Pengaruh Jeda Waktu Antar Sequence Sambungan T-Joint dengan MIG Robotic Welding terhadap Distorsi pada Mild Steel Mauliddia Yanti.A*, Nurman Pamungkas, S.T., M.T., Andrew. W. P. Mantik, S.T. * Batam Polytechnics Mechanical Engineering Study Program Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam29461, Indonesia E-mail: mauliddia_mse@yahoo.co.id Abstrak Distorsi dapat mempengaruhi sifat dan kekuatan dari sambungan las-lasan, karena itu usaha untuk mengatur dan meminimalkan nilai distorsi inilah yang menjadi perhatian utama pada penelitian ini. Distorsi yang terbentuk dapat diatur dengan mengatur urutan-urutan pengelasan dan jeda waktu antar urutan pengelasan. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui apakah jeda waktu antar urutan penge lasan dapat mempengaruhi terjadinya distorsi, sehingga dapat diketahui jeda waktu yang paling baik untuk mendapatkan nilai distorsi yang paling kecil. Parameter pengelasan untuk MIG robotic welding menggunakan kecepatan pengelasan 6cm/min, kecepatan kawat las 0.5m/min, kuat arus 69A, tegangan 17.3 V, akan dibuat tetap untuk setiap percobaan. Analisa hasil penelitian dilakukan dengan menggunakan kurva perbandingan antara jeda waktu antar sequence terhadap besar ukuran distorsi. Dari hasil penelitian diperoleh nilai distorsi pada jeda waktu 0 menit adalah 3.13mm, pada jeda waktu 1 menit adalah 2.32mm, pada jeda waktu 10 menit adalah 1.28mm, dan pada jeda waktu 20 menit adalah 0.82mm. Dapat disimpulkan bahwa nilai distori yang paling kecil untuk ASTM A36 dengan 3mm sambungan T-Joint, menggunakan MIG robotic welding menggunakan urutan pengelasan simetris dan diberi jeda waktu 20 menit. Sehingga semakin besar jeda waktu antar sequence, maka semakin kecil distorsi yang terbentuk. Kata Kunci: MIG Robotic Welding, Urutan Pengelasan, Jeda Waktu Abstract Distortion can affect the mechanical properties and strength of welded joints, therefore attempts to control and minimize the value of these distortions are of major concern in this study. Distortion can be formed by setting the welding sequences and the lag time between the welding sequences. The purpose of this study was to determine whether the lag time between welding sequences can affect the occurrence of distortion, so that it can be known the best lag time to get the smallest distortion value. Welding parameters used for MIG robotic welding are travel speed 6cm/min, 0.5m/min, 69A ampere, 17.3V voltage, will be made constant for each experiment. Analysis of the results of the study was conducted using a comparison curve between lag time between welding sequences against the size of the distortion. From the research results, the distortion value of lag time 0 min is 3.13mm, lag time of 1 min is 2.32mm, lag time 10 min is 1.28mm, and lag time 20min is 0.82mm. It can be concluded that the smallest distortion value for ASTM A36 with thickness 3mm, using MIG robotic welding using symmetrical welding sequence and given a time interval of 20 minute. So the greater the lag time between the welding sequence the smaller the distortion is formed. Keywords: MIG Robotic Welding, Welding Sequence, Lag Time 1 Pendahuluan Kemajuan teknologi di berbagai bidang juga dimanfaatkan pada bidang pengelasan, seperti penggunaan MIG Robotic Welding sebagai alternatif untuk pengelasan MIG manual. Tingkat akurasi dan efisiensi yang lebih tinggi menjadi alasan MIG Robotic Welding mulai dimanfaatkan oleh berbagai pihak. Dalam banyak hal penggunaan las MIG sangat menguntungkan. Hal ini disebabkan karena sifat-sifatnya yang sangat baik, seperti kemudahan operasi pengelasan karena konsentrasi busur yang tinggi sehingga membuat percikannya sedikit, efisiensi yang sangat baik, ketangguhan dan
elastisitas, kekedapan udara, ketidak pekaan terhadap retak dan sifat-sifat lainnya lebih baik dari pada yang dihasilkan dengan cara pengelasan yang lain[1]. Namun pendistribusian panas yang tidak merata pada material saat pengelasan berlangsung serta proses pendinginan yang tidak merata memungkinkan munculnya tegangan sisa dan deformasi pada struktur las. Pemanasan yang menyebabkan pemuaian serta pendinginan cepat yang menyababkan penyusutan dapat menyebabkan terjadinya distorsi[2]. Distorsi yang terjadi dapat mempengaruhi sifat dan kekuatan dari sambungan las-lasan, karena itu usaha untuk mengatur dan meminimalkan nilai distorsi ini lah yang menjadi perhatian utama pada penelitian ini. Distorsi dapat dipengaruhi oleh bermacam-macam faktor, seperti metode pengelasan, masukan panas, ketebalan plat, bentuk sambungan, sudut sambungan, sudut penahan, urutan-urutan pengelasan, dan urutan urutan pengerjaan. Pada struktur las dengan sambungan las yang majemuk perlu untuk ditentukan urutan pengelasan dan urutan pengerjaannya, yaitu perintah dimana logam las diperuntukkan pada satu garis las. Urutan pengerjaan tersebut diberikan sepanjang garis las atau melewati lapisan-lapisan las majemuk pada satu garis las[3]. Pada setiap urutan pengelasan, akan terbentuk jeda waktu. Pengaturan jeda waktu antar urutan pengelasan akan menjadi objek penelitian ini. Tujuannya adalah untuk mengetahui apakah jeda waktu dapat mempengaruhi terjadinya distorsi, sehingga dapat diketahui jeda waktu yang paling baik untuk mendapatkan nilai distorsi yang paling kecil. dilakukan dengan melalui beberapa tahapan. Tahapan pertama yaitu persiapan berupa pembuatan geometri untuk T-Joint dan persiapan alat dan bahan yang digunakan pada penelitian. (a) (b) Gambar 2 Geometri : (a) Dimensi; (b) Arah dan Urutan Pengelasan[4]. Material yang akan digunakan adalah ASTM A36. Berikut adalah komposisi dari ASTM A36 secara detail setalah di uji komposisi material yang akan digunakan selama penelitian. Seperti terlihat pada Tabel 2.1 Mechanical Composition Element Content Carbon, C 0.126% Silicon, Si 0.57% Manganese, Mn 1.07% Phosphorous, P 0.03% Gambar 1 Contoh Urutan Pengelasan dan Pengerjaan 2 Metodologi Penelitian Metode yang dilakukan pada penelitian ini adalah metode eksperimen. Proses penelitian akan Sulfur, S 0.17% Copper, Cu 0.14% Tabel 1 Komposisi ASTM A36 Tahap persiapan dimulai dari pemotongan material menggunakan mesin gerinda potong. Selanjutnya
cleaning material menggunakn mesin gerinda tangan, wire bruss, dan amplas. Terakhir yaitu proses tacking menggunakan mesin las SMAW. Tahapan selanjutnya pengaturan parameter pengelasan pada mesin MIG robotic welding Qrox Cloos. Gambar 4 Contoh Pengukuran Distorsi[5] Gambar 3 MIG Robotic Welding Qrox Cloos Semua parameter pengelasan akan dibuat tetap untuk setiap material pengujian, seperti pada Tabel 2.2. Gambar 5 Metode Pengukuran Distorsi Analisa data menggunakan kurva perbandingan antara jeda waktu antar sequence dengan besar nilai distorsi. Rincian alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.3. Parameter Pengelasan Motode Pengelasan : MIG Robotic Welding Travel Speed : 6 cm/min Wire Speed : 0.5 m/min Oscillation Width : 3 mm Ampere : 69 A Voltage : 17.3 V Material : ASTM A36 Electrode : Er70s-6 Dia. Electrode : 1.2 mm Tabel 2 Parameter Pengelasan Tahapan selanjutnya yaitu proses pengelasan berupa pengaturan welding sequence Gambar 2.1.(b) dan jeda waktu antar sequence hingga tahapan terakhir yaitu pengukuran nilai distorsinya. Urutan pengelasan menggunakan urutan pengelasan maju, yaitu di sepanjang garis las. Pengukuran besar nilai distorsi akan dilakukan dengan mengukur perbandingan tinggi (mm) dan besar sudut distorsi ( o ) yang terbentuk dengan menggunakan mistar. Gambar 6 Flowchart Penelitian
3 Analisa Data dan Pembahasan Pengukuran distorsi dilakukan pada tiga titik di setiap sisi material untuk setiap material pengujian. Ketiga titik ini akan di hitung rata-ratanya. Sehingga didapatkan satu nilai distorsi dan besar sudut distorsi yang terbentuk. pada percobaan dengan jeda waktu 10 menit, 1 menit, dan 0 menit. Perbandingan nilai distorsi untuk setiap jeda waktu dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 7 Metode Pengukuran Nilai rata-rata distorsi yang didapat dalam satuan panjang (mm), kemudian dikonversi kedalam satuan sudut (deg) menggunakan rumus phytagoras, seperti terlihat pada Gambar 9. Gambar 9 Kurva Distorsi terhadap Jeda Waktu dalam Satuan Panjang (mm) Berdasarkan hasil pengukuran distorsi yang telah dilakukan, didapatkan nilai rata-rata distorsi dalam satuan panjang (mm) dan dalam satuan sudut (deg) yang di jabarkan pada Gambar 10 dan Gambar 11. Gambar 8 Rumus Phytagoras Pada percobaan pertama dilakukan proses pengelasan tanpa diberikan jeda waktu antar sequence. Didapatkan nilai distorsi di titik-1 adalah 3.1mm; titik-2 adalah 3.1mm; titik-3 adalah 3.175mm. Percobaan kedua dilakukan proses pengelasan dengan diberikan jeda waktu antar sequence yaitu 1 menit. Didapatkan nilai distorsi di titik-1 adalah 2.3mm; titik-2 adalah 2.3mm; dan titik-3 adalah 2.35mm. Nilai distorsi yang didapatkan lebih kecil dari pada nilai distorsi pada percobaan dengan jeda waktu 0 menit. Percobaan ketiga dilakukan proses pengelasan dengan diberikan jeda waktu antar sequence yaitu 10 menit. Didapatkan nilai distorsi di titik-1 adalah 1.25mm; titik-2 adalah 1.3mm; dan titik-3 adalah 1.3mm. Nilai distorsi yang didapatkan lebih kecil dari pada niai distorsi pada percobaan dengan jeda waktu 1 menit dan 0 menit. Percobaan keempat dilakukan proses pengelasan dengan diberikan jeda waktu antar sequence yaitu 20 menit. Didapatkan nilai distorsi di titik-1 adalah 0.75mm; titik-2 adalah 0.85mm; dan titik-3 adalah 0.85mm. Nilai distorsi yang didapatkan lebih kecil dari pada niai distorsi Gambar 10 Kurva Distorsi (mm) terhadap Jeda Waktu Gambar 11 Kurva Distorsi ( ) terhadap Jeda Waktu
4 Kesimpulan Setelah dilakukan empat percobaan dengan jeda waktu setiap percobaan adalah 0 menit, 1 menit, 10 menit, dan 20 menit antar urutan pengelasan. Didapatkan nilai distorsi berturut-turut untuk masing-masing jeda waktu yaitu 3,13mm, 2,32mm, 1,28mm, 0,82mm. Maka, didapatkan nilai distorsi terkecil untuk ASTM A36 tebal 3mm sambungan T- Joint, dengan travel speed 6cm/min, wire speed 0.3m/min, yaitu menggunakan jeda waktu 20 menit antar sequence. Sehingga semakin besar jeda waktu antar sequence, maka semakin kecil distorsi yang terbentuk. Diharapkan penelitian ini dapat menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya. References [1] Wiryosumarto, H.,dan Okumura, T. 2000.Teknologi Pengelasan Logam edisi 8. Jakarta: Pradnya Paramita [2] Sunary. Hery. 2008.Teknik Pengelasan Kapal Jilid 1 untuk SMK. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional [3] Sunary. Hery. 2008.Teknik Pengelasan Kapal Jilid 1 untuk SMK. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional [4] Top 7 Shop Assignments on Gas Welding Joints (2015). Gas Welding T-Joints. From http://www.yourarticlelibrary.com/metallurgy/weldi ng-science/top-7-shop-assignments-on-gas-weldingjoints/83854/ [5] Feng, Zhili. 2005. Processes and Mechanisms of Welding Residual Stress and Distortion. North America : CRC Press LLC