36

BAB III

METODE PENELITIAN

Metode penelitian adalah suatu cara yang digunakan dalam penelitian,

sehingga pelaksanaan dan hasil penelitian bisa untuk dipertanggung jawabkan secara

ilmiah. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen, yaitu suatu cara untuk

mencari hubungan sebab akibat antara dua faktor yang berpengaruh. Eksperimen

dilaksanakan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang

dengan kondisi dan peralatan yang tersedia di Laboratorium, guna memperoleh data

tentang hasil pengelasan MIG yang dilakukan secara otomatis untuk mengetahui sifat

mekanik, distorsi dan kekerasan pada aluminium 5083.

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian

experimental (true experiment research). Kajian literatur didapat dari berbagai sumber

baik dari buku maupun jurnal yang terkait guna untuk menambah informasi yang

diperlukan.

3.2 Waktu dan Tempat penelitian

Penelitian dilaksanakan mulai bulan Januari 2018. Adapun pelaksanaanya

adalah sebagai berikut:

1. Persiapan mesin las otomatis di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah

Malang.

2. Proses Pengelasan dilakukan di laboratorium mesin Universitas Muhammadiyah

Malang.

37

3. Pembuatan bentuk spesimen benda uji dilakukan di Laboratorium PPPPTK BOE

Malang.

4. Pengujian Distorsi dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Malang.

5. Pengujian uji tarik dan uji kekerasan (hardness) dilakukan di Laboratorium

Universitas Muhammadiyah Malang.

38

3.3 Diagram Alir

Tahapan-tahapan pelaksanaan penelitian yang dilakukan oleh peneliti adalah

seperti diagram alir sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Pemotongan Plat AA 5083

(300x150x3mm) 6 Buah

Las Pengunci

Pembuatan Kampuh

Penguncian Sampel

Preparasi Sampel :

Uji Kekerasan,Uji Tarik (ASTM

E8),Uji Distorsi.

Pengaturan Jarak

Toutch Pemanas 5cm,

10cm, dan 14cm

Pemasangan Regulator

Gas LPG,Argon, O2

Pemasangan Termocople

Pemasangan Inverter

Pengaturan Kecepatan

Pengelasan

Temperatur 150 oC

Proses Pengelasan

Kesimpulan

Analisa Data

PENGUJIAN

KEKERASAN

PENGUJIAN

TARIK

PENGUJIAN

DISTORSI

39

3.4 Persiapan Bahan dan Peralatan

3.4.1 Persiapan Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Aluminium Alloy 5083 : Tebal 3 mm, Panjang 300 mm, Lebar 150 mm)

2. Elektroda : Type AWS 5356

3. Gas Argon

4. Gas O2

5. Gas elpiji

6. Amplas

3.4.2 Persiapan Alat yang digunakan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Mesin uji Kekerasan.

2. Mesin uji Tarik.

3. Meja rata dan dial indicator.

4. Mesin pemotong.

5. Alat pemanas pengelasan.

6. Mesin las MIG

7. Inverter.

8. Pengatur suhu (thermokopel).

9. Tang jepit.

10. Mesin frais.

11. Resin dan katalis

12. Lab view

3.5 Tahap penelitian

Tahap-tahap dalam pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :

3.5.1 Pembuatan spesimen Las/Plat Alluminium 5083

Pembuatan spesimen dilakukan dengan cara memotong sebagian material

Aluminium dengan menggunakan alat potong hidrolis, dalam hal ini pemotongan

40

material tidak menggunakan las potong ataupun gerinda potong, karena untuk

menghindari terjadinya rekristalisasi dan mengurangi distribusi panas yang

berpengaruh terhadap perubahan struktur mikro pada material.

3.5.2 Pembuatan kampuh V terbuka

Pembuatan kampuh V terbuka dilakukan dengan menggunakan alat yaitu

mesin frais, bahan yang dipersiapkan yaitu plat aluminium 5083 dengan spesifikasi

ukuran: tebal 3 mm, panjang 300 mm, lebar 150 mm. Bahan dipersiapkan didalam

pencekam pada sudut pengefraisan 45 derajat, maka tahap pengefraisan pun langsung

dilakukan dan yang perlu diperhatikan pada saat pengefraisan yaitu ragum pencekam

pada mesin frais dan setelan mata bor haruslah centre dan lurus agar hasil pada

pengefraisan kampuh benar-benar lurus dan sudut yang didapatkan benar-benar

sempurna. Berikut ini adalah beberapa foto-foto tentang kampuh las dan proses pada

saat pembuatan kampuh pada mesin frais.

Gambar 3.2 : Proses Pembuatan Kampuh Las

41

3.5.3 Persiapan Parameter Pengelasan MIG (metal inert gas)

Sampel Arus

(A)

Debit Argon

(liter/menit)

Jarak

Flame

Jarak Pemanas

(mm)

Kecepatan

Las (mm/s)

1

100 10

5 cm

150 oC 10 2 10 cm

3 14 cm

Tabel 3.1 : Parameter Pengelasan MIG (metal Inert Gas)

3.5.4 Proses pengelasan dan pemanas Transient

a) Cara kerja Alat bantu pengelasan

Alat bantu pengelasan ini akan bekerja ketika motor listrik dihidupkan,setelah

itu pulley penggerak akan berputar sesuai dengan putaran motor. Daya motor dari

pulley 1 (penggerak) akan ditranmisikan ke pulley 2 melalui v-Belt. Kemudian daya

dari pulley 2 ditranmisikan ke batang penggerak melalui proses ulir. Poros ulir

berputar sesuai putaran pulley 2 yang akan menggerakan batang penggerak dengan

merubah gaya putar menjadi gaya horisontal. Daya ini selanjutnya akan digunakan

untuk menggerakan batang penggerak yang sekaligus sebagai tumpuan dari toch las

dan toch pemanas. Setelah batang penggerak mulai berjalan, maka proses pengelasan

mulai berjalan dan akan berhenti sesuai jarak yang sudah ditentukan.

b) Langkah-langkah proses pengelasan las dengan menggunakan pemanas transient.

1. Siapkan alat bantu pengelasan dan las yang dipergunakan yaitu las MIG(metal

inert gas).

2. Pengeboran plat yang digunakan untuk pemasangan kabel thermocouple.

3. Pasang kabel thermocople pada plat dengan menggunakan mur dan baut.

4. Sambung kabel thermocouple terhadap thermocouple yang telah terhubung

dengan computer.

5. Atur jarak pemanas yaitu 50, 100, dan 140 mm dari totch las

6. Pasang tabung oksigen,argon dan gas LPG.

42

7. Pastikan semua regulator gas dalam keadaan terbuka.

8. Atur kecepatan laju las dengan memprogram pada inventer yaitu 10 mm/s.

9. Atur besar arus pengelasan dan kecepatan elektroda.

10. Pastikan sambungan pada plat berada pada posisi centre terhadap totch las.

11. Pasang arus negatif pada body alat bantu las.

12. Las titik pada kedua ujung sambungan plat.

13. Nyalakan Pemanas temperatur panas dengan suhu 150°c

14. Hidupkan mesin las,dan mulai proses pengelasan dengan menekan saklar

kecepatan pada inventer diikuti dengan menekan saklar kecepatan pada

elektroda secara bersamaan.

3.5.5 Pengamatan Distribusi Temperatur

Pengamatan distribusi temperatur dilakukan untuk mengetahui tingkat panas

yang terjadi pada saat awal pengelasan hingga akhir pengelasan. Dengan melakukan

pengamatan tersebut, kita dapat mengetahui panas pada daerah plat yang dipasang

kabel thermocople. Alat yang digunakan untuk melakukan pengamatan tersebut yaitu

thermocople dan lab view. Hasil yang didapat dari pengamatan berupa temperature

dan waktu dalam bentuk grafik.

43

Gambar 3.3 : Skema Pengelasan Dan Pemasangan Titik Kabel Thermocople

3.5.6 Tahap Pembuatan Spesimen

Setelah melakukan proses pengelasan sesuai variasi temperatur, maka

dilanjutkan dengan pembuatan spesimen sesuai dengan standar yang telah ditentukan

dari pengujian uji distorsi,uji Tarik dan uji kekerasan.

1. Pembuatan Spesimen Uji Distorsi

a) Setelah selesai melakukan proses pengelasan, plat yang telah tersambung

didinginkan terlebih dahulu.

b) Selanjutnya plat diberi garis agar mempermudah menentukan titik pengukuran

yang menggunakan alat dial indicator.

c) Ketentuan titik yang digunakan yaitu lebar dengan jarak antar titik 1 cm dan

panjang jarak antar titik 2 cm.

44

Gambar 3.3 Spesiment pengujian distorsi

2. Pembuatan Spesimen Uji Tarik

a) Membuat gambar dengan menggunakan kertas yang agak tebal yang mengacu

pada standar uji Tarik ASTM E8 agar mempermudah proses pemotongan plat.

b) Meratakan alur pengelasan dengan menggunakan mesin frais.

c) Potong plat menjadi dua bagian agar mempermudah melakukan proses

pencekaman pada ragum.

d) Selanjutnya tempelkan kertas gambar tadi pada plat agar mempermudah proses

pemotongan spesimen.

e) Bahan yang sudah terbentuk,bagian pinggirnya dirapikan menggunakan kikir

halus dan setelah itu diamplas sampai halus.

45

Gambar 3.4 Spesimen Uji Tarik ASTM E8

3. Pembuatan Spesimen Uji kekerasan

a) Meratakan alur hasil las dengan menggunakan mesin frais.

b) Bahan/plat dipotong dengan ukuran panjang 10 cm dan lebar 3 cm.

c) Buat cetakan dari resin sebagai tempat atau dudukan agar plat tidak gerak

ketika dilakukan pengujian.

d) Amplas bagian plat yang akan dilakukan penitikan sampai permukaan halus.

3.5.7. Pelaksanaan Pengujian Material

a) Pelaksanaan Pengujian Distorsi

Tujuan dari pengujian distorsi yaitu untuk mengetahui perubahan

dimensi atau bentuk pada material yang telah dilakukan proses pengelasan.

Untuk melakukan proses pengukuran distorsi pada plat, cara yang digunakan

yaitu dengan membuat titik-titik pengukuran pada sisi luar specimen dengan

jarak lebar antar titik 1 cm dan panjang 2 cm. Pengukuran distorsi pada tiap

titik menggunakan alat yaitu dial indicator. Berikut adalah langkah-langkah

pengujiannya :

46

1) Buat garis pada plat dengan jarak, lebar 1 cm dan panjang 2 cm hingga

menutupi semua bagian permukaan plat.

2) Jepit kedua sisi plat dengan menggunakan alat khusus yang telah didesain

untuk mempermudah proses pengukuran.

3) Tempatkan plat dan alat khusus yang telah didesain tadi di atas meja rata dan

kalibrasi titik terendahnya pada permukaan plat menggunakan dial indicator.

4) Ukur disetiap titik pada garis yang telah dibuat dan catat berapa nilai distorsi

yang didapat menggunakan dial indicator.

Gambar 3.5 : Proses pengukuran distorsi

b) Pelaksanaan Pengujian Tarik

Pada Pelaksanaan pengujian Tarik, material atau benda uji dijepit pada

ragam uji jepit, setelah sebelumnya diketahui ukuran besar penampangnya,

panjang awal dan ketebalannya. Tujuan dari uji Tarik ini yaitu menganalisa

material yang telah dilas terhadap deformasi dari luar dan mampu menganalisa

47

karakteristik perpatahan yang dihasilkan. Langkah-langkah pengujiannya yaitu

sebagai berikut :

1) Memasukkan data ke computer untuk memulai pengujian dari awal.

2) Benda uji mulai mendapat beban Tarik dengan menggunakan tenaga hidrolik

diawali dari angka 0 hingga material putus pada beban maksimum yang dapat

ditahan oleh material tersebut.

3) Setelah benda uji putus, dihitung berapa besar penampang dan panjang benda

setelah putus.

4) Gaya atau beban maksimum yang ditandai dengan putusnya benda uji terlihat

pada layar digital dan dicatat sebagai data.

5) Setelah mendapatkan data yang diinginkan, selanjutnya menghitung kekuatan

Tarik,kekuatan luluh, dan perpanjangan material.

Gambar 3.5 : Pelaksanaan uji Tarik

48

C. Pelaksanaan pengujian Kekerasan Vickers

Pada metode pengujian kekerasan Vickers menggunakan indentor

intan berbentuk piramida dengan sudut antar permukaan piramida yang saling

berhadapan yaitu 136°. Nilai ini dipilih karena mendekati sebagian besar nilai

perbandingan yang diinginkan diantara diameter lekukan dan diameter bola

penumbuk pada uji kekerasan brinell (dieter,1987). Uji kekerasan Vickers tidak dapat

digunakan untuk pengujian rutin karena pengujian ini sangat lambat, memerlukan

persiapan permukaan benda uji yang hati-hati, dan terdapat pengaruh kesalahan

manusia yang besar dalam menentukan panjang diagonal. Berikut langkah-langkah

pengujian kekerasan Vickers :

1) Memasang indentor piramida intan. Penekanan piramida intan 136° dipasang

pada tempat indentor mesin uji, kencangkan secukupnya agar penekan intan

tidak jatuh.

2) Memberi tanda berupa garis pada spesimen yang akan diuji,yaitu tanda untuk

daerah las,HAZ, dan logam induk.

3) Meletakkan benda uji diatas landasan.

4) Menentukan beban utama yaitu sebesar 1kgf.

5) Menentukan titik yang akan diuji.

6) Menekan tombol indentor.

3.6 Analisa Data

Setelah data diperoleh langkah selanjutnya menganalisa data dengan

cara mengolah data yang sudah terkumpul. Data dari hasil pengujian kemudian

dimasukkan ke dalam persamaan-persamaan yang ada sehingga didapatkan

data yang bersifat kuantitatif, yaitu data yang berupa angka-angka.