BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan diuraikan latar belakang penelitian dari penelitian, perumusan masalah yang diangkat dalam penelitian ini, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi-asumsi penelitian dan sistematika penulisan. 1.1 LATAR BELAKANG Pengelasan merupakan penyambungan logam atau logam paduan melalui ikatan metalurgi yang dilaksanakan dalam keadaan cair dengan energi panas. Teknik pengelasan merupakan salah satu proses produksi yang paling banyak digunakan dalam industri manufaktur dan konstruksi. Ruang lingkup aplikasi teknologi pengelasan di bidang konstruksi, baik dalam pembuatan maupun pemeliharaan sangat luas, meliputi perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, perpipaan, kendaraan rel dan lain sebagainya. Luasnya penggunaan teknologi pengelasan disebabkan karena prosesnya lebih mudah, sederhana, dan murah (Wiryosumarto, 2000). Salah satu sambungan las logam adalah sambungan logam tidak sejenis (dissimilar-metal welds/dmws). Pengelasan logam berbeda ini digunakan secara luas dalam industri minyak kimia, proses pengolahan makanan, pembangkit daya, pabrikasi trailer, kereta api dan lain sebagainya (Morris, 2003). PT Industri Kereta Api (INKA) Madiun merupakan perusahaan yang mengaplikasikan sistem pengelasan logam tidak sejenis. Sambungan las logam tidak sejenis ini diaplikasikan pada gerbong kereta api yaitu pada pintu bagian atas dan bagian bawah dan juga pada sambungan rangka. Selain itu, juga digunakan pada sambungan reservoir air dan dudukannya. Penggunaan sambungan logam tidak sejenis ini di PT. INKA bertujuan untuk memenuhi ketahanan korosi sekaligus untuk penghematan material, karena tidak ekonomis jika material bagian tersebut seluruhnya terbuat dari baja tahan karat. PT. INKA mengharapkan hasil dari proses pengelasan dengan beda jenis tidak muncul permasalahan, tetapi kenyataanya di lapangan permasalahan muncul mengenai pengelasan sambungan dua logam berbeda ini yaitu terjadinya distorsi pada logam I - 1
tidak sejenis. Distorsi adalah perubahan ukuran dimensi hasil pengelasan diakibatkan oleh tegangan thermal pada saat proses pengelasan, akibat dari distorsi dimensi ukuran hasil pengelasan menjadi tidak sesuai spesifikasi. Distorsi berupa distorsi bowing dan distorsi angular dimana kedua distorsi ini tidak dapat dipisahkan. Distorsi pada kedua logam tidak sejenis ini mencapai rata-rata 14,128 mm untuk distorsi bowing dan 11,794 o untuk distorsi angular sehingga ukuran menjadi lengkung sekitar 10% sampai dengan 20%. Besarnya nilai distorsi yang terjadi pada pengelasan ini merupakan hal yang dikeluhkan PT. INKA. Dampak dari distorsi pada sambungan las menyebabkan kondisi ukuran hasil pengelasan tidak sesuai yang diharapkan sehingga cukup menyulitkan pada saat assembling antara satu komponen dan komponen yang lainnya. PT. INKA melakukan teknik post weld heat treatment (PWHT) yang berupa flame heating atau proses pemukulan pada logam melalui pemanasan dan pendinginan secara simultan atau bersamaan. Kenyataanya proses flame heating menurut hasil penelitian Triyono dkk (2005) dapat menurunkan ketahanan korosi baja tahan karat sampai 23% dan meningkatkan endapan krom karbida di daerah sekitar batas butir (Heat Affected Zone/HAZ) baja tahan karat sehingga di daerah tersebut kekurangan unsur krom dan rentan terhadap korosi pada batas butir (intergranular corrosion). Selain itu adanya pekerjaan tambahan berupa flame heating yang secara ekonomi merugikan karena memerlukan biaya tambahan untuk pembuatan komponen. Proses pengelasan logam pada penelitian yang dilakukan adalah pengelasan logam tanpa adanya proses flame heating. Pekerjaan tambahan berupa flame heating ini harus dihindari dengan cara melakukan setting level pada pelaksanaan proses pengelasan, sehingga hasil pengelasan pada logam tidak sejenis memenuhi standar kejadian distorsi yaitu 3 mm untuk distorsi bowing dan 5 o untuk distorsi angular. Dalam memperoleh standar yang telah ditetapkan oleh PT. INKA diperlukan eksperimen Taguchi. Eksperimen Taguchi dipilih dengan pertimbangan bahwa metode ini dapat menghemat jumlah eksperimen yang harus dilakukan tanpa mengurangi kevalidan hasil eksperimen. Berkurangnya jumlah eksperimen akan dapat menghemat biaya mengingat biaya ekspermen cukup besar. I - 2
1.2 PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan yang diangkat adalah bagaimana menentukan setting level faktor yang optimal pada proses pengelasan sehingga menghasilkan pengelasan logam tidak sejenis dengan distorsi mendekati garis elevasi sehingga menghindarkan proses pekerjaaan flame heating dan biaya pekerjaan tersebut. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang dapat diperoleh dalam penelitian ini, yaitu: 1. Menentukan setting level optimal dari faktor-faktor yang berpengaruh terhadap distorsi pada pengelasan logam tidak sejenis. 2. Menentukan nilai kerugian atau quality loss function sebagai dampak distorsi pada pengelasan logam tidak sejenis. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat yang dapat diperoleh dalam penelitian ini, yaitu: 1. Memperoleh setting level optimal dari faktor-faktor yang berpengaruh pada pengelasan logam tidak sejenis. 2. Mengurangi biaya flame heating pada proses pengelasan logam tidak sejenis. 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini, sebagai berikut: 1. Karakteristik kualitas yang digunakan adalah smaller the better. 2. Bahan yang disambung menggunakan baja karbon rendah SUS 400 dan baja tahan karat SPHC 304. 3. Mesin las yang digunakan adalah GMAW semi otomatis dengan gas pelindung argon dan alur (groove) las berbentuk V. 4. Juru las bersertifikat dengan kemampuan rata-rata di PT. INKA dengan nilai skala 8. I - 3
5. Pengukuran distorsi pada hasil pengelasan logam tidak sejenis menggunakan dial indicator. 6. Sambungan yang digunakan adalah sambungan tumpul (butt joint). 7. Distorsi bowing dan angular bersifat independen. 1.6 ASUMSI Asumsi yang digunakan dalam penelitian ini, sebagai berikut: 1. Efisiensi mesin las adalah 0,85 (Kou, 1987) 2. Perubahan tegangan tidak mempengaruhi proses pengelasan. 3. Karakteristik antara baja karbon rendah dengan baja tahan karat yang digunakan dianggap memiliki spesifikasi yang sama ditinjau dari susunan kimiawinya. 4. Faktor lingkungan pada saat pengelasan seperti suhu ruangan, kelembaban dan pencahayaan ruangan tidak mempengaruhi hasil pengelasan. 5. Daerah HAZ (heat affected zone) tidak mempengaruhi secara signifikan terhadap proses pengelasan. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Pada bagian ini menguraikan gambaran umum mengenai tata cara penyusunan laporan penelitian dan isi pokok dari laporan penelitian ini, adapun sistematika penulisannya, seperti diuraikan di bawah ini. BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan. Uraian bab ini dimaksudkan untuk menjelaskan latar belakang penelitian ini dilakukan sehingga dapat memberi masukan sesuai dengan tujuan penelitian dengan batasan-batasan dan asumsi yang digunakan. I - 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis. Teori yang akan dikemukakan dalam hal ini adalah tentang distorsi pengelasan, pengelsan logam tidak sejenis, kualitas, metode Taguchi yang terdiri dari klasifikasi karakteristik kualitas dan parameter, langkah-langkah dalam merancang eksperimen, orthogonal array dan matrik eksperimen, eksperimen konfirmasi dan penelitian-penelitian penunjang. BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini menjelaskan gambaran terstruktur tahap demi tahap proses pelaksanaan penelitian dalam bentuk flow chart, membahas tentang tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah sesuai dengan permasalahan yang ada mulai dari identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, pengolahan data, sampai dengan kesimpulan dan saran. BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini menyajikan pelaksanaan pengumpulan data, pengolahan data berdasarkan teori dan data yang di dapat dari pengujian spesimen. BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil pengolahan data, yaitu analisis terhadap hasil kondisi awal, analisis terhadap eksperimen Taguchi, dan yang terakhir adalah analisis terhadap hasil eksperimen konfirmasi. BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan simpulan-simpulan yang diperoleh dari pembahasan bab-bab sebelumnya. Bab ini juga menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian yang telah dilakukan dan masukan bagi penanggung jawab dari tempat penelitian. I - 5