smaw, gtaw, gmaw) dengan bahan mild steeleprints.ums.ac.id/40166/28/halaman depan.pdf · modulus...
TRANSCRIPT
i
TUGAS AKHIR
ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN
(SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN MILD STEEL
DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA SPRING BACK
Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu
Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun oleh:
SHODIQ NUGROHO
NIM : D200 10 0002
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
NOVEMBER 2015
ii
iii
iv
v
vi
HALAMAN MOTTO
Barang siapa membiasakan diri untuk beristigfar, ALLAH akan
memberikan jalan keluar baginya dari setiap kesulitan
(HR. Abu Daud)
Raihlah ilmu,dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar
(Khalifa Umar)
Karena sesungguhnya allah akan mendatangkan kemudahan setelah kita
ditimpa kesusahan
(QS Al-insyiroh ayat 5-6)
vii
ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW)
DENGAN BAHAN MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP
FENOMENA SPRING BACK
Shodiq Nugroho Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : [email protected]
ABSTRAKSI
Waktu ini teknik pengelasan telah dipergunakan secara luas dalam penyambungan batang-batang pada kontruksi bangunan baja dan kontruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena kontruksi bangunan dan mesin yang dibuat dengan mempergunakan teknik pengelasan ini menjadi lebih ringn dan proses pembuatanya juga lebih sederhana. Perusahaan manufakturing otomotif secara global menggunakan proses penyambungan metalurgi atau pengelasan. Proses pengelasan terdapat berbagai permasalahan yang terjadi diantaranya diantaranya deformasi dan perubahan struktur mikro.
Penelitian ini akan membahas tentang pengaruh metode pengelasan las SMAW, las GTAW, las GMAW, terhadap fenomena spring back Dengan menggunakan pengujian U bending.
Dari hasil pengujian didapat nilai-nilai perbedaan dari setiap proses pengelasan untuk nilai kekuatan tarik spesimen, nilai modulus elastisutas tertinggi yaitu pada proses pengelasan GMAW sebesar 1533,333 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -2 mm, sisi kanan -2 mm, sedangkan untuk pengelasan GTAW sebesar 1433,333 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -0,8 mm, sisi kanan -1 mm , pengelasan SMAW sebesar1457,894 N/mm2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -1 mm, sisi kanan -1 mm.
Kata kunci : Pengelasan SMAW, GTAW, GMAW, U Bending, Spring Back.
viii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya,
bangga, haru, serta bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai
cobaan, halangan maupun rintangan dalam perjuangan yang panjang,
saya persembahkan tugas akhir ini kepada :
1. Bapak dan Ibu saya tercinta yang selalu mendoakan, memberi
dukungan secara finansial, tenaga serta dorongan sepanjang waktu
sampai mengantarkan saya sebagai seorang sarjana Teknik Mesin.
2. Semua sahabat - sahabatku Aji Ageng Yuwono, Agung Wahyu
Jadmoko, Agus Pranoto Syah, Mustahfirin, Yusuf Bakhtiar, Nurul
Huda yang selalu membantu dan memberi solusi dalam
menyelesaikan proses tugas akhir sampai selesai.
3. Seluruh keluarga besarku, terima kasih atas semua dukungan dan
semangatnya yang selalu saya dengar setiap waktu.
4. Semua teman – temanku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta angkatan 2010 yang senantiasa memberi dukungan untuk
menyelesaikan tugas akhir saya.
5. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku kepala laboratorium metalurgi
Teknik Mesin, terimakasih banyak telah memberikan ijin dan
kesempatan untuk menyelesaikan penelitian tugas akhir saya sampai
selesai.
ix
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah, saya panjatkan kepada allah SWT atas
segala rahmat dan nikmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian
ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul “ANALISA PENGARUH
METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN
MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA
SPRING BACK” dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak.
Untuk itu dlam kesempatan ini saya selaku penulis dengan segala hormat
dan ketulusan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
penghargaan sebesar – besarnya kepada :
1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST, MSc., Ph.D, selaku jurusan Teknik
Mesin.
3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D., selaku Dosen
pembimbing I yang telah membimbing serta bersedia meluagkan
waktunya untuk memberikan arahan dan penjelasan dalam penulisan
Tugas Akhir ini.
4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT., selaku Dosen pembimbing II
yang telah bersedia memberikan bimbingan dan arahan dalam
penyusunan Tugas Akhir ini
5. Bapak Joko Sedyono., Ph.D., selaku Dosen penguji yang telah
memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir.
6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah
Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.
7. Bapak dan ibuk tercinta yang selalu memberikan doa beserta
dukungannya, perhatian serta kasih sayang yang begitu istimewa dan
sangat luar biasa.
x
8. Teman – teman angakatan 2010 yang banyak memberikan motivasi
dan semangat bagi penulis
9. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan terimakasih atas
dukungannya.
Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan, oleh
karena itu kritik dan saran bersifat membangun dari pembaca akan
penulis terima dengan senang hati dan penulis ucapkan banyak terima
kasih. Semoga semua amal baik yang diberikan semua pihak kepada
penulis akan mendapat balasan yang lebih baik dan sempurna dari Allah
SWT.
Surakarta, November 2015
Shodiq Nugroho
xi
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR ......................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. iv
LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .......................................................... v
HALAMAN MOTTO .............................................................................. vi
ABSTRAKSI ....... ................................................................................. vii
HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................... viii
KATA PENGANTAR ............................................................................ ix
DAFTAR ISI ......................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ................................................................................. xvi
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1. Latar Belakang .................................................................. 1
1.2. Tujuan Penelitian .............................................................. 3
1.3. Manfaat Penelitian ............................................................ 4
1.4. Batasan Masalah .............................................................. 4
1.5. Sistematika Penulisan ....................................................... 5
BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA ...................... 7
2.1. Kajian Pustaka ................................................................. 7
2.2. Landasan Teori ................................................................. 9
xii
2.3. Teori Elastisitas ................................................................. 18
2.3.1. Defleksi .............................................................. 19
2.3.2. Tegangan ............................................................ 20
2.3.3. Regangan ............................................................ 21
2.3.4. Hubungan tegangan-regangan ............................ 22
2.3.5. Deformasi elastis .................................................. 25
2.3.6. Deformasi plastis .................................................. 26
2.4. Teori Plastis ...................................................................... 26
2.5. Teori Spring Back ............................................................. 27
BAB III METODE PENELITIAN ............................................................ 31
3.1. Diagram Aril Penelitian ..................................................... 31
3.2. Bahan dan Alat ................................................................. 32
3.2.1. Alat ...................................................................... 32
3.2.2. Bahan .................................................................. 32
3.3. Pembuatan Spesimen ...................................................... 33
3.4. Langkah pengujian Spesimen .......................................... 39
3.4.1. Pengujian Tarik ................................................... 39
3.4.2. Pengujian U Bending ........................................... 40
3.4.3. Pengukuran Spring Back ..................................... 41
3.5. Rancangan Analisis Data ................................................. 42
3.6. Kesulitan Penelitian ......................................................... 43
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN .............................. 44
4.1. Hasil Penelitian ................................................................. 44
4.1.1. Pengujian tarik ..................................................... 44
4.1.2. Pengujian U bending ............................................ 51
4.2. Analisis hasil pengujian .................................................... 54
4.2.1. Analisis nilai pengujian tarik ................................. 54
4.2.2. Analisis nilai pengujian U bending ........................ 55
xiii
4.3. Pengaruh Metode Pengelasan Terhadap Fenomena
Spring Back ...................................................................... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... 59
5.1. Kesimpulan ....................................................................... 59
5.2. Saran ........ ....................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 penyimpangan sudut akibat gaya spring back ................. 2
Gambar 2.1. jenis sambungan las ....................................................... 12
Gambar 2.2. jenis las busur listrik (arc welding)................................... 13
Gambar 2.3 Mesin Las SMAW. teknologi pengelasan:2011 ................ 14
Gambar 2.4 Mesin Las GTAW. teknologi pengelasan:2011 ................ 15
Gambar 2.5 Mesin Las GMAW. teknologi pengelasan:2011 ............... 17
Gambar 2.6 Defleksi akibat pembebanan ............................................ 20
Gambar 2.7 diagram tegangan regangan ............................................ 24
Gambar 2.8 spring back ...................................................................... 28
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ..................................................... 31
Gambar 3.2 Mesin las SMAW. INLASTEK (Institut teknologi
pengelasan) ...................................................................... 33
Gambar 3.3 Mesin las GTAW. INLASTEK (Institut teknologi
pengelasan) ...................................................................... 34
Gambar 3.4 Mesin Las GMAW. . INLASTEK (Institut teknologi
pengelasan) ...................................................................... 35
Gambar 3.5 Hasil Pengelasan SMAW ................................................. 36
Gambar 3.6 Hasil Pengelasan GTAW ................................................. 36
Gambar 3.7 Hasil Pengelasan GMAW ................................................. 37
Gambar 3.8 Spesimen Uji Tarik ........................................................... 37
Gambar 3.9 Spesimen Uji U Bending .................................................. 38
Gambar 3.10 Spesimen Uji tarik dan Uju U Bending ........................... 38
Gambar 3.11 tool die set untuk uji U Bending ...................................... 40
Gambar 3.12 gambar pengambilan data spring back .......................... 42
xv
Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik ........................................................... 44
Gambar 4.2 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan SMAW ....... 45
Gambar 4.3 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan SMAW ........ 45
Gambar 4.4 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan SMAW ........ 45
Gambar 4.5 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GTAW ........ 46
Gambar 4.6 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GTAW......... 46
Gambar 4.7 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GTAW......... 46
Gambar 4.8 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GMAW ........ 47
Gambar 4.9 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GMAW ........ 47
Gambar 4.10 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GMAW ..... 47
Gambar 4.11 grafik uji tarik spesimen 1 pada tanpa pengelasan ....... 48
Gambar 4.12 grafik uji tarik spesimen 2 pada tanpa pengelasan ....... 48
Gambar 4.13 grafik uji tarik spesimen 3 pada tanpa pengelasan ....... 48
Gambar 4.14 Histogram hubungan antara modulus elastisitas
dengan variasi pengelasan dan tanpa pengelasan .............................. 51
Gambar 4.15 Spesimen uji U bending ................................................. 51
Gambar 4.16 hasil uji U bending .......................................................... 52
Gambar 4.17 spring back uji U bending ............................................... 52
Gambar 4.18 hasil pengujian uji U bending ......................................... 55
Gambar 4.19 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kiri ......... 56
Gambar 4.20 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kanan ..... 56
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. klasifikasi dari penyambungan logam ................................ 10
Tabel 4.1 Dimensi spesimen uji tarik ................................................... 44
Tabel 4.2 Hasil uji tarik ......................................................................... 49
Tabel 4.3 Hasil data pengujian uji tarik dengan variasi pengelasan
dan titik luluh ...................................................................................... 50
Tabel 4.4 Dimensi plat uji bending ....................................................... 52
Tabel 4.5 Hasil pengujian U bending ................................................... 53
Tabel 4.6 Nilai koefisien spring back hasil pengujian U bending ......... 54
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
1. Laporan proses pengelasan spesimen.
2. Hasil pengujian komposisi base metal.
3. Hasil pengujian U bending dengan menggunakan kertas blok mili
meter dengan cara di mal.