Tugas Akhir

Tugas AkhirPENGARUH PREHEAT DAN TEMPERING TERHADAP KEKUATAN TARIK,

KETANGGUHAN IMPACT, DAN STRUKTUR MIKRO HASIL PENGELASAN BAJA JIS SS 400

Oleh:Saiful AskarF1C 006 063

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pemanfaatan Material. Teknik Penyambungan Logam. Aplikasi Teknik Pengelasan. Patah-Getas pada Pengelasan.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh preheat dan Tempering terhadap kekuatan tarik, ketangguhan impact, dan struktur

mikro hasil pengelasan baja JIS SS 400?.

1.3 Batasan Masalah

a. Material→baja JIS SS 400

b. Temperatur tempering→500oC holding time 1 jam→pendinginan udara hingga temperatur kamar.

c. Bentuk spesimen uji tarik →JIS Z 2201 1980 No. 13 B

d. Bentuk spesimen uji ketangguhan impact →JIS Z 2202 1980 No. 4.

e. Temperatur preheat 400oC →oven material.

f. Tipe pengelasan→SMAW (Shielded Metal Arc Welding DC+) .

g. Kampuh →V terbuka dengan jarak pelat dan tinggi akar 2 mm, dan sudut kampuh 70o.

h. Besar arus dan voltase →175 A dan 20 V.

i. Posisi pengelasan horizontal.

j. Jenis elektroda E7018 Ø 4 mm →AWS D1.1.

k. Lama waktu pengelasan 27 menit

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.4.1 Tujuan penelitian

Untuk mengetahui pengaruh preheat dan Tempering terhadap kekuatan tarik,

ketangguhan impact, dan struktur mikro hasil pengelasan baja JIS SS 400.

1.4.2 Manfaat penelitian

a. Sebagai literatur pada penelitian yang sejenisnya dalam rangka pengembangan

teknologi khususnya bidang pengelasan.

b. Sebagai informasi bagi juru las untuk meningkatkan kualitas hasil pengelasan.

c. Sebagai informasi penting guna meningkatkan pengetahuan bagi peneliti dalam

bidang pengujian material, pengelasan dan material teknik.

1.5 Tempat Penelitian

1. Preheat,tempering,uji tarik, uji ketangguhan impact, dan pengambilan

foto struktur mikro dilakukan di Laboratorium Metalurgi Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mataram.

2. Pengelasan dilakukan di Balai Latihan Kerja (BLK) Mataram.

3. Pembuatan bentuk spesimen dilakukan di Bengkel UD. Sahar Jl.

Candi Pawon No. 1 Desa Getap Kecamatan Cakra Selatan Kabupaten

Lombok Barat.

4. Proses finishing dilakukan di Laboratorium Proses Produksi Jurusan

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Mataram.

1.6 Hipotesis

Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah preheat dan

tempering berpengaruh terhadap kekuatan tarik, ketangguhan impact, dan

struktur mikro hasil pengelasan baja JIS SS 400.

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka Rananggono, dkk., 2011 → Pada hasil pengelasan yang dikenai perlakuan

panas berupa preheat terjadi penurunan kekuatan tarik namun tidak signifikan (< 5%) → proses preheat 100 – 200 oC material belum mengalami perubahan pada struktur mikro yang dapat mempengaruhi kekuatan tariknya.

Yaqin, dkk., 2011 → spesimen yang tidak mengalami preheat memiliki lebar HAZ yang terkecil, yaitu 1,22 mm. Preheat 200oC, yaitu 1,83 dan 1,86 mm. Lebar HAZ yang terbesar preheat 400oC, yaitu 2,59 dan 2,63 mm.

Santoso (2006) → nilai tenaga patah, ketangguhan impact, kekuatan tarik, dan tegangan luluh untuk spesimen kelompok 100 Amper mempunyai nilai paling tinggi dibandingkan kelompok variasi arus pengelasan 130 Amper, 160 Amper dan kelompok raw materials.

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Baja JIS SS 400Baja JIS SS 400 → salah satu dari sebagian besar jenis baja yang lazim

dipergunakan untuk struktur baja umum pengerolan panas. Baja ini unggul pada sifat mampu-las (weldability) dan mampu-mesin (machinability). Memiliki densitas 7860 kg/m3, modulus young 190-210 Gpa, kekuatan tarik 400-510 MPa, kekuatan yield 205-245 MPa, rasio poisson 0,26, kekerasan 160 HB, dan titik leburnya 1430 oC. Unsur-unsur kimia yang terkandung dalam baja ini, antara lain 0,2% C, maksimal 0,05% S, maksimal 0,05% P (http://www.meadinfo.org/09 Desember 2011 Jam 23.50 WITA ).

2.2.2 Preheat

Preheat merupakan pemanasan yang dilakukan sebelum benda kerja tersebut dikerjakan lebih lanjut, misalnya sebelum dilakukan pengelasan. Temperatur pemanasan awal adalah antara 30°C – 400°C (Zamrinata, 2011).

http://www.meadinfo.org/09%20Desember%202011%20Jam%2023.50



2.2.3 TemperingTempering → proses perlakuan panas lanjutan setelah proses pengerasan →

untuk mengurangi kekerasan yang terlalu tinggi akibat pendinginan yang cepat dan temperatur yang tinggi. Temperatur tempering untuk baja paduan rendah 375°C – 575oC ditahan 1-2 jam (Copyright© ASM International® 1995).

Gambar 2.1 Diagram Fasa Besi Karbida (Fe3C)

2.2.4 PengelasanMenurut DIN (Deutsche Industrie Norman)→ ikatan metalurgi pada

sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Dengan kata lain, las merupakan sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas.

Gambar 2.3 Las SMAW (Genculu, 2011)

BAB IIIMETODE PENELITIAN

Dalam penelitian ini dilakukan dengan dua metode, yaitu:

1. Studi literatur (library research), yaitu dengan mempelajari referensi-referensi yang

menjelaskan tentang teori yang berkaitan dengan masalah yang dibahas dalam

penelitian ini.

2. Studi eksperimen, yaitu dengan melakukan pengujian langsung ke lapangan agar

diperoleh data-data yang dibutuhkan.

3.2 Diagram Alir PenelitianMulai

Persiapan Material (Baja JIS SS 400 )

Pengelasan SMAW:· Tanpa Preheat dan Tanpa

Tempering

·Tanpa preheat dan Ditempering (500oC)

Raw Material Pengelasan SMAW:

· Preheat (400oC) Tanpa Tempering

·Preheat (400oC) Ditempering (500oC)

Pembuatan Spesimen:· Uji Tarik Sesuai Standar JIS Z 2201 1980 No. 5

·Uji Ketangguhan Impact Sesuai Standar JIS Z 2202 1980 No. 4

Pengujian Kekuatan Tarik

Pengujian Ketangguhan Impact Charpy V

Pengujian Struktur Mikro

Pengolahan Data

Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Pembuatan Kampuh V Terbuka

Gambar 3.2 Kampuh V Terbuka

Gambar 3.4 Posisi Pengelasan Mendatar (http//:WWW.migas-indonesia.Com/29 Desember 2011 Jam 16.34 WITA)

Gambar 3.5 Prinsip Kerja Perpindahan Logam pada Proses Pengelasan SMAW (http//:WWW.migas-indonesia.Com/29 Desember 2011 Jam 16.34 WITA)

Gambar 3.6 Spesimen Uji Tarik Standar JIS Z 2201 1980 No. 13 B

Keterangan: L = panjang ukuran utama = 50 mm

W = lebar spesimen = 12,5 mm

P = panjang garis melintang sejajar = 60 mm

B = lebar bagian yang dicengkeram = 20 mm

R = jari-jari fillet = 20 mm

T = ketebalan material = 16 mm

R R

W

T

L

P

B

Gambar 3.7 Spesimen UJI Ketangguhan Impact Charpy V Standar JIS Z 2202 1980 No.4

45o

10R 0,25

27,527,5

55

10

2

8

3.9 Desain Pengambilan Data

Spesimen Uji Kekuatan Tarik Uji Ketangguhan Impact Charpy V

Uji Struktur Mikro

Raw Material 3 3 1

Pengelasan Tanpa Preheat dan Tanpa

Tempering

3 3 1

Pengelasan Tanpa Preheat

Ditempering (500oC)

3 3 1

Pengelasan Dipreheat (400oC) Tanpa Tempering

3 3 1

Pengelasan Dipreheat (400oC) dan Ditempering

(500oC)

3 3 1

Jumlah Spesimen 15 15 5

Total Spesimen 35

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Kekuatan Tarik

RM PTT PT TPTT TPT0

100

200

300

400

500

600

Perlakuan Panas Pengelasan (Preheat dan Tempering)

Kek

uat

an T

arik

Mak

sim

um

(N

/mm

2)

4.4 Hasil Pengujian Ketangguhan Impact Charvy V

RM PTT PT TPTT TPT0

0.5

1

1.5

2

2.5

Perlakuan Panas Pengelasan (Preheat dan Tempering)

Nila

i Ket

angg

uh

an I

mp

act

Ch

arp

y v

(J/m

m2)

4.7 Hasil Pengamatan Foto Struktur Mikro

4.7.1 Struktur Mikro Raw Material

PearliteFerrite

Gambar 4.14 (a) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Dipreheat Tanpa Ditempering pada Daerah HAZ Perbesaran 400x

Pearlite+Cementite Ferrite

Gambar 4.14 (b) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Dipreheat Tanpa Ditempering pada Daerah Lasan Perbesaran

400x

Pearlite+CementiteFerrite

Gambar 4.15 (a) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Dipreheat dan Ditempering pada Daerah HAZ Perbesaran 400x


Gambar 4.15 (b) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Dipreheat dan Ditempering pada Daerah Lasan Perbesaran 400x


Gambar 4.16 (a) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Tanpa Dipreheat dan Tanpa Ditempering pada Daerah HAZ Perbesaran

400x


Gambar 4.16 (b) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Tanpa Dipreheat dan Tanpa Ditempering pada Daerah Lasan

Perbesaran 400x

Pearlite+CementiteFerrite

Gambar 4.17 (a) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Tanpa Dipreheat Ditempering pada Daerah HAZ Perbesaran 400x


Gambar 4.17 (b) Foto Struktur Mikro Spesimen Pengelasan Tanpa Dipreheat Ditempering pada Daerah Lasan Perbesaran 400x


BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan1. Kekuatan tarik yang paling rendah dimiliki oleh spesimen raw

material, yaitu rata-rata sebesar 428,300 N/mm2 dari empat spesimen. Spesimen ini dimasukkan hanya sebagai pembanding dan struktur mikro yang terbentuk di dalamnya berupa pearlite dan ferrite.

2. Kekuatan tarik tertinggi dimiliki oleh spesimen pengelasan dengan perlakuan tanpa dipreheat ditempering, yaitu sebesar 558,067 N/mm2 dari empat spesimen. Struktur mikro yang terbentuk di dalamnya adalah pearlite-cementite dan ferrite.

3. Nilai ketangguhan terendah dimiliki oleh spesimen raw material, yaitu sebesar 1,333 J/mm2. Sedangkan nilai ketangguhan tertinggi dimiliki oleh spesimen pengelasan dengan perlakuan dipreheat dan ditempering, yaitu sebesar 2,359 J/mm2 yang membentuk struktur mikro cementite, pearlite, dan ferrite.

5.2 SaranUsahakan lokasi dan peralatan preheating, tempering,

pengelasan, dan pembentukan spesimen berda pada satu lokasi. Tujuannya adalah untuk mengefisienkan biaya, tenaga, dan lama waktu penelitian, serta untuk mengurangi terjadinya perubahan pada struktur mikro yang berpengaruh terhadap sifat mekanik material baja JIS SS 400.

SEKIAN

DAN

TERIMA KASIH

Tugas Akhir

Documents

Transcript of Tugas Akhir