PENGARUH PRE-STRAIN DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MAMPU LAS DAN KEKUATAN SAMBUNGAN LAS TITIK BEDA MATERIAL ANTARA SS400 DAN JSLAUS(J1) SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH PRE-STRAIN DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MAMPU LAS DAN KEKUATAN SAMBUNGAN LAS TITIK BEDA MATERIAL ANTARA SS400 DAN JSLAUS(J1) SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Oleh: SUTIYONO NIM. I JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013

2 PENGARUH PRE-STRAIN DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MAMPU LAS DAN KEKUATAN SAMBUNGAN LAS TITIK BEDA MATERIAL ANTARA SS400 DAN JSLAUS(J1) Disusun oleh : SUTIYONO NIM. I Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Triyono, ST., MT. Nurul Muhayat, ST., MT. NIP NIP Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jumat tanggal 06 Desember Heru Sukanto, ST., MT. NIP Ir. Agustinus Sujono, MT. NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir Didik Djoko Susilo, ST., MT. Wahyu Purwo Raharjo, ST., MT. NIP NIP ii

3 MOTTO; "Saya bukannya pintar, boleh dikatakan hanya bertahan lebih lama menghadapi masalah." (Einstein) Hiduplah seperti pohon kayu yang lebat buahnya; hidup di tepi jalan dan dilempari orang dengan batu, tetapi dibalas dengan buah. Hati hati secara berlebihan sama buruknya dengan tidak berhati hati, karena membuat orang lain sangsi. "Janganlah kamu bersikap lemah, dan janganlah (pula) kamu bersedih hati, padahal kamulah orang-orang yang paling tinggi (derajatnya), jika kamu orangorang yang beriman". (QS. Ali Imran:139) Dia yang tahu, tidak bicara. Dia yang bicara, tidak Tahu. ( Loo Tse ) Punggung pisaupun bila diasah akan menjadi tajam. Pengetahuan adalah kekuatan. iii

4 PERSEMBAHAN Sebuah karya sederhana ini kupersembahkan untuk; 1. Allah SWT dan Nabi Muhammad SAW. 2. Bapak dan ibu tersayang, terimakasih untuk semua cinta dan kasih sayangmu untuk semua doa yang senantiasa terucap untukku anakmu. 3. Adikku Wiranti yang memberikan penuh motivasi. 4. Teman-teman Teknik Mesin Swadana Transfer 10 terimakasih kalian telah menjadi teman terbaikku, terimakasih buat kebersamaan, semua bantuan, dukungan, kenangan, suka dan duka yang telah kita lewati selama ini. 5. Teman-teman Teknik Mesin Swadana Transfer 11, 12 dan teman-teman mahasiswa regler 08 terimakasih kalian telah menngijinkan saya bermain futsal ntuk menghilangkan stress dan jenuh. 6. Semua pihak yang begitu banyak yang tidak dapat saya sebutkan secara rinci satu persatu terimakasih banyak. iv

5 ABSTRAK PENGARUH PRE-STRAIN DAN TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MAMPU LAS DAN KEKUATAN SAMBUNGAN LAS TITIK BEDA MATERIAL ANTARA SS400 DAN JSLAUS(J1) Sutiyono Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Dalam studi ini, pengaruh pre-strain dan tegangan listrik terhadap sifat mampu las dan kekuatan resistance spot welding beda material antara SS400 dan JSLAUS(J1) telah diteliti. Dalam proses pengelasan, Tekanan elektroda dan waktu pengelasan sama dan empat pre-strain berbeda (0%;1%1,5%;2%) dengan empat voltase pengelasan yag berbeda. Struktur mikro dan makro, kekerasan mikro dan kekutan uji tarik-eser telah diamati. Sebagai hasil penelitian, peningkatan voltase pengelasan meningkatkan ukuran zona fusi yang menyebabkan peningkatan tensile load bearing capacity. Hal tersebut juga merubah mode patahan dari the interface failure mode menjadi pullout failure mode. Hasilnya juga menunjukkan bahwa peningkatan pre-strain mengurangi tensile load bearing capacity pada voltase pengelasan rendah tapi hampir sama pada voltase pengelasan tinggi dan merubah mode kegagalan. pullout failure mode terjadi pada semua tingkat pre-strain dengan 3.20V dan 0% pre-strain dengan tegangan pengelasan 2.67V. Kata kunci : Resistance spot welding, beda material, Pre-strain, voltase, weldability v

6 Abstract Effect of pre-strain and voltage on the weldability and the strength of dissimilar resistance spot welded joint between SS400 and JSLAUS(J1) Sutiyono Mechanical Engineering Department Sebelas Maret University In this study, Effect of pre-strain on the weldability and the strength of dissimilar resistance spot welded joint between SS400 and J1 was investigated. In the joining process, electrode pressure and weld time were kept equal and four different pre-strain (0%;1%1,5%;2%) with four different voltages were chosen. Microstructure, micro hardness, tensile-shear properties and failure mode of resistance spot welded joints were examined. As a result of experiment, the increasing of welding voltage increased the fusion zone size lead to increasing of tensile load bearing capacity. It also changed the interface failure mode to the pullout failure mode. It also determined that increasing of pre-strain decreased tensile load bearing capacity distinctly at low voltage but nearly same at high voltage and changed the failure mode. Pullout failure mode occured at all pre-strain level with 3.20V welding voltage and 0% pre-strain with 2.67V welding voltage. Keywords: Resistance spot welding, dissimilar metals weld, pre-strain, voltage, weldability vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan kenikmatan kepada kita semua sehingga laporan tugas akhir ini dapat di selesaikan. Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret. Tugas Akhir ini memaparkan pengaruh pre-strain dan tegangan listrik terhadap sifat mampu las dan kekuatan sambungan las titik tiik beda material antara SS400 dan JSLAUS(J1). Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh pre-strain dan tegangan litrik terhadap sifat mampu las dan sifat mekanik sambunga las titik. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, khususnya kepada : 1. Bapak Dr. Triyono, ST, MT selaku pembimbing I yang telah memberikan arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini. 2. Bapak Nurul Muhayat, ST, MT. selaku pembimbing II atas semua arahan dan masukannya. 3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik UNS. 4. Bapak Heru Sukanto, ST, MT dan Ir. Agustinus Sujono, MT selaku dosen penguji. 5. Bapak Tri istanto, ST., MT. selaku pembimbing akademik 6. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin UNS terkhusus kepada Laboran Lab Material Maruto Adhi ST. 7. Semua rekan-rekan S1 reguler dan non reguler Jurusan Teknik Mesin Fakultas teknik UNS. semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas budi baik anda semuanya. vii

8 Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik demi kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih. Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat digunakan sebagaimana mestinya. Surakarta, Desember 2013 Penulis viii

9 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv v vi vii ix xi xiii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan dan Manfaat Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka... 5 ix

10 2.2. Dasar Teori Resistance Spot Welding Weldability (sifat mampu las) Jindal Stainless Steel JSLAUS(J1) BAB III METODOLOGI PENEITIAN Tempat Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian Prosedur Penelitian Metode Analisis Data Diagram Alir Penelitian 19 BAB IV DATA DAN ANALISA Foto Mikro dan Makro Kekerasan mikro Sifat Mekanik dan Mode Kegagalan Hasil Uji Tarik-Geser Lasan BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran. 34 DAFTAR PUSTKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Skema resistance spot welding dengan benda kerja... 7 Gambar 2.2. Nugget Hasil Lasan Resistance Spot Welding... 8 Gambar 2.3. Siklus pengelasan dengan resistance spot welding (single-impulse welding) Gambar 3.1. Susunan spesimen uji tarik-geser Gambar 3.2. Universal testing machine(utm) Gambar 3.3. Jig Stretcher Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1. Letak zona transisi BM/nugget, nugget spesimen las Gambar 4.2. Foto makro lasan Gambar 4.3. Grafik hubungan antara ukuran nuget dengan pre-strain Gambar 4.4. Struktur mikro J1 (pembesaran 200X, 1 srip = 1µm) Gambar 4.5. Struktur mikro lasan pada FZ Gambar 4.6. Struktur mikro lasan pada area transisi BM/HAZ Gambar 4.7. Pengaruh pre-strain terhadap kekerasan mikro plat J Gambar 4.8a. Gambar 4.8b. Grafik hubungan kekerasan mikro dengan tingkat pre-strain pada voltase 2.30V Grafik hubungan kekerasan mikro dengan tingkat pre-strain pada voltase 2.67V xi

12 Gambar 4.8c. Grafik hubunga kekerasan mikro dengan tingkat pre-strain pada voltase 3.20V Gambar 4.9. Grafik hubungan TLBC dengan pre-strain Gambar Hubungan failure mode dengan voltase pengelasan dan prestrain Gambar Wrapping plates xii

13 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi kimia material (%wt) Tabel 2. Sifat mekanik material.. 15 xiii