Dimas Hardjo Subowo NRP. 2706 100 011 Dosen Pembimbing : Budi Agung K, ST, M.Sc FAKULTAS TEKNOLOHI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Abstrak Dalam proses pengelasan seringkali dijumpai bahwa logam yang akan dilas tidak sama, dimana masing-masing logam mempunyai komposisi, sifat fisik dan sifat mekanis yang berbeda. Dengan adanya perbedaan tersebut maka pengelasan terhadap kedua logam yang berbeda diperlukan suatu prosedur pengelasan yang baik agar didapatkan mutu las yang maksimal. Dalam penelitian ini digunakan tiga jenis bahan dan elektroda yang berbeda. Bahan yang digunakan adalah plat baja karbon rendah ASTM A36, plat baja paduan KPMS 30 dan plat stainlees steel AISI 304. Elektroda yang digunakan adalah AWS A5.1 E6013, AWS A5.1 E7016 dan AWS A5.22 E309. Jenis las yang digunakan adalah Shielded Metal Arc Welding (SMAW) butt joint. Pengujian yang dilakukan berupa uji XRD, uji kekerasan dan metallografi. Bedasarkan data dari hasil peneitian didapatkan nilai tegangan sisa tertinggi pada penggunaan elektroda E309, yaitu 17,2385 GPa. Sedangkan nilai tegangan sisa terendah pada penggunaan elektroda jenis E6013, yaitu 6,5725 GPa. Kata Kunci: SMAW butt joint, disimillar metal, ASTM A36, KPMS 30, stainlees steel AISI 304, XRD, residual stress.
BAB I
PENDAHULUAN Latar Belakang 1 Penggunaan baja karbon dan baja paduan sangat luas dalam dunia industri 2 Adanya pengelasan dengan mengunakan logam yang berbeda 3 Metode pengelasan SMAW sebagai jenis pengelasan praktis, mudah dalam pengoperasiaannya 4 Dengan adanya perbedaan tersebut maka pengelasan terhadap kedua logam yang berbeda diperlukan suatu prosedur pengelasan yang baik agar didapatkan mutu las yang maksimal.
PENDAHULUAN Perumusan Masalah Permasalahan dalam penelitian ini adalah Bagaimana distribusi kekerasan dan tegangan sisa yang terjadi pada sambungan lasan kombinasi baja ASTM A36, Stainless Steel 304 dan KPMS 30 setelah mengalami proses pengelasan Shielded Metal Arc Welding (SMAW) dengan sambungan tumpul (butt joint).
PENDAHULUAN Batasan Masalah Satu Bahan yang digunakan dianggap homogen tanpa perlakuan Dua Tiga Parameter-parameter las seperti tegangan listrik, arus, kecepatan pengelasan dianggap konstan Pengotor yang masuk selama proses pengelasan diabaikan. Empat Pengaruh kondisi lingkungan diabaikan. Lima Bentuk dan ukuran groove pada setiap spesimen dianggap sama. Enam Kondisi pengalasan yang dihasilkan dianggap baik
PENDAHULUAN Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui distribusi kekerasan dan tegangan sisa yang terjadi pada sambungan lasan kombinasi baja ASTM A36, Stainless Steel 304 dan KPMS 30 setelah mengalami proses pengelasan Shielded Metal Arc Welding (SMAW) dengan sambungan tumpul (butt joint).
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA Sifat sifat baja karbon : Kadar karbon maksimal sampai 0,25 % Keuletan tinggi dan mudah dimachining Weldability baik Baja Karbon Rendah AISI 1020 Tabel 3.1 Komposisi dari Baja ASTM A36 Component Weight % C 0.18 0.23 Mn 0.30 0.60 P 0.04 (max) S 0.05 (max)
TINJAUAN PUSTAKA Baja Paduan (KPMS 30) Kandungan chromium memberi kontribusi terhadap sifat mampu dikeraskan, kekuatan, ketahanan pemakaian, jika dibandingkan dengan baja karbon biasa dengan kadar karbon yang sama.. Mangan salah satu unsur paduan yang selalu ada dalam baja, sebagai deoxidiser. Mangan mengurangi kecenderungan terjadinya hot shortness yang ditimbulkan oleh belerang. Mn mencegah terjadinya FeS yang membentuk eutektik dengan besi yang menjadikan baja mengalami hot shortness. Tabel 3.3 Komposisi dari KPMS 30 Component Weight % C 0.15-0.25 Mn 0.50-2.00 P 0.020 S 0.008 Si 0.10-0.30 Cr 2.50 Mo 1.00
TINJAUAN PUSTAKA Stainless Steel AISI 304 Baja Tahan karat AISI 304 masuk pada kategori baja tahan karat austenitic. Jumlah krom dan nikel pada baja tahan karat jenis ini tidak kurang dari 23% memiliki sifat mampu las (weldability) yang lebih baik dan tendensi terjadinya presipitasi karbida lebih rendah. Tabel 2.5 Komposisi dari Stainless Steel 304 Component Wt. % C Max 0.08 Cr 18-20 Fe 66.345-74 Mn Max 2 Ni 8-10.5 P Max 0.045 S Max 0.03 Si Max 1
TINJAUAN PUSTAKA TEGANGAN SISA Gaya dalam yang terjadi akibat kontraksi dimana karena sesuatu hal kontraksi ini tidak dapat terjadi dengan leluasa sehingga berakibat adanya gaya perlawanan. Tegangan sisa ini dapat mempengaruhi sifat mekanik suatu material menjadi lebih keras dan getas. Gambar 2.5 Mekanisme terjadinya Tegangan Sisa
TINJAUAN PUSTAKA X-Ray Difraction (XRD) XRD merupakan salah satu alat pengujian material yang biasanya digunakan untuk identifikasi unsur/senyawa (analisis kualitatif) dan penentuan komposisi (analisis kuantitatif). Pada penelitian ini data hasil XRD digunakan sebagai pembanding dalam penghalusan menggunakan analisa rietveld. Analisis Rietveld adalah sebuah metode pencocokan tak linier kurva pola difraksi terhitung (model) dengan pola difraksi terukur.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN Start Persiapan permukaan Proses Pengelasan SMAW Butt Joint KPMS 30 dengan SS 304 Menggunakan: Filler 7E016 Filler E6013 Filler E309 Proses Pengelasan SMAW Butt Joint STM A36 dengan KPMS 30 Menggunakan: Filler E7016 Filler E6013 Filler E309 Proses Pengelasan SMAW Butt Joint ASTM A36 dengan SS 304 Menggunakan: Filler E7016 Filler E6013 Filler E309 A
METODOLOGI PENELITIAN A Pembentukan Spesimen Uji Uji XRD METALLOGRAFI Uji Kekerasan Analisa Rietvield Analisa Data dan Pembahasan Kesimpulan End Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
METODOLOGI PENELITIAN Bahan
METODOLOGI PENELITIAN Peralatan Alat Pengelasan SMAW Alat Preparasi Spesimen Alat uji XRD Alat Uji Kekerasan Alat Uji Metalografi
METODOLOGI PENELITIAN 200 mm 200 mm Weld bead Z Y 100 mm X 10 mm Gambar 3.2 Dimensi 1 Set Spesimen Las
METODOLOGI PENELITIAN 70 o 2 mm 10 mm 2 mm 200 mm Pembuatan kampuh spesimen sesuai standar JIS Z 3111 dengan mesin frais.
METODOLOGI PENELITIAN 5 mm 200 mm 200 mm 80 mm 10mm Gambar 3.4 Preparasi Spesimen Untuk Uji Kekerasan, Metallografi dan XRD
METODOLOGI PENELITIAN XRD Analisa Kualitatif Analisa Rietveld Metalografi Struktur mikro Makro Kekerasan Rockwell
Uji Kekerasan 1 4 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15 Gambar Posisi titik indentasi untuk pengujian kekerasan Rockwell
METODOLOGI PENELITIAN No Spesimen Elektoda Hasil Pengujian XRD Rietveld Metallografi Lebar HAZ Kekerasan Tabel Rancangan 1. KPM S30 dengan SS 304 Penelitian 2. 3. KPMS 30 dengan ASTM A36 ASTM A36 dengan SS 304 AWS A5.1 7016 4. KPM S30 dengan SS 304 5. 6. KPMS 30 dengan ASTM A36 ASTM A36 dengan SS 304 AWS A5.22 E309 7. KPM S30 dengan SS 304 8. 9. KPMS 30 dengan ASTM A36 ASTM A36 dengan SS 304 AWS A5.1 E6013