KARATERISTIK KETANGGUHAN ( IMPACT STRENGTH

Transkripsi

1 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat yang diberikan penulis dapat menyelesaikan proposal yang berjudul KARATERISTIK KETANGGUHAN (IMPACT STRENGTH) DAN STRUKTUR MIKRO SAMBUNGAN LAS GAMBELAN BERBAHAN PERUNGGU. Dalam penyusunan Proposal ini, penulis tidak sedikit mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, melalui kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1. Bapak Ir. Ngakan Putu Gede Suardana,MT,Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Dr.Ir. I Ketut Gede Sugita,MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayana. 3. Bapak Dr.Ir. I Ketut Gede Sugita,MT. Selaku pembimbing I. 4. Bapak Dr.Ir.I Gst Ngurah Priambadi,MT. selaku pembimbing II. 5. Bapak Ir. Made Suarda, M.Eng. Selaku Dosen Pembimbing Akademik. 6. Bapak dan Ibu dosen pengajar Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 7. Rekan-rekan mahasiswa atas bantuan dan dukungannya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tentu jauh dari kesempurnaan mengigat keterbatasan pengetahuan dan referensi yang penulis memiliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya konstruktif sangat penulis harapkan dari berbagai pihak. Sekali lagi penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penulis mohon maaf apabila ada kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini Denpasar, Juni 2016 Penulis viii

2 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN PERSETUJUAN... PERNYATAAN... ABSTRAK... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii viii x xi xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 3 BAB II DASAR TEORI 2.1 Gamelan Berbahan Perunggu Karakteristik Bahan Tembaga ( Cu ) Timah Putih ( Sn ) Metalurgi Las Pengelasan Las gas (Asetillin) Jenis Sambungan Jenis Pengelasan Proses Perlakuan Panas Waktu Penahanan (Holding time) Pembekuan Logam Phase Diagram Paduan Tembaga dan Timbah Putih Sifat Ketangguhan Material Uji Impact Struktur Mikro (Metalografi) BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat Penelitian ix

3 3.2 Bahan dan Alat Penelitian Bahan Penelitian Ukuran Material Cor Alat Penelitian Range Pengujian Langkah Penelitian Langkah Langkah Pelaksanaan Persiapan Bahan Pemotongan dan Persiapan Bahan Post Heating Spesimen Uji Impact Pengujian Impact Pengoprasian Cara Pengisian Data Pengujian Metalografi Analisa Data Jadwal penelitian BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Potongan Berbahan Perunggu Data Hasil Pengujian Ketangguhan (Impact Strength) Struktur Mikro Grafik dan Pembahasan Grafik Pembahasan BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

4 KARAKTERISTIK KETANGGUHAN (IMPACT STRENGTH) DAN STRUKTUR MIKRO SAMBUNGAN LAS GAMBELAN BERBAHAN PERUNGGU Oleh : I Putu Yudik Suryawan Dosen Pembimbing : Dr.Ir.I Ketut Gede Sugita, MT : Dr. Ir.I Gst Ngurah Priambadi, MT ABSTRAK Gamelan merupakan alat musik tradisional di Indonesia, menggunakan perunggu sebagai material untuk mendapatkan kuwalitas bunyi yang baik. Dalam proses pembuatan gamelan masih dilakukan dengan sangat sederhana yang bertumpu pada tenaga manusia, sehingga produk mudah retak ataup un sifat mekanik logam akan menurun. Gamelan yang telah melalui proses produksi saat forging memiliki sifat getas, sering kali setelah penggunaan yang lama mengalami keretakan, pada akhirnya gamelan dilakukan penyambungan dengan las asitelin serta dilakukan proses pemanasan lanjut (post heating) pada suhu C, C, C dan tanpa post heating dengan pendingin media air, udara dan dapur yang dilanjutkan pengujian ketangguhan (uji impact). Hasil pengelasan gamelan yang dilakukan melalui proses pemanasan lanjut (post heating) dengan media pendingin dan dilakukan uji ketangguhan didapat nilai sebesar 0,030 Nm/mm 2 media air perlakuan suhu pemanasan C dan (tanpa post heating) memiliki uji ketangguhan nilai tertinggi 0,038 Nm/mm 2, untuk nilai ketangguhan terendah sebesar Nm/mm 2 media dapur suhu pemanasan C. xi

5 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gamelan merupakan alat musik tradisional Indonesia, menggunakan perunggu sebagai material untuk mendapatkan kualitas bunyi yang terbaik. Perunggu adalah merupakan paduan utama tembaga, timah putih, dan unsur-unsur lain yang mempunyai sifat tahan terhadap korosi, dan daya hantar listrik yang baik. Perunggu mempunyai kadar tembaga %(Cu), timah putih %(Sn). Terdapat campuran tambahan lain seperti timbal (Pb), seng (Zn), nikel (Ni), besi (Fe), silicon (Si), mangan (Mn), aluminium (Al), krom (Cr), fosfor (P), belerang (S), dan arsenik (As). (Alves, 1997) Gamelan dibuat dengan penempaan menggunakan hummer forging yang masih bertumpu pada kemampuan tenaga manusia. Persiapan material dan proses produksinya dilakukan secara sangat sederhana, beberapa parameter dalam proses pengecoran paduan logam ini agak sulit dikontrol (Muryawan, 2006). Kelemahan utama proses ini adalah pemadatan material yang satu dengan yang lainnya tidak merata, tegangan sisa yang terjadi akibat proses forging tidak bisa dihindari. Tegangan sisa menyebabakan produk akan mudah retak ataupun sifat mekanis logam akan menurun, selain itu juga bahan yang digunakan memiliki sifat getas yang sering kali ditemukan pada proses produksi terutama saat forging. (Sugita S, 2009) Komposisi paduan antara tembaga timah yang tidak akurat dan pencairan tembaga serta timah secara bersamaan yang tidak dilakukan pemantauan atau pengukuran temperatur. Penggunaan media pendingin pada pemanasan ulang perunggu bahan gamelan berpengaruh pada sifat mekanis gamelan. Sehingga dalam penelitian ini diupayakan juga pengujian ketangguhan (impact) pada daerah pengelasan gamelan dengan las asetilin. (Sugita, 2007) Pengelasan merupakan cara efisien untuk menyambung perunggu yang mengalami cacat dalam pengecoran, digunakan las asetilin atau dalam proses penyambungan produk yang mengalami cacat seperti gambar di bawah. xii

6 Gambar 1.1 Retak Pada Gamelan Berbahan Perunggu Dampak dari tegangan sisa ini material akan menjadi lebih keras akan tetapi ketangguhannya kecil dan sifat yang tidak diharapkan. Oleh sebab itu, material harus dikembalikan ke sifat semula dengan cara pemanasan dengan suhu dan lama waktu (holding time) tertentu. Heat treatment atau perlakuan panas merupakan salah satu cara dalam pengembangan material, dikarenakan perlakuan panas ini bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik material seperti tensile strength, elongation, impact resistance dan hardness. Proses perlakuan panas ini meliputi proses kombinasi antara pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan pendinginan dan batas temperatur Dengan adanya pemanasan dan pendinginan dengan kecepatan tertentu maka bahan paduan logam akan memperlihatkan perubahan strukturnya Rumusan Masalah. Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini yaitu: Apakah temperatur Post Heating dan media pendingin mempengaruhi ketangguhan dan struktur terhadap sambungan las berbahan perunggu. 1.3 Tujuan Penelitian. Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu 1. Untuk mengetahui ketangguhan material hasil pengelasan dengan beberapa tahap Post Heating media pendingin yang digunakan air, udara, dapur dan sebagai pembanding tanpa perlakuan. xiii

7 2. Untuk mengetahui perubahan struktur mikro pada daerah logam material induk, lasan dan daerah HAZ. 1.4 Batasan Masalah. Untuk mendapatkan arah penelitian yang baik, maka penelitian ini ditentukan batasan-batasan masalah sebagai berikut : 1. Spesimen uji telah mendapatkan perlakuan dalam proses produksi yang sama. 2. Pengujian yang dilakukan adalah ketangguhan hasil las dan struktur mikro pada material induk daerah HAZ serta logam induk. 3. Pengelasan yang dilakukan dengan las asetilin. 1.5 Manfaat Penelitian. 1. Mengetahui perubahan karakteristik material akibat proses las gamelan 2. Bertambahnya pengetahuan tentang las asetilin pada bahan gamelan 3. Memberikan masukan khususnya kepada para perajin gamelan yaitu pemanfaatan gamelan yang pecah/rusak melalui pengelasan dengan biaya murah serta dengan waktu yang relatif singkat. xiv