TUGAS AKHIR PENGARUH KEKUATAN LAS BERBAHAN KUNINGAN TERHADAP PROSES PENGELASAN TIG DAN OXY-ACETYLENE Disusun : AGUS SUPRAPTO NIM : D 200 05 0045 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013 i
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakann dengan sesungguhnya bahwa skripsi judul : Pengaruh kekuatan las berbahan kuningan terhadap dengan proses pengelasan TIG dan Oxy-acetylene yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan/atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau instansi manapun, kec uali bagian yang sumber informasinya saya cantumkan sebagaimanaa mestinya. Surakarta, Maret 2013 Yang menyatakan, Agus Suprapto ii
iii
iv
v
MOTTO Sesungguhnya Allah tidak mengubah keadaan suatu kaum, sehingga mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri (Q. S. Ar Raa d : 11) Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urut) yang lain dan hanya kepada Tuhanlah hendaknya kamu berharap (Q. S. Alam Nasyrah : 6-8) Orang yang berhasil adalah orang yang tidak lagi menpunyai mimpi,karena semua mimpinya sudah terwujud vi
PERSEMBAHAN Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada : 1. Allah SWT yang selalu memberikan nikmat dan rahmat pada umatnya. 2. Ayah dan ibunda yang selalu melimpahkan kasih sayang serta doa yang tiada hentinya disetiap langkahku 3. Sahabat sahabatku Galih, Komeng, Dany, Anton, Yoga, Andi serta teman- teman lain yang selalu memberiku dukungan serta semangat 4. Teman teman almamater UMS vii
PENGARUH KEKUATAN LAS BERBAHAN KUNINGAN TERHADAP PROSES PENGELASAN TIG DAN OXY-ACETYLENE Agus Suprapto, Agus Hariyanto,Agus Yuliyanto Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta ABSTRAKSI Pengelasan pada logam kuningan dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya dengan menggunakan las asetylen dan las TIG. Tujuan dari penelitian ini adalah membandingkan kedua cara pengelasan tersebut ditinjau dari sifat fisik (komposisi kimia, struktur mikro) dan sifat mekaniknya (kekuatan impak dan tarik). Material yang digunakan berupa plat kuningan C28000 dengan tebal 5 mm dan lebar 30 mm. Masing-masing spesimen dilas dengan las asetilin dan las TIG pada sambungan kampuh V dengan sudut 45. Pengujian yang dilakukan antara lain uji fisis dan uji mekanis, untuk uji fisis yaitu uji komposisi kimia dengan menggunakan standar pengujian ASTM E62, kemudian uji struktur mikro dengan menggunakan standar pengujian ASTM E3, untuk uji mekanis yaitu uji kekuatan impak menggunakan standar pengujian JIS-Z2202 No. 4, dan uji kekuatan tarik menggunakan standar pengujian JIS-2210 No. 13. Hasil penelitian menunjukkan bahan berupa kuningan dengan kadar Cu = 58,3% dan seng Zn = 36,3%. Sedangkan unsur tambahan lain berupa timbal, Pb (2,21%), timah Sn (1,14%), dan juga unsur lain yang sangat kecil (<1%), seperti Mn (0,0324%), Fe (0,639%), Ni (0,413%), Si (0,0851%) dan Mg (0,005%), Cr (0,0153), Al (0,473). Sedangkan pada daerah las terlihat adanya unsur Cu (terang) dan Zn (gelap) yang yang terpisah. Dari hasil uji diketahui kekuatan impak rata-rata tertinggi terletak pada raw material yaitu 0,412 joule/mm 2,sedangkan pada proses pengelasan TIG yaitu 0,175 joule/mm 2 dan pada pengelasan acetylene yaitu 0,11 joule/mm 2. Kekuatan tarik maksimum dimiliki oleh material yang belum mengalami pengelasan yaitu sebesar 474,677 N/mm 2, untuk proses pengelasan TIG Sebesar 375,422 N/mm 2, dan pada proses pengelasan asetilin sebesar 304,437 N/mm 2 Kata kunci : las kuningan, TIG, Asetilin viii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Wr. Wb. Dengan mengucap Alhamdulillah, segala puji kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, taufik dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam mudah-mudahan tetap pada junjungan kita Rosulullah Muhammad SAW. Tugas Akhir berjudul Pengaruh kekuatan las berbahan kuningan terhadap proses pengelasan TIG dan Oxy-acetylene, dapat diselesaikan atas dukungan dari beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Ir. Agus Riyanto, MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Ir. Sartono Putro, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin. 3. Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Pembimbing Akademik. 4. Ir. Agus Hariyanto. MT. selaku Pembimbing Utama Tugas Akhir. 5. Ir. Agus Yulianto, MT. selaku Pembimbing Pendamping Tugas Akhir. 6. Lilik Setyana, ST, MT selaku Pembimbing lapangan di UGM selama dalam penelitian. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca akan penulis terima dengan senang hati. Wassalamu alaikum Wr. Wb ix
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Pernyataan Keaslian Skripsi... ii Halaman Persetujuan... iii Halaman Pengesahan... iv Lembar Soal Tugas Akhir... v Motto... vi Abstraksi... vii Kata Pengantar... viii Daftar Isi... i x Daftar Gambar... xiii Daftar Tabel... xiv Daftar Simbol... xvi Daftar Lampiran... xvii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Tujuan Penelitian... 3 1.3. Perumusan Masalah... 3 1.4. Batasan Masalah... 4 1.5. Manfaat Penelitian... 4 1.6. Metode Penelitian... 5 1.7. Sistematika Penulisan... 6 x
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 8 2.2. Landasan Teori... 10 2.2.1. K uningan... 10 2.2.2. Las TIG... 16 2.2.3. Las Gas Karbit ( Acetylene )... 18 2.2.4. Jenis Sambungan Las... 21 2.2.5. Pengujian komposisi kimia... 22 2.2.6. Pengujian struktur mikro... 22 2.2.7. Uji Kekuatan Impact... 25 2.2.8. Uji kekuatan tarik... 27 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Bahan... 30 3.1.1. Plat Kuningan... 30 3.1.2. Logam Pengisi ( Filler )... 30 3.2. Alat Penelitian... 31 3.3. Metode Penelitian... 36 3.3.1. Diagram Alir Penelitian... 36 3.3.2. Urutan Pelaksanaan Penelitian... 37 3.4. Pelaksanaan Pengujian... 41 3.4.1. Pengujian Komposisi Kimia... 41 3.4.2. Pengujian Struktur Mikro... 42 xi
3.4.3. Pengujian Kekuatan Impact... 43 3.4.4. Pengujian Tarik... 44 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Komposisi Kimia... 46 4.1.1. Data Hasil Pengujian... 46 4.1.2. Pembahasan Pengujian... 47 4.2. Pengujian Struktur Mikro... 47 4.2.1. Data Hasil Pengujian... 48 4.2.2. Pembahasan Pengujian Struktur Mikro... 49 4.3. Pengujian Impact... 50 4.3.1. Data Hasil Pengujian Impact... 50 4.3.2. Pembahasan Pengujian Impact..... 51 4.4. Pengujian Tarik... 52 4.4.1. Data Hasil Pengujian Tarik... 52 4.4.2. Pembahasan Pengujian Tarik... 53 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan... 55 5.2. Saran... 57 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Letak elektroda wolfram pada las TIG... 16 Gambar 2.2. Jenis nyala api netral... 18 Gambar 2.3. Nyala api asetilin lebih... 19 Gambar 2.4. Nyala oksigen lebih... 19 Gambar 2.5. Alat Las oxy-acetylene... 20 Gambar 2.6. Jenis sambungan dasar... 21 Gambar 2.7. Proses terjadinya foto mikro... 23 Gambar 2.8. Spesimen Uji Impak.. 26 Gambar 2.9. Hubungan beban tarik dengan pertambahan panjang... 27 Gambar 2.10. Gambar spesimen Uji Tarik 28 Gambar 3.1. Material plat kuningan... 31 Gambar 3.2. Kawat kuningan sebagai filler... 32 Gambar 3.3. Alat uji komposisi kimia... 33 Gambar 3.4. Alat uji struktur mikro... 32 Gambar 3.5. Alat uji impact... 33 Gambar 3.6. Alat uji tarik... 34 Gambar 3.7. Alat las oxy-acetylen (karbit)... 34 Gambar 3.8. Alat las TIG... 35 Gambar 3.9. Diagram Alir Penelitian... 37 Gambar 3.10. Proses pengelasan las karbit... 38 Gambar 3.11. Proses pengelasan las TIG... 39 xiii
Gambar 4.1. Struktur mikro pada proses las OAW... 48 Gambar 4.2. Struktur mikro pada proses las TIG... 48 Gambar 4.3 Histogram perbandingan rata-rata harga impak... 51 Gambar 4.4. Grafik hubungan tegangan regangan... 52 Gambar 4.5. Grafik hubungan antara modulus elastisitas dengan regangan... 53 xiv
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Paduan tembaga monel... 15 Tabel 4.1. Data hasil uji komposisi kimia... 46 Tabel 4.3.1. Data hasil uji inpact proses las OAW... 54 Tabel 4.3.2. Data hasil uji inpact proses las TIG... 54 Tabel 4.3.3. Data hasil uji inpact pada raw material... 54 Tabel 4.4.1 Data hasil uji Tarik... 56 xv