PENGARUH TEKANAN GAS PADA PENGELASAN OXI ASETILEN WELDING ( OAW ) TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KETANGGUHAN PADA BAHAN ALUMUNIUM- MAGNESIUM ( Al+Mg )

Transkripsi

1 PENGARUH TEKANAN GAS PADA PENGELASAN OXI ASETILEN WELDING ( OAW ) TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KETANGGUHAN PADA BAHAN ALUMUNIUM- MAGNESIUM ( Al+Mg ) Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik YUDI PRATAMA NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 v

2 vi

3 vii

4 viii

5 ix

6 x

7 ABSTRAK Pembangunan konstruksi dengan menggunakan logam pada masa sekarang ini banyak melibatkan unsur pengelasan khususnya bidang rancang bangun karena sambungan las merupakan salah satu pembuatan sambungan yang secara teknis memerlukan keterampilan yang tinggi bagi pengelas agar diperoleh sambungan dengan kualitas baik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan nilai ketangguhan sambungan las pada material aluminium magnesium serta karakterisitik hasil pengelasan dengan variasi tekanan gas oxy asetilen. pada penelitian ini menggunakan campuran logam aluminium-magnesium pada pengelasan oxy asetilen welding (OAW) dengan variasi tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan tekanan O2 2 lb,c2h2 6lb/m². Hasil pengujian pada penelitian ini meliputi hasil pengujian Tarik, Impact, Kekerasan,dan Metallografi.dimana pada pengujian metalografi terlihat warna putih keperakan menunjukan aluminium dan butiran berwarna hitam menunjukan magnesium. Kata kunci : Aluminium-Magnesium,Oxy Asetilen,pengujian tarik, impact, kekerasan, metallografi xi

8 ABSTRACT Using metal construction at the present time involves many elements, particularly the field of welding because the weld joint design is one of making connections which technically requires high skills for welding in order to obtain a connection with good quality. in this study using aluminum-magnesium alloys in oxy acetylene welding welding (OAW) with pressure variations O2 1lb,C2H2 3lb /m² and pressure O2 2 lb,c2h2 6lb/m². The test results on the study include Pull test results, Impact, Hardness, and Metallografi. where the metallographic examination showed visible white silvery aluminum and magnesium showed black granules. Keywords: Aluminum-Magnesium, Oxy Acetylene, tensile testing, impact, hardness, metallografi xii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia yang diberikan kepada Penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan hasil penelitian skripsi ini.shalawat dan salam saya ucapkan kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.Adapun dari judul skripsi ini adalah Pegaruh Tekanan Gas Pada Pengelasan Oksi Asetliwn Welding ( OAW ) Terhadap Kekuatan Tarik dan Ketangguhan Pada Bahan Alumunium-Magnesium ( Al+Mg ). Laporan hasil penelitian skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh setiap mahasiswa untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Regular Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: Bapak Dr.Ir.Muhammad Sabri selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberi masukan, kepercayaan serta membina saya selama mengerjakan penelitian ini. Bapak Dr. Ing-Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Terima kasih kepada seluruh staf pengajar dan dosen yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan. Kepada Orang tua saya tercinta A.Anwar dan E.br.damanik, serta seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan secara moril maupun materil. Terima kasih kepada kel.agustinus Sibuea,yang telah membantu dan memberi dukungan fasilitas pada saya dalam penyelesaian skripsi ini. Terima kasih kepada teman-teman saya saudara Ferdy J Marpaung ST,Jefri H manik,gunung Sinambela,Ari M Bangun dan Lasmen Sitompul,yang telah membantu saya dalam menyelesaikan skripsi saya ini. xiii

10 Seluruh teman teman stambuk 2008 dan 2010 terkhususnya dan mahasiswa Program Studi Magister Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan baik selama perkuliahan maupun lainlain. Seluruh staf pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin, Ibu Ismawati, Kak Sonta, Bapak Syawal, Bang Sarjana,bang Rustam dan Bang Lilik yang telah banyak membantu dan memberikan ilmu selama perkuliahan. Terima kasih kepada seluruh asisten laboratorium departemen Teknik Mesin,yang telah membantu dalam penelitian. Penulis sangat menyadari bahwa dalam laporan hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu sarandan komentar sangat diperlukan. Terima kasih atas segala bantuan baik secara moril maupun materil, baik secara langsung ataupun tidak langsung kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam penulisan laporan hasil penelitian ini. Medan, Penulis YUDI PRATAMA NIM xiv

11 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK...i ABSTRACT...ii KATA PENGANTAR...iii DAFTAR ISI...v DAFTAR TABEL...viii DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR NOTASI...xiii BAB 1 PENDAHULUAN Latar belakang Batasan masalah Tujuan penelitian Tujuan umum Tujuan khusus Manfaat penelitian Sistematika penulisan...4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Pengertian Pengelasan Klasifikasi cara-cara pengelasan Las Oxy-Acetylen...9 xv

12 2.2 Pengelasan Pada Aluminium Aluminium dan paduannya Sifat Umum Dari Beberapa Jenis Paduan Paduan Aluminium Magnesium Sifat Mampu las Cacat Pada Las Kampuh Las Proses Pengujian Teori Uji Impak (Impact Test) Uji Tarik (Tensile Test) Uji Kekerasan (Hardness Test) Photo Mikro (Metalografi)...51 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Jadwal penelitian dan lokasi penelitian Metode penelitian Variabel-variabel pengujian Spesimen Kawat las yang digunakan Bahan dan Alat Pembuatan Spesimen Uji Impak Pembuatan Specimen Uji Tarik...63 xvi

13 3.4.3 Pembuatan Specimen Uji Kekerasan Proses Pengelasan Proses Pengujian Uji Impak Uji Tarik (Tensile) Uji Kekerasan(Hardness) Foto Struktur Mikro Diagram Alir...75 BAB 4 ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Hasil Pembentukan Spesimen Hasil pengujian Hasil Pengujian Tarik Hasil Pengujian impact Hasil Uji Kekerasan Hasil Pengujian Metalografi ( Stuktur Mikro )..93 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran...96 DAFTAR PUSTAKA...97 LAMPIRAN xvii

14 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Nilai tegangan dari tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan O2 2 lb,c2h2 6lb/mm Tabel 4.2. Hasil pengujian impact dengan bahan Aluminium-magnesium dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² Tabel 4.3. Hasil pengujian impact dengan bahan Aluminium-magnesium dengan tekanan O2 1lb,c2h2 6lb/m² Tabel 4.4 Hasil pengujian kekerasan dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan O2 2lb,c2h2 6lb/m²...90 xviii

15 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Klasifikasi cara pengelasan... 8 Gambar 2.2 Tabung oksigen dan acetylene... 9 Gambar 2.3 Nyala karburasi Gambar 2.4 Nyala oksidasi Gambar 2.5 Nyala netral Gambar 2.6 Al-Mg phase diagram, Temperatur ( C) Vs % 19 Mg... Gambar 2.7 Lubang jarum.. 22 Gambar 2.8 Percikan las Gambar 2.9 Retak Gambar 2.10 Kropos Gambar 2.11 Muka cekung Gambar 2.12 Longsor Pinggir.. 26 Gambar 2.13 Penguat berlebihan Gambar 2.14 Jalur terlalu lebar Gambar 2.15 Tinggi rendah Gambar 2.16 Lapis dingin Gambar 2.17 Penetrasi tidak sempurna. 31 Gambar 2.18 Penetrasi berlebihan 32 Gambar 2.19 Retak akar Gambar 2.20 Terbakar tembus Gambar 2.21 Longsor pinggir akar.. 35 Gambar 2.22 Akar cekung Gambar 2.23 Stop start A Gambar 2.24 Stop start B Gambar 2.25 Jenis sambungan las xix

16 Gambar 2.26 Benda Uji Impak Metode Izod dan Metode Charpy Gambar 2.27 Alat Uji Impact Gambar 2.28 Struktur Mikro Mekanisme Perpatahan Microvoid Coalescence Gambar 2.29 Struktur Mikro Mekanisme Perpatahan Cleavage.. 45 Gambar 2.30 Bentuk Dan Dimensi Uji Impak Berdasarkan ASTM E23-56T Gambar 2.31 Kurva tegangan regangan Gambar 2.32 Alat Uji Photo Mikro (Mikroskop optic) Gambar 3.1 Kawat las AWS-A Gambar 3.2 Bentuk dan ukuran spesimen Gambar 3.3 Spesimen Uji Impak (sebelum pengelasan) Gambar 3.4 Spesimen uji impak setelah pengelasan. 63 Gambar 3.5 Spesimen uji tarik sebelum pengelasan Gambar 3.6 Spesimen uji tarik setelah pengelasan Gambar 3.7 Spesimen uji kekerasan (Hardness Test) Gambar 3.8 Spesimen uji kekersan setelah pengelasan Gambar 3.9 Komponen Las oxy asetilen welding Gambar 3.10 Proses pengelasan 67 Gambar 3.11 Spesimen uji impact,tensile,hardness,metalografi sesudah pengelasan Gambar 3.12 Mesin impak charpy Gambar 3.13 Skema proses pengujian impak Gambar 3.14 Alat uji tarik(tensile) 71 Gambar 3.15 Alat uji Brinell (Lab. Metallurgi USU, 2013) Gambar 3.16 Alat foto mikro Gambar 3.17 Diagram alir penelitian. 75 Gambar 4.1 spesimen uji tarik sebelum di uji Gambar 4.2 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen I xx

17 Gambar 4.3 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen II.. 78 Gambar 4.4 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen III Gambar 4.5 spesimen uji tarik setelah pengujian dengan tekanan O2 1lb,c2h23lb/m² 79 Gambar 4.6 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen I.. 80 Gambar 4.7 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen II Gambar 4.8 kurva hasil uji tarik P ( kgf ) vs ε (elongation) spesimen III 81 Gambar 4.9 spesimen uji tarik setelah pengujian dengan tekanan O2 2 lb,c2h2 6lb/m² Gambar 4.10 spesimen pengujian impact tekanan O21lb,c2h23lb/m². 88 Gambar 4.11 spesimen pengujian impact tekanan O22lb,c2h26lb/m². 89 Gambar 4.12 Grafik Perbandingan Nilai Ketangguhan Impact dari tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² dan O2 2 lb,c2h2 6lb/m².... Gambar 4.13 spesimen uji kekerasan dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² 90 Gambar4.14 spesimen uji kekerasan engan tekanan O2 2 lb,c2h2 6lb/m² Gambar 4.15 Grafik nilai Perbandingan BHN Gambar 4.16 Struktur mikro Aluminium-magnesium pada pembesaran 200X dengan tekanan O2 1lb,c2h2 3lb/m² Gambar 4.17 Struktur mikro Aluminium-magnesium pada pembesaran 200X dengan tekanan O2 3lb,c2h2 6lb/m² xxi

18 DAFTAR NOTASI σ = Tegangan (MPa) P = Beban pada waktu pengujian (kgf) A = Luas penampang (cm 2 ) E = energy yang diserap Α = sudut awal pemukulan (147 0 ) ß = sudut akhir pemukulan ε = Regangan (%) Δ L = Panjang akhir (mm) Lo = Panjang awal (mm) σu= Tegangan nominal (kg/mm2) Fu = Beban maksimal (kg) Ao = Luas penampang mula dari penampang batang (mm2) xxii