PENGARUH TRAVEL SPEED PADA ROOT PAS MENGGUNAKAN KAWAT LAS ER 70S-6 PADA ROBOTIC WELDING TERHADAP KEKERASAN MATERIAL DAN MACRO

Transkripsi

1 PENGARUH TRAVEL SPEED PADA ROOT PAS MENGGUNAKAN KAWAT LAS ER 70S-6 PADA ROBOTIC WELDING TERHADAP KEKERASAN MATERIAL DAN MACRO Yuri Pratama Yudhanto*, Nurullaili Arifin*, Nur Fitria Pujo Leksonowati # *Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Batam Jl. Parkway, Batam Center, Batam 29461, Indonesia yuripratama682013@gmail.com ABSTRAK Hardness adalah pengujian kekerasan pada material untuk mengetahui tingkat kekerasan pada material tersebut dan pengujian makro adalah pengujian yang dilakukan untuk melihat perbedaan base metal, HAZ, dan weld. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh parameter root pas terhadap kekerasan material dengan menggunakan pengujian hardness dan makro. Sample pengujian ini menggunakan baja ST-37 dan electrode menggunakan kawat las ER 70S-6. Pengelasan dilakukan secara otomatis menggunakan robotic welding dengan posisi 1G, dengan parameter yang berubah adalah travel speed, travel speed 1 adalah 12 m/menit, travel speed 2 adalah 17 m/menit, travel speed 3 adalah 22 m/menit, travel speed 4 adalah 27 m/menit. Dengan empat parameter yang berbeda tingkat kekerasan tertinggi adalah travel speed 22 m/menit dengan kekerasan materialnya 216,87 HVN, sedangkan tingkat kekerasan terendah adalah travel speed 27 m/menit dengan kekerasan materialnya 179,23 HVN. Dan daerah HAZ yang paling lebar ada pada travel speed 27 m/menit dengan lebar 1,14 mm. Kata kunci: Pengelasan, Travel speed, Hardness, Macro ABSTRACT Hardness is a hardness test on the material to determine the level of hardness in the material and macro testing is a test performed to see the difference of base metal, HAZ, and weld. This study aims to analyze the influence of root parameters fitting the material hardness by using hardness and macro testing. This test sample uses ST-37 steel and electrode using ER 70S-6 welding wire. The welding is done automatically using robotic welding with 1G position, with the parameter changed is travel speed, travel speed 1 is 12, travel speed 2 is 17, travel speed 3 is 22, travel speed 4 is 27. With four different parameters the highest hardness level is travel speed 22 wit hardness 216,87 HVN material, while the lowest hardness is travel speed 27 with hardness of 179,23 HVN material. And the widest HAZ area is at a travel speed of 27 with a width of 1,14 mm. Keywords: Welding, Travel speed, Hardness, Macro 1. PENDAHULUAN Pengujian Hardness suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mengalami pergesekan (frictional force) dan deformasi plastis. Deformasi plastis sendiri suatu keadaan dari suatu material ketika material tersebut diberikan gaya maka struktur makro dari material tersebut sudah tidak bisa kembali kebentuk asal artinya material tersebut tidak dapat kembali kebentuknya semula. Hasil dari pengujian Hardness mengetahui karateristik suatu material baru dan

2 melihat mutu untuk memastikan suatu material memiliki spesifikasi kualitas tertentu. Kekenyalan hasil sambungan las baik di weld metal maupun. Pengujian makro untuk mendapatkan suatu gambaran berapa lebar dari HAZ (Heat Affected Zone ) akibat dari proses pengelasan yang dilakukan,dan kita bisa mengindentifikasi cacat yang ada pada sambungan las tersebut Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui adanya perbedaan Travel speed, specimen 1, specimen 2 dan specimen 3 specimen 4, terhadap pengujian kekerasan didaerah weld, serta bentuk lebar HAZ dan penetrasi dari hasil pengujian macro. 2. METODE PENELITIAN MULAI PERSIAPAN SPECIMEN PENGELASAN ROBOTIC WELDING PENGUJIAN HARDNESS DAN MAKRO TEST 20 cm 12 cm Gambar 2 : Pemotongan specimen Gambar 2 menjelaskan pemotongan ke 4 specimen dengan dimensi yang telah ditentukan yaitu panjang 20 cm, lebar 15 cm, menggunakan mesin gergaji. Untuk tebal plat material yang digunakan 12 mm. Pada makalah ini akan ditinjau satu jenis robot qirox cloos bersama alat controllernya. Uji kekerasan dilakukan menggunakan 3 titik. Specimen 1, specimen 2, specimen 3, specimen 4 pada daerah pengelasan ( weld ) Untuk pengujian makro, specimen diampelas menggunakan mesin grinder polisher, dengan ampelas grade CW. Menggunakan cairan etcha dengan komposisi 95% alcohol 5% nitrit acid untuk proses etching agar daerah lasan dapat terlihat. Foto hasil lasan yang telah dioleskan cairan etcha. Untuk mengetahui HAZ( Heat Affected Zone) dan penetrasinya, sedangkan pengukuran dilakukan dengan menggunakan caliper dengan mengukur lebar HAZ. ANALISA DAN PEMBAHASAN SELESAI Gambar 1 : Diagram Alir Penelitian Proses pengelasan menggunakan mesin Oirox Cloos. Diameter wire 1.2 mm dengan parameter berubah travel speed, parameter tetap wire feed speed m/menit, dan menggunakan gas CO 2 20% AR 80 %. Dengan menggunakan 4 specimen yang berbeda. Pengelasan menggunakan proses Robotic Welding. Gambar 3 : Welding robotic Untuk Robotic welding ini menggunakan proses pengelasan MIG ( Metal Inert Gas

3 Kawat las ER 70S-6 menggunakan standar AWS A5.18. Elektrode ini memiliki kandungan silicon terbesar (1,15%) dan mangan yang besar (1,85%) sebagai elemen doksidasi. Pengujian Hardness Vickers menggunakan indentor piramida yang bersudut 136, Kekerasan Vickers dapat diketahui dengan mengukur diagonaldiagonal hasil injakan indentor piramida. Kekerasan Vickers dicari dengan rumus NO TABLE I ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN Spesifikasi Alat 1 Mesin Las Oirox Cloos 2 Wire Lincoln S6 tipe ER70S-6 diameter wire 1.2 mm 3 gas CO 2 100% 4 Mesin Grinder Buehler tipe Mesin Potong Waytrain = 1, ampelas Grade CW 7 Kamera Samsung core 2 HV = Angka kekerasan Vickers P = Beban yang diberikan ( kgf ) D = Panjang diagonal rata-rata hasil Pengujian macro test ini bertujuan untuk melihat bentuk macro material pada daerah pengelasan pada HAZ dan penetrasi, agar bentuk dari lasan dapat terlihat maka permukaan harus halus dengan dilakukan proses machining, grinding, dan polishing kemudian pada daerah lasan di etcha dengan cairan kimia diantaranya Acid dan nitrid, agar bentuk dari lasan antara weld metal. Gambar 4 : Indentor piramida intan Gambar 3 : Contoh hasil pengujian makro pada daerah HAZ dan Titik weld hasil pengujian hardness

4 ANALISA DAN PEMBAHASAN Sedangkan apabila ditinjau dari profil lasan yang dihasilkan untuk specimen 1 travel speed 12 m/menit dengan arus 175 A, tegangan 20,0 V, untuk specimen 2 travel speed 17 m/menit dengan arus 176 A, tegangan 20,1 V, untuk specimen 3 dengan arus 180 A, tegangan 20,0 V, untuk specimen 4 dengan arus 183 A, tegangan 20,1 V. TABLE III HASIL PENGUJIAN HARDNESS VICKERS Gambar 4 : Hasil las dan ukuran lebar pengelasan Dari gambar 4 dengan travel speed 12 m/menit lebar lasannya adalah 12,05 mm, travel speed 17 m/menit lebar lasannya adalah 11,4 mm, travel speed 22 m/menit lebar lasannya adalah 9,2 mm, travel speed 27 m/menit lebar lasannya adalah 8,4mm. TRAVEL SPEED D1 (HVN) D2 (HVN) Nilai kekerasan (HVN) Speciment TABLE II Hasil perbedaan parameter las Robotic Welding Travel speed (m/menit) Arus (A) Tegangan (Volt) , ,1 Wire feed KEKERASAN ( HVN) TRAVEL SPEED ( m/menit ) ,0 Gambar 5 : Diagram hardness vickers ,1 Dari hasil specimen 1, specimen 2, specimen 3, specimen 4 apabila travel speed berubah maka arusnya akan berubah. Sedangkan besarnya tegangan tetap. Hal ini seperti yang dijelaskan pada table 3. Dari gambar diagram diatas dijelaskan tingkat kekerasan yang berbeda pada tiap travel speed, travel speed 12 m/menit memiliki kekerasan 183,06 HVN, travel speed 17 m/menit memiliki kekerasan 214,43 HVN, travel speed 22 m/menit memiliki kekerasan 216,87 HVN, travel speed 27 m/menit memiliki kekerasan 179,23 HVN.

5 Gambar 6 : Hasil pengujian makro untuk travel speed 12 m/menit lebar HAZ 0,76 mm dengan penetrasi 2,32 mm Gambar 9 : Hasil pengujian makro untuk travel speed 27 m/menit lebar HAZ 1,14 mm dengan penetrasi 2,18 mm TABLE IV PERBEDAAN TRAVEL SPEED PADA LEBAR HAZ YANG BERBEDA TRAVEL SPEED LEBAR HAZ PENETRASI 12 m/menit 0,76 mm 2,32 mm 17 m/menit 0,82 mm 2,4 mm Gambar 7 : Hasil pengujian makro untuk travel speed 17 m/menit lebar HAZ 0,82 mm dengan penetrasi 2,4 mm 22 m/menit 1,02 mm 2,54 mm 27 m/menit 1,14 mm 2,18 mm Gambar 8 : Hasil pengujian makro untuk travel speed 22 m/menit lebar HAZ 1,02 mm dengan penetrasi 2,54 mm Dari hasil penelitian yang dilakukan dengan menggunakan 4 specimen yang berbeda, yaitu merubah travel speed berbeda dimana pada gambar 4 dengan travel speed 12 m/menit, lebar HAZ 0,76 mm dengan penetrasi 2,32 mm. Pada gambar 5 dengan travel speed 17, lebar HAZ 0,82 mm dengan penetrasi 2,4 mm. Pada gambar 6 dengan travel speed 22 m/menit, lebar HAZ 1,02 mm dengan penetrasi 2,54 mm. Pada gambar 7 dengan travel speed 27 m/menit, dengan lebar HAZ 1,14 mm dengan penetrasi 2,18 mm.

6 KESIMPULAN Dari hasil analisa yang dilakukan dengan menggunakan MIG Robotic Welding pada pengujian Hardness dan Makro, diperoleh data Hardness dan Makro dengan menggunakan travel speed 12 m/menit lebar HAZ 0,76 mm dan penetrasi 2,32 mm dengan kekerasan 183,06 HVN, pada travel speed 17 m/menit lebar HAZ 0,82 mm dan penetrasi 2,4 mm dengan kekerasan 214,43 HVN, pada travel speed 22 m/menit lebar HAZ 1,02 mm dan penetrasi 2,54 mm dengan kekerasan 216,87 HVN, sedangkan dengan travel speed 27 m/menit lebar HAZ 1,14 mm dan penetrasi 2,18 mm dengan kekerasan 179,23 HVN. [7] Pengelasan.net (2017), Pengertian proses las MIG [9] Iqbal Abiyan (2017), Hardness S_AhmadHadiyanErawan _ REFERENSI [1] Heat Suraba ( 2013 ), MIG welding 3/12/how-to-increase-the-speed-of-your-roboticwelding-system/ [2] Novotest Indonesia (2017), Metode pengujian vickers [8] Andika (2017), Uji metalorgrafi ww.alatuji.com/article/detail/3/what-is-hardness-testuji-kekerasan-#.wmmxt1v97iu ttp:// [3] Alat uji (2017), Uji kekerasan [4] Pd sahabat (2017), Komponen pendukung mesin las robot [5] Linan dayang, Komposisi kimia [6] Rafdito Harisuryo (2011), Proses otomatis pengelasan menggunakan arc welding robot