pengaruh gas pelindung (shielding gas) dan … fileterima kasih untuk beberapa tahun 8. commit to...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH GAS PELINDUNG (SHIELDING GAS) DAN

TEGANGAN LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK

SAMBUNGAN LAS TITIK TAHANAN LISTRIK (RESISTANCE

SPOT WELDING) ALUMINIUM AA 5052

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat

Untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

NAZIR TAUFANI

NIM. I0409034

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user


commit to user

iv

MOTTO

“Karena sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.

Sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.”

(Q.S.Al Insyirah : 5-6)

“…Sesungguhnya Alloh tidak mengubah keadaan suatu kaum sehingga

mereka mengubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri….”

(Q.S. Ar Ra’ad : 11)

“When we stand together as a family, we can achieve great things”

(Kenny Dalglish)

“The only way to do great work is to love what you do”

(Steve Jobs)

“Pengalaman tidak bisa dipelajari, tetapi harus dilalui”

(B. J. Habibie)


commit to user

v

PERSEMBAHAN

Dengan segala kerendahan hati seraya mengucapkan syukur kehadirat

Illahi, kupersembahkan tulisan ini kepada:

1. Allah SWT, Pemilik segala keagungan, kemuliaan, kekuatan dan keperkasaan.

Segala yang kualami adalah kehendak-Mu, semua yang kuhadapi adalah

kemauan-Mu, segala puji hanya bagi-Mu, ya Allah, Pengatur alam semesta,

tempat bergantung segala sesuatu, tempatku memohon pertolongan.

2. Junjungan Nabi besar Muhammad SAW, Manusia terbaik di muka bumi,

uswatun hasanah, penyempurna akhlak, sholawat serta salam semoga selalu

tercurah padanya, keluarga, sahabat dan pengikutnya yang istiqomah sampai

akhir zaman.

3. Kasih sayang dan cinta yang tak pernah putus dari Bapak, Ibu, Kakak, dan

Adik serta keluarga besar tercinta. Kasih sayang kalian tak akan pernah

kulupakan sepanjang hidupku.

4. Bapak Triyono dan Bapak Nurul yang tak pernah lelah untuk membimbing

tugas akhir saya.

5. Seluruh dosen, karyawan, dan mahasiswa Teknik Mesin UNS khususnya

angkatan 2009.

6. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat dan dorongan untuk saya

menyelesaikan tugas akhir.

7. Ambon, Getar, Eri, Egar, Oloy, Gemblong dan Dio yang menjadi keluarga baru

saya selama tinggal dan kuliah di UNS. Terima kasih untuk beberapa tahun

yang penuh kenangan.

8. Mas Iyus, mas Adi, mas Julian, mas Alwi, Agung, Aufar, Victor, Pipod, Anas,

Fauzi, dan seluruh keluarga besar Bigreds regional Solo terima kasih atas

keramahan dan kekeluargaannya selama saya tinggal di solo.


commit to user

vi

ABSTRAK

PENGARUH GAS PELINDUNG (SHIELDING GAS) DAN TEGANGAN

LISTRIK TERHADAP SIFAT MEKANIK SAMBUNGAN LAS TITIK

TAHANAN LISTRIK (RESISTANCE SPOT WELDING) ALUMINIUM AA

5052

Nazir Taufani

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

[email protected]

Dalam studi ini, pengaruh penggunaan gas pelindung dan tegangan listrik

terhadap sifat mekanik sambungan las titik tahanan listrik Aluminium AA 5052

telah diteliti. Dalam proses pengelasan, gaya penekanan elektroda, waktu

pengelasan, dan laju aliran gas dalam penelitian ini dibuat seragam dengan

menggunakan gas pelindung argon, gas pelindung karbon dioksida dan tanpa gas

pelindung. Parameter pengelasan yang digunakan yaitu tegangan listrik divariasi

2,30; 2,67 dan 3,20 V. Pengujian struktur mikro dan makro, kekerasan mikro

vickers dan kapasitas dukung beban geser-tarik dilakukan untuk mengetahui sifat

mekanik sambungan las. Hasil penelitian ini menunjukkan nilai tegangan listrik

2,30 V; 2,67 V; dan 3,20 V dengan gas argon memiliki nilai kapasitas dukung beban

geser-tarik yang paling tinggi dibandingkan dengan gas karbon dioksida dan tanpa

gas. Gas argon dengan tegangan listrik 3,20 V menghasilkan kapasitas dukung

beban geser tarik yang paling tinggi yaitu 0,385 kN dengan mode kerusakan berupa

interfacial. Peningkatan tegangan listrik menyebabkan ukuran nugget meningkat.

Nugget hasil pengelasan dengan gas argon memiliki tingkat kekerasan tertinggi

akibat berkurangnya ukuran butir dalam kaitannya dengan kecepatan pendinginan.

Kata kunci : Aluminium AA 5052, las titik tahanan listrik, gas pelindung, tegangan

listrik.

mailto:[email protected]


commit to user

vii

ABSTRACT

THE EFFECTS OF THE SHIELDING GAS AND ELECTRICAL VOLTAGE

ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF RESISTANCE SPOT WELDED

JOINT ALUMINUM AA 5052

Nazir Taufani

Mechanical Engineering Department

Sebelas Maret University

[email protected]

The effects of the shielding gas and electrical voltage on the mechanical

properties of resistance spot welded joint Aluminum AA 5052 have been

investigated in this study. Electrode pressure, welding time, and gas flow rate were

constantly maintained. Welding processes were conducted with variation of

shielding gas including argon gas, carbon dioxide gas and no shielding gas. The

welding parameters used were 2.30, 2.67 and 3.20 varied-voltages. The micro and

macro structure investigations, Vickers hardness test, and tensile load bearing

capacity test were performed to evaluate the mechanical properties of joints.

Welding process using 2.30 V, 2.67 V, and 3.20 V argon gas have higher tensile

shear load bearing capacity than carbon dioxide gas and no shielding gas. Argon

gas using 3.20 V resulted the highest tensile load bearing capacity of 0.385 kN with

a possibility of interfacial failure mode. The increasing of welding voltage caused

the increasing nugget size. The nugget welded with argon gas had the highest level

of hardness effect of grain size reducing due to it’s cooling rate.

Keywords : Aluminum AA 5052, resistance spot welding, shielding gas, voltage.

mailto:[email protected]


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji sukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat, hidayah dan

bimbingan-Nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul

“Pengaruh Gas Pelindung (Shielding Gas) Dan Tegangan Listrik Terhadap Sifat

Mekanik Sambungan Las Titik Tahanan Listrik (Resistance Spot Welding)

Aluminium AA 5052”.

Adapun tujuan penulian ini untuk memenuhi persyaratan guna mencapai

gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

Penulis menghaturkan banyak terima kasih yang mendalam kepada semua

pihak yang telah berpartisipasi dalam penelitian dan penulisan skripsi ini,

khususnya kepada :

1. Bapak Dr. Triyono, ST. MT. selaku pembimbing I yang telah dengan sabar

memberikan bimbingan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir

ini.

2. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku pembimbing II yang telah

memberikan banyak koreksi dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST. MT., Teguh Triyono, ST. MEng., dan Ibu Indri

Yaningsih, ST. MT. selaku dosen penguji.

4. Bapak Prof. Muhammad Nizam, ST. MT. Ph.D selaku pembimbing akademik.

5. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST. MT. selaku Ketua Program Studi Teknik

Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

6. Bapak Dr. Nurul Muhayat, ST. MT. selaku koordinator Tugas Akhir.

7. Seluruh staff dosen Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret yang telah turut serta mendidik penulis hingga menyelesaikan studi S1.

8. Seluruh staff karyawan administrasi Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kemudahan dalam hal

administrasi.

9. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret.

10. Ibu, Ayah, Kakak, dan Adik tersayang serta keluarga yang telah memberikan

do’a dan motivasi terselesainya tugas akhir ini.


commit to user

ix

11. Teman skripsi Kresnawan, Gilang, Sanuri, Dion, Daus, Mas Zuhri, Mas

Mamin dan teman - teman di Laboratorium Material yang telah menemani

penulis baik dalam keadaan suka maupun duka selama menyelesaikan skripsi

di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.

12. Semua rekan - rekan S1 reguler angkatan 2009 Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret. Semoga Allah SWT membalas semua budi

baik kalian semuanya.

13. Annisa Paramitha yang selalu memberikan semangat kepada penulis untuk

menyelesaikan skripsi.

14. Teman – teman dari GK FC terutama Ambon, Getar, Dio, Eri, Oloy dan

Gemblong, terima kasih untuk kebersamaannya dari awal sampai akhir.

15. Agung, Aufar, Fauzi, Victor, Anas, Pipod, Mas Alwi, Mas Adi, Mas Julian,

Mas Iyus, dan seluruh teman – teman Bigreds Regional Solo terima kasih atas

keramah tamahannya selama ini kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih terdapat

banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran dan kritik demi kesempurnaan

tugas akhir ini penulis terima dengan ikhlas.

Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap tugas akhir ini dapat

berguna dan digunakan sebagaimana mestinya.

Surakarta, 10 Juli 2015

Penulis


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul .......................................................................................................... i

Surat Penugasan ...................................................................................................... ii

Halaman Pengesahan ............................................................................................. iii

Abstrak .................................................................................................................. vi

Kata Pengantar .................................................................................................... viii

Daftar Isi.................................................................................................................. x

Daftar Gambar ....................................................................................................... xi

Daftar Tabel .......................................................................................................... xii

Daftar Rumus ...................................................................................................... xiii

Daftar Lampiran…………………………………………………………………xiv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang.........................................................................................1

1.2. Perumusan Masalah.................................................................................2

1.3. Batasan Masalah......................................................................................2

1.4. Tujuan Dan Manfaat................................................................................3

1.5. Sistematika Penulisan..............................................................................3

BAB II DASAR TEORI..........................................................................................4

2.1. Tinjauan Pustaka.....................................................................................4

2.2. Dasar Teori..............................................................................................6

2.2.1. Paduan Aluminium..........................................................................6

2.2.2. Resistance Spot Welding (RSW).....................................................7

2.2.3. Gas Pelindung (Shielding Gas)......................................................10

2.3. Tarik geser.............................................................................................11

2.4. Hipotesis................................................................................................12

BAB III METODOLOGI PENELITIAN...............................................................13

3.1. Tempat Penelitian..................................................................................13

3.2. Alat Dan Bahan......................................................................................13

3.3. Prosedur Penelitian................................................................................15

3.3.1. Proses Pengelasan...........................................................................15

3.3.2. Pengujian Geser-Tarik....................................................................17

3.3.3. Pengujian Kekerasan Micro Vickers...............................................17

3.3.4. Pengujian Metalografi....................................................................18

3.4. Diagram Alir..........................................................................................19

BAB IV DATA DAN ANALISA..........................................................................20

4.1. Struktur Mikro dan Makro (Metalografi)..............................................20

4.2. Analisa Data Pengujian Kekerasan........................................................28

4.3. Tensile Load Bearing Capacity (TLBC)...............................................32

BAB V PENUTUP.................................................................................................36

5.1. Kesimpulan............................................................................................36

5.2. Saran......................................................................................................36

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................37


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Skema dari proses resistance spot welding. .................................... 7

Gambar 2.2 Siklus resistance spot welding......................................................... 8

Gambar 2.3 Skema mode kegagalan interfacial dan pull out ........................... 12

Gambar 3.1 Mesin las titik type DN-16-1 AC point welder ............................. 13

Gambar 3.2 Chamber ........................................................................................ 14

Gambar 3.3 Universal Testing Machine ............................................................ 14

Gambar 3.4 Vickers Micro Hardness ................................................................ 15

Gambar 3.5 Bentuk spesimen benda kerja dan dimensinya .............................. 16

Gambar 3.6 Skema uji geser-tarik ..................................................................... 17

Gambar 3.7 Indentor dan hasil penekanan uji kekerasan vickers ..................... 18

Gambar 3.8 Skema uji mikro………………………………………………......18

Gambar 3.9 Diagram alir penelitian…………………………………………...19

Gambar 4.1 Foto Makro Hasil Lasan………………………………..................21

Gambar 4.2 Struktur mikro Base metal (logam induk) Aluminium AA 5052...22

Gambar 4.3 Foto Struktur mikro Heat Affected Zone (HAZ )………………...24

Gambar 4.4 Foto Struktur mikro daerah las (nugget)…………………………25

Gambar 4.5 Pengeplotan perhitungan besar butir dengan metode Heyn

(Intercept heyn)…………………………………………………...26

Gambar 4.6 Grafik hubungan kekerasan mikro dengan gas pelindung pada

tegangan listrik 2,30 V .................................................................. 29





Gambar 4.9 Pengaruh tegangan listrik terhadap kapasitas dukung beban

geser-tarik (tensile load bearing capacity) sambungan las titik .... 33

Gambar 4.10 Mode kegagalan setelah pengujian geser-tarik pada tiap variasi

spesimen ........................................................................................ 34


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sifat-sifat argon ............................................................................. 10

Table 2.2 Sifat-sifat karbon dioksida ............................................................. 11

Table 3.1 Komposisi kimia Aluminium AA 5052 ........................................ 15

Tabel 3.2 Parameter pengelasan……………………………………….........16

Tabel 3.3 Jumlah spesimen pengujian……………………………………....17

Tabel 4.1 Hasil diameter butir rata – rata pada tegangan 3,20 V dengan

menggunakan metode heyn (intercept heyn)……………………..28


commit to user

xiii

DAFTAR RUMUS

Halaman

Rumus 2.1 Rumus Energi termal ....................................................................... 8

Rumus 4.1 Rumus jumlah titik potong persatuan panjang................................27

Rumus 4.2 Rumus panjang garis potong …..…………………………………27

Rumus 4.3 Rumus G number…………………………………………………28


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil uji Geser Tarik

Lampiran 2 Data kekerasan Mikro Vickers

Lampiran 3 Standar AWS D8.9 untuk uji Geser Tarik

Lampiran 4 Standar ASTM E92 untuk uji micro vickers hardness

Lampiran 5 Standar ASTM E407 untuk etsa material

Lampiran 6 Standar ASTM E112 untuk mencari ukuran butir rata – rata

Lampiran 7 Komposisi kimia Aluminium AA 5052

pengaruh gas pelindung (shielding gas) dan … fileterima kasih untuk beberapa tahun 8. commit to...

Documents