PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LAS LISTRIK PADA SUDUT KAMPUH V GANDA TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KETANGGUHAN IMPACT DARI MATERIAL ST 37

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI KUAT ARUS LAS LISTRIK PADA SUDUT KAMPUH V GANDA TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KETANGGUHAN IMPACT DARI MATERIAL ST 37 SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik HERO SIMPEIN SIHOMBING NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur pertama dan utama penulis sampaikan kepada sang Rabb Alam Semesta, yakni Allah SWT yang maha pengasih lagi maha penyayang, yang telah memberikan berkah, rahmah dan hidayah-nya kepada penulis, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah Pengaruh Variasi Kuat Arus Las Listrik pada Sudut Kampuh V Ganda terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Impact dari Material St 37 Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan yang diberikan oleh berbagai pihak, dan sangat berterima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang tua dan istri yang dicintai yang telah memberikan segala sesuatunya dengan penuh ikhlas. 2. Bapak Dr.-Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri sebagai ketua Departemen Teknik Mesin FT-USU 3. Bapak Ir.Alfian Hamsi,MSc selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk berdiskusi dengan penulis selama penyelesaian skripsi ini. 4. Seluruh Staf Pengajar, Asisten Laboratorium dan pegawai administrasi pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bekal pengetahuan dan bantuan hingga akhir

3 masa studi. 5. Saudara-saudara sekeluarga serta teman-teman mahasiswa Teknik Mesin USU khususnya angkatan 2005 yang senantiasa memberikan dukungan dalam penyelesaian skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Medan, Oktober 2011 Penulis Hero Simpein Sihombing Nim

4 Abstarak Pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dari pertumbuhan peningkatan industri karena memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksi logam. Sehingga hampir tidak mungkin pembangunan suatu pabrik tanpa melibatkan unsur pengelasan. Cara pengelasan yang paling banyak digunakan adalah pengelasan cair dengan busur (las busur listrik) dan gas. Tidak semua logam memiliki sifat mampu las yang baik. Bahan yang mempunyai sifat mampu las yang baik diantaranya adalah baja paduan rendah. Baja ini dapat dilas dengan las busur elektroda terbungkus, las busur rendam dan las MIG (las logam gas mulia). Baja paduan rendah biasa digunakan untuk pelat-pelat tipis dan konstruksi umum. Batasan masalah pada penelitian ini adalah bahan yang digunakan adalah pelat baja St 37, pengelasan menggunakan mesin las SMAW (Shielded Metal Arc Welding) DC polaritas terbalik dengan elektroda RB26 diameter 3,2 mm, pengelasan menggunakan variasi arus 90 A, 110 A dan 130 A dengan jenis kampuh V ganda dengan sudut 45 0, pengujian yang dilakukan adalah uji tarik (tensile test) dan uji ketangguhan (impact charpy). Tujuan penelitian secara umum adalah untuk mengetahui perbandingan kekuatan tarik dan ketangguhan pada baja karbon St 37 yang telah mengalami proses pengelasan dengan variasi kuat arus serta menggunakan bentuk sudut kampuh V ganda. Dari hasil penelitian ini di dapat bahwa untuk uji tarik nilai tegangan akan terus meningkat seiring pertambahan arus yang diberikan sedangkan nilai perpanjangan akan terus menurun. Untuk uji ketangguhan impak bahwa dengan penambahan arus, energi yang diserap dan harga impak akan terus menurun. Kata kunci : Pengelasan, Uji Tarik, Uji Ketangguhan/Impak

5 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR NOTASI... x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengelasan Siklus Termal Daerah Las Ketangguhan Daerah Lasan Ketangguhan Logam Las Klasifikasi Pengelasan Pengelasan Cair (Fusion Welding)... 11

6 2.2.2 Jenis-Jenis Pengelasan yang Umum Dilakukan Parameter Pengelasan Klasifikasi Fluksi dan Kawat Elektroda Fluksi Kawat Elektroda Persiapan Sambungan Arus Pengelasan Polaritas Terbalik Metalurgi Las Kampuh V Tunggal dan Ganda Pengujian Tarik (Tensile Test) Pengujian Ketangguhan Impak BAB III METODOLOGI PENELITAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Penelitian Bahan penelitian Alat Penelitian Spesifikasi Spesimen Prosedur Penelitian Proses Pengelasan Pengujian Tarik (Tensile Test) Pengujian Ketangguhan Impak Diagram Alir Penelitian... 51

7 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Uji Tarik (Tensile Test) Hasil Uji Pengujian Ketangguhan Impak Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Siklus termal dari beberapa tempat dalam daerah HAZ... 8 Gambar 2.2 Siklus termal disekitar lasan dengan kondisi pengelasan yang berbeda... 9 Gambar 2.3 Diagram temperatur cair material Gambar 2.4 Proses pengelasan busur las terbungkus Gambar 2.5 Proses pengelasan busur terendam Gambar 2.6 Proses pengelasan busur logam gas Gambar 2.7 Proses pengelasan berinti fluks Gambar 2.8 Proses pengelasan busur tungsten gas Gambar 2.9 Pengaruh arus listrik Gamabar 2.10 Alur sambungan las tumpul Gambar 2.11 Sambungan T Gambar 2.12 Muatan Kutub Terbalik Gambar 2.13 Pembagian daerah las Gambar 2.14 Kampuh V tunggal Gambar 2.15 Kampuh V Ganda Gamabar 2.16 Alat uji tarik Gambar 2.17 Kurva F vs Δl Gambar 2.18 Kurva Tegangan-Regangan Gambar 2.19 Alat uji Impact Charpy Gamabar 2.20 Spesimen uji Gambar 3.1 Baja karbon St Gambar 3.2 Elektroda... 35

9 Gamabar 3.3 Mesin gergaji Gambar 3.4 Mesin las busur listrik Gambar 3.5 Mesin sekrap Gambar 3.6 Alat uji tarik Gambar 3.7 Alat uji ketangguhan impact Gambar 3.8 Bentuk spesimen uji tarik Gambar 3.9 Bentuk spesimen uji ketangguhann impact Gambar 3.10 Spesimen sebelum dilakukan pengelasan pada uji tarik Gambar 3.11 Spesimen sebelum dilakukan pengelasan pada uji impak Gambar 3.12 Spesimen setelah dilakukan pengelasan pada uji tarik Gambar 3.13 Spesimen setelah dilakukan pengelasan pada uji impak Gambar 3.14 Spesimen diikat pada dudukan uji tarik Gambar 3.15 Spesimen setelah mengalami patahan Gambar 3.16 Spesimen hasil uji tarik Gambar 3.17 Spesimen hasil uji impak Gambar 3.18 Diagram alir peneltian Gambar 4.1 Grafik Tegangan Vs Kuat Arus Pada Spesimen Gambar 4.2 Grafik Regangan Vs Kuat Arus Pada Spesimen Gambar 4.3 Grafik Energi Vs Kuat Arus Pada Spesimen Gambar 4.4 Harga Impak Vs Kuat Arus Pada Spesimen Gambar 4.5 Diagram pohon dari hasil uji tarik plat St Gambar 4.6 Digram pohon dari hasil uji ketangguhan impak plat St DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hubungan diameter elektroda dengan arus pengelasan... 21

10 Tabel 3.1 Hubungan antara dasar dan tipe elektroda yang dipakai Tabel 4.1 Hasil uji tarik pada bahan baja St Tabel 4.2 Hasil uji impak pada bahan baja St

11 DAFTAR NOTASI Notasi Arti Satuan σ F A ε 0 L L L E β α P 0 D Hi Tegangan tarik Gaya tarik Luas penampang spesimen mula-mula Regangan akibat gaya tarik Pertambahan panjang Perubahan panjang spesimen akibat beban tekan Panjang spesimen mula-mula Energi yang diserap Sudut akhir pemukulan Sudut awal pemukulan Konstanta Konstanta Harga impak MPa N mm 2 % mm mm mm J rad rad N m J/mm 2