tugas akhir analisa kemampuan tarik plat tailor …eprints.ums.ac.id/42147/28/halaman depan...

18
TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR WELDED BLANKS DENGAN KETEBALAN 0,7 MM DAN 1,5 MM MENGGUNAKAN LAS SHIELDED METAL ARC WELDING PADA PROSES CUP DRAWING Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh: ANGGA PRIHATMAJA NIM : D200 11 0010 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2016

Upload: others

Post on 02-Sep-2019

22 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

TUGAS AKHIR

ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR WELDED BLANKS

DENGAN KETEBALAN 0,7 MM DAN 1,5 MM MENGGUNAKAN

LAS SHIELDED METAL ARC WELDING

PADA PROSES CUP DRAWING

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh:

ANGGA PRIHATMAJA

NIM : D200 11 0010

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2016

Page 2: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

ii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul

“ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TWB DENGAN KETEBALAN

0,7 MM DAN 1,5 MM MENGGUNAKAN LAS SMAW PADA PROSES

CUP DRAWING” yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat

memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta. Sejauh saya ketahui bukan merupakan tiruan

atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan pernah dipakai

untuk mendapatkan gelar kesarjanaan dilingkungan Universitas

Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali sebagian

sumber informasinya saya cantumkan sebagaimana mestinya.

Surakarta, Februari 2016

Yang Menyatakan

Angga Prihatmaja

Page 3: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

iii

Page 4: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

iv

Page 5: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

v

Page 6: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

vi

HALAMAN MOTTO

Sesungguhnya orang yang menunjukan kebaikan akan mendapat pahala

sama dengan orang yang melakukannya

(HR. Tirmidzi)

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)

Page 7: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

vii

ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR WELDED BLANKS DENGAN KETEBALAN 0,7 MM DAN 1,5 MM DENGAN

MENGGUNAKAN LAS SMAW PADA PROSES CUP DRAWING

Angga Prihatmaja

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email : [email protected]

ABSTRAKSI

Pengujian ini dilakukan untuk mengembangkan sistem teknologi tailor welded blanks pada sambungan beda ketebalan plat. Diharapkan metode ini lebih efektif dalam waktu proses serta produksi secara masal. Tujuan dari pengujian ini untuk mengetahui hasil kekuatan tarik optimum pada variasi sudut lajur pengelasan SMAW. Selain itu untuk mengetahui kemungkinan kerusakan dan cacat pada las yang terjadi sesudah dilakukan proses cup drawing.

Pada penelitian ini, metode yang digunakan untuk proses pengujian adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan 0,7 mm dan 1,5 mm. Sambungan yang diuji meliputi lajur sudut

pengelasan 0⁰, 45⁰,dan 90⁰.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, penulis telah mendapatkan hasilpengujian.pada variasi sudut sambungan pengelasan

0⁰ didapatkan kekuatan tarik tertinggi sebesar 14,4 N/mm2 yaitu pada

variasi tebal plat 1,5 mm dengan 1,5 mm, sedangkan pada variasi sudut

sambungan pengelasan 45⁰ didapatkan kekuatan tarik tertinggi sebesar

13,5 N/mm² yaitu pada variasi tebal plat 1,5 mm dengan 1,5 mm, dan

pada variasi sudut sambungan pengelasan 90⁰ didapatkan kekuatan tarik

tertinggi sebesar 28,6 N/mm² yaitu pada variasi tebal plat 1,5 mm dengan 1,5 mm. Dari ketiga variasi sambungan tersebut tidak ada yang mengalami patah sambungan las pada saat pengujian cup drawing. Maka dari itu hasil sambungan terbesar didapatkan pada sambungan lajur sudut

las 90⁰, dan sambungan terkecil didapatkan pada sambungan lajur sudut

las 45⁰.

Kata kunci : Las SMAW, Tailor Welded Blanks, Cup Drawing.

Page 8: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

vii

THE ANALYSIS OF THE TENSILE STRENGTH OF TAILOR WELDED BLANKS PLATE WITH THE THICKNESS OF 0,7 MM

AND 1,5 MM BY USING SMAW WELDING ON THE CUP DRAWING PROCESS

Angga Prihatmaja

Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura

Email : [email protected]

ABSTRACT

This test was conducted to develop a tailor welded blanks technology system on the joint of different thicknesses of the plates. It is expected to be more effective in the processing time as well as mass production. The purpose of this test is to find the optimum tensile strength results in the variation of the angle of SMAW welding lines. In addition, it is to find the possibility of damages and defects in the weld that occur after the cup drawing process.

The method used in the testing process was the tensile and drawing cup tests. The plates used were with a thickness of 0.7 mm and

1.5 mm. The tested joint included the 0⁰, 45⁰, and 90⁰ welding angles.

Based on the research, the researcher obtained the results. In

the 0⁰ angle variation of joint welding, the highest tensile strength is 14,4 N / mm2 which is on the variation of plate thickness of 1,5 mm by 1,5

mm, while in the 45⁰ angle variation of joint welding, the highest tensile strength is 13,5 N / mm² which is on the variation of plate thickness of 1,5

mm by 1,5 mm, and in the 90⁰ angle variation of joint welding, the highest tensile strength is 28,6 N / mm² which is on the variation of plate thickness of 1,5 mm by 1,5 mm. From those three variations of the joint, there is none experiencing a break on the joint of the welding during the

cup drawing test. Thus, the biggest joint result is obtained at the 90⁰ welding angle, and the smallest joint result is obtained at the 45⁰ welding angle.

Keywords : SMAW welding, Tailor Welded Blanks, Cup Drawing.

Page 9: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

viii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya.

Alhamdulillah kami selalu bersyukur atas kemampuan sederhana yang

kami miliki. Rasa 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, Ibu, Kakak dan Adik saya tercinta yang selalu mendoakan,

memberi dukungan baik secara materi dan sepiritual, atas motivasi

serta tenaga beliau yang tersalur dan terasa sampai saat ini telah

menghantarkan saya menjadi seorang sarjana Teknik Mesin.

2. Adiku Qomaroh tercinta yang tak henti-hentinya selalu memberi

dorongan untuk semangat melanjutkan hidup.

3. Aji Gun, Aji komeng, Dwi, Edi Nugo, Endri, Fiqri, Ferdian, Herlambang,

Nova selaku teman seperjuangan di tugas akhir.

4. Andi, Wakhid, Harjo, dan Exno, selaku saudaraku dari Pekalongan

yang banyak memberi diskusi dan semangat.

5. Semua saudaraku terhebat dan tangguh sehidup seperjuangan di

angkatan 2011 teknik mesin UMS surakarta tercinta ini.

6. Keluarga Asisten Laboratorium Teknik Mesin UMS , Keluarga Unit

Produksi, dan CV Mitra Mandiri. Terima kasih atas dukungan,

kerjasama dan semangat kerja.

Page 10: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

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 KEMAMPUAN TARIK

PLAT TWB DENGAN KETEBALAN 0,7 MM DAN 1,5 MM

MENGGUNAKAN LAS SMAW PADA PROSES CUP DRAWING” dapat

terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam

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 Nur Muntaha A.N, ST., Pg.Dip., selaku Dosen penguji yang

telah memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah

Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir.

7. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan terimakasih atas

dukungannya.

Page 11: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

x

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, Februari 2016

Angga Prihatmaja

Page 12: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

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

1.2. Perumusan Masalah ......................................................... 5

1.3. Batasan Masalah .............................................................. 5

1.4. Tujuan Penelitian .............................................................. 6

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................ 7

1.6. Sistematika Penulisan ....................................................... 7

Page 13: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xii

BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjaua Pustaka ............................................................... 9

2.2. Landasan Teori ................................................................. 11

2.2.1. Las Shielded Metal Arc Welding (SMAW) ............ 11

2.2.2. Cup Drawing ....................................................... 14

2.2.3. Dies ..................................................................... 14

2.2.4. Clearance Cup Drawing ....................................... 18

2.2.5. Gaya Tekan Pada Proses Drawing ...................... 18

2.2.6. Gaya Blank Holder ............................................... 20

2.3. Teori Elastisitas ................................................................. 27

2.3.1. Tegangan ............................................................ 27

2.3.2. Regangan ............................................................ 28

2.3.3. Hubungan tegangan-regangan ............................ 29

2.3.4. Deformasi elastis .................................................. 32

2.3.5. Deformasi plastis .................................................. 33

2.4. Teori Plastis ...................................................................... 33

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ..................................................... 35

3.2. Gambar Desain ................................................................. 36

3.3. Bahan dan Alat ................................................................. 37

3.3.1. Alat ...................................................................... 37

3.3.2. Bahan .................................................................. 37

3.4. Pembuatan Dies dan punch .............................................. 38

3.5. Pembuatan Spesimen ....................................................... 39

3.6. Pengujian Spesimen ........................................................ 44

3.6.1. Pengujian Tarik ................................................... 44

3.6.2. Pengujian Cup drawing ....................................... 45

Page 14: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xiii

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian ................................................................. 47

4.1.1. Pengujian tarik ..................................................... 47

4.1.2. Pengujian Cup Drawing ........................................ 57

4.2. Analisis hasil pengujian .................................................... 61

4.2.1. Analisis nilai pengujian tarik ................................. 61

4.2.2. Analisis pengujian cup drawing ............................ 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ....................................................................... 63

5.2. Saran ........ ....................................................................... 64

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 15: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Proses cup drawing ........................................................ 2

Gambar 1.2 Cacat kerutan (wrinkling) ................................................ 4

Gambar 2.1. panel bodi mobil .............................................................. 10

Gambar 2.2. Mesin Las SMAW ............................................................ 12

Gambar 2.3 Dies (cetakan) ................................................................. 15

Gambar 2.4 Proses Penekanan Blank Holder ..................................... 16

Gambar 2.5 Susunan drawing punch, blank holder dan drawing ring .. 21

Gambar 2.6 Diagram tegangan regangan ........................................... 31

Gambar 3.1 Punch, Blank Holder, Dies ............................................... 36

Gambar 3.2 Proses pembuatan Dies ................................................... 38

Gambar 3.3 Mesin shearing ................................................................. 39

Gambar 3.4 Hasil proses pemotongan ................................................ 40

Gambar 3.5 Proses penjepitan sebelum proses pengelasan ............... 41

Gambar 3.6 Hasil pengelasan.............................................................. 41

Gambar 3.7 Dimensi standar ASTM tipe E 8 ....................................... 42

Gambar 3.8 Spesimen Uji Tarik ........................................................... 43

Gambar 3.9 Alat uji tarik ...................................................................... 43

Gambar 3.10 Hasil pembuatan spesimen uji cup drawing ................... 46

Gambar 3.11 Alat Uji cup drawing ....................................................... 46

Gambar 4.1 Geometri spesimen Uji Tarik ............................................ 47

Gambar 4.2 Grafik uji tarik pada raw material plat 0,7 mm .................. 48

Gambar 4.3 Grafik uji tarik pada raw material plat 1,5 mm .................. 49

Page 16: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xv

Gambar 4.4 Grafik uji tarik sambungan 0⁰ plat 0,7 mm

dengan 0,7 mm .................................................................................. 50

Gambar 4.5 Grafik uji tarik sambungan 0⁰ plat 1,5 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 50

Gambar 4.6 Grafik uji tarik sambungan 0⁰ plat 0,7 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 51

Gambar 4.7 Grafik uji tarik sambungan 45⁰ plat 0,7 mm

dengan 0,7 mm .................................................................................... 52

Gambar 4.8 Grafik uji tarik sambungan 45⁰ plat 1,5 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 52

Gambar 4.9 Grafik uji tarik sambungan 45⁰ plat 0,7 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 53

Gambar 4.10 Grafik uji tarik sambungan 90⁰ plat 0,7 mm

dengan 0,7 mm .................................................................................... 54

Gambar 4.11 Grafik uji tarik sambungan 90⁰ plat 1,5 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 54

Gambar 4.12 Grafik uji tarik sambungan 90⁰ plat 0,7 mm

dengan 1,5 mm .................................................................................... 55

Gambar 4.13 Hasil pengujian plat ketebalan 1,5 mm .......................... 57

Gambar 4.14 Hasil pengujian plat ketebalan 0,7 mm .......................... 58

Gambar 4.15 Hasil pengujian plat ketebalan 1,5 mm dan 0,7 mm....... 58

Gambar 4.16 Hasil pengujian plat ketebalan 1,5 mm dan 1,5 mm....... 59

Gambar 4.17 Hasil pengujian plat ketebalan 1,5 mm dan 1,5 mm....... 60

Page 17: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Level parameter .................................................................. 17

Tabel 2.2 Limiting Drawing Ratio (β max) pada material ..................... 18

Tabel 2.3 Correction value n = ƒ(βactual) ............................................ 19

Tabel 3.1 Ukuran dimensi standar ASTM tipe E 8 ............................... 42

Tabel 4.1 Ukuran Dimensi spesimen uji tarik ....................................... 47

Tabel 4.2 Hasil Data Pengujian Tarik raw material .............................. 49

Tabel 4.3 Hasil Data hubungan antara tegangan rata-rata ,

regangan rata-rata dan modulus elastisitas pada

pengujian tarik dengan variasi sambungan sudut

pengelasan. ........................................................................ 56

Tabel 4.4 Hasil data kekuatan tekan mesin pres pada saat proses

cup drawing ......................................................................... 60

Page 18: TUGAS AKHIR ANALISA KEMAMPUAN TARIK PLAT TAILOR …eprints.ums.ac.id/42147/28/HALAMAN DEPAN OK.pdf · adalah uji tarik dan uji cup drawing. Plat yang digunakan yaitu dengan ketebalan

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

1. Hasil pengujian komposisi base metal.

2. Hasil grafik pengujian tarik.