TUGAS AKHIR MN 091382 RATNANING FITROH ENDARTYANA 4109100031 Dosen Pembimbing Dony Setyawan,S.T.,M.Eng STUDI PERBANDINGAN SIFAT MEKANIK PADA PENGELASAN SATU SISI DAN DUA SISI FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM 5083 KAPAL KATAMARAN
LATAR BELAKANG
PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh pengelasan dua sisi terhadap kekuatan tekuk, tarik, kekerasan, struktur mikro dan makro hasil pengelasan FSW pada material kapal katamaran berbahan aluminium 5083? Ditinjau dari sifat fisik, pengelasan yang mana yang lebih baik antara Pengelasan Dua Sisi atau Pengelasan satu sisi untuk menyamakan kekuatan pada bagian Anvancing dan Retriting hasil pengelasan FSW pada material kapal katamaran berbahan aluminium 5083?
BATASAN MASALAH Pengelasan dilakukan dengan metode Friction Stir Welding menggunakan mesin milling (fraiss). Plat dianggap rata. Jenis sambungan butt. Pengujian yang dilakukan adalah : - Pengujian Makro - Pengujian Mikro - Pengujian Tekuk - Hardness Test -Pengujian Tarik - Radiografi
TUJUAN Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : Mengetahui pengaruh pengelasan dua sisi terhadap kekuatan tekuk, tarik, kekerasan, struktur mikro dan makro hasil pengelasan FSW pada material kapal katamaran berbahan aluminium. Menganalisa pengelasan yang mana yang lebih baik antara Pengelasan Dua Sisi atau Pengelasan satu sisi untuk menyamakan kekuatan pada bagian Anvancing dan Retriting hasil pengelasan FSW pada material kapal katamaran berbahan aluminium.
MANFAAT Adapun manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah: Mampu memberikan sumbangan pengetahuan tentang FSW terhadap industri perkapalan nasional dalam proses pengelasan FSW yang efektif dan efisien. 2. Diharapkan dapat jadi acuan untuk proses pembuatan kapal katamaran berbahan aluminium dengan teknologi penyambungan yang ramah lingkungan.
HIPOTESIS Hipotesis dari penelitian ini adalah pengelasan menggunakan metode dua sisi menghasilkan suhu yang lebih merata pada kedua sisi karena dilakukan pertukaran posisi Advancing dan Retreating. Sehingga sifat mekanik dari pengelasan dua sisi menjadi lebih baik.
TINJAUAN PUSTAKA
TINJAUAN PUSTAKA Friction Stir Welding (FSW) Ditemukan pada tahun 1991, proses pengelasan adukan gesek (Friction Stir Welding) dikembangkan, dan dipatenkan oleh The Welding Institute (TWI) di Cambridge, kerajaan Inggris.(Thomas, dkk., 1991) Akan tetapi hasil pengelasan ini menunjukkan adanya perbedaan karakteristik sifat fisik dan mekanik pada sisi advancing dan sisi retreating. [Mahoney, (2001)]
TINJAUAN PUSTAKA Aplikasi Pembuatan Kapal Menurut [Paik,(2009)] didasarkan keterbatasan pengelasan friction stir welding yang belum terdapat mesin portable nya, metode ini dapat digunakan dalam proses pembuatan stiffened panel kapal.
METODOLOGI PENELITIAN
METODOLOGI PENELITIAN
TAHAP PERSIAPAN Peralatan yang digunakan
METODE PENGELASAN Friction Stir Welding (FSW) >> Pengelasan Satu sisi dan Dua sisi Menurut Ram Kumar (2012)
PROSES PENGELASAN
PEMOTONGAN SPECIMEN Rules pembuatan test coupon [BKI Vol VI Sec.12,(2009)]
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN
ANALISA DAN PEMBAHASAN Jenis Pengujian Pengelasan Dua Sisi Pengelasan Satu Sisi Radiografi Tidak terdapat cacat Terdapat cacat pengelasan wormhole di sepanjang joint line Uji Tarik (Tensile Test) Ultimate stress = 268.38 Mpa Patah di bagian HAZ Ultimate stress = 194.92 Mpa Patah di bagian HAZ Makroetsa Tidak terdapat cacat Terdapat cacat pengelasan wormhole berukuran 0.1834 mm. Uji Mikrostruktur Ukuran butir di seluruh bagian kecil dan merata. Ukuran butir pada bagian HAZ dan nugget lebih besar. Uji Kekerasan (Hardness Test) Rata - rata nilai kekerasan lebih besar yaitu : - Sisi 1 = 84.809524 HV - Sisi 2 = 85.1095238 HV Rata - rata nilai kekerasan lebih kecil yaitu : - Sisi 1 = 70.2190476 HV - Sisi 2 = 69.5571429 HV Uji Tekuk (Bending Test) Terdapat open defect pada salah satu specimen pengujian rootbend dengan ukuran 1.9 mm. Tidak terdapat open defect pada pengujian facebend. Terdapat open defect selebar testpiece (20 mm) saat pengujian rootbend pada keua specimen. Tidak terdapat open defect pada pengujian facebend.
KESIMPULAN DAN SARAN Dari percobaan yang dilakukan di atas, maka didapat kesimpulan sebagai berikut : Pengelasan dengan metode dua sisi menghasilkan nilai kekuatan yang lebih baik ditinjau dari pengujian tarik dan hardness test yang masing - masing mempunyai nilai 27.371 % dan 17.73 % lebih baik. Pengujian bending, makroetsa dan radiografi juga menunjukkan tidak adanya cacat permukaan, cacat dalam, maupun open defect pada pengelasan dua sisi. Referensi untuk aplikasi dalam pembangunan kapal dapat menggunakan metode pengelasan dua sisi jika membutuhkan kekuatan yang lebih baik.
KESIMPULAN DAN SARAN Adapun saran untuk tugas akhir selanjutnya adalah : Perhatikan parameter pengelasan agar terjaga sama untuk semua pengujian. Pengujian foto mikro sebaiknya dilakukan dengan scanning electron microscopy agar menghasilkan bentuk butir yang lebih jelas. Holding time yang cukup setelah melakukan pengelasan baik dilakukan untuk mendinginkan backing plate. Sehingga pengelasan selanjutnya dimulai dengan suhu awal yang normal (bukan sisa pengelasan sebelumnya). Menggunakan pin yang berulir, apakah menghasilkan sifat metalurgi yang lebih baik untuk jenis aluminium seri 5083. Pada pengujian radiografi sebaiknya dilakukan dengan sensitifitas film D2 agar hasilnya terlihat lebih jelas. Dalam proses pengerjaan metode pengelasan dua sisi membutuhkan dua kali pengelasan yang tentu saja juga membutuhkan sumber daya dan waktu yang lebih banyak. Untuk itu dalam penelitian berikutnya dapat dicari parameter yang lebih baik pada pengelasan satu sisi hingga nilai kekuatannya sebaik pengelasan dua sisi.
DAFTAR PUSTAKA BKI 2009 Volume VI Rules for Welding Section 11 Callister, William D, 2001, Fundamentals of Materials Science and Engineering, John Wiley & Sons, Inc. Chao, Y.J.,and Qi, X., (1998): Thermal and Thermo-Mechanical Modeling of Friction Stir Welding of Aluminium Alloy 6061-T6. Journal of Materials processing & Manufacturing Science, V. 7, pp. 215-233, 1998. Elangovan, K., Balasubramanian, V., (2008): Influences of tool pin profile and welding speed on the formation of friction stir processing zone in AA2219 aluminium alloy, journal of materials processing technology 2 0 0 ( 2 0 0 8 ) 163 175 Kumar, A. R., Varghese, S., & Shivapragash, M. (2012). A Comparative Study of the
Mechanical Properties of Single and Double Sided Friction Stir Welded Aluminium Joints. Procedia Engineering 38, 3955-3961. Liu, H., Fujii, H., Maeda, M., & Nogi, K. (2003). Tensile Properties and Fracture Locations of Friction-Stir-Welded Joints of 2017-T351 Aluminium Alloy. Journal of Materials Processing Technology 142, 692-696. Mathers, G. (2002). The Welding of Aluminium and its alloys. Cambridge: CRC Press. Rajakumar, S., & Balasubramanian, V. (2011). Correlation between weld nugget grain size, weld nugget hardness and tensile. Materials and Design 34, 250-251. Santosa, B dkk. (2012). Analisa umur kekuatan struktur katamaran berbahan aluminium. Surabaya: FTK-ITS. Suherman. Ilmu Bahan I. Diktat Jurusan Teknik Mesin Fakultas Industri. ITS
Mishra, RS., and Ma, Z.Y. (2005): Friction stir welding and processing, Materials Science and Engineering R 50 1 78. Resistance Components of High Speed Displacement Catamaran, The Royal Institution of Naval architects www.aalco.co.uk/datasheets/aluminium-alloy_5083-0~h111_149.ashx www.id.wikipedia.org/wiki/aluminium www.asm.matweb.com journal.unnes.ac.id/nju/index.php/jkt/article/view/115 http://www.mig-welding.co.uk/wiki/macro_etch
So,Which of the favors of your Lord would you deny? (Ar-Rahman : 55)