TUGAS AKHIR ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA SPRING BACK Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun oleh: SHODIQ NUGROHO NIM : D200 10 0002 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA NOVEMBER 2015 i
ii
iii
iv
v
HALAMAN MOTTO Barang siapa membiasakan diri untuk beristigfar, ALLAH akan memberikan jalan keluar baginya dari setiap kesulitan (HR. Abu Daud) Raihlah ilmu,dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar (Khalifa Umar) Karena sesungguhnya allah akan mendatangkan kemudahan setelah kita ditimpa kesusahan (QS Al-insyiroh ayat 5-6) vi
ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA SPRING BACK Shodiq Nugroho Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan, Kartasura Email : shodiqnugrogo91@gmail.com ABSTRAKSI Waktu ini teknik pengelasan telah dipergunakan secara luas dalam penyambungan batang-batang pada kontruksi bangunan baja dan kontruksi mesin. Luasnya penggunaan teknologi ini disebabkan karena kontruksi bangunan dan mesin yang dibuat dengan mempergunakan teknik pengelasan ini menjadi lebih ringn dan proses pembuatanya juga lebih sederhana. Perusahaan manufakturing otomotif secara global menggunakan proses penyambungan metalurgi atau pengelasan. Proses pengelasan terdapat berbagai permasalahan yang terjadi diantaranya diantaranya deformasi dan perubahan struktur mikro. Penelitian ini akan membahas tentang pengaruh metode pengelasan las SMAW, las GTAW, las GMAW, terhadap fenomena spring back Dengan menggunakan pengujian U bending. Dari hasil pengujian didapat nilai-nilai perbedaan dari setiap proses pengelasan untuk nilai kekuatan tarik spesimen, nilai modulus elastisutas tertinggi yaitu pada proses pengelasan GMAW sebesar 1533,333 N/mm 2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -2 mm, sisi kanan -2 mm, sedangkan untuk pengelasan GTAW sebesar 1433,333 N/mm 2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -0,8 mm, sisi kanan -1 mm, pengelasan SMAW sebesar1457,894 N/mm 2, dengan besar spring back sisi kiri terbesar -1 mm, sisi kanan -1 mm. Kata kunci : Pengelasan SMAW, GTAW, GMAW, U Bending, Spring Back. vii
HALAMAN PERSEMBAHAN Dengan rasa syukur kehadirat Allah SWT, beserta Rasulnya, bangga, haru, serta bahagia yang mendalam setelah melewati berbagai cobaan, halangan maupun rintangan dalam perjuangan yang panjang, saya persembahkan tugas akhir ini kepada : 1. Bapak dan Ibu saya tercinta yang selalu mendoakan, memberi dukungan secara finansial, tenaga serta dorongan sepanjang waktu sampai mengantarkan saya sebagai seorang sarjana Teknik Mesin. 2. Semua sahabat - sahabatku Aji Ageng Yuwono, Agung Wahyu Jadmoko, Agus Pranoto Syah, Mustahfirin, Yusuf Bakhtiar, Nurul Huda yang selalu membantu dan memberi solusi dalam menyelesaikan proses tugas akhir sampai selesai. 3. Seluruh keluarga besarku, terima kasih atas semua dukungan dan semangatnya yang selalu saya dengar setiap waktu. 4. Semua teman temanku Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta angkatan 2010 yang senantiasa memberi dukungan untuk menyelesaikan tugas akhir saya. 5. Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT selaku kepala laboratorium metalurgi Teknik Mesin, terimakasih banyak telah memberikan ijin dan kesempatan untuk menyelesaikan penelitian tugas akhir saya sampai selesai. viii
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah, saya panjatkan kepada allah SWT atas segala rahmat dan nikmat-nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini dapat terselesaikan. Tugas akhir berjudul ANALISA PENGARUH METODE PENGELASAN (SMAW, GTAW, GMAW) DENGAN BAHAN MILD STEEL DENGAN TEBAL 1,5 MM TERHADAP FENOMENA SPRING BACK dapat terselesaikan atas dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dlam kesempatan ini saya selaku penulis dengan segala hormat dan ketulusan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan sebesar besarnya kepada : 1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono, MT, Ph.D, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Bapak Tri Widodo Besar R., ST, MSc., Ph.D, selaku jurusan Teknik Mesin. 3. Bapak Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D., selaku Dosen pembimbing I yang telah membimbing serta bersedia meluagkan waktunya untuk memberikan arahan dan penjelasan dalam penulisan Tugas Akhir ini. 4. Bapak Ir. Pramuko Ilmu Purboputro, MT., selaku Dosen pembimbing II yang telah bersedia memberikan bimbingan dan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir ini 5. Bapak Joko Sedyono., Ph.D., selaku Dosen penguji yang telah memberikan arahan dalam penyusunan Tugas Akhir. 6. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang membantu kelancaran Tugas Akhir. 7. Bapak dan ibuk tercinta yang selalu memberikan doa beserta dukungannya, perhatian serta kasih sayang yang begitu istimewa dan sangat luar biasa. ix
8. Teman teman angakatan 2010 yang banyak memberikan motivasi dan semangat bagi penulis 9. Semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan terimakasih atas dukungannya. Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu kritik dan saran bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati dan penulis ucapkan banyak terima kasih. Semoga semua amal baik yang diberikan semua pihak kepada penulis akan mendapat balasan yang lebih baik dan sempurna dari Allah SWT. Surakarta, November 2015 Shodiq Nugroho x
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... ii HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... v HALAMAN MOTTO... vi ABSTRAKSI...... vii HALAMAN PERSEMBAHAN... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xvi DAFTAR LAMPIRAN... xvii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan Penelitian... 3 1.3. Manfaat Penelitian... 4 1.4. Batasan Masalah... 4 1.5. Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA... 7 2.1. Kajian Pustaka... 7 2.2. Landasan Teori... 9 xi
2.3. Teori Elastisitas... 18 2.3.1. Defleksi... 19 2.3.2. Tegangan... 20 2.3.3. Regangan... 21 2.3.4. Hubungan tegangan-regangan... 22 2.3.5. Deformasi elastis... 25 2.3.6. Deformasi plastis... 26 2.4. Teori Plastis... 26 2.5. Teori Spring Back... 27 BAB III METODE PENELITIAN... 31 3.1. Diagram Aril Penelitian... 31 3.2. Bahan dan Alat... 32 3.2.1. Alat... 32 3.2.2. Bahan... 32 3.3. Pembuatan Spesimen... 33 3.4. Langkah pengujian Spesimen... 39 3.4.1. Pengujian Tarik... 39 3.4.2. Pengujian U Bending... 40 3.4.3. Pengukuran Spring Back... 41 3.5. Rancangan Analisis Data... 42 3.6. Kesulitan Penelitian... 43 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN... 44 4.1. Hasil Penelitian... 44 4.1.1. Pengujian tarik... 44 4.1.2. Pengujian U bending... 51 4.2. Analisis hasil pengujian... 54 4.2.1. Analisis nilai pengujian tarik... 54 4.2.2. Analisis nilai pengujian U bending... 55 xii
4.3. Pengaruh Metode Pengelasan Terhadap Fenomena Spring Back... 57 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 59 5.1. Kesimpulan... 59 5.2. Saran...... 60 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 penyimpangan sudut akibat gaya spring back... 2 Gambar 2.1. jenis sambungan las... 12 Gambar 2.2. jenis las busur listrik (arc welding)... 13 Gambar 2.3 Mesin Las SMAW. teknologi pengelasan:2011... 14 Gambar 2.4 Mesin Las GTAW. teknologi pengelasan:2011... 15 Gambar 2.5 Mesin Las GMAW. teknologi pengelasan:2011... 17 Gambar 2.6 Defleksi akibat pembebanan... 20 Gambar 2.7 diagram tegangan regangan... 24 Gambar 2.8 spring back... 28 Gambar 3.1 Diagram alir penelitian... 31 Gambar 3.2 Mesin las SMAW. INLASTEK (Institut teknologi pengelasan)... 33 Gambar 3.3 Mesin las GTAW. INLASTEK (Institut teknologi pengelasan)... 34 Gambar 3.4 Mesin Las GMAW.. INLASTEK (Institut teknologi pengelasan)... 35 Gambar 3.5 Hasil Pengelasan SMAW... 36 Gambar 3.6 Hasil Pengelasan GTAW... 36 Gambar 3.7 Hasil Pengelasan GMAW... 37 Gambar 3.8 Spesimen Uji Tarik... 37 Gambar 3.9 Spesimen Uji U Bending... 38 Gambar 3.10 Spesimen Uji tarik dan Uju U Bending... 38 Gambar 3.11 tool die set untuk uji U Bending... 40 Gambar 3.12 gambar pengambilan data spring back... 42 xiv
Gambar 4.1 Spesimen Uji Tarik... 44 Gambar 4.2 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan SMAW... 45 Gambar 4.3 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan SMAW... 45 Gambar 4.4 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan SMAW... 45 Gambar 4.5 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GTAW... 46 Gambar 4.6 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GTAW... 46 Gambar 4.7 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GTAW... 46 Gambar 4.8 grafik uji tarik spesimen 1 pada pengelasan GMAW... 47 Gambar 4.9 grafik uji tarik spesimen 2 pada pengelasan GMAW... 47 Gambar 4.10 grafik uji tarik spesimen 3 pada pengelasan GMAW... 47 Gambar 4.11 grafik uji tarik spesimen 1 pada tanpa pengelasan... 48 Gambar 4.12 grafik uji tarik spesimen 2 pada tanpa pengelasan... 48 Gambar 4.13 grafik uji tarik spesimen 3 pada tanpa pengelasan... 48 Gambar 4.14 Histogram hubungan antara modulus elastisitas dengan variasi pengelasan dan tanpa pengelasan... 51 Gambar 4.15 Spesimen uji U bending... 51 Gambar 4.16 hasil uji U bending... 52 Gambar 4.17 spring back uji U bending... 52 Gambar 4.18 hasil pengujian uji U bending... 55 Gambar 4.19 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kiri... 56 Gambar 4.20 Histogram menunjukkan nilai spring back sisi kanan... 56 xv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. klasifikasi dari penyambungan logam... 10 Tabel 4.1 Dimensi spesimen uji tarik... 44 Tabel 4.2 Hasil uji tarik... 49 Tabel 4.3 Hasil data pengujian uji tarik dengan variasi pengelasan dan titik luluh... 50 Tabel 4.4 Dimensi plat uji bending... 52 Tabel 4.5 Hasil pengujian U bending... 53 Tabel 4.6 Nilai koefisien spring back hasil pengujian U bending... 54 xvi
DAFTAR LAMPIRAN 1. Laporan proses pengelasan spesimen. 2. Hasil pengujian komposisi base metal. 3. Hasil pengujian U bending dengan menggunakan kertas blok mili meter dengan cara di mal. xvii