VARIASI POSISI PENGELASAN DAN GERAKAN ELEKTRODA TERHADAP BAJA VCN 150

SKRIPSI VARIASI POSISI PENGELASAN DAN GERAKAN ELEKTRODA TERHADAP BAJA VCN 150 YANSEN H HASIBUAN NIM : 080401090 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015 1

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini. Tugas sarjana yang berjudul VARIASI POSISI PENGELASAN DAN GERAKAN ELEKTRODA TERHADAP SIFAT BAJA VCN 150 ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Sarjana Teknik Mesin Program Reguler di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Selama pembuatan tugas sarjana ini dimulai dari penelitian sampai penulisan, saya banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini saya ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada: 1. Bapak Ir. Alfian Hamsi M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga dan pikiran untuk mengarahkan penulis dalam penyusunan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Kedua orangtuaku, Ibunda tercinta U. Sitorus dan Ayahanda Dj Hasibuan,juga abang dan kakak saya yang telah memberikan perhatian, do a, nasehat dan dukungan baik moril maupun materil yang terus menerus memberikan masukan selama pembuatan tugas sarjana ini. 4. Sahabat-sahabat tercinta yang telah memberikan semangat kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini yang setia berbagi suka dan duka. 5. Adek-adek 2010 yang selalu memberi motivasi. Saya menyadari bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, saran dan kritik dari pembaca sekalian sangat diharapkan demi kesempurnaan 2

skrispi ini. Semoga tugas sarjana ini bermanfaat dan berguna bagi semua pihak. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Medan, Februari 2015 Penulis Yansen Hasibuan 3

ABSTRAK Pembangunan konstruksi dengan menggunakan logam pada masa sekarang ini banyak melibatkan unsur pengelasan khususnya bidang rancang bangun karena sambungan las merupakan salah satu pembuatan sambungan yang secara teknis memerlukan keterampilan yang tinggi bagi pengelas, agar diperoleh sambungan dengan kualitas baik.pada penelitian ini menggunakan baja VCN 150 pada pengelasan Shield Metal Arc Welding (SMAW). Salah satu faktor yang mempengaruhi ketangguhan material adalah sifat mekanik dari material tersebut. Jika material diberi proses pengelasan, maka akan dapat merubah sifat mekanik dari material tersebut. Untuk mengkaji hal tersebut disusunlah sebuah konsep penelitian yang terdiri dari 3 tahapan. Mengukur kekuatan tarik pengelasan pada VCN 150,Mengukur kekerasan pada VCN 150 dan Pengujian Impact. Hasil penelitian pada pengelasan SMAW, uji tarik baja VCN 150 dengan posisi pengelasan atas kepala dan gerakan elektroda pola C, diperoleh regangan rata-rata (ε) sebesar 14,6466 %,, Sedangkan untuk posisi pengelasan datar dan pada gerakan elektroda pola zig-zag, diperoleh regangan rata-rata sebesar 10,4 %, lalu untuk uji hardness baja VCN 150 untuk pola C sebesar 142 BHN sedangkan untuk pola pengelasan zig-zag diperoleh hasil 151 BHN, kemudian hasil pengujian impact baja VCN diperoleh hasil energy serap untuk pola C sebesar 101.29641 Nm, sedangkan untuk pola zig-zag diperoleh hasil 56,473774 Nm. Kata kunci: Pengelasan Shield Metal Arc Welding, pengujian tarik, - pengujian impact, pengujian kekerasan, VCN 150. 4

ABSTRACT Mechanical construction using metal at the present time involves many elements of welding,especially in the field of building design for welded joints is one of the manufacture of welded joint which require technical skills in order to obtain high for welders good quality in conection with this study using VCN 150 on Shield Metal Arc Welding(SMAW).One of the factors that affect material toughness is the mechanical properties of the material. If the material given welding process, it will be able to change the mechanical properties of the material. To look into the matter was composed of a concept study consisted of three phases. measuring the tensely strength of VCN 150,impact,tensile and Hardness testing, Result of research on SMAW welding, steel tensile test VCN 150 with position of the welding electrodes on the head and movement pattern of c, obtained an average strain (ε) of 14.6466%,the modulus of elasticity (E) by and averange of 2656.3175 Mpa, as for the flast welding position and the movemnt pattern of zig-zag electrode, strain obtained an average of 10.4%, the modulus of elasticity (E) by an average of 4956.8552 Mpa, and then to test the steel hardness VCN 150 for pattern C of 142 BHN while welding zig-zag pattern obtained results of 151 BHN, then the test results obtained VCN steel impact energy absorption results for the pattern C of 101.29641 Nm, while the zigzag pattern obtained results 56.473774 Nm. Keywords: Shield Metal Arc Welding, tensile strength, impact, Hardness, VCN 150 5

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK. iii DAFTAR ISI.. iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR NOTASI... ix BAB 1 PENDAHULUAN.. 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.3.1 Tujuan Umum.. 3 1.3.2 Tujuan Khusus.. 3 1.4 Batasan Masalah.. 4 6

1.5 Manfaat Perancangan... 4 1.6 Sistematika penelitian 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. 6 2.1 Baja........ 6 2.1.1 Sejarah Baja..... 6 2.1.2 Sifat-sifat Baja... 7 2.2 Pengelasan..... 9 2.2.1 Sejarah Pengelasan....... 9 2.2.2 Pengertian Las... 11 2.2.3 Klasifikasi Cara-cara Pengelasan dan Pemotongan. 12 2.2.4 Las SMAW (Shielded Metal Arc Welding). 13 2.3 Pengujian Hasil Pengelasan. 14 2.3.1 Uji Tarik. 14 2.3.2 Uji Kekerasan. 17 2.3.3 Uji Impact 19 2.4 Cacat Pada Las 21 2.4.1 Jenis Cacat Permukaan Las 21 2.4.2 Retak Las... 29 2.4.3 Lubang-lubang halus pada pengelasan... 29 2.4.4 Pengaruh Panas Pengelasan 31 7

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 33 BAB 4 ANALISA DATA... 43 4.1 Pengujian Tarik.... 43 4.1.1 Hasil Pengujian Tarik Jenis Pengelasan Pola C. 43 4.1.2 Hasil Pengujian Tarik Jenis Pengelasan Pola ZigZag. 49 4.2 Hasil Pengujian Kekerasan. 54 4.3 Hasil Pengujian Impact...... 56 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 60 5.1 Kesimpulan. 60 5.2 Saran 61 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN 8

DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar. 2.1 Perkembangan cara pengelasan... 11 Gambar 2.2 Las SMAW...... 14 Gambar 2.3 Kurva tegangan-regangan... 15 Gambar 2.4 Parameter-parameter dasar pada pengujian Brinell... 18 Gambar 2.5 Pengujian ketangguhan... 20 Gambar 2.6 Lubang jarum..... 21 Gambar 2.7 Percikan Las 21 Gambar 2.8 Retak... 22 Gambar 2.9 Keropos... 22 Gambar 2.10 Muka Cekung... 23 Gambar 2.11 Longsor Pinggir...... 23 Gambar 2.12 Penguat Berlebihan... 23 Gambar 2.13 Jalur Terlalu Lebar... 24 Gambar 2.14 Tinggi Rendah.... 24 Gambar 2.15 Lapis Dingin... 24 Gambar 2.16 Penetrasi Tidak Sempurna... 25 Gambar 2.17 Penetrasi Berlebihan... 25 Gambar 2.18 Retak Akar... 26 Gambar 2.19 Terbakar Tembus... 26 Gambar 2.20 Longsor Pinggir Akar.... 27 Gambar 2.21 Akar Cekung.. 27 Gambar 2.22 Stop Start A... 28 9

Gambar 2.23 Stop Start B 28 Gambar 2.24 Terjadinya Lubang Halus dalam Pengelasan Aluminium... 30 Gambar 2.25 Struktur Mikro Daerah Las dari Paduan Aluminium yang dapat diperlaku-panaskan..... 30 Gambar 3.1 Kabel Las........ 35 Gambar 3.2 Pemegang Elektroda........ 36 Gambar 3.3 Paku Las...... 36 Gambar 3.4 Sikat Kawat....... 37 Gambar 3.5 Klem masa... 37 Gambar 3.6 Tang....... 38 Gambar 3.7 Helm Las. 38 Gambar 3.8 Sarung Tangan.... 39 Gambar 3.9 Balu Las/Aspron... 39 Gambar 3.10 Sepati Las.... 40 Gambar 3.11 Kamar Las...... 40 Gambar 3.12 Masker Las..... 41 Gambar 4.1 Hasil spesimen Uji tarik. 43 Gambar 4.2 Grafik Tegangan Vs Regangan Spesimen I,II dan III sudut 45...52 Gambar 4.3 Grafik Tegangan Vs Regangan Spesimen I dan II sudut 50.56 Gambar 4.4 Bentuk perpatahan setelah pengujian tarik untuk spesimen 1 Spesimen 2 dan spesimen 3.... 50 Gambar 4.5 Hasil Pengujian Spesimen Kekerasan.. 57 Gambar 4.6 Grafik hasil uji kekerasan VS Pola Pengelasan sudut 45..... 58 Gambar 4.7 Grafik hasil uji kekerasan VS Pola Pengelasan sudut 50..... 58 10

Gambar4.11 Hasil Pengujian Impact.. 59 Gambar 4.12 Grafik energi yang diserap (E) -VS- Pola Pengelasan... 72 Gambar 4.13 Grafik energi yang diserap (E) -VS- Pola Pengelasan... 74. 11

DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Sifat fisik aluminium... 9 Tabel 2.2 Harga modulus elastisitas dari berbagai suhu.34 Tabel 4.1 Hasil pengujian komposisi 71 Tabel 4.2 Hasil pengujian tarik 71 Tabel 4.3 Tabel nilai regangan....73 Tabel 4.4 Tabel nilai modulus elastisitas...75 12

DAFTAR NOTASI σ = Tegangan ( N/mm 2 ) P = Beban pada maksimal ( N ) A = Luas Penampang (mm 2 ) L = Perpanjangan (mm 2 ) ε = Regangan ( % ) L f = Panjang Akhir (mm) L 0 = Panjang awal ( mm ) 13