pressure, welding time, and gas flow rate were constantly maintained. Weldingprocesses were conducted with variation of shielding gas, there are Argon, Carbon dioxide andwithout shielding gas. welding parameter used were voltage variation of 2,30 V, 2,67 V and 3,20V. The microstructure investigations, Vickers hardness test, and tensile load bearing capacity testwere performed to evaluate the mechanical properties of joints.

The result shows that voltage 3,20 V with argon gas produce the highest tensile load bearingcapacity of 568,96 N. The increasing of welding voltage caused the increasing nugget size. Thenugget welded using argon gas had the highest level of hardness. This is caused by the effect ofgrain size reduction due to its cooling rate.

Keywords: Resistance Spot Welding, Aluminum 5052, Alumunum 6061, V, Argon Shielding Gas,Carbon Dioxide Shielding Gas


commit to user

iv

MOTTO

“Karena sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.”

(Q.S.Al Insyirah : 5-6)

“Setiap orang mempunyai jatah gagal, habiskan jatah gagalmu saat masih

muda”

(Dahlan Iskan)

“Pengalaman tidak bisa dipelajari, tetapi harus dilalui”

(B. J. Habibie)

“Setiap mendapatkan masalah besar, katakan Aku punya Tuhan yang

lebih besar”


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat

Illahi, kupersembahkan tulisan ini kepada:

1. Allah SWT, Pemilik segala keagungan, kemuliaan, kekuatan dan

kesempurnaan. Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang

kuhadapi adalah kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pemilik

alam semesta, tempat bergantung segala sesuatu, tempatku memohon

pertolongan.

2. Junjungan Nabi besar Muhammad SAW, Manusia terbaik di muka bumi,

uswatun hasanah, penyempurna akhlak, sholawat serta salam semoga selalu

tercurah padanya, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah sampai

akhir zaman.

3. Kasih sayang dan cinta yang tak pernah putus dari Bapak, Ibu dan Kakak serta

keluarga besar tercinta. Kasih sayang kalian tak akan pernah kulupakan

sepanjang hidupku.

4. Bapak Dr. Triyono, ST., MT dan Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST., MT yang tak

pernah lelah untuk membimbing tugas akhir saya.

5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Program Studi Teknik Mesin UNS

khususnya angkatan 2009.


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan

bimbingan-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul

“Pengaruh Gas Pelindung dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat Mekanik

Sambungan Las Titik (Resistance Spot Welding) Logam Tak Sejenis AA 5052 –

AA 6061”.

Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai

gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.

Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua

pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,

khususnya kepada :

1. Bapak Dr. Triyono, ST., MT. selaku pembimbing I yang telah dengan sabar

memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir

ini.

2. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST., MT. selaku pembimbing II yang telah

memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Prof. Dr. Kuncoro Diharjo, ST., MT., Didik Djoko Susilo, ST. MT., dan

Ibu Indri Yaningsih, ST. MT. selaku dosen penguji.

4. Bapak Agustinus Sujono, ST., MT selaku pembimbing akademik.

5. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST. MT. selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

6. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku koordinator Tugas Akhir.

7. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Sebelas Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan

studi S1.

8. Seluruh staff karyawan administrasi Program Studi Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam

hal administrasi.

9. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.


commit to user

viii

10. Ibu, Ayah, Kakak, dan Adik tersayang serta keluarga yang telah memberikan

do’a dan motivasi terselesainya tugas akhir ini.

11. Teman skripsi Nazir, Gilang, Sanuri, Dion, Daus, Mas Zuhri, Mas Sulistyo dan

teman - teman di Laboratorium Material yang telah menemani penulis baik

dalam keadaan suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi di Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

12. Semua rekan - rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi

baik kalian semuanya.

13. Teman- teman “ll Romantico” Anjar, Januar, Prasekky, Adibto, Hendro, Hari,

Akmal, Azhar, Imam, Yon Afif, Sabdono, yang memberikan semangat kepada

penulis untuk menyelesaikan skripsi.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat

banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan

tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas.

Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat

berguna dan digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Juli 2015

Penulis


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ………………………………………………………………....... i

Surat Penugasan ……………………………………………………………….... ii

Halaman Pengesahan …………………………………………………………… iii

Motto ……………………………………………………………………………. iv

Persembahan ……………………………………………………………………. v

Abstrak ………………………………………………………………………….. vi

Kata Pengantar …………………………………………………………………..vii

Daftar Isi ………………………………………………………………………... ix

Daftar Gambar ………………………………………………………………….. xi

Daftar Tabel ……………………………………………………………………. xiii

Daftar Rumus …………………………………………………………………... xiv

Daftar Lampiran ……………………………………………………………….. xv

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

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

1.2. Perumusan Masalah ............................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4. Tujuan Dan Manfaat ............................................................................ 3

1.5. Sistematika Penulisan ........................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI ....................................................................................... 5

2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5

2.2. Dasar Teori ........................................................................................... 7

2.2.1. Aluminium ...................................................................................... 7

2.2.2.Resistance Spot Welding .................................................................. 8

2.2.3. Parameter Pengelasan ..................................................................... 11

2.2.4. Weldability ..................................................................................... 12

2.2.5. Gas Pelindung ................................................................................ 13

2.3. Hipotesis............................................................................................... 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................ 15


commit to user

x

3.1. Tempat Penelitian ................................................................................ 15

3.2. Alat Dan Bahan .................................................................................... 15

3.3. Prosedur Penelitian............................................................................... 17

3.3.1. Proses Pengelasan.......................................................................... 17

3.3.2. Pengujian Spesimen ...................................................................... 17

3.3.3. Analisa Data ................................................................................. 18

3.4. Diagram Alir ........................................................................................ 19

BAB IV DATA DAN ANALISA......................................................................... 20

4.1. Struktur Mikro ..................................................................................... 20

4.2. Analisa Data Pengujian Kekerasan....................................................... 37

4.3. Tensile Load Bearing Capacity (TLBC) ............................................. 40

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 44

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 44

5.2. Saran ................................................................................................... 44

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 45


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Nugget Hasil Lasan Resistance Spot Welding …………………... 8

Gambar 2.2 Skema dari proses spot welding. R1dan R5 resistansi antara

elektroda-benda kerja, R2 dan R4 resintasi benda kerja, R3

resistansi antar permukaan ……………………………………… 9

Gambar 2.3 Siklus resistance spot welding ……………………………………… 10

Gambar 3.1 Mesin las titik ............................................................................... 15

Gambar 3.2 Chamber ........................................................................................ 16

Gambar 3.3 Bentuk benda kerja dan dimensinya.............................................. 17

Gambar 3.4 Mesin UTM (Universal Testing Machine) .................................... 18

Gambar 3.5 Diagram alir penelitian………………………………………….. 19

Gambar 4.1 Foto makro nugget tanpa gas pelindung ..……………………… 21

Gambar 4.2 Foto makro nugget gas argon …………………………………... 22

Gambar 4.3 Foto makro nugget gas CO2 ......................................................... 23

Gambar 4.4 Struktur mikro logam induk Aluminium...................................... 24

Gambar 4.5 Struktur mikro HAZ AA 5052 tanpa gas pelindung ................... 25

Gambar 4.6 Struktur mikro HAZ AA 5052 dengan gas argon .......................... 26

Gambar 4.7 Struktur mikro HAZ AA 5052 dengan gas CO2 ………………... 27

Gambar 4.8 Struktur mikro HAZ AA 6061 tanpa gas pelindung ……………. 28

Gambar 4.9 Struktur mikro HAZ AA 6061 dengan gas argon ……………….. 29

Gambar 4.10 Struktur mikro HAZ AA 6061 dengan gas CO2 …………………. 30

Gambar 4.11 Struktur mikro nugget tanpa gas pelindung …………………....... 31

Gambar 4.12 Struktur mikro nugget gas argon ……………………………...... 32

Gambar 4.13 Struktur mikro nugget gas CO2 ………………………………. .. 33

Gambar 4.14 Pengeplotan perhitungan besar butir dengan metode Heyn

(Intercept) ………………………………………………………. 35

Gambar 4.15 Diameter rata-rata butir pada HAZ 5052 ………………………. 36

Gambar 4.16 Diameter rata-rata butir pada HAZ 6061…………………….…. 37


commit to user

xii

Gambar 4.17 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada

tegangan listrik 2,30 V ……………………………………….… 38


tegangan listrik 2,67 V ………………………………………….. 39


tegangan listrik 3,20 V ………………………………………….. 39

Gambar 4.20 Pengaruh tegangan listrik terhadap tensile load bearing capasity

sambungan las titik ……………………………………………... 41

Gambar 4.21 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser tanpa gas

pelindung ……………………………………………….…........ 42

Gambar 4.22 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser dengan gas argon.. 43

Gambar 4.23 Jenis kegagalan setelah pengujian tarik geser dengan gas CO2 .. 44


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sifat-sifat argon ………………………………………………… 13

Table 2.2 Sifat-sifat karbon dioksida ……………………………………… 14

Table 3.1 Komposisi kimia AA 5052 dan AA 6061 ……………………… 17


commit to user

xiv

DAFTAR RUMUS

Halaman

Rumus 4.1 Rumus jumlah titik potong persatuan panjang .............................. 35

Rumus 4.2 Nilai intercept lineal rata-rata untuk setiap bidang …………...… 35

Rumus 4.3 Rumus G number ……………………………………………….. 36


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Print Out hasil uji Geser Tarik

Lampiran 2 Data kekerasan Mikro Vickers

Lampiran 3 Data ukuran diameter dengan medote heyn

Lampiran 4 Standar AWS D8.9 untuk uji Geser Tarik

Lampiran 5 Standar ASTM E92 untuk uji micro vickers hardness

Lampiran 6 Standar ASTM E407 untuk etsa material

Lampiran 7 Standar ASTM E112 untuk mencari ukuran butir rata – rata

Lampiran 8 Data Sheet AA 5052

Lampiran 9 Data Sheet AA 6061

program studi teknik mesin fakultas teknik … · sifat mekanik sambungan las titik ... resistance...

Documents