BAB III METODE PENELITIAN Metode penelitian adalah suatu cara yang digunakan dalam penelitian, sehingga pelaksanaan dan hasil penelitian bisa untuk dipertanggung jawabkan secara ilmiah. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, yaitu suatu cara untuk mencari hubungan sebab akibat antara dua faktor yang berpengaruh. Eksperimen dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang dengan kondisi dan peralatan yang tersedia di Laboratorium, guna memperoleh data tentang hasil pengelasan MIG yang dilakukan secara otomatis untuk mengetahui sifat mekanik, distorsi dan kekerasan pada aluminium 5083. 3.1 Jenis Penelitian Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian experimental (true experiment research). Kajian literatur didapat dari berbagai sumber baik dari buku maupun jurnal yang terkait guna untuk menambah informasi yang diperlukan. 3.2 Waktu dan Tempat penelitian Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari 2018. Adapun pelaksanaanya adalah sebagai berikut: 1. Persiapan mesin las otomatis di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 2. Proses Pengelasan dilakukan di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 36
3. Pembuatan bentuk spesimen benda uji dilakukan di Laboratorium PPPPTK BOE Malang. 4. Pengujian Distorsi dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang. 5. Pengujian uji tarik dan uji kekerasan (hardness) dilakukan di Laboratorium Universitas Muhammadiyah Malang. 37
3.3 Diagram Alir Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian yang dilakukan oleh peneliti adalah seperti diagram alir sebagai berikut : Pemotongan Plat AA 5083 (300x150x3mm) 6 Buah Pembuatan Kampuh Las Pengunci Penguncian Sampel Pengaturan Jarak Toutch Pemanas 5cm, 10cm, dan 14cm Pemasangan Regulator Gas LPG,Argon, O2 Pemasangan Termocople Pemasangan Inverter Proses Pengelasan Pengaturan Kecepatan Pengelasan Preparasi Sampel : Uji Kekerasan,Uji Tarik (ASTM E8),Uji Distorsi. Temperatur 150 o C PENGUJIAN KEKERASAN PENGUJIAN TARIK PENGUJIAN DISTORSI Analisa Data Kesimpulan Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 38
3.4 Persiapan Bahan dan Peralatan 3.4.1 Persiapan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : 1. Aluminium Alloy 5083 : Tebal 3 mm, Panjang 300 mm, Lebar 150 mm) 2. Elektroda : Type AWS 5356 3. Gas Argon 4. Gas O 2 5. Gas elpiji 6. Amplas 3.4.2 Persiapan Alat yang digunakan Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu : 1. Mesin uji Kekerasan. 2. Mesin uji Tarik. 3. Meja rata dan dial indicator. 4. Mesin pemotong. 5. Alat pemanas pengelasan. 6. Mesin las MIG 7. Inverter. 8. Pengatur suhu (thermokopel). 9. Tang jepit. 10. Mesin frais. 11. Resin dan katalis 12. Lab view 3.5 Tahap penelitian Tahap-tahap dalam pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut : 3.5.1 Pembuatan spesimen Las/Plat Alluminium 5083 Pembuatan spesimen dilakukan dengan cara memotong sebagian material Aluminium dengan menggunakan alat potong hidrolis, dalam hal ini pemotongan 39
material tidak menggunakan las potong ataupun gerinda potong, karena untuk menghindari terjadinya rekristalisasi dan mengurangi distribusi panas yang berpengaruh terhadap perubahan struktur mikro pada material. 3.5.2 Pembuatan kampuh V terbuka Pembuatan kampuh V terbuka dilakukan dengan menggunakan alat yaitu mesin frais, bahan yang dipersiapkan yaitu plat aluminium 5083 dengan spesifikasi ukuran: tebal 3 mm, panjang 300 mm, lebar 150 mm. Bahan dipersiapkan didalam pencekam pada sudut pengefraisan 45 derajat, maka tahap pengefraisan pun langsung dilakukan dan yang perlu diperhatikan pada saat pengefraisan yaitu ragum pencekam pada mesin frais dan setelan mata bor haruslah centre dan lurus agar hasil pada pengefraisan kampuh benar-benar lurus dan sudut yang didapatkan benar-benar sempurna. Berikut ini adalah beberapa foto-foto tentang kampuh las dan proses pada saat pembuatan kampuh pada mesin frais. Gambar 3.2 : Proses Pembuatan Kampuh Las 40
3.5.3 Persiapan Parameter Pengelasan MIG (metal inert gas) Sampel Arus (A) Debit Argon (liter/menit) Jarak Flame Jarak Pemanas (mm) Kecepatan Las (mm/s) 1 5 cm 2 10 cm 100 10 150 o C 10 3 14 cm Tabel 3.1 : Parameter Pengelasan MIG (metal Inert Gas) 3.5.4 Proses pengelasan dan pemanas Transient a) Cara kerja Alat bantu pengelasan Alat bantu pengelasan ini akan bekerja ketika motor listrik dihidupkan,setelah itu pulley penggerak akan berputar sesuai dengan putaran motor. Daya motor dari pulley 1 (penggerak) akan ditranmisikan ke pulley 2 melalui v-belt. Kemudian daya dari pulley 2 ditranmisikan ke batang penggerak melalui proses ulir. Poros ulir berputar sesuai putaran pulley 2 yang akan menggerakan batang penggerak dengan merubah gaya putar menjadi gaya horisontal. Daya ini selanjutnya akan digunakan untuk menggerakan batang penggerak yang sekaligus sebagai tumpuan dari toch las dan toch pemanas. Setelah batang penggerak mulai berjalan, maka proses pengelasan mulai berjalan dan akan berhenti sesuai jarak yang sudah ditentukan. b) Langkah-langkah proses pengelasan las dengan menggunakan pemanas transient. 1. Siapkan alat bantu pengelasan dan las yang dipergunakan yaitu las MIG(metal inert gas). 2. Pengeboran plat yang digunakan untuk pemasangan kabel thermocouple. 3. Pasang kabel thermocople pada plat dengan menggunakan mur dan baut. 4. Sambung kabel thermocouple terhadap thermocouple yang telah terhubung dengan computer. 5. Atur jarak pemanas yaitu 50, 100, dan 140 mm dari totch las 6. Pasang tabung oksigen,argon dan gas LPG. 41
7. Pastikan semua regulator gas dalam keadaan terbuka. 8. Atur kecepatan laju las dengan memprogram pada inventer yaitu 10 mm/s. 9. Atur besar arus pengelasan dan kecepatan elektroda. 10. Pastikan sambungan pada plat berada pada posisi centre terhadap totch las. 11. Pasang arus negatif pada body alat bantu las. 12. Las titik pada kedua ujung sambungan plat. 13. Nyalakan Pemanas temperatur panas dengan suhu 150 c 14. Hidupkan mesin las,dan mulai proses pengelasan dengan menekan saklar kecepatan pada inventer diikuti dengan menekan saklar kecepatan pada elektroda secara bersamaan. 3.5.5 Pengamatan Distribusi Temperatur Pengamatan distribusi temperatur dilakukan untuk mengetahui tingkat panas yang terjadi pada saat awal pengelasan hingga akhir pengelasan. Dengan melakukan pengamatan tersebut, kita dapat mengetahui panas pada daerah plat yang dipasang kabel thermocople. Alat yang digunakan untuk melakukan pengamatan tersebut yaitu thermocople dan lab view. Hasil yang didapat dari pengamatan berupa temperature dan waktu dalam bentuk grafik. 42
Gambar 3.3 : Skema Pengelasan Dan Pemasangan Titik Kabel Thermocople 3.5.6 Tahap Pembuatan Spesimen Setelah melakukan proses pengelasan sesuai variasi temperatur, maka dilanjutkan dengan pembuatan spesimen sesuai dengan standar yang telah ditentukan dari pengujian uji distorsi,uji Tarik dan uji kekerasan. 1. Pembuatan Spesimen Uji Distorsi a) Setelah selesai melakukan proses pengelasan, plat yang telah tersambung didinginkan terlebih dahulu. b) Selanjutnya plat diberi garis agar mempermudah menentukan titik pengukuran yang menggunakan alat dial indicator. c) Ketentuan titik yang digunakan yaitu lebar dengan jarak antar titik 1 cm dan panjang jarak antar titik 2 cm. 43
Gambar 3.3 Spesiment pengujian distorsi 2. Pembuatan Spesimen Uji Tarik a) Membuat gambar dengan menggunakan kertas yang agak tebal yang mengacu pada standar uji Tarik ASTM E8 agar mempermudah proses pemotongan plat. b) Meratakan alur pengelasan dengan menggunakan mesin frais. c) Potong plat menjadi dua bagian agar mempermudah melakukan proses pencekaman pada ragum. d) Selanjutnya tempelkan kertas gambar tadi pada plat agar mempermudah proses pemotongan spesimen. e) Bahan yang sudah terbentuk,bagian pinggirnya dirapikan menggunakan kikir halus dan setelah itu diamplas sampai halus. 44
Gambar 3.4 Spesimen Uji Tarik ASTM E8 3. Pembuatan Spesimen Uji kekerasan a) Meratakan alur hasil las dengan menggunakan mesin frais. b) Bahan/plat dipotong dengan ukuran panjang 10 cm dan lebar 3 cm. c) Buat cetakan dari resin sebagai tempat atau dudukan agar plat tidak gerak ketika dilakukan pengujian. d) Amplas bagian plat yang akan dilakukan penitikan sampai permukaan halus. 3.5.7. Pelaksanaan Pengujian Material a) Pelaksanaan Pengujian Distorsi Tujuan dari pengujian distorsi yaitu untuk mengetahui perubahan dimensi atau bentuk pada material yang telah dilakukan proses pengelasan. Untuk melakukan proses pengukuran distorsi pada plat, cara yang digunakan yaitu dengan membuat titik-titik pengukuran pada sisi luar specimen dengan jarak lebar antar titik 1 cm dan panjang 2 cm. Pengukuran distorsi pada tiap titik menggunakan alat yaitu dial indicator. Berikut adalah langkah-langkah pengujiannya : 45
1) Buat garis pada plat dengan jarak, lebar 1 cm dan panjang 2 cm hingga menutupi semua bagian permukaan plat. 2) Jepit kedua sisi plat dengan menggunakan alat khusus yang telah didesain untuk mempermudah proses pengukuran. 3) Tempatkan plat dan alat khusus yang telah didesain tadi di atas meja rata dan kalibrasi titik terendahnya pada permukaan plat menggunakan dial indicator. 4) Ukur disetiap titik pada garis yang telah dibuat dan catat berapa nilai distorsi yang didapat menggunakan dial indicator. Gambar 3.5 : Proses pengukuran distorsi b) Pelaksanaan Pengujian Tarik Pada Pelaksanaan pengujian Tarik, material atau benda uji dijepit pada ragam uji jepit, setelah sebelumnya diketahui ukuran besar penampangnya, panjang awal dan ketebalannya. Tujuan dari uji Tarik ini yaitu menganalisa material yang telah dilas terhadap deformasi dari luar dan mampu menganalisa 46
karakteristik perpatahan yang dihasilkan. Langkah-langkah pengujiannya yaitu sebagai berikut : 1) Memasukkan data ke computer untuk memulai pengujian dari awal. 2) Benda uji mulai mendapat beban Tarik dengan menggunakan tenaga hidrolik diawali dari angka 0 hingga material putus pada beban maksimum yang dapat ditahan oleh material tersebut. 3) Setelah benda uji putus, dihitung berapa besar penampang dan panjang benda setelah putus. 4) Gaya atau beban maksimum yang ditandai dengan putusnya benda uji terlihat pada layar digital dan dicatat sebagai data. 5) Setelah mendapatkan data yang diinginkan, selanjutnya menghitung kekuatan Tarik,kekuatan luluh, dan perpanjangan material. Gambar 3.5 : Pelaksanaan uji Tarik 47
C. Pelaksanaan pengujian Kekerasan Vickers Pada metode pengujian kekerasan Vickers menggunakan indentor intan berbentuk piramida dengan sudut antar permukaan piramida yang saling berhadapan yaitu 136. Nilai ini dipilih karena mendekati sebagian besar nilai perbandingan yang diinginkan diantara diameter lekukan dan diameter bola penumbuk pada uji kekerasan brinell (dieter,1987). Uji kekerasan Vickers tidak dapat digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini sangat lambat, memerlukan persiapan permukaan benda uji yang hati-hati, dan terdapat pengaruh kesalahan manusia yang besar dalam menentukan panjang diagonal. Berikut langkah-langkah pengujian kekerasan Vickers : 1) Memasang indentor piramida intan. Penekanan piramida intan 136 dipasang pada tempat indentor mesin uji, kencangkan secukupnya agar penekan intan tidak jatuh. 2) Memberi tanda berupa garis pada spesimen yang akan diuji,yaitu tanda untuk daerah las,haz, dan logam induk. 3) Meletakkan benda uji diatas landasan. 4) Menentukan beban utama yaitu sebesar 1kgf. 5) Menentukan titik yang akan diuji. 6) Menekan tombol indentor. 3.6 Analisa Data Setelah data diperoleh langkah selanjutnya menganalisa data dengan cara mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari hasil pengujian kemudian dimasukkan ke dalam persamaan-persamaan yang ada sehingga didapatkan data yang bersifat kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka. 48