PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH St 42 PDF

Preview

Summary

PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH St 42 Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana teknik mesin di Institut Teknologi Budi Utomo Disusun oleh : NAMA : SUTRISNO NIM : 16171015031 PROGRAM STUDI : TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI IN...

Description

PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH St 42

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana teknik mesin di Institut Teknologi Budi Utomo

Disusun oleh : NAMA

: SUTRISNO

NIM

: 16171015031

PROGRAM STUDI

: TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BUDI UTOMO JAKARTA

2020

LEMBAR PENGESAHAN Dengan ini menyatakan bahwa skripsi dibuat oleh : Nama

: Sutrisno

Nomor Induk Mahasiswa

: 16171015031

Program Studi

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknologi Industri

Judul Skripsi

: “PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH ST42“

Telah dapat diterima sebagai salah satu syarat menyelesaikan Sarjana Teknik Mesin di Institut Teknologi Budi Utomo. Jakarta, 29 Agustus 2020 Mengtahui, Dekan

Ketua Program Studi

Fakultas Teknologi Industri

Teknik Mesin

(DR. SURYADI,ST.MT)

(Ir. SRIHANTO,ST.MT.)

i

ii

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: Sutrisno

Nomor Induk Mahasiswa

: 16171015031

Program Studi

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknologi Industri

Dengan ini menyatakan bahwa Skripsi dengan judul : “PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH ST42“ Adalah benar hasil karya sendiri, tidak mencontoh atau menduplikasi Skripsi/ karya tulis orang lain. Bilamana kemudian hari terbukti skripsi saya hasil duplikasi dari Skripsi/ karya tulis orang lain, maka saya bersedia dibatalkan kelulusannya atau proses pengadilan. Demikian surat pernyataan ini saya buat tanpa paksaan dan digunakan sesuai keperluan.

Jakarta, 29 Agustus 2020 Yang menyatakan,

(Sutrisno)

iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIK Sebagai sivitas akademia Insitut Teknologi udi Utomo, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama

: Sutrisno

NPM

: 16171015031

Program Studi

: Teknik Mesin

Fakultas

: Teknologi Industri

Jenis Karya

: Skripsi

Demi mengembangkan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Institut Teknologi Budi Utomo Hak Bebas Royalti Nonekslusif atas Skripsi saya yang berjudul : “PENGARUH VARIASI KAMPUH SAMBUNGAN BUTT JOINT PENGELASAN SMAW PADA BAJA KARBON RENDAH ST42“ beserta perangkat yang ada (jika ada). Dengan Hak Bebas Royalti Non ekslusif ini Insitut Teknologi Budi Utomo berhak menyimpan, mengalihmedia/ format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (data base), merawat, dan memublikasikan skripsi saya. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di

: Jakarta

Pada tanggal : 29 Agustus 2020 Yang menyatakan,

(Sutrisno)

iv

v

vi

vii

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah meberikan limpahan rahmat-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Penulisan Tugas Akhir ini merupakan salah satu tugas mahasiswa sebagai tugas Akademik. Sehingga laporan ini dijadikan sebagai salah satu persyaratan wajib yang harus diambil oleh setiap mahasiswa pada jurusan Teknik Mesin Institut Teknologi Budi Utomo. Dalam laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari banyak pihak , untuk itu dengan segala kerendahan hati menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

Allah subhanahu wata'ala yang telah memberikan kesempatan untuk sampai di titik ini.

2.

Orang Tua beserta keluarga tercinta yang telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil itu semua sangat berarti.

3.

Prof. Dr. H.Martin Djamin, M.Sc., selaku Rektor Institut Teknologi Budi Utomo.

4.

Dr. Ir. Suryadi, MT., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri.

5.

Ir, Sri Hanto, MT, selaku Kaprodi Teknik Mesin Institut Teknologi Budi Utomo

6.

Ir.Iwan Setyadi MT, selaku pembimbing pertama dalam penyusunan tugas akhir saya.

7.

Ir.Sigit Yulianto MKKK, selaku pembimibing kedua dalam penyusunan tugas akhir saya.

8.

Seluruh Dosen dan Staff Teknik Mesin Institut Teknologi Budi Utomo.

9.

Teman-teman Mahasiswa Jurusan Tenik Mesin Angkatan Tahun 2016.

10.

Dan semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan namanya satu persatu, yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan laporan Tugas Rancang ini. Semoga kebaikan yang telah

viii

diberikan kepada penulis mendapatkan pahala yang berlimpah dari ALLAH SWT. Penulis menyadari akan semua kesalahan dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini Karena Keterbatasan Kemampuan, oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran dengan segala kerendahan hati guna kesempurnaan penyusunan laporan ini. Pada kesempataan ini pula penulis mohon maaf atas kekurangan, semoga penyusunan laporan ini bermanfaat bagi penulis khususnya bagi pembaca.

Jakarta, 29 Agustus 2020

Sutrisno (16171015031)

ix

DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................................... ii LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................. iii PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTIGAN AKADEMIK .................................................................................... iv LEMBAR ASSISTENSI ............................................................................................... v KATA PENGANTAR ................................................................................................viii DAFTAR ISI ................................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR .................................................................................................xiii DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xvi ABSTRAK ...................................................................................................................xvii BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1 1.2 Perumusan Masalah ......................................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ............................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 3 1.5 Metode penelitian ............................................................................................. 3 1.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................... 3 BAB II LANDASAN TEORI ...................................................................................... 5 2.1 Definisi Pengelasan .......................................................................................... 5 2.2 Jenis-Jenis Pengelasan..................................................................................... .6 2.2.1

Shield Metal Arc Welding ................................................................... 6

2.2.2

Gas Metal Arc Welding ..................................................................... 11

2.2.3

Submerge Arc Welding ..................................................................... 12

2.2.4

Gas Tungsten Arc Welding ............................................................... 12

x

2.3 Jenis Sambungan Dan Kampuh ................................................................. 12 2.4 Elektroda ....................................................................................................... 15 2.4.1

Elektroda Terbungkus ................................................................... 16

2.4.2

Klasifikasi Elektroda ..................................................................... 18

2.4.3

Arus Pengelasan ............................................................................. 19

2.5 Cacat Pengelasan ......................................................................................... 20 2.6 Baja Karbon .................................................................................................. 29 2.7 Struktur Mikro Baja Karbon....................................................................... 31 2.8 Siklus Termal Daerah Pengelasan ............................................................. 33 2.9 Struktur Mikro Daerah Pengelasan ........................................................... 35 2.10 Pembekuan Dan Struktur Logam Las ....................................................... 35 2.11 Pengujian Pengelasan .................................................................................. 36 2.11.1 Uji Merusak (Destructive Testing) ............................................... 36 2.11.2 Uji Tidak Merusak (Non Destructive Testing). .......................... 43 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................................... 45 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 45 3.2 Tahapan Penelitian.......................................................................................... 46 3.2.1

Lokasi Penelitian ................................................................................ 46

3.2.2

Persiapan Bahan Spesimen Uji ........................................................ 46

3.2.3

Proses Pembuatan Kampuh .............................................................. 47

3.2.4

Proses Pengelasan Material .............................................................. 49

3.2.5

Pengujian Spesimen ........................................................................... 50

3.3 Peralatan yang Digunakan .......................................................................... 55 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. 58 4.1 Hasil Pengujian .................................................................................................. 58 4.1.1

Hasil Uji Tarik ...................................................................................... 58

4.1.2

Hasil Uji Bending ................................................................................. 60

4.1.3

Hasil Uji Hardness ................................................................................ 61

4.1.4

Hasil Uji Struktur Mikro...................................................................... 62

4.2 Pembahasan ....................................................................................................... 63 xi

4.2.1 Uji Tarik ............................................................................................... 63 4.2.2 Uji Bending .......................................................................................... 64 4.2.3 Uji Hardness ........................................................................................ 64 4.2.4 Uji Struktur Mikro .............................................................................. 65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 67 5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 67 5.2 Saran .................................................................................................................. 68 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 69 LAMPIRAN-LAMPIRAN ......................................................................................... 70

xii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar Mesnin Las SMAW ........................................................................ 7 Gambar 2.2. skema proses SMAW ................................................................................... 8

Gambar 2.3 Polaritas DCEN ............................................................................................... 9 Gambar 2.4 Polaritas DCEP .............................................................................................. 9 Gambar 2.5 Skema pengelasan GMAW ........................................................................ 11 Gambar 2.6 Macam-macam bentuk kampuh ............................................................. 13 Gambar 2.7 Contoh sambungan T ............................................................................... 13 Gambar 2.8 Sambungan lap Joint ................................................................................ 14 Gambar 2.9 Sambungan edge ....................................................................................... 15 Gambar 2.10 Elektroda SMAW ................................................................................... 15 Gambar 2.11 Retakan pada pengelasan ....................................................................... 21 Gambar 2.12 Cacat distorsi ........................................................................................... 23 Gambar 2.13 Cacat undercut ........................................................................................ 24 Gambar 2.14 Cacat porosity ......................................................................................... 25 Gambar 2.15 Cacat slag inslusion ................................................................................ 26 Gambar 2.16 Cacat penetrasi ........................................................................................ 27 Gambar 2.17 Cacat incomplete fusion ........................................................................ 28 Gambar 2.18 Cacat Sparter ........................................................................................... 29 Gambar 2.19 Contoh hasil pengamatan struktur mikro ............................................ 31 Gambar 2.20 Diagram Fe3C ......................................................................................... 31 Gambar 2.21 Perubahan struktur mikro ...................................................................... 33 Gambar 2.22 Siklus termal dalam las busur tangan................................................... 34 Gambar 2.23 Daerah pengelasan .................................................................................. 35 Gambar 2.24 Arah pembekuan dari logam las ........................................................... 36 xiii

Gambar 2.25 Pengujian tarik ........................................................................................ 37 Gambar 2.26 Pengujian hardness ................................................................................. 41 Gambar 2.27 Microscop vickers test ........................................................................... 42 Gambar 2.28 Uji bending .............................................................................................. 42 Gambar 3.1 Diagram alir penelitian............................................................................. 45 Gambar 3.2 Material spesimen baja st42 .................................................................... 46 Gambar 3.3 Elektroda AWS A5.1 E6010 ................................................................... 47 Gambar 3.4 Elektroda AWS A5.1 E6013 ................................................................... 47 Gambar 3.5 Mesin flame cutting merk zincer ............................................................ 48 Gambar 3.6 Sudut kemiringan ...................................................................................... 48 Gambar 3.7 Mesin uji tarik ........................................................................................... 50 Gambar 3.8 Spesimen uji tarik ..................................................................................... 51 Gambar 3.9 Spesimen uji bending ............................................................................... 52 Gambar 3.10 Pengujian bending .................................................................................. 52 Gambar 3.11 Mesin tes uji hardness ............................................................................ 53 Gambar 3.12 Microscop metalurgi .............................................................................. 54 Gambar 3.13 Mesin las DC ........................................................................................... 55 Gambar 3.14 Mesin gerinda .......................................................................................... 56 Gambar 3.15 Welding gauge ........................................................................................ 56 Gambar 4.1 Sampel baja St42 setelah di tarik ............................................................ 58 Gambar 4.2 Patahan kampuh I ..................................................................................... 58 Gambar 4.3 Patahan kampuh V .................................................................................... 58 Gambar 4.4 Patahan kampuh X .................................................................................... 59 Gambar 4.5 Grafik tegangan tarik maksimum ........................................................... 59 Gambar 4.6 Grafik regangan uji tarik .......................................................................... 60

xiv

Gambar 4.7 Hasil bending kampuh I ........................................................................... 60 Gambar 4.8 Hasil bending kampuh V ......................................................................... 60 Gambar 4.9 Hasil bending kampuh X ......................................................................... 60 Gambar 4.10 Grafik kekuatan bending maks ............................................................. 61 Gambar 4.11 Spesimen uji kekerasan .......................................................................... 61 Gambar 4.12 Grafik hasil uji kekerasan ...................................................................... 62 Gambar 4.13 Foto struktur mikro kampuh I ............................................................... 62 Gambar 4.14 Foto struktur mikro kampuh V ............................................................. 63 Gambar 4.15 Foto struktur mikro kampuh X ............................................................. 63

xv

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tipe salutan dan arus elektroda................................................................... 19 Tabel 2.2 Hubungan diameter elektroda dengan arus pengelasan ........................... 20 Tabel 4.1 Hasil uji tarik ................................................................................................. 59 Table 4.2 Hasil pengujian bending .............................................................................. 61 Tabel 4.3 Hasil uji kekerasan ........................................................................................ 62<...