PRESENTASI LAPORAN TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 PRESENTASI LAPORAN TUGAS AKHIR STUDI EKSPERIMEN DAN PENDEKATAN ELEMEN HINGGA UNTUK MENENTUKAN JARAK OPTIMAL ANTAR MANIK LAS PADA PENGELASAN RSW BAJA SPCD Disusun Oleh : Antony Rizky Allesa NRP Dosen Pembimbing Ir. Hari Subiyanto,MSc

2 ABSTRAK Dunia industri, baik dalam skala besar maupun kecil banyak memanfaatkan teknologi pengelasan dalam proses produksinya. Penggunaanya antara lain, penyambungan komponenkomponen automotive, pemotongan logam dan sebagainya. Pada penelitian ini akan dikaji pengaruh jarak antara manik las terhadap kekuatan sambungan, dimana variasi jarak antara manik las sebesar : 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm. Parameter pengelasan yang digunakan: arus listrik Ampere dan Ampere. Dari hasil perhitungan yang diperoleh dengan pengujian tarik dan analisa dengan metode elemen hingga maka nilai untuk tegangan geser bahwa dengan jarak yang bervariasi dan arus listrik yang bervariasi akan didapatkan, jarak optimal dari titik-titik las yang mampu menahan beban maksimum pada plat baja SPCD dan arus listrik yang sesuai untuk plat baja tersebut. Kata kunci : Pengelasan titik, Jarak titik-titik las, Analisa ANSYS, Baja SPCD.

3 LATAR BELAKANG Perkembangan teknologi ini dapat dilihat dengan semakin kompleksnya proses penyambungan logam dengan pengelasan. Seperti pada proses pengelasan titik untuk pada baja karbon AISI 1045 dan proses pengelasan titik dari dua baja yang berbeda jenis,yaitu baja SPCD dan baja SSPDX. Penelitian ini akan menentukan dan menganalisa jarak optimal antar titik-titik las yang dapat memberikan nilai tegangan geser yang paling besar sehingga dengan hasil jarak tersebut dapat digunakan untuk menentukan jarak antar titik-titik las sebelum pengelasan dilakukan dengan hanya mengetahui tebal platnya. Hasil tersebut diperoleh dengan melakukan pengujian tarik untuk mendapatkan tegangan gesernya pada masing-masing variasi jarak titik las. Kemudian hasil tersebut diverifikasi dengan hasil pengujian menggunakan metode elemen hingga (software ANSYS).

4

5 RUMUSAN MASALAH Adapun beberapa hal yang menjadi permasalahan dalam proses penelitian ini antara lain : 1. Jarak optimal titik-titik lasan yang mampu menghasilkan nilai tegangan geser maksimum pada material baja SPCD. 2. Dengan pendekatan metode elemen hingga (menggunakan ANSYS 11), di dapat nilai tegangan geser, apakah hasil yang diperoleh mendekati hasil dari pengujian tarik, yaitu tegangan tarik untuk masing-masing jarak titik las yang dipakai.

6 BATASAN MASALAH Beberapa batasan masalah yang dipakai dalam penelitian sehingga tidak menyimpang dari pembahasan selanjutnya antara lain : 1. Pengaruh lingkungan saat penarikan material pada pengujian tarik dianggap sama dan seragam pada semua spesimen uji. 2. Kekasaran permukaan dari setiap spesimen uji sebelum dilakukan proses pengelasan dianggap sama.

7 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang hendak dicapai dari pengerjaan proposal tugas akhir tentang pengelasan titik ini antara lain : 1. Mengetahui perbandingan antara hasil pengujian tarik dan hasil pengujian yang menggunakan pendekatan dengan elemen hingga (ANSYS). 2. Mengetahui jarak optimal titik las yang dapat menghasilkan tegangan tarik yang paling besar sehingga dengan jarak titik las yang optimal tersebut dapat diperoleh lasan dengan kekuatan yang tinggi dan mampu menahan beban yang maksimum.

8 MANFAAT PENELITIAN Beberapa hal yang bisa dijadikan manfaat dalam proses pengelasan titik dengan menentukan jarak titik-titik las optimal antara lain : 1. Memperoleh jarak antar titik las pada pengelasan titik sehingga dengan jarak tersebut selanjutnya dapat menjadi info dalam proses pengelasan titik, berapa jarak optimal yang disyaratkan mampu menahan beban yang diinginkan dalam konstruksi tersebut. 2. Membuktikan pengujian dengan elemen hingga (ANSYS 11) dapat digunakan sebagai pendekatan untuk menentukan jarak optimal titik-titk las.

9 PENELITIAN TERDAHULU 1. Jalu Atindriya P. (2010), meneliti tentang sambungan las pada pengelasan titik untuk menentukan jarak optimal titik las pada baja karbon AISI 1045 dengan tebal plat 3 mm. 2. Muhyin (1997),meneliti pengelasan titik dari baja SPCD dan baja SSPDX.

10 LAS RESISTANSI LISTRIK

11 SIKLUS TIPE PENGELASAN TITIK

12 GAMBAR MESIN SPOT

13 SHUNTING Dimana shunting adalah perubahan diameter pada nugget dari pengelasan titik yang pertama,kepada pengelasan titik yang kedua atau pengelasan titik yang selanjutnya,hal tersebut dikarenakan adanya arus listrik yang berpindah dari diameter nugget yang pertama atau diameter yang sebelumnya.

14 DIAGRAM ALIR PENELITIAN

15

16 MATERIAL UJI Dalam penelitian ini, spesimen uji yang digunakan adalah baja SPCD Gambar contoh spesimen untuk pengelasan titik

17 PENGUJIAN TARIK Pengujian tarik biasanya digunakan dalam pabrikan karena mudah dalam pengoperasiannya dan ekonomis.pada test uji tarik ini dilakukan untuk mengetahui tegangan geser yg diinginkan.

18 GAMBAR MESIN UJI TARIK

19 PEMODELAN UJI TARIK DALAM ANSYS Gambar pemodelan untuk Pengujian Tarik

20 PEMODELAN DENGAN ANSYS

21 HASIL PENGUJIAN TARIK Jarak antara titik - titik las (mm) Posisi titik ke - Posisi titik ke - Posisi titik ke - Posisi titik ke - Posisi titik ke - No.1 No.2 No.1 No.2 No.1 No.2 No.1 No.2 No.1 No Ampere D awal 4,06 3,86 4,2 4,03 3,3 3,12 3,21 3,07 3,4 3,28 Diameter Nugget (mm) 9000 Ampere 8000 Ampere D awal D rata - rata 4,11 4,02 4,02 3,79 4,5 4,2 4,5 4,3 4,4 4,24 3,96 4,11 3,21 3,14 3,34 Luasan Nugget Beban (Kgf) Tegangan Geser (Kgf/mm²) 9000 Ampere D rata - rata 4 3,9 4,35 4,4 4, Ampere 15,68 16,93 10,3 9,85 11, Ampere 16,52 15,24 18,92 19,36 18, Ampere Ampere Ampere 3 2,7 2,98 2,93 2, Ampere 2,6 2,7 2,6 2,54 2,47

22 GRAFIK UJI TARIK ANTARA JARAK ANTAR TITIK TERHADAP TEGANGAN GESER UNTUK ARUS 8000 AMPERE

23 GRAFIK UJI TARIK ANTARA JARAK ANTAR TITIK TERHADAP TEGANGAN GESER UNTUK ARUS 9000 AMPERE

24 HASIL ANSYS jarak titik las (mm) Ampere 3,9 3,1 2,9 2,9 3,3 Teg. Geser (KN) 9000 Ampere 3,5 2,8 2,7 3 3

25 GRAFIK PERBANDINGAN JARAK TITIK LAS TERHADAP TEGANGAN GESER UNTUK PEMBEBANAN 30 KN

26 HASIL SIMULASI ANSYS

27 PERBANDINGAN HASIL DARI PENGUJIAN TARIK DAN HASIL ANSYS Teg. Geser (kgf/mm2) jarak antara titik las (mm) Ampere 3,9 3,1 2,9 2,9 3,3 Ansys 9000 Ampere 3,5 2,8 2, ,7 2,9 8 2,9 3 2,8 Uji Tarik 8000 Ampere 2,6 2,7 2,6 2,5 4 2, Ampere Mektek 20,36 18, 48 12, 11 10, 65 8,73

28 HASIL PENGUJIAN TARIK DAN ANSYS

29 HASIL PERHITUNGAN UNTUK MOMEN YANG TERJADI TERHADAP VARIASI JARAK TITIK jarak antara titik las (mm) Teg. Geser (kgf/mm2) 20,36 18,48 12,11 10,65 8,73

30 HASIL PERHITUNGAN MEKTEK

31 DISTRIBUSI GAYA GESER DAN MOMEN YANG TERJADI AKIBAT BEBAN MERATA YANG DIPENGARUHI JARAK ANTARA TUMPUAN

32 PENGUJIAN KEKERASAN MICROHARDNESS Kekerasan (hardness) didefinisikan sebagai kemampuan bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan, indentasi atau penetrasi. Pengujian kekerasan menggunakan Micro Vickers HV Dimana : L = Gaya tekan (kg) d = Panjang diagonal tapak tekan rata-rata (mm)

33 PENGUJIAN KEKERASAN

34 GARAFIK HASIL KEKERASAN PADA DAERAH LOGAM INDU, HAZ, LOGAM LAS

35 Arus Jarak titik las(mm) Lokasi Kekerasan (HV) rata-rata 10 Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Ampere Logam las Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Logam las

36 Arus Jarak titik las(mm) Lokasi Kekerasan (HV) rata-rata 10 Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Ampere Logam las Logam induk HAZ Logam las Logam induk HAZ Logam las

37 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Hasil pengujian tarik menghasilkan tegangan geser maksimum yaitu 2,7 kgf/mm 2 pada jarak titik-titik pengelasan 15 mm, arus 9000 ampere sedangkan pengujian dengan ANSYS diperoleh tegangan geser maksimum yaitu 3,5 kgf/mm 2 pada jarak 10 mm, arus 9000 ampere sehingga didapatkan jarak optimal titik-titik pengelasan dan arus optimal untuk pengelasan titik pada penelitian ini yaitu pada jarak 10 mm dan 15 mm dengan arus 9000 ampere. 2. Hasil pengujian tarik menghasilkan tegangan geser maksimum yaitu 3 kgf/mm 2 pada jarak titiktitik pengelasan 10 mm, arus 8000 ampere sedangkan pengujian dengan Ansys diperoleh tegangan geser maksimum yaitu 3,9 kgf/mm 2 pada jarak 10 mm, arus 8000 ampere sehingga didapatkan jarak optimal titik-titik pengelasan dan arus optimal untuk pengelasan titik pada penelitian ini yaitu pada jarak 10 mm dengan arus 8000 ampere. Jadi bisa diambil kesimpulan bahwa, pada setiap perubahan jarak pengelasan untuk masing-masing arus, diperoleh kualitas nugget yang paling bagus, yaitu pada arus 8000 ampere. 3. Hasil yang diperoleh dengan pengujian Ansys relatif mendekati dengan hasil eksperimen, hal ini dikarenakan hasil pengujian ansys diperoleh setelah data diproses dengan algoritma menggunakan software lain sehingga hasilnya mendekati hasil eksperimen. Error yang terjadi berkisar 3-4% dari hasil pengujian tarik (eksperimen).

38 SARAN 1. Pengamatan makro dan mikro harus didetailkan lagi karena merupakan sumber yang amat penting dalam mendukung analisa, perbaikan dari segi alat-alat lab harus lebih detail lagi. 2. Software untuk simulasi pengujian alangkah baik dilakukan pengembangan lebih lanjut, tidak melulu Ansys dan Matlab saja tetapi disesuaikan dengan perkembangan dunia industri. 3. Perlu diadakan pelatihan software dalam lingkungan lab. Metalurgi karena dalam permintaan suatu industri yang mengedepankan atau mengikutkan software dalam setiap analisa suatu permasalahan teknik.

39 MOHON SARAN DAN MASUKAN DEMI KESEMPURNAAN PENELITIAN TUGAS AKHIR INI TERIMAKASIH