tugas akhir analisis kekuatan las berbahan

i

TUGAS AKHIR

ANALISIS KEKUATAN LAS BERBAHAN ALUMINIUM

MAMPU LAS TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Dan Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta

Disusun oleh :

GALIH EDI WIDODO NIM : D 200 05 0038

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITA MUHAMADIYAH SURAKARTA

2013

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dengan judul :

Analisis Kekuatan Las

Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis

Yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh derajat

sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan

tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau

pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan

Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kecuali

bagian yang sumber informasinya saya cantumkan mana mest

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI


Analisis Kekuatan Las Berbahan Aluminium Mampu Las

Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis




iruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau



bagian yang sumber informasinya saya cantumkan mana mestinya.

Surakarta,

Yang menyatakan

Galih Edi Widodo


Berbahan Aluminium Mampu Las




iruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau



inya.

2010

Yang menyatakan

Galih Edi Widodo

vi

MOTTO

Ø Sesungguhnya sholatku ibadahku,hidup dan matiku hanya untuk

Alloh SWT.

Ø Kegagalan adalah keberhasilan yang tertunda

Ø Jadilah dirimu sendiri

Ø Tidak ada jalan yang mewah yang di tempuh untuk mempelajari

sebuah ilmu

Ø Niat dulu baru bekerja

Ø Hadapi kegagalan dengan pikiran yang positif dan jangan takut

untuk mencoba lagi

Ø Lebih baik merasakan terjatuh saat belajar untuk bias daripada

hanya terdiam dan membayangkan hal tersebut

vii

PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada :

1. Alloh SWT yang selalu memberikan nikmat dan rahmat pada umatNYA.

2. Ayah Muchamad Gempur serta ibunda Suwarni yang selalu

melimpahkan kasih sayang serta doa yang tiada hentinya disetiap

langkahku

3. Kakak Sadono dan adikku Nandow yang selalu memberiku semangat

4. Sahabat – sahabatku Partom, Komeng , Dany, Anton, Yoga, serta

teman- teman lain yang selalu memberiku dukungan serta semangat

5. Teman – teman almamater UMS

viii

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Alloh

SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah- NYA sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam mudah –

mudahan tetap pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW, keluarga serta

sahabatnya.

Tugas akhir ini disusun guna melengkapi persyaratan untuk

menyelesaikan program studi S- 1 pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik

Mesin Universitas Muhamadiyah Surakarta. Bersama ini penulis

mengucapkan terimakasih dan penghargaan setinggi- tingginya kepada

semua pihak yang telah memberikan dukungan nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Kemudian dengan selesainya Tugas Akhir ini , penulis

mengucapkan terimakasih kepada :

1. Ir. Agus Riyanto, MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhamadiyah Surakarta .

2. Ir. Sartono Putro, MT., selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhamadiyah Surakarta .

3. Ir. Agus Hariyanto, MT., selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir yang

telah memberikan dorongan serta arahan dalam penyusunan Tugas

Akhir ini.

4. Agus Yulianto, ST. MT., selaku dosen pembimbing II yang telah

berkenan meluangkan waktu dalam memberikan arahan dan

bimbingan dalam penulisan Tugas Akhir ini.

5. Pimpinan beserta staf Tata Usaha di Jurusan Teknik Mesin.

6. Staf laboraturium metalurgi dan bahan teknik jurusan Teknik Mesin

UGM, terimakasih atas segala bantuanya.

Penulis menyadari sepenuhnyamasih banyak kekurangan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini. Namun demikian , penulis berharap semoga

Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi

pada umumnya, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis

harapkan.

ix



Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca


Surakarta 2011

Galih Edi Widodo



penulis khususnya dan pembaca


Surakarta 2011

Galih Edi Widodo

x

Analisis Kekuatan Las Berbahan Aluminium Mampu Las Terhadap Sifat Fisis Dan Mekanis

Galih Edi Widodo, Agus Hariyanto, Agus Yulianto Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhamadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Sukoharjo

ABSTRAK

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan sambungan las aluminium dari dua macam pengelasan yang berbeda yaitu las TIG ( Tungsten Inert Gas ) dan Oxy – Acetylene terhadap sifat fisis dan mekanis. Material digunakan adalah aluminium jenis 6063 dengan tebal ± 5mm dan lebar 25mm yang disambung masing – masing dengan las TIG dan Oxy- Acetylene. Tipe sambungan las mengunakan sambungan tumpul (butt joint) dengan sudut kampuh 600. Kemudian untuk mengetahui sifat fisis dan mekanis material setelah dilas dilakukan beberapa pengujian meliputi : pengujian komposisi kimia menggunakan standar ASTM E34, pengujian struktur mikro pada bagian logam induk, logam las, dan logam HAZ ( Heat Affected Zone ) menggunakan standar ASTM E3, dan pengujian impak menggunakan standar JIS-Z2202 dan pengujian tarik menggunakan standar JIS-Z2201 . Hasil pengujian koposisi kimia didapatkan unsur – unsur penyusun dengan prosentase aluminium (AL) 97,76 %, silikon (Si) 0,48%, magnesium (Mg) 0,41 %, tembaga (Cu) 0,15%. Pengujian struktur mikro pada logam induk terlihat butiran – butiran Mg2Si berwarna gelap dan halus. pada daerah HAZ ( Heat Affected Zone ) untuk pengelasan Acetylene butiran Mg2Si terlihat berukuran lebih besar dan cenderung merapat, sedangkan untuk las TIG butiran terlihat berbentuk guratan kecil. Pada logam las Acetylene butiran struktur mikro lebih besar dibanding dengan las TIG. Harga impak tertinggi pada raw material yaitu 0,39 joule/mm2, kemudian pengelasan TIG sebesar 0, 12 joule/mm2 ,dan pada pengelasan Acetylene sebesar 0,07 joule/mm2 . Kekuatan tarik maksimal pada raw material yaitu 176,3 N/mm2 kemudian pada las TIG sebesa 125,4 N/mm2, dan pada las Oxy- Acetylene sebesar 114,2 N/mm2 .

Kata kunci : “ Aluminium”, “HAZ”, “TIG”,”Oxy-Acetylene”.

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDU ..................................................................................... i

LEMBAR SOAL ........................................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ..................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... v

MOTO ...................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN ...................................................................................... vii

KATA PENGANTAR............................................................................... viii

ABSTRAK ................................................................................................ x

DAFTAR ISI ............................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xv

DAFTAR TABEL ...................................................................................... xvii

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

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

1.2 Tujuan Penelitian ............................................................... 3

1.3 Manfaat Penelitian .............................................................. 3

1.4 Perumusan Masalah ........................................................... 4

1.5 Batasan Masalah ................................................................ 4

1.6 Metode Penelitian .............................................................. 5

1.7 Sistematika Penulisan ........................................................ 6

BAB II LANDASAN TEORI .......................................................... 8

xii

2.1. Tinjauan Pustaka ................................................................ 8

2.2. Landasan Teori .................................................................. 9

2.2.1.Aluminium .................................................................. 9

A. Jenis- Jenis Aluminum .................................................. 11

B. Sifat Mampu Las aluminium........................................... 20

2.2.2. Las Tig ...................................................................... 22

2.2.3. Las Karbit .................................................................. 24

2.2.4.Logam Pengisi ( filler metal ) ...................................... 28

2.2.5. Jenis Sambungan Las ............................................... 29

2.2.6.Pengujian Sifat Fisis Dan Mekanis Material .............. 34

2.2.6.1.Pengujian Sifat Fisis ............................................... 34

2.2.6.2.Pengujian Sifat Mekanis .......................................... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................. 34

3.1. Bahan .................................................................................. 34

3.1.1.plat Aluminium ............................................................ 34

3.1.2 logam Pengisi( fiiler ) ................................................... 34

3.2. Alat Penelitian ...................................................................... 44

3.3. Metode Penelitian ................................................................ 39

3.3.1.Diagram Alur Penelitian Penelitian ............................. 39

3.3.2.Urutan Pelaksanaan Penelitian .................................. 50

3.4. Pelaksanaan pengujian ....................................................... 54

xiii

3.4.1. Pengujian Komposisi Kimia ...................................... 54

3.4.2. pengujian struktur Mikro ........................................... 55

3.4.3. Pengujian Impak ...................................................... 55

3.4.4 .Pengujian Tarik ........................................................ 57

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..................... 59

4.1 Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia ............................. 59

41.1 Pembahasan Pengujian Komposisi Kimia ............... 59

4.2. Data Hasil Pengujian Struktur Mikro ................................. 60

4.2.1. Data Hasil Pengujian ............................................... 61

4.2.2. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro ................... 62

4.3. Data Hasil Pengujian Impak ................................................ 63

4.3.1. Hasil Uji Impak Aluminium Las Tig ........................... 63

4.3.2 .Hasil Uji Impak Aluminium Las OAW ........................ 64

4.3.3. Hasil Uji Impak Aluminium Tanpa Las ...................... 64

4.3.4. Pembahasan Hasil Uji Impak ................................... 66

4.4. Data Hasil Pengujian Tarik ................................................. 66

4.4.1. Hasil Uji Tarik Rata- rata Aluminium ....................... 66

. 4.4.2. Grafik Hubungan Tegangan dengan Regangan

Pengujian Tarik Aluminium ................................................. 67

4.4.3. Grafik Hubungan Modulus Elastisitas dengan

Regangan Pengujian Tarik Aluminium ................................ 68

4.4.4. Grafik Hubungan Antara Tegangan dan Modulus

Elastisitas Dengan Regangan Hasil Pengujian Tarik .......... 70

4.5. Pembahasan Hasil Uji Tarik................................................ 71

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................. 73

5.1.Kesimpulan ....................................................................................... 73

5.2.Saran - saran .................................................................................... 73

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar .2.1. Struktur mikro aluminium murni .......................................... 12

Gambar .2.2. Struktur mikro Al- Cu .......................................................... 14

Gambar .2.3. Struktur mikro Al- Mg .......................................................... 16

Gambar .2.4. Struktur mikro Al- Mg- Si .................................................... 19

Gambar .2.5. Letak elektroda wolfram pada las Tig ................................. 22

Gambar .2.6. Jenis nyala api netral pad alas asetilin ............................... 25

Gambar .2.7. Jenis nyala api asetiline pada las asetiin ............................ 25

Gambar .2.8. Jenis nyala api oksigen lebih pad alas asetilen .................. 26

Gambar.2.9. Skema alat las oxi-acetylene ............................................... 27

Gambar.2.10. Jenis- jenis sambungan dasar ........................................... 30

Gambar.2.11. Macam- macam sambungan T .......................................... 31

Gambar.2.12. Sambungan tumpang ........................................................ 32

Gambar.2.13. Sambungan sisi ................................................................. 33

Gambar.2.14. Sambungan dengan penguat ............................................ 33

Gambar.2.15. Hubungan beban tarik dengan pertambahan panjang ...... 40

Gambar.3.1. material plat aluminium 6063 ............................................... 43

Gambar .3.2. Kawat pengisi ( filler ) ......................................................... 44

Gambar.3.3. Alat uji komposisi kimia ....................................................... 45

Gambar .3.4. Alat uji struktur mikro .......................................................... 46

xv

Gambar .3.5. Alat uji impak ...................................................................... 46

Gambar .3.6. Alat uji tarik ......................................................................... 47

Gambar .3.7. Alat las oxy – acetylene ...................................................... 48

Gambar 3.8. Alat las TIG ......................................................................... 48

Gambar .3.9. Diagram alir penelitian ........................................................ 49

Gambar .3.10. Proses pengelasan las karbit ........................................... 51

Gambar .3.11. Proses pengelasan TIG .................................................... 52

Gambar .3.12. Skema spesimen uji impak (JIS-Z2202) ........................... 56

Gambar .3.13. Skema spesimen uji tarik (JIS-Z2201) .............................. 58

Gambar.4.1. Gambar struktur mikro logam induk aluminium ................... 61

Gambar.4.2. Struktur mikro aluminium paduan seri 6063 sebagai pembanding ........................................................................ 61

Gambar.4.3. Gambar struktur mikro aluminium pada proses las asetilin . 62

Gambar.4.4. Gambar struktur mikro aluminium pada proses las TIG ...... 62

Gambar.4.5. Histogram perbandingan harga impak aluminium ............... 65

Gambar.4.6. Histogram perbandingan energi terserap pengujian

impak aluminium ................................................................. 65

Gambar4.7. Grafik hubungan tegangan dengan regangan hasil

pengujian tarik aluminium proses las TIG ............................ 67

Gambar4.8. Grafik hubungan antara tegangan dengan regangan

hasil pengujian tarik aluminium proses las 0xy-

acetylene ............................................................................. 67

Gambar4.9. Grafik hubungan antara tegangan dengan regangan

xvi

hasil pengujian tarik aluminium tanpa proses las ( raw ) ...... 68

Gambar4.10. Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las

TIG ...................................................................................... 68

Gambar4.11.Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium proses las

asetilin ................................................................................. 69

Gambar4.12.Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan

regangan hasil pengujian tarik aluminium tanpa proses

las ( raw ) ............................................................................ 69

Gambar4.13.Grafik hubungan antara tegangan dan modulus

elastisita dengan regangan hasil pengujian tarik

aluminium proses las TIG .................................................... 70


elastisitas dengan regangan hasil pengujian tarik

aluminium proses las asetilin ............................................... 70


elastisitas dengan regangan hasil pengujian tarik

aluminium raw material ........................................................ 71

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 1xxx ...................... 12




Tabel 2.5 Daftar komposisi kimina aluminium jenis 5xxx .................... 16

Tabel 2.6. Sifat fisis aluminium 6063 .................................................... 17

Table 2.7. Sifat mekanis aluminium 6063 ............................................. 17

Table 2.8. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 6xxx ...................... 18

Tabel2.9. Daftar komposisi kimia aluminium jenis 7xxx ...................... 20

Table 2.10. Daftar komposisi kimia electroda aluminium ....................... 29

Tabel 4.1. Hasil Pengujian komposisi Kimia ......................................... 59

Tabel 4.3.1. Data hasil uji impak aluminium dengan las TIG .................. 63

Tabel 4.3.2. Data hasil uji impak aluminium dengan las OAW ............... 64

Tabel 4.3.3 Data hasil uji impak aluminium tanpa las ........................... 64

Tabel 4.4.1. Data hasil uji tarik aluminium ............................................... 66

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel komposisi kimia aluminium

Lampiran 2. Foto spesimen Pengujian komposisi kimia

Lampiran 3. Foto spesimen Pengujian struktur mikro

Lampiran 4. Foto spesimen Pengujian tarik

Lampiran 5. Foto spesimen pengujian impak

Lampiran 6. Tabel hasil pengujian tarik

Lampiran 7. Grafik tegangan regangan hasil pengujian tarik

Lampiran 8. Tabel hasil pengujian impak

Lampiran 9. Gambar diagram fasa AL-Mg-Si

Lampiran 10. Standart JIS-Z 2201

Lampiran 11. Standart JIS-Z 2202

Lampiran 12. Standart ASTM E3

Lampiran 13. Standart ASTM E34

Lampiran 14. Standart AWS D1.2/D1.2M:2003.

Lampiran 15. Elektroda las

tugas akhir analisis kekuatan las berbahan

Documents