Upload
others
View
8
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
i
TUGAS AKHIR (607408A)
PENGARUH WELDING PARAMETER DAN PEMBERSIHAN
PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT
WELDING (RSW) MATERIAL ALUMINIUM 5083
TERHADAP TEGANGAN GESER DAN METALLOGRAPHY
PENDRA SETIOBUDI
NRP.0715040054
DOSEN PEMBIMBING
BACHTIAR, S.T., M.T
IMAM KHOIRUL ROHMAT, S.ST., M.T
PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGELASAN
JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2019
i
TUGAS AKHIR (607408A)
PENGARUH WELDING PARAMETER DAN PEMBERSIHAN
PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT
WELDING (RSW) MATERIAL ALUMINIUM 5083
TERHADAP TEGANGAN GESER DAN METALLOGRAPHY
PENDRA SETIOBUDI
NRP.0715040054
DOSEN PEMBIMBING
BACHTIAR, S.T., M.T
IMAM KHOIRUL ROHMAT, S.ST., M.T
PROGRAM STUDI D4 TEKNIK PENGELASAN
JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL
POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA
SURABAYA
2019
ii
iii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
iv
(Halaman sengaja dikosongkan)
v
PERNYATAAN BEBAS
PLAGIAT
No. : F.WD I. 021
Date : 3 Nopember
Rev. : 01
Page : 1 dari 1
vi
(Halaman sengaja dikosongkan)
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis tujukan atas kehadirat Allah SWT dengan segala rahmat,
kuasa, ijin, hidayah, serta ridho-Nya penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir
dengan baik, lancar dan tepat waktu. Sholawat serta salam terlimpahkan oleh penulis
kepada Rasulullah Muhammad SAW yang menjadi teladan dan panutan bagi seluruh
umat manusia serta membawa umat manusia dari zaman kebodohan menuju zaman
yang penuh dengan ilmu pengetahuan.
Tugas Akhir yang berjudul “PENGARUH WELDING PARAMETER DAN
PEMBERSIHAN PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT
WELDING (RSW) MATERIAL ALUMUNIUM 5083 TERHADAP TEGANGAN
GESER DAN METALLOGRAPHY”. disusun sebagai salah satu pemenuhan syarat
kelulusan dan penilaian kompetensi penulis dalam studi di Program Studi D4 –
Teknik Pengelasan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
Penulis menyadari penyelesaian dan penyusunan Tugas Akhir ini tidak
terlepas dari kerjasama, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu
penulis menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Allah SWT atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir dengan lancar dan tepat waktu.
2. Kedua Orangtua yang selalu memberikan motivasi, finansial serta dukungan
yang tidak pernah berhenti kepada penulis.
3. Bapak Ir. Eko Julianto, M.sc., FRINA selaku Direktur Politeknik Perkapalan
Negeri Surabaya.
4. Bapak Ruddianto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan Kapal.
5. Bapak Muhammad Ari, S.T., M.T., selaku Koordinator Prodi Teknik
Pengelasan.
6. Bapak Mukhlis, S.T., M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir.
7. Bapak Bachtiar, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I Tugas Akhir yang telah
banyak meberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
8. Bapak Imam Khoirul Rohmat, S.ST., M.T., selaku Dosen Pembimbing II Tugas
Akhir yang telah banyak meberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan
Tugas Akhir ini.
viii
9. Bapak Musta’in selaku Ketua Jurusan Teknik Bangunan Kapal Politeknik
Negeri Madura yang telah memberikan kesempatan untuk mengunakan mesin
untuk las spot welding.
10. PT Barata Indonesia, selaku pembimbing dari pihak industry yang telah banyak
memberikan bimbingan dan arahan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
11. Saudara M. Afif Syaichoni, S.ST., saudara Dian Kurnia Sandi, Saudara Debby
Yoga Pradana, S.ST. saudara Shohib, A.md. dan segenap keluarga besar
@mulyos_squad yang selalu memberi inspirasi, semangat dan motivasi serta
bantuan material dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
12. Teman-teman Teknik Pengelasan 2015 yang selalu memberi inspirasi dan
motivasi.
13. Seluruh Staff Dosen dan Karyawan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
14. Seluruh Staff Dosen dan Karyawan Politeknik Negeri Madura yang telah
membantu kelancaran Tugas Akhir ini.
15. Seluruh Staff Karyawan Politeknik Negeri Malang yang telah membantu untuk
lelakukan trial dan penentuan parameter dalam melakukan pengelasan.
16. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang selalu memberi
bantuan dan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari atas kurang sempurnanya penelitian ini, sehingga masih
terdapat kekurangan yang tidak disengaja. Oleh karena itu kritik dan saran yang
membangun dan berguna dibutuhkan untuk perbaikan serta penelitian selanjutnya.
Semoga Laporan Tugas Akhir ini dpat memberi manfaat serta dapat digunakan
sebagai salah satu referensi untunk pengembangan Tugas Akhir selanjutnya di
kemudian hari dan dapat menjadi nilai tambah khususnya bagi penulis dan umumnya
bagi pembaca.
Surabaya, Agustus 2019
Penulis,
Pendra Setiobudi
0715040054
ix
PENGARUH WELDING PARAMETER DAN PEMBERSIHAN
PERMUKAAN PADA PENGELASAN RESISTANCE SPOT
WELDING (RSW) MATERIAL ALUMINIUM 5083 TERHADAP
TEGANGAN GESER DAN METALLOGRAPHY
Pendra Setiobudi
ABSTRAK
Spot Welding merupakan proses pengelasan banyak digunakan pada saat ini.
Dimana spot welding mempercepat waktu pengerjaan serta biaya dibandingkan
dengan proses pengelasan yang lain. Arus yang kuat dialirkan melalui elektroda,
karena dengan arus besar dan waktu penekanan yang harus melalui kedua logam
yang dijepit satu dengan yang lain serta akibat pemusatan energy pada elektroda
maka panas akan timbul. Hal ini dikarenakan material jenis aluminium tergolong
kurang baik bila dibandingkan dengan baja. karena adanya pelindung anti karat. Dari
hasil penelitian yang sudah dilakukan bahwa untuk hasil rata-rata shear strength
paling besar adalah sebesar 192.96Mpa dengan variasi arus 16Ka dan welding time
38cycle dengan metode pembersihan dengan griding and aston dan hasil terendah
sebesar 102.54Mpa dengan variasi 13Ka dengan welding time 32cycle dengan
metode tanpa pembersihan. Dan untuk diameter nugget terbesar adalah 3.33mm
untuk variasi arus 16ka dan welding time 38cycle dengan metode pembersihan
grinding and aseton dan terendah 2.29mm dengan variasi arus 13Ka dan welding
time 32cycle dengan metode tanpa pembersihan. dan untuk hasil pengamatan foto
mikro adalah semakin tinggi arus dan welding time maka maka presipitasi dari
Al8Mg5 semakin besar dan kasar.
Kata Kunci: Metallography, Surface Preparation, Shear Strength, Spot Welding
x
(Halaman sengaja dikosongkan)
xi
THE EFFECT OF WELDING PARAMETERS AND CLEANING OF
SURFACE ON RESISTANCE SPOT WELDING (RSW) MATERIAL
ALUMINUM 5083 TO SHER STRENGTH AND
METALLOGRAPHY
Pendra Setiobudi
ABSTRACT
Spot Welding is a welding process that is widely used today. Where spot
welding speeds up processing time and costs compared to other welding processes.
Strong currents are flowed through the electrode, because with large currents and
the time of pressing that must be through both metals which are clamped with one
another and due to the concentration of energy in the electrode, heat will arise. This
is because aluminum material is classified as poor compared to steel. because of the
anti-rust protection. From the results of the research that has been done that for the
results of the highest average shear strength is 192.96Mpa with variations of current
16Ka and 38cycle welding time with the cleaning method with griding and aston and
the lowest result is 102.54Mpa with 13Ka variation with welding time 32cycle with
the method without cleaning. And for the largest nugget diameter is 3.33mm for a
variation of 16ka current and 38cycle welding time with the grinding and acetone
cleaning method and the lowest 2.29mm with a current variation of 13Ka and
32cycle welding time with a no-cleaning method. and for micro photo observations,
the higher the current and welding time, the greater the precipitation of the AL8Mg5
and the coarse precipitation.
Keywords : Metallography, Surface Preparation, Shear Strength, Spot Welding
xii
(Halaman sengaja dikosongkan)
xiii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................ iii
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT .......................................................................... v
KATA PENGANTAR ............................................................................................... vii
DAFTAR ISI ............................................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xix
BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................ 3
1.3 Tujuan .............................................................................................................. 3
1.4 Manfaat ............................................................................................................ 3
1.5 Batasan Penelitian ............................................................................................ 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 5
2.1 Definisi Pengelasan .......................................................................................... 5
2.1.1 Jenis-jenis Pengelasan ...................................................................................... 5
2.2 Resistance Welding .......................................................................................... 7
2.2.1 Resistance Spot Welding .................................................................................. 8
2.2.2 Welding Parameter pada Resistance Spot welding ........................................... 9
2.2.3 Electrode ........................................................................................................ 13
2.2.4 Tekanan (Force) ............................................................................................. 14
2.2.5 Pulsation ........................................................................................................ 14
2.3 Keunggulan dan Kekurangan Spot Welding .................................................. 14
2.3.1 Keuntungan las titik ....................................................................................... 14
2.3.2 Kekurangan las titik ....................................................................................... 14
2.3 Alumunium .................................................................................................... 15
2.3.1 Aluminium Murni .......................................................................................... 16
2.3.2 Aluminium Paduan ........................................................................................ 16
2.3.3 Magnesium ..................................................................................................... 16
2.3.4 Komposisi Material Aluminium 5083 ........................................................... 17
2.4 Aseton ............................................................................................................ 17
2.5 Pengujian Spot Welding ................................................................................. 19
xiv
2.5.1 Pengujian Shear Strengt ................................................................................. 19
2.5.2 Pengujian Metallography ................................................................................ 20
2.6 ANOVA (Analyze of Variance) ...................................................................... 21
2.7 Penelitian terdahulu ........................................................................................ 23
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................... 25
3.1 Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian .................................................... 25
3.2 Alur Penelitian ................................................................................................ 26
3.2.1 Alur Penelitian ................................................................................................ 26
3.2.2 Studi Lapangan ............................................................................................... 26
3.2.3 Studi Kasus ..................................................................................................... 27
3.2.4 Perumusan Masalah ........................................................................................ 27
3.2.5 Persiapan Material .......................................................................................... 31
3.3 Tahap Proses ................................................................................................... 33
3.3.1 No Surface Preparation ................................................................................. 34
3.3.2 Surface Preparation ........................................................................................ 34
3.4 Tahap Pengujian ............................................................................................. 35
3.4.1 Pengujian Shear Strength ............................................................................... 36
3.4.2 Pengujian Metallography ................................................................................ 38
3.4.3 Acceptance Criteria Metallography menurut ASME Section IX ................... 40
3.4.4 Anova .............................................................................................................. 41
3.5 Tahap Analisa Dan Kesimpulan ..................................................................... 44
BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN ................................................................ 45
4.1 Data Pengelasan .............................................................................................. 45
4.2 Hasil Pengujian dan Pembahasan ................................................................... 46
4.2.1 Hasil Pengujian Shear Strength ...................................................................... 46
4.2.2 ANOVA (Analyze of Varience) ...................................................................... 59
4.2.3 Hasil Penggamatan dengan Makro Etsa ......................................................... 67
4.2.4 Hasil Pengamatan Foto Mikro. ...................................................................... 84
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 95
5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 95
5.2 Saran ............................................................................................................... 96
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 97
xv
LAMPIRAN ............................................................................................................... 99
xvi
(Halaman sengaja dikosongkan)
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Tabel komposisi alumunium ..................................................................... 17
Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu ................................................................................. 23
Tabel 3. 1 hasil shear strength ................................................................................... 31
Tabel 3. 2 Mill Test Certificate .................................................................................. 31
Tabel 3. 3 Dimensi Specimen Spot Welding standart ASME section IX ................. 33
Tabel 3. 4 Acceptance Criteria Width Nugget Menurut ASME section IX .............. 40
Tabel Tabel 4. 1 Hasil Load shear strenght untuk no surface preparation ............... 47
Tabel 4. 2 Hasil perhitungan shear strenght untuk no surface preparation .............. 47
Tabel 4. 3 Hasil load shear strenght with grinding grit 800 ..................................... 48
Tabel 4. 4 Hasil perhitungan shear strenght untuk with grinding grit 800 ............... 49
Tabel 4. 5 Hasil load shear strength dengan grinding and aseton ............................ 49
Tabel 4. 6 Hasil perhitungan shear strenght untuk grinding and aseton ................... 50
Tabel 4. 7 Hasil load shear strength dengan aseton .................................................. 51
Tabel 4. 8 Hasil perhitungan shear strenght untuk whit aseton ................................ 51
Tabel 4. 9 Tabel hasil Load Shear Strength ............................................................... 52
Tabel 4. 10 Diameter nugget ...................................................................................... 53
Tabel 4. 11 Data penggabungan uji shear strength ................................................... 54
Tabel 4. 12 Acceptance criteria nungget width spot welding ................................... 67
Tabel 4. 13 Keterangan makro spesimen RSW-T4(1) ............................................... 68
Tabel 4. 14 Keterangan makro spesimen RSW-T8(2) ............................................... 69
Tabel 4. 15 Keterangan makro spesimen RSW-T12(3) ............................................. 70
Tabel 4. 16 Keterangan makro spesimen RSW-T16(4) ............................................. 71
Tabel 4. 17 Keterangan makro spesimen RSW-T20(5) ............................................. 71
Tabel 4. 18 Keterangan makro spesimen RSW-T24(6) ............................................. 73
Tabel 4. 19 Keterangan makro spesimen RSW-T28(7) ............................................. 73
Tabel 4. 20 Keterangan makro spesimen RSW-T32(8) ............................................. 75
Tabel 4. 21 Keterangan makro spesimen RSW-T36(9) ............................................. 75
Tabel 4. 22 Keterangan makro spesimen RSW-T40(10) ........................................... 76
xviii
Tabel 4. 23 Keterangan makro spesimen RSW-T44(11) ........................................... 77
Tabel 4. 24 Keterangan makro spesimen RSW-T48(12) ........................................... 79
Tabel 4. 25 Keterangan makro spesimen RSW-T52(13) ........................................... 79
Tabel 4. 26 Keterangan makro spesimen RSW-T56(14) ........................................... 80
Tabel 4. 27 Keterangan makro spesimen RSW-T60(15) ........................................... 82
Tabel 4. 28 Keterangan makro spesimen RSW-T64(16) ........................................... 83
Tabel 4. 29 Struktur mikro pada variasi no surface preparation untuk perbesaran
Base metal ................................................................................................ 85
Tabel 4. 30 Struktur mikro pada variasi no surface preparation untuk Weld Metal
atau ( Nugget ) ......................................................................................... 86
Tabel 4. 31 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda grit 800 untuk
perbesaran Base Metal ............................................................................. 87
Tabel 4. 32 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda grit 800 untuk
Weld Metal atau (Nugget) ........................................................................ 88
Tabel 4. 33 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda+aseton untuk
perbesaran Base Matel ............................................................................. 89
Tabel 4. 34 Struktur mikro pada variasi surface preparation grinda+aseton untuk
perbesaran Weld Metal atau (Nugget)...................................................... 90
Tabel 4. 35 Struktur mikro pada variasi surface preparation dengan aseton untuk
Base Metal ............................................................................................... 91
Tabel 4. 36 Struktur mikro pada variasi surface preparation dengan aseton untuk
Weld Metal atau (Nugget) ........................................................................ 92
xix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Pengelasan Lebur .................................................................................... 6
Gambar 2. 2 Pengelasan Spot Welding ........................................................................ 8
Gambar 2. 3 Tahapan Spot Welding .......................................................................... 10
Gambar 2. 4 Parameter Proses ................................................................................... 13
Gambar 2. 5 Eletrode Spot Welding .......................................................................... 13
Gambar 2. 6 Alumunium ........................................................................................... 15
Gambar 2. 7 Specimen Shear Strength ...................................................................... 19
Gambar 3. 1 Flow Chat Penelitian ............................................................................. 25
Gambar 3. 2 Flow Chat Penelitian (Lanjutan) ........................................................... 26
Gambar 3. 3 Mesin spot welding ............................................................................... 28
Gambar 3. 4 Contoh nugget hasil spot welding convensional ................................... 28
Gambar 3. 5 Referensi amper sesuai AWS C1.1 ....................................................... 29
Gambar 3. 6 Knop mengatur arus dan waktu ............................................................ 30
Gambar 3. 7 Specimen percobaan sesuai ASME IX .................................................. 32
Gambar 3. 8 spesimen hasil pengelasan spot welding ............................................... 33
Gambar 3. 9 Gambar pencekam tambahan untuk uji shear strength......................... 36
Gambar 3. 10 Pengujian Shear Strength .................................................................... 37
Gambar 3. 11 Hasil pengukuran diameter nugget dengan software ImageJ. ............ 40
Gambar 3. 12 Data anova pada SPSS ........................................................................ 41
Gambar 3. 13 Data anova pada SPSS ........................................................................ 42
Gambar 3. 14 hasil ouput SPSS nomalitas residual standart .................................... 42
Gambar 3. 15 Menu untuk melakukan homogeniti test ............................................. 43
Gambar 3. 16 hasil homogeneity test ......................................................................... 43
Gambar 3. 17 output ANOVA menggunakan aplikasi SPSS .................................... 44
Gambar 4. 1 Hubungan welding parameter vs rata-rata nilai load shear strenght .... 55
Gambar 4. 2 Hubungan surface preparation vs rata-rata nilai load shear strenght .. 56
Gambar 4. 3 Hubungan welding parameter vs rata-rata nilai shear strenght ............ 57
Gambar 4. 4 Hubungan surface preparation vs rata-rata nilai shear strenght .......... 58
xx
Gambar 4. 5 Hasil dari uji normalitas untuk data shear strength ............................... 59
Gambar 4. 6 gambar histogram dari uji shear strength .............................................. 60
Gambar 4. 7 Normal Q-Q standardizer residual for shear strength .......................... 60
Gambar 4. 8 gambar standardized residual ................................................................ 61
Gambar 4. 9 hasil uji homogeniti test ......................................................................... 61
Gambar 4. 10 hasil output SPSS untuk uji two way ANOVA .................................... 63
Gambar 4. 11 nilai rata-rata untuk hasil uji shear strength dari welding parameter .. 65
Gambar 4. 12 nilai rata-rat shear strength dari surface preparation.......................... 65
Gambar 4. 13 Rata-rata hasil uji shear strength terhadap interaksi surface
preparation dan welding parameter. .......................................................................... 66
Gambar 4. 14 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T4(1) ........................................... 67
Gambar 4. 15 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T8(2) ........................................... 68
Gambar 4. 16 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T12(3) ......................................... 69
Gambar 4. 17 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T16(4) ......................................... 70
Gambar 4. 18 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T20(5) ......................................... 71
Gambar 4. 19 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T24(6) ......................................... 72
Gambar 4. 20 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T24(6) ......................................... 73
Gambar 4. 21 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T32(8) ......................................... 74
Gambar 4. 22 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T36(9) ......................................... 75
Gambar 4. 23 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T40(10) ....................................... 76
Gambar 4. 24 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T44(11) ....................................... 77
Gambar 4. 25 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T48(12) ....................................... 78
Gambar 4. 26 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T52(13) ....................................... 79
Gambar 4. 27 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T56(14) ....................................... 80
Gambar 4. 28 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T60(15) ....................................... 81
Gambar 4. 29 Hasil uji makro spesimen uji RSW-T64(16) ....................................... 82
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan berkembangan teknologi maka setiap perusahaan dituntut
untuk meningkatkan mutu dan kualitasnya agar dapat bersaing dengan perusahaan
yang lain. Tidak terkecuali di Perusahaan X yang bergerak dibidang otomotif
yang di tuntut untuk terus berinovasi dan mengembangkan teknologinya
dikarenakan saat ini banyak sekali persaingan di dunia otomotif pada pembuatan
body kendaraan bermotor, khusus nya body bus yang menjadi fokus utama
perusahaan ini. Maka tak diragukan lagi dengan mengandeng perusahaan ternama
asal Malaysia, dimana perusahaan ini mulai berinovasi dengan mengembangkan
dan membuat body kendaraan dari bahan yang ringan, diharapkan nantinya adalah
bobot kendaraan menjadi lebih ringan, tahan karat, dan tentunya dengan
konstruksi yang kuat. Apabila bobot kendaraan tersebut semakin ringan maka
akan memperingan kinerja engine dalam beroperasi yang nantinya akan berimbas
kepada pengunaaan bahan bakar yang lebih efisien serta usia pakai dari sparepart
didalam engine nya menjadi lebih awet yang akan menbuat biaya perawatan nya
menjadi murah. Salah satu contoh pengunaan bahan yang ringan adalah
aluminium. Karena alumunium banyak dipakai dalam aplikasi industri kendaraan
sampai saat ini.
Pengelasan merupakan cara yang paling banyak digunakan dalam proses
penyambungan logam dikarenakan las memiliki kelebihan antara lain sambungan
lebih kuat, hemat, murah, dan mudah pemakaiannya. Banyak metode dan cara
yang digunakan dalam proses pengelasan logam. Salah satu pengelasan yang
cukup modern adalah Resistance Spot Welding (RSW) atau sering dikenal dengan
las titik. Proses pengelasan titik sendiri merupakan suatu proses yang kompleks
dimana arus yang kuat dialirkan melalui elektroda, karena aliran listrik yang kuat
tersebut melibatkan interaksi elektrik yang harus melalui kedua logam yang
dijepit maka pada daerah yang terjepit akan timbul interaksi antara specimen satu
dengan yang lain serta akibat pemusatan energy pada elektroda yang diruncingkan
2
maka panas akan timbul karena adanya resistansi listrik yang menyebabkan logam
ditempat tersebut mencair dan kemudian tersambung, dimana setiap parameter
proses memilki pengaruh terhadap kualitas dan karakteristik hasil las.
Penggunaan las titik pada Aluminium untuk saat ini masih jarang
dilakukan. Hal ini dikarenakan material jenis aluminium tergolong kurang baik
bila dibandingkan dengan baja sebab panas dan daya hantar panasnya tinggi serta
sukar sekali untuk memusatkan panas dan mencairkan sebagian kecil saja, karena
adanya pelindung anti karat yang beroksidasi pada permukaan alumunium sehinga
menimbulkan alumunium oxide atau AL2O3 yang mana titik lebur dari AL2O3 ini
lebih tinggi ketimbang bahan alumunium itu sendiri. Bentuk pengelasan pada
aluminium lebih sering dengan menggunakan las MIG dan TIG. Untuk mengatasi
hal tersebut diperusahaan X sebelum melakukan pengelasan alumunium, daerah
yang akan dilakukan pengelasan akan dioles dengan aseton, lalu dibiarkan
sampain kering. Tetapi setelah pembersihan menggunakan aseton jangan
dibiarkan terpapar dengan udara terlalu lama max 4 jam setelah pemberian aseton.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian seberapa besar pengaruh parameter
pengelasan dan pemberian aseton pada permukaan alumunium yang akan
dilakukan pengelasan. Dengan harapan penambahan aseton sebagai pembersih
pada material aluminium.
Dikarenakan kebanyakan teknologi yang dipakai untuk menyambung
alumunium adalah dengan dirifet oleh sebab dirasa kurang efektif dan memakan
biaya produksi yang mahal. Sehingga dibutuhkan penelitian akan spot welding
alumunium. (Chao, Y.J, 2013) Mengatakan bahwa kendaraan modern saat ini
memiliki 2000 sampai 5000 sambungan. Apabila ini harus dilakukan dengan
proses keling maka akan memakan waktu lama serta biaya yang lebih mahal. Oleh
karena itu penelitian akan pengelasan spot welding alumunium menarik untuk
dilakukan.
Oleh karena itu penulis ingin mengetahui kekuatan sambungan dari
pengelasan spot welding alumunium dengan penambahan aseton sebagai perbersih
permukaan alumunium.
3
1.2 Rumusan Masalah
Perumusan masalah dari penelitian ini sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh parameter pengelasan pada
resistance spot welding (RSW) material alumunium ?
2. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pembersihan permukaan pada
pengelasan resistance spot welding (RSW) material alumunium ?
3. Berapa hasil shear strenght pada pengelasan resistance spot welding material
alumunium ?
4. Bagaimana diameter nugget dari pengelasan resistnace spot welding material
alumunium ditinjau dari uji metallography ?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini sebagai berikut:
1. Mengetahui berapa besar pengaruh parameter pengelasan pada pengelasan
resistance spot welding material alumunium.
2. Mengetahui seberapa besar pengaruh pembersihan permukaan pada
pengelasan resistance spot welding material alumunium.
3. Mengetahui berapa nilai shear strength pada pengelasan resistance spot
welding material alumunium.
4. Untuk mengetahui diameter nugget dari pengelasan resistance spot welding
materil alumunium ditinjau dari uji metallography.
1.4 Manfaat
Manfaat yang bisa diperoleh dari penelitian adalah sebagai berikut :
1. Dapat digunakan perusahaan untuk mengetahui parameter pengelasan mana
yang lebih baik di dalam menlakukan pengelasan resistance spot welding
alumunium.
2. Dapat digunakan sebagai bahan acuan perusahaan dari analisan pengelasan
resistance spot welding alumunium.
3. Dapat dijadikan referensi bagi semua pihak yang membutuhkan pengetahuan
dan penyelesaian tentang pengelasan resistance spot welding alumunium.
4
4. Penelitian ini dapat dijadikan bahan acuan untuk penggembangan penelitian
selanjutnya.
1.5 Batasan Penelitian
Terdapat batasan-batasan permasalahan dalam penelitian tugas akhir ini,
antara lain:
1. Material yang digunakan yaitu jenis Alumuniun seri 5083 tebal 1.75 mm.
2. Proses pengelasan nya mengunakan mesin spot welding konvensional dengan
yang menghasilkan arus maximum 16Ka.
3. Untuk variasi pada preparation adalah no surface preparation dan surface
preparation.
4. Yang dimaksudkan dengan welding parameter adalah welding current dan
welding time.
5. Diameter electrode disamakan dengan diameter mesin dan untuk diameter
ujung sebesar 5 mm sesuai rumus d = 3.5√ dengan bahan copper alloys for
resistance welding electrode class 2.
6. Untuk force tidak dirubah.
7. Tingkat kehalusan specimen dianggap sama.
8. Penggujian hasil pengelasan untuk uji shear strenght dan metalography
sesuai standart ASME section IX.
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Pengelasan
Pengelasan adalah proses penyambungan dua buah logam dengan jalan
pemanasan dan pelelehan logam dasar, dimana kedua ujung logam yang akan
disambung dipanaskan hingga titik leburnya dengan busur nyala pada pada teknik
pengelasan lain, dapat juga dihasilkan panas dari gesekan kedua
permukaan logam dasar las, sebagai mana melalui proses pengelasan tanpa
pencairan (Satoto, 2002). Sehingga, secara umum proses penyambungan logam
dengan teknologi las, dapat dilakukan dengan pelelehan atau tanpa pelelehan logam
dasar (Base Metal, BM). Dalam hal pengelasan dengan pelelehan BM, umumnya
diperlakukan logam pengisi (FM), sementara untuk proses las tempa pelelehan tidak
diperlukan.
2.1.1 Jenis-jenis Pengelasan
Pengelasan dapat dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu : pengelasan
lebur (fusion welding) dan pengelasan padat (solid-state welding), berikut dijelaskan
jenis pengelasan tersebut (Wiryosumotomo & Okumura, 2000).
1. Pengelasan lebur
Proses pengelasan lebur menggunakan panas untuk mencairkan logam induk.
Beberapa operasi pengelasan jenis ini mengunakan logam pengisi, dan ada yang
tanpa logam pengisi. Pengelasan lebur dapat dikelompokkan sebagai berikut:
Pengelasan busur (Arc Welding, AW). Dalam proses pengelasan jenis AW,
proses penyambungan dilakukan dengan memanaskan logam pengisi dan bagian
sambungan dari logam induk sampai mencair dengan memakai sumber panas
busur listrik, seperti ditunjukkan dalam Gambar 1. Beberapa operasi pengelasan
ini juga menggunakan tekanan selama proses.
6
Gambar 2. 1 Pengelasan Lebur (Prabowo, 2017)
Pengelasan resistansi listrik (resistance welding, RW), dalam proses pengelasan
ini permukaan lembaran logam yang disambung ditekan satu sama lain dan arus
yang cukup besar dialirkan melalui sambungan tersebut. Pada saat arus mengalir
dalam logam, panas tertinggi timbul di daerah yang memiliki resistansi listrik
terbesar, yaitu pada permukaan kontak kedua logam (fayng surfaces).
Pengelasan gas (oxyfuel gas welding, OFW) dalam pengelasan ini sumber panas
diperoleh dari hasil pembakaran gas dengan oksigen sehingga menimbulkan
nyala api dengan suhu yang dapat mencairkan logam induk dan logam pengisi.
Gas yang lazim digunakan adalah gas alam, asetilen, dan hidrogen. Dari ketiga
gas ini yang paling sering dipakai adalah gas asetilen, sehingga las gas diartikan
sebagai las oksi-asetilen.
Proses pengelasan lebur yang lain terdapat beberapa jenis pengelasan lebur yang
lain, untuk menghasilkan peleburan logam yang disambung, seperti misalnya
pengelasan berkas electron (electron beam welding), dan pengelasan berkas laser
(laser beam welding).
2. Pengelasan padat
Dalam pengelasan padat proses penyambungan logam dihasilkan dengan
tekanan tanpa memberikan panas dari luar atau dengan tekanan dan memberikan
panas dari luar. Bila digunakan panas, maka temperatur dalam proses di bawah titik
lebur logam yang dilas, sehingga logam tersebut tidak mengalami peleburan dan
tetap dalam keadaan padat. Dalam pengelasan ini tidak digunakan logam pengisi.
Pengelasan padat dapat dikelompokkan sebagai berikut :
7
Pengelasan difusi (diffusion welding, DFW.,
Dua pemukaan logam yang akan disambung disatukan, kemudian dipanaskan
dengan temperatur mendekati titik lebur logam sehingga permukaan yang akan
disambung menjadi plastis dan dengan memberi tekanan tertentu maka terbentuk
sambungan logam.
Pengelasan ultrasonik (Ultrasonic Welding, UW).
Dilakukan dengan menggunakan tekanan tertentu antara dua bagian logam yang
akan disambung, kemudian diberi getaran osilasi dengan frekuensi ultrasonic
dalam arah yang sejajar dengan permukaan kontak. Gaya getar tersebut akan
melepas lapisan tipis permukaan kontak sehingga dihasilkan ikatan atomik
antara ke dua permukaan tersebut.
Pengelasan gesek (Friction Welding, FW).
Penyambungan dalam pengelasan gesek terjadi akibat panas yang ditimbulkan
oleh gesekan antara dua permukaan logam yang bersentuhan. Kedua bagian
logam yang akan disambung disatukan dibawah pengaruh tekanan aksial,
kemudian salah satu diputar sehingga pada permukaan kontak akan timbul panas
(mendekati titik cair logam), maka setelah putaran dihentikan akan terbentuk
sambungan logam (Prabowo, 2017).
2.2 Resistance Welding
Resistance Welding adalah teknologi pengelasan yang banyak digunakan
dalam industri manufaktur untuk menggabungkan lembaran logam dan komponen.
Lasan dibuat dengan melakukan arus yang kuat melalui kombinasi logam untuk
memanaskan dan akhirnya melelehkan logam pada titik-titik terlokalisasi yang telah
ditentukan oleh desain elektroda atau benda kerja yang akan dilas. Suatu gaya selalu
diterapkan sebelum, selama dan setelah aplikasi arus untuk membatasi area kontak
pada interface las dan, dalam beberapa aplikasi, untuk memalsukan benda kerja.
Untuk jenis penggelasan resistance welding di bedakan dalam beberapa jenis
tergantung pada bentuk benda kerja dan bentuk elektroda, proses pengelasan
resistance dapat diklasifikasikan menjadi beberapa varian di antaranya yang paling
umum digunakan adalah pengelasan titik, pengelasan proyeksi, pengelasan jahitan
dan pengelasan butt.
8
2.2.1 Resistance Spot Welding
Spot welding adalah proses pengelasan resistansi untuk menggabungkan
lembaran logam dengan langsung menerapkan kekuatan yang berlawanan dengan
elektroda dengan ujung runcing. Arus dan pembangkit panas dilokalisasi oleh bentuk
elektroda. Ukuran las nugget biasanya ditentukan oleh area kontak ujung elektroda.
Spot welding adalah proses pengabungan yang dominan dalam industri otomotif
untuk merakit badan mobil dan komponen besar. Serta juga banyak digunakan untuk
pembuatan perabot dan peralatan rumah tangga dll. Berikut jenis jenis spot welding:
Gambar 2. 2 Pengelasan Spot Welding (www.smartdress-project.eu., 2013)
1. Single-Sided (One-Sided) Resistance Welding
Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana las titik dibuat dengan
hanya satu elektroda yang mengakses dari satu sisi ke zona las dengan atau tanpa
pelat belakang dari sisi yang lain. Gaya las rendah biasanya digunakan yang
membatasi pengelasan titik one-sided untuk bergabung dengan lembaran yang
relatif tipis. Ini mungkin berguna untuk komponen pengelasan dengan
keterbatasan akses elektroda dari kedua sisi.
2. Resistance Weld Bonding
Merupakan proses penggabungan join dengan ikatan perekat dan pengelasan
resistansi. Perekat diterapkan pada permukaan lembaran yang harus dilas, dan
kemudian las titik resistansi dibuat melalui lembaran sebelum proses pengikatan
9
perekat. join dapat memiliki kekuatan yang baik dari pengelasan titik dan
kekakuan yang baik dari ikatan perekat.
3. Cross Wire Welding
Adalah proses pengelasan resistansi untuk menghubungkan bar atau kabel pada
persendian silang dengan menerapkan secara langsung gaya yang berlawanan
dengan elektroda biasanya datar. Arus dan pembangkitan panas dilokalisasi pada
titik-titik kontak dari palang atau kawat yang disilangkan. Cross wire welding
banyak digunakan dalam konstruksi dan industri listrik serta untuk pembuatan
jaring kawat logam dan troli belanja dll.
4. Indirect Spot Welding
Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana lasan titik tunggal dibuat
dengan satu elektroda yang langsung terhubung ke zona las, sedangkan elektroda
lainnya diimbangi pada jarak tertentu, tetapi tetap melakukan arus di sepanjang
benda kerja.
5. Series Spot Welding
Adalah proses pengelasan resistansi khusus di mana dua lasan titik dibuat pada
saat yang sama dengan dua elektroda diimbangi pada jarak tetapi masih
melakukan arus di sepanjang benda kerja antara dua lasan.
6. Micro Resistance Welding
Mengacu pada proses pengelasan resistansi untuk menggabungkan komponen
mikro atau miniature yang pada prinsipnya dapat berupa salah satu varian proses
yang disebutkan di atas tetapi dalam skala mikro.
2.2.2 Welding Parameter pada Resistance Spot welding
Panas yang dihasilkan didaerah las pada prinsipnya tergantung pada
besarnya arus listrik dan waktu yang digunakan serta sifat tahanan listrik dari
material diantara electrode yang dinyatakan dalam persamaan berikut.
H= I2 x R x t (2.1)
Dengan:
H = Panas yang dihasilkan (joule)
I = Kuat Arus (Amper)
10
R = Resistansi Listrik (Ohm)
t = Waktu arus listrik mengalir (Sekon)
1. Kuat Arus
Dalam rumus diatas dapat disimpulkan bahwa kuat arus saat berpengaruh dalam
panas yang dihasilkan dari proses pengelasan tersebut sehingga kuat arus saat
proses pengelasan ini harus dikontrol sehingga panas yang kita inginkan dapat
tercapai. Pengontrolan kuat arus bertujuan agar saat pengelasan dimulai jika arus
yang digunakan terlalu besar maka efek yang akan timbul akan adanya percikan
dari logam tersebut. Begitupun sebaliknya jika arus yang digunakan terlalu
rendah maka sambungan yang terjadi pengelasan tersebut tidak meyatu ataupun
nugget yang dihasilkan terlalu kecil dan kuat dari sambungan tersebut akan
berkurang.
2. Resistansi Listrik
Selain kuat arus, resistansi listrik juga berpengaruh dalam panas yang
dihasilakan saat proses pengelasan ini. Dengan besarnya resistansi listrik dari
benda tersebut menjadikan logam yang akan dilas mudah mencair. Adapun
resistansi listrik tersebut dipengaruhi oleh jarak antara kedua elektroda tersebut.
3. Welding Cycle (Siklus Pengelasan)
Tahapan las tahanan listrik merupakan tahapan dimana lembaran plat yang diapit
oleh elektroda dan dialiri listrik dalam waktu tertentu sehingga plat tersebut
menyatu. Proses itu dimulai dari waktu penekanan, waktu pengelasan, waktu
penahan dan waktu selesai.
Gambar 2. 3 Tahapan Spot Welding (Miller, 2012)
4. Waktu Pengelasan (Welding Time)
11
Waktu Pengelasan dalam satu siklus (Miller, 2012). Setelah adanya tekanan
pada elekroda terhadap logam makan setelah itu elektroda tersebut dialiri listrik
yang sudah diatur sebelumnya. Dalam proses ini diberikan waktu yang relative
singkat dengan arus besar sehingga elektroda yang kontak dengan logam akan
panas dan mencair.
5. Waktu Penahanan (Hold time)
Waktu Penahanan setelah terjadinya pengelasan (Miller, 2012). Waktu
penahanan yang dimaksud merupakan waktu dimana electrode sudah tidak
dialiri listrik namun masih kontak dengan logam. Selama waktu penahanan ini
logam yang sebelumnya mencair menjadi menyatu kembali dan membentuk
nugget.
6. Waktu selesei (Off Time)
Waktu dimana dilepaskannya elektroda yang kontak dengan logam. Setelah itu
dipindahkan ke logam yang akan di las lainnya. (Miller, 2012)
7. Materials Properties
Hampir semua sifat material berubah dengan suhu yang menambah dinamika
proses pengelasan resistansi. Resistivitas material mempengaruhi pembentukan
panas. Konduktivitas termal dan kapasitas panas mempengaruhi transfer panas.
Dalam logam seperti perak dan tembaga dengan resistivitas rendah dan
konduktivitas panas yang tinggi, sedikit panas yang dihasilkan bahkan dengan
arus pengelasan yang tinggi dan juga cepat dipindahkan. Mereka agak sulit
untuk mengelas dengan pengelasan resistansi. Di sisi lain, mereka bisa menjadi
bahan yang baik untuk elektroda. Ketika logam yang berbeda dilas, lebih banyak
panas akan dihasilkan dalam logam dengan resistivitas yang lebih tinggi. Ini
harus dipertimbangkan ketika merancang bagian las dalam pengelasan proyeksi
dan memilih bentuk elektroda pada pengelasan titik. Kekerasan material juga
mempengaruhi resistansi kontak. Logam yang lebih keras (dengan tegangan
hasil yang lebih tinggi) akan menghasilkan resistansi kontak yang lebih tinggi
pada gaya pengelasan yang sama karena permukaan permukaan yang kasar lebih
sulit untuk diubah bentuknya, menghasilkan area kontak nyata yang lebih kecil.
Bahan elektroda juga telah digunakan untuk mempengaruhi keseimbangan panas
12
dalam pengelasan resistan, terutama untuk bergabung dengan logam ringan dan
non-ferrous.
8. Surface Coatings
Kebanyakan pelapisan permukaan diterapkan untuk melindungi korosi atau
sebagai substrat untuk perawatan permukaan lebih lanjut. Lapisan permukaan ini
sering menyulitkan proses pengelasan. Penyesuaian parameter proses khusus
harus dibuat sesuai dengan tipe individu dari lapisan permukaan. Beberapa
pelapisan permukaan diperkenalkan untuk memfasilitasi pengelasan kombinasi
material yang sulit. Lapisan permukaan ini dipilih secara strategis untuk
membawa keseimbangan panas ke surface las.
9. Geometry and dimensions
Geometri dan dimensi elektroda dan benda kerja sangat penting, karena
mempengaruhi distribusi kepadatan arus dan dengan demikian hasil pengelasan
resistansi. Geometri elektroda di pengelasan titik mengontrol kerapatan arus dan
ukuran yang dihasilkan dari nugget las. Ketebalan lembaran logam yang berbeda
membutuhkan arus pengelasan yang berbeda dan pengaturan parameter proses
lainnya. Desain geometri proyeksi lokal benda kerja sangat penting dalam
pengelasan proyeksi, yang harus dipertimbangkan bersama dengan sifat material
terutama ketika bergabung dengan logam yang berbeda. Pada prinsipnya,
embossment atau proyeksi harus ditempatkan pada material dengan resistivitas
yang lebih rendah untuk mendapatkan keseimbangan panas yang lebih baik pada
surface las.
10. Welding machine characteristics
Karakteristik listrik dan mekanik dari mesin las memiliki pengaruh yang
signifikan terhadap proses pengelasan resistansi. Karakteristik listrik termasuk
waktu reaksi dinamis arus pengelasan dan kerugian magnetic induktif karena
ukuran jendela las dan jumlah bahan magnetik di tenggorokan. Waktu up-
kemiringan mesin las bisa sangat kritis dalam pengelasan resistansi mikro karena
waktu pengelasan total seringkali sangat pendek. Kerugian magnetik dalam
pengelasan titik adalah salah satu faktor penting untuk dipertimbangkan dalam
kontrol proses. Karakteristik mekanis termasuk kecepatan dan percepatan
elektroda tindak lanjut serta kekakuan bingkai pemuatan untuk lengan. Jika
13
tindak lanjut elektroda terlalu lambat, pengusiran dapat dengan mudah terjadi
dalam pengelasan proyeksi. Gambar di bawah menunjukkan parameter proses
yang diukur dalam proses pengelasan proyeksi, yang mencakup kurva dinamis
dari arus pengelasan, gaya pengelasan dan perpindahan elektroda, di mana
gerakan tajam sesuai dengan keruntuhan proyeksi dalam benda kerja
Gambar 2. 4 Parameter Proses (www.smartdress-project.eu., 2013)
2.2.3 Electrode
Dalam pengelasan las tahanan titik pada penelitian ini menggunakan
elektroda yang terbuat dari tembaga dengan diameter 22 mm dengan diameter
ujungnya sebesar 5 mm. Elektroda ini mempunyai sifat yang keras bertujuan agar
penggunaan bertahan lama serta media pendinginan tersebut menggunakan air. Jika
elektroda dari las tahanan listrik ini terjadi kerusakan biasanya dilakukan perbaikan
dengan cara menggerinda elektroda tersebut sesuai dengan dimensi semula.
Gambar 2. 5 Eletrode Spot Welding (www.smartdress-project.eu., 2013)
14
2.2.4 Tekanan (Force)
Tujuan utama dari tekanan elektroda adalah menekan bagian yang dilas dan
tujuan primer untuk menahan bagian itu dan memastikan bagain itu tersambung.
Ketika tekanan elektroda bertambah maka energi panas akan berkurang. Tekanan
yang tinggi pada weld metal akan mengurangi ketahanan pada ujung yang
bersentuhan elektroda dengan bagian spesimen tersebut. Ini dimaksudkan semakin
tinggi tekanan elektroda memerlukan arus yang lebih tinggi. Spatter akan terjadi bila
arus dan tekanan yang tinggi. Semakin tinggi tekanan menyebabkan titik las yang
semakin kecil. Dengan kata lain saat tekanan meningkat, panas dan arus listrik
setelah itu bepindah ke area yang lebih luas sehingga akan mengurangi nugget
tersebut. (Rautand, 2014)
2.2.5 Pulsation
Pulsation disini digambarkan denyutan arus yang keluar saat proses
berlangsungnya satu kali pengelasan. Banyaknua pulsation berpengaruh dalam
terbentuknya nugget dan juga dapat menyebabkan spatter jika dalam penggunaan
tidak sesuai dengan tebal material.
2.3 Keunggulan dan Kekurangan Spot Welding
2.3.1 Keuntungan las titik
Keuntungan las titik yang utama adalah kecepatan tinggi dan kemampuan
beradaptasi untuk otomasi dalam kecepatan tinggi sehingga memudahkan dalam
pemasangan lembaran logam dengan waktu produksi cepat. Selain itu keunggulan
dari las titik ini ekonomis dalam hal ini lebih cepat saat proses pengelasannya karena
tidak memerlukan keahlian yang tinggi seperti proses pengelasan manual yang harus
mempunyai tenaga ahli.
2.3.2 Kekurangan las titik
Proses pengelasan las titik memeliki beberapa kekurangan sebagai berikut :
a) Pengerjaan spot welding memerlukan biaya yang lebih tinggi.
b) Pemeliharaan dari mesin spot welding relatif susah
15
c) Lap joint menambahkan berat dan biaya bahan kepada poduk jika dibandingkan
dengan butt joint
d) Karena pengerjaan dalam waktu singkat maka butuh arus yang tinggi sehingga
membutuhkan aliran listrik yang sangat tinggi.
e) Pengelasan titik memiliki kekuatan tarik dan kekuatan luluh yang rendah karena
disekitar nugget ada takikan.
2.3 Alumunium
Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahanan korosi
dan hantaran listrik yang baik. Kebanyakan alumunium digunakan untuk peralatan
rumah tangga, tetapi alumunium juga digunakan sebagai material untuk pembuatan
pesawat terbang, mobil, kapal laut dan kontruksi. Penambahan unsur Cu, Mg, Si,
Mn, Zn, atau SI dalam paduan alumunium ditujukan untuk menambah sifat mekanik
atau fisik sehingga didapat sifat-sifat yang lain, seperti koefisien pemuaian rendah,
ketahanan aus dan lain sebagainya (Alfatih, 2012).
Gambar 2. 6 Alumunium (www.smartdress-project.eu., 2013)
Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted, dan
kemudian diakui secara ilmu pengetahuan (F. Wohler, 1827). Sumber unsur ini tidak
terdapat bebas, bijih utamanya adalah Bauksit. Penggunaan Aluminium antara lain
untuk pembuatan kabel, kerangka kapal terbang, mobil dan berbagai produk
peralatan rumah tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air,
fotografi serta sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis
(Surdia dan Saito, 1992). Secara umum Aluminium dapat diklasifikasikan menjadi
dua yaitu aluminium murni dan paduan. :
16
2.3.1 Aluminium Murni
Aluminium 99% tanpa tambahan logam paduan apapun dan dicetak dalam
keadaan biasa, hanya memiliki kekuatan tensil sebesar 90 MPa, terlalu lunak untuk
penggunaan yang luas sehingga seringkali aluminium dipadukan dengan logam lain.
2.3.2 Aluminium Paduan
Elemen paduan yang umum digunakan pada aluminium adalah silikon,
magnesium, tembaga, seng, mangan, dan juga lithium sebelum tahun 1970. Secara
umum, penambahan logam paduan hingga konsentrasi tertentu akan meningkatkan
kekuatan tensil dan kekerasan, serta menurunkan titik lebur. Jika melebihi
konsentrasi tersebut, umumnya titik lebur akan naik disertai meningkatnya
kerapuhan akibat terbentuknya senyawa, kristal, atau granula dalam logam. Namun,
kekuatan bahan paduan aluminium tidak hanya bergantung pada konsentrasi logam
paduannya saja, tetapi juga bagaimana proses perlakuannya Magnesium adalah salah
satu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki symbol Mg dalam tabel
periodik dengan nomor atom 12 serta berat atom 24,31.
2.3.3 Magnesium
Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat
kulit bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga terbanyak pada air laut. Magnesium
merupakan salah satu jenis logam ringan dengan karakteristik sama dengan
aluminium tetapi magnesium memiliki titik cair yang lebih rendah dari pada
aluminium. Magnesium sebagai bahan logam mempunyai peran penting sebagai
implant biomaterial dan mengganti jaringan tulang yang telah rusak, juga dapat
digunakan sebagai fotografi, flares, pyrotechnics, dan termasuk incendiary bombs.
Magnesium sepertiga lebih ringan dari aluminium dan dalam campurannya logam
digunakan sebagai bahan konstruksi pesawat dan missile. Logam ini memperbaiki
karakter mekanik, fabrikasi dan las aluminium ketika digunakan sebagai alloying
agent. Magnesium juga digunakan sebagai agen pereduksi dalam produksi uranium
murni dan logam-logam lain dari garam-garamnya. Hidroksida (milk of magnesia),
klorida, sulfat (Epsom salts) dan sitrat digunakan dalam dunia kedokteran.
Magnesium merupakan kation terbanyak ke empat di dalam tubuh dan kation
17
terbanyak kedua di dalam intraseluler setelah potasium. Magnesium (Mg)
mempunyai peranan penting dalam struktur dan fungsi tubuh manusia. Tubuh
manusia dewasa mengandung kira-kira 25 gram magnesium. (TopfJM, 2003).
2.3.4 Komposisi Material Aluminium 5083
Pemilihan maerial alumunium seri 5083 adalah dikarenakan materil tersebut
mudah didapatkan di pasaran sehingga tidak begitu susah untuk di cari dan
ketahanan korosinya yang tinggi membuat material seri ini susah terserang korosi
dan banyak di gunakan pada kapal laut menurut ASME section 2 B tentang material
nonferrous dapatkan komposisi kimia adalah sebagai berikut :
Tabel 2. 1 Tabel komposisi alumunium
No Komposisi kimia Kandungan %
1 Solicon (Si) 0.4
2 Iron (Fe) 0.4
3 Cooper (Cu) 0.1
4 Manganese (Mn) 0.4 - 1.0
5 Magnesium (Mg) 4.0 – 4.9
6 Chromium (Cr) 0.05 – 0.25
7 Zinc (Zn) 0.25
8 Titanium (Ti) 0.15
Sumber: (ASTM, 2009)
Tensile Strength Yield strength
Elongation
MPa Ksi Mpa Ksi
250 39 117 17 16%
2.4 Aseton
Aseton adalah senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah
terbakar. Yang merupakan keton yang paling sederhana yang mempunyai rumus
(CH3)2CO. meiliki berat jenis 0,787 g/mL , titik didih 560C, titik beku -95
0C, dan
memiliki berat molekul 58 g/mol (Candra, 2014). Aseton larut dalam berbagai
perbandingan dengan air, etanol, dietil eter, dll. Aseton memiliki sifat yang polar,
dapat direduksi dengan LiAlH4 menjadi alcohol, merupakan basa lewis lemah
dengan mereaksikannya dengan asam kuat, serta tahan terhadap oksidasi atau tidak
dapat dioksidasi, kecuali dalam keadaan tertentu dimana rantai karbon pecah. Aseton
18
dapat melarutkan berbagai macam plastik, meliputi botol Nalgene yang dibuat dari
polistirena, polikarbonat, dan beberapa jenis poliprolilena.
Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-
senyawa kimia lainnya. Aseton sering kali merupakan komponen utama (atau
tunggal) dari cairan pelepas cat kuku. Etil asetat, pelarut organik lainnya, kadang-
kadang juga digunakan. Aseton juga digunakan sebagai pelepas lem super dan juga
dapat digunakan untuk mengencerkan dan membersihkan resin kaca serat dan epoksi.
Serta dapat melarutkan berbagai macam plastik dan serat sintetis. Aseton juga sering
di gunakan sebagai bahan dasar sintesis kloroform dan iodoform, dan pelarut dalam
selulosa asetat, yang menghasilkan crayon. Aseton sangat baik digunakan untuk
mengencerkan resin kaca serat, membersihkan peralatan kaca gelas, dan melarutkan
resin epoksi dan lem super sebelum mengeras.
Selain dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara
alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil. Pada tekanan dan
temperatur dan tekanan normal aseton bersifar relatif stabil. Kondisi yang harus
dihindari adalah: hindari panas, api, percikap api dan sumber pembakaran. Kontainer
dari aceton dapat pecah dan meledak bila terpapar dengan panas aseton dibuat secara
teknik dengan:
1. Pemanasan kalsium asetat
2. Mengalirkan uap asam asetat pada kira – kira 4800C melalui oksidasi logam
yang bekerja katalis seperti Alumunium Oksida, Kalsium Oksida, Magnesium
Oksida.
3. Penguraian zat pati oleh bakteri-bakteri tertentu seperti baccilus aceto–
aethyalitusdan bacillus maseransi hasil sampingan yang didapatkan adalah etil
alkohol.
4. Oksidasi alkohol sekunder 2-propanol dengan menghangatkannya dalam Kalium
dikromat dalam suasana asam.
Aseton ditemukan pada :
1. Upper troposphere dan lower stratosphere
2. Atmosfer sebagai hasil dari reaksi fotokimia dan hidrokarbon alam
3. Emisi langsung dari sumber-sumber biologic
4. Oksidasi atmosferik dan berbagai hidrokarbon biogenic.
19
2.5 Pengujian Spot Welding
Menurut ASME section IX, pengujian untuk spot welding untuk mengetahui
sifat mekanik menggunakan pengujian shear strength dan untuk mengetahui
penetrasi atau kedalaman pengelasan menggunakan macro-etsa (Yoga, 2018).
2.5.1 Pengujian Shear Strengt
Pengujian geser ini dilakukan agar mengetahui sifat sambungan material
tersebuat dari segi gaya geser yang terjadi. Pengujian Shear Streng. Spesimen shear
strength dapat dilihat pada Gambar 2.7
Gambar 2. 7 Specimen Shear Strength (ASME IX, 2015)
Pengujian shear strength sendiri dapat dirumuskan sebgai berikut
Tegangan: σ =
(kgf/mm
2) (2.2)
Dengan :
σ = Tegangan Geser (kN/mm2)
F = Gaya Maksimum (kN)
A = Luas Penampang (mm2)
Dari hasil shear strength tersebut didapatkan perubahan panjang serta
perubahan beban setelah itu data tersebut dinyatakan dalam grafik tegangan-
regangan (stress-strain curve).
20
2.5.2 Pengujian Metallography
Pengujian metallography merupakan suatu ilmu yang mempelajari
karakteristik suatu logam, paduan logam atau material lainnya serta hubungannya
dengan sifat–sifat material tersebut. Metallography sendiri dibagi menjadi dua
pengujian seperti Pemeriksaan Makro (Macro Examination) dan Pemeriksaan Mikro
(Micro Examination).
1. Pemeriksaan Makro (Macro Examination)
Pemeriksaan Makro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan kontak
langsung dengan mata maupun alat bantuan seperti kaca pembesar, dalam
pemeriksaan makro ini biasa digunakan pada material yang memepunyai
dimensi besar dan cenderung kasar seperti bahan cor atau tuangan logam
lainnya. Dalam hal ini pemeriksaan makro bertujuan untuk memeriksa ada atau
tidaknya celah/lubang dalam bahan tersebut. Jika dalam proses pengelasan
pemeriksaan makro berguna untuk mengetahui pengelasan tersebut menyatu
dengan bahan induk atau pun mengetahui daerah yang terkena panas (HAZ).
Pemeriksaan makro ini mempunyai angka kevalidan dan pemeriksaan sebesar
0.5 samapai 50 kali.
2. Pemeriksaan Mikro (Micro Examination)
Pemeriksaan mikro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan alat sebagai
alat bantu seperti mikroskop. Pemeriksaan ini biasa digunakan pada material
yang mempunyai sifat yang sangat halus. Pemeriksaan mikro ini bertujuan untuk
mengetahui sifat material tersebut serta struktur dari paduan logam atau material
tersebut.
3. Pemeriksaan Mikro (Micro Examination)
Pemeriksaan mikro merupakan pemeriksaan dengan menggunakan alat sebagai
alat bantu seperti mikroskop. Pemeriksaan ini biasa digunakan pada material
yang mempunyai sifat yang sangat halus. Pemeriksaan mikro ini bertujuan untuk
mengetahui sifat material tersebut serta struktur dari paduan logam atau material
tersebut.
21
2.6 ANOVA (Analyze of Variance)
Setiap perusahaan perlu melakukan pengujian terhadap kumpulan hasil
pengamatan mengenai suatu hal, misalnya hasil penjualan produk, hasil produksi
produk, gaji pekerja di suatu perusahaan nilainya bervariasi antara satu dengan yang
lainnya. Hal ini berhubungan dengan varian dan rata -rata yang banyak digunakan
untuk membuat kesimpulan melalui penaksiran dan pengujian hipotesis mengenai
parameter, maka dari itu dilakukan analisis varian yang ada dalam cabang ilmu
statistika industri yaitu ANOVA. Penerapan ANOVA dalam dunia industri adalah
untuk menguji rata -rata data hasil pengamatan yang dilakukan pada sebuah
perusahaan ataupun industri.
Analisis varian (Analysis of variance) atau ANOVA adalah suatu metode
analisis statistika yang termasuk ke dalam cabang statistika inferensi (Sugiyono,
2013). Uji dalam ANOVA menggunakan uji F karena dipakai untuk pengujian lebih
dari 2 sampel. Dalam praktik, analisis varians dapat merupakan uji hipotesis (lebih
sering dipakai) maupun pendugaan (estimation, khususnya di bidang genetika
terapan).
ANOVA digunakan untuk membandingkan rata -rata populasi bukan ragam
populasi. Jenis data yang tepat untuk ANOVA adalah nominal dan ordinal pada
variabel bebasnya, jika data pada variabel bebasnya dalam bentuk interval atau ratio
maka harus diubah dulu dalam bentuk ordinal atau nominal. Sedangkan variabel
terikatnya adalah data interval atau ratio. Adapun asumsi dasar yang harus terpenuhi
dalam analisis varian adalah :
1. Kenormalan
Distribusi data harus normal, agar data berdistribusi normal dapat ditempuh
dengan cara memperbanyak jumlah sampel dalam kelompok.
2. Kesamaan Variasi
Setiap kelompok hendaknya berasal dari popolasi yang sama dengan variansi
yang sama pula. Bila banyaknya sampel sama pada setiap kelompok maka
kesamaan variasinya dapat diabaikan. Tapi bila banyak sampel pada masing
masing kelompok tidak sama maka kesamaan variansi populasi sangat
diperlukan.
3. Pengamatan Bebas
22
Sampel hendaknya diambil Secara acak (random), sehingga setiap pengamatan
merupakan informasi yang bebas.
Anova dapat digolongkan kedalam beberapa kriteria, yaitu :
1. Klasifikasi 1 arah (One Way ANOVA)
ANOVA klasifikasi 1 arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada
pengamatan 1 kriteria atau satu faktor yang menimbulkan variasi.
2. Klasifikasi 2 arah (Two way ANOVA)
ANOVA kiasifikasi 2 arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada
pengamatan 2 kriteria atau 2 faktor yang menimbulkan variasi.
3. Klasifikasi banyak arah (ANOVA)
ANOVA banyak arah merupakan ANOVA yang didasarkan pada pengamatan
banyak kriteria.
Pada penelitian ini akan menggunakan ANOVA two way . ANOVA dua
arah ini digunakan bila sumber keragaman yang terjadi tidak hanya karena satu
faktor (Universitas Islam Indonesia, 2013). Faktor lain yang mungkin menjadi
sumber keragaman respon juga harus diperhatikan. Faktor lain ini bisa perlakuan lain
atau faktor yang sudah terkondisi. Pertimbangan memasukkan faktor kedua sebagai
sumber keragaman ini perlu bila factor itu dikelompokkan(blok), sehingga
keragaman antar kelompok sangat besar, tetapi kecil dalam kelompok sendiri.
Tujuan dan pengujian ANOVA dua arah ini adalah untuk mengetahui
apakah ada pengaruh dari berbagai kriteria yang diuji terhadap hasil yang diinginkan.
Dalam analysis of variance Two way, baik perhitungan berdasarkan kolom maupun
baris, keduanya sama -sama dilakukan, karena ada lebih dari satu efek yang dihitung.
Keduanya merupakan variabel independen atau faktor-faktor yang masing-masing
mempunyai efek. Dengan demikian, akan didapatkan perhitungan-perhitungan ∑X,
∑X2, untuk kolom (faktor A) dan untuk baris (faktor B). Bahkan masih ada sumber
variasi baru sebagai akibat adanya interaksi dari faktor A dan faktor B yang disebut
sebagai efek interaksi (faktor A vs B).
23
2.7 Penelitian terdahulu
Penelitian terdahulu dapat dilihat pada Tabel 2.2 dibawah ini:
Tabel 2. 2 Penelitian Terdahulu
No Pengarang Judul Tahun Kesimpulan
1. Sulthoni Yoga
Firiambodo
Pengaruh Welding
Parameter Terhadap Shear
Strenght Dan
Methalloghrapi pada Spot
Welding Material SA-240
Type 201 dengan SA-240
type 304
2018 Hasil pengujian makro
didapatkan bahwa
perubahan parameter
pengelasan
berpengaruh dalam
width nungget.
Semakin besar
parameter yang
digunakan semakin
lebar nugget yang
dihasilkan
2. Achmad Choironi
Syaiful Huda
Studi Metalografi Hasil
pengelasan titik (Spot
Welding) Alumunium
Paduan Dengan Penambahan
Gas Argon
2013 Dari hasil uji foto
makro diameter nugget
terkecil adalah 1.9 mm
teradi pada pengelasan
arus 7000A dengan
waktu 0,5s dan
diameter nugget
terbesar adalah 2,5 mm
dengan arus pengelasan
9000A dengan waktu
pengelasan 0,9s
3. A. Ambroziak, M.
Korzeniowski
Using Resistance Spot
Welding for Joining
Alumunium Element in
Automative Industry
2010 Metode paling popular
untuk menyatukan
body sheet adalah
resistance spot welding.
Alumunium paduan
seri 5xxx dan 6xxx
dapat di hubungkan
dengan teknik ini.
24
(Halaman sengaja dikosongkan)
25
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian
Metode dalam penelitian ini dapat dilihat dalam flow chat pada
Gambar 3.1
Gambar 3. 1 Flow Chat Penelitian (Document Pribadi, 2019)
26
Gambar 3. 2 Flow Chat Penelitian (Lanjutan)
3.2 Alur Penelitian
Adapun alur penelitian sesuai dengan flow chat diatas dapat diperjelas
sesuai berikut
3.2.1 Alur Penelitian
Identifikasi masalah merupakan langkah awal dimana dapat menentukan
tujuan serta pemikiran diadakannya penelian ini. Tahapan ini berawal dari pemikiran
serta pengamatan yang terjadi pada waktu tertentu sehingga diadakan penelitian yang
dapat diketahui tujuan serta memberi manfaat bagi pihak-pihak tertentu dengan
adanya penelitian ini.
3.2.2 Studi Lapangan
Tahap studi lapangan ini merupakan pengamatan secara langsung
mengenai masalah yang terkait. Dalam hal ini pengamatan secara langsung mesin
yang akan digunakan untuk penelitian spot welding material alumunium. Pada
pengamatan ini didapatkan suatu gambaran langsung proses spot welding dan
jalannya proses welding condition serta parameter- parameter yang harus
27
dilakukan karena pada penenitian kali ini harus memperhatikan karakteristik
mesin spot welding yang akan dipakai.
3.2.3 Studi Kasus
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan teori-teori yang berhubungan dengan
penelitian ini sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam proses penelitian.
Dalam penelitian ini teori-teori yang diangkat adalah teori yang berhubungan dengan
RSW (Resistence Spot Welding), lapisan pelindung pada material alumunium,
kegunaan aseton, ketebalan minimum material yang bisa di lakukan RSW, dan
penentuan arus dan welding time yang akan dipakai yang di karenakan mesin yang
dipakai adalah mesin kapasitas terbatas untuk arus yang akan dipakai.
3.2.4 Perumusan Masalah
Pada tahap ini dilakukan identifikasi beberapa permasalahan yang
didapatkan pada saat melakukan pengamatan dan juga hasil bertukar pemikiran
sekaligus pengalaman tim di PT. X sehingga dilakukan penelitian. Pada penelitian ini
diangkat permasalahan mengenai analisa pengelasan RSW alumunium dan
kemungkinan adanya masalah yang akan terjadi didalam prose pengelasan RSW
alumunium tersebut.
Tahap ini merupakan tahapan dimana mengumpulkan semua data yang
berkaitan dengan studi lapangan maupun literatur yang berkaitan dengan
parameter welding. Adapun data-data tersebut berupa data primer serta data
sekunder.
a. Data primer
Merupakan data yang wajib dimiliki dalam penelitian ini. Data data tersebut
meliputi:
Mesin Spot Welding DAICHI
Model NDZ-035-0606SA
Jenis AC power welder
Rate Power 25kVA
Maximum input 70/90 kVA
Maximum short circuit current 16Ka
28
Ketebalan maks ±4 mm
Maximum duty cycle 5.3%
Maximum electrode force 2KN
Spesifikasi mesin spot welding dapat dilihat pada Gambar 3.3 dan hasil trial
dengan mesin tersebut di Gambar 3.4
Gambar 3. 3 Mesin spot welding(Dokumen Pribadi, 2019)
Gambar 3. 4 Contoh nugget hasil spot welding convensional (Dokumen Pribadi, 2019)
b. Data sekunder
Merupakan data yang tidak kalah penting dari data data primer. Data
Sekunder tersebut meliputi: 1. Data parameter pengelasan yang digunakan pada penelitian kali ini adalah
menggunakan AWS. C1.1 dan juga pada tugas akhir yang sudah di teliti sebelum
nya. Akan tetapi pada penelitian kali ini menggunakan mesin spot welding yang
manual yang mana arus maximum yang di hasilkan oleh mesin spot welding
manual ini adalah 16Ka maka peneliti ingin meneliti apakah nugget yang
29
dihasilkan oleh mesin tersebut sesuai dengan standart atau tidak. Berikut gambar
welding parameter untuk pengelasan spot welding material alumunium sesuai
dengan AWS C1.1:
Gambar 3. 5 Referensi amper sesuai AWS C1.1 (AWS C1.1, 2012)
Apabila mereferensi dari AWS maka spesifikasi dari mesin tidak mencukupi.
Yang dikarenakan Arus yang dihasilkan oleh mesin pada penelitian kali ini
adalah tipe konvensional maka dilakukan perhitungan ulang menggunakan
rumus di bawah ini :
I1 x R1 x t1 = I2 x R2 x t2 (3.1)
41800 x 1 x 10 = 13000 x 1 x t2
418000 = 13000 x t2
t2 = 32 cycle
Maka didapatkan hasil untuk welding time adalah 32cycle dengan persamaan
menggunakan rumus diatas. Yang dimana 1cycles sama dengan 0,0167sekon
yang mana mesin mengunakan frekuensi 60Hz. dikarenakan mesin yang di pakai
memiliki fariasi arus maximum sebesar 16Ka. Sesuai dengan AWS C1.1 maka
untuk waktu yang di perlukan untuk melakukan pengelasan untuk plat
alumunium dengan tebal (2-2) adalah 10cycle atau 0.167sekon dengan arus
sebesar 41,8Ka. Karena pada penelitian ini penulis menggunakan mesin dengan
kapasitas maximum sebesar 16Ka maka penulis memvariasikan arus untuk
wlding parameter adalah 13Ka dan 16Ka. Sedangkan untuk welding time nya
penulis menggunakan variasi waktu 32cycle dan 38cycle. Kenapa penulis
30
menggunakan variasi arus 13Ka dan 16Ka adalah dikarenakan pada trial yang
dilakukan adalah menggunakan mesin dengan knop tipe manual maka penulis
inggin menggunakan persentase dari knop tersebut yaitu 80% yang artinya
adalah arus 13Ka dan di variasikan dengan arus 16Ka yang artinya 100%.
Sedangkan untuk waktu nya sendiri adalah hasil perbandingan dengan rumus
didapatkan hasil yaitu 32cycle. Dan di variasikan dengan menggambil 20% dari
waktu sebelum nya maka di dapatkan hasil sebesar 38cycle. Menggapa
menggambil 20% karena disamakan dengan penggambilan parameter pada
variasi arus yang juga 20%. Berikut gambar knop untuk arus pada penggelasan
spot welding
Gambar 3. 6 Knop mengatur arus dan waktu (Dokumen Pribadi, 2019)
2. Data shear strength test
Berikut untuk data shear strength yang telah di uji di laburaturium Politeknik
Perkapalan Negeri Surabaya data dapat dilihat pada table dibawah ini sesuai
table 3.1.
31
Tabel 3. 1 Hasil shear strength
Surface
Preparation
Welding Parameter Shear Strength (Mpa) Rata-Rata
(Mpa) Arus (Ka) welding
time (cycle) 1 2 3
No Surface
Preparation
13 32 104.36 101.32 101.93 102.54
13 38 110.32 114.06 118.36 114.24
16 32 140.87 143.55 135.50 139.98
16 38 166.23 159.63 168.87 164.91
Grinda Grit
800
13 32 108.03 101.28 110.28 106.53
13 38 135.43 131.91 137.19 134.85
16 32 143.74 145.08 145.08 144.64
16 38 170.58 166.09 175.39 170.68
Grinda dan
penambahan
Aseton
13 32 107.54 105.55 113.52 108.87
13 38 137.28 137.28 135.72 136.76
16 32 157.96 156.59 163.45 159.33
16 38 192.82 187.08 198.97 192.96
Aseton
13 32 108.90 108.90 113.35 110.39
13 38 148.10 138.22 139.99 142.10
16 32 156.44 155.06 157.83 156.44
16 38 171.54 167.99 175.17 171.56
Sumber: (Dokumen Pribadi, 2019)
3.2.5 Persiapan Material
Pada penelitian ini membutuhkan beberapa peralatan yang mendukung.
Sehingga pada saat penganalisaan serta pembentukan spesimen dapat memenuhi
harapan yang diinginkan. Peralatan-peralatan tersebut meliputi:
a. Persiapan specimen
Material yang digunakan pada penelitian ini adalah alumunium seri 5083.
Data dari material tersebut dapat dilihat pada Tabel 3.1 dibawah ini.
Tabel 3. 2 Mill Test Certificate
No Komposisi Kimia Kandungan
1. Si (0.2 %)
2. Fe (0.3 %)
3. Cu (0.03 %)
4. Mn (0.6 %)
5. Mg (4.6 %)
6. Cr (0.07 %)
7. Ni (0.007 %)
32
8. Zn (0.1 %)
9. Ti (0.02 %)
Sumber: Fusina Rolling Sri
Tensile Strength Yield strength
Elongation
MPa Ksi Mpa Ksi
250 39 117 17 16%
b. Peralatan
Untuk menunjang penelitian inimaka peralatan sangat penting, Peratan yang
digunakan berupa:
Mesin Spot Welding
Mesin Potong
Mesin Gerinda
Marker & Penggaris
Selain data-data diatas pada penelitian ini juga menggunakan material
alumunium seri 5083 dengan ketebalan 1.75mm yang akan di las lap
join dengan alumuniun seri 5083 punyai ketebalan 1.75mm. Adapun
dimensi untuk persiapan dari material tersebut mengambil dari referensi
ASME section IX dapat dilihat pada Gambar 3.3 dibawah ini.
Gambar 3. 7 Specimen percobaan sesuai ASME IX (ASME IX, 2015)
Keterangan: L = panjang specimen = 120
W = lebar specimen = 30
33
Dimensi membuat benda uji dapat dilihat pada Gambar 3.6 dimana pada
pembuatan benda uji kali ini didasarkan pada standart ASME section IX. Untuk
mengetahui berapa ukuran dari dimensi specimen spot welding material
alumunium dapat dilihat pada Tabel 3.2 dibawah ini.
Tabel 3. 3 Dimensi Specimen Spot Welding standart ASME section IX
Nominal Thickness of Thinner sheet,in
(mm) w, in (mm) min.
Over 0.008 to 0.030 ( 0.20 to 0.8 ) 0.68 (17)
Over 0.030 to 0.100 ( 0.8 to 2.5 ) 1.00 (25)
Over 0.100 to 0.130 ( 2.5 to 3 ) 1.25 (30)
Over 0.130 ( 3 ) 1.50 (38)
Sumber: (ASME IX, 2015)
Selanjutnya dilakukan pengelasan sesuai dengan ukuran dan parameter yang
sudah dibuat sebelum nya. Sedangkan untuk hasil penggukuran nya dapat dilihat
pada gambar 3.7 dibawah ini.
Gambar 3. 8 spesimen hasil pengelasan spot welding (Document pribadi, 2019)
3.3 Tahap Proses
Tahap ini merupakan tahap untuk pengumpulan data yang berhubungan
dengan pengelasan yang dipakai dimana pada penggelasan ini terdapat 4 variasi yang
dipakai yaitu specimen uji tidak diperlakukan apa-apa pada bagian surface nya,
selanjutnya dengan melakukan gerindaan pada bagian surface dengan grit 800 untuk
34
tools gerindanya, lalu bagian surface nya dilakukan penggerindaan dan dengan
ditambahkan aseton, serta penambahan aseton pada permukaan specimen
alumunium. Yang penjelasan nya sebagai berikut.
3.3.1 No Surface Preparation
No Preparation Surface adalah perlakuan yang di berikan ke specimen yang
akan di lakukan pengelasan dimana pada proses ini tanpa dilakukan persiapan
permukaan nya sebelum dilakukan pengelasan RSW jadi pada variasi ini permukaan
nya hanya di lap saja bila ada kotoran. Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka
dengan welding time nya 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3
specimen untuk setiap variasi. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan welding time
32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen dengan tipe
single shear.
3.3.2 Surface Preparation
Surface preparation adalah penambahan perlakuan pada bagian permukaan
specimen alumunium yang akan di lakukan pengelasan RSW material alumunium
dimana pada proses ini di bedakan menjadi 3 variasi yaitu:
1. With gerinding grit 800
With gerinda grit 800 berati permukaan nya di lakukan penggerindaan dengan
menggunakan mata gerinda dengan tingkat kekasaran grit 800 setelah itu dilap
untuk menghilangkan bekas sebuk atau percikan dan bekas penggerindaan lalu
lakukan pengelasan RSW. Jangan terlalu lama membiarkan permukaan
alumunium yang sudah di gerinda dibiarkan terkena udara bebas usahakan
sesegera mungkin dilakukan pengelasan. Untuk arus yang digunakan adalah
13Ka dengan welding time nya 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya
adalah 3 specimen untuk setiap fariasi dengan tipe single shear specimen.
Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan welding time 32cycle dan 38cycle.
Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen dengan tipe single shear
specimen.
2. Grinding and Aseton
Grinding and aseton dimaksuudkan adalah persiapan material sebelum di
lakukan penggelasan RSW harus di lakukan perlakuan di semprot dengan aseton
35
setelah di semprot dengan aseton lalu dilakukan pembilasan dengan air tawar
dan di biarkan sampai kering. Setelah kering lalu permukaan alumunium
dilakukan penggerindaan dengan menggunakan gerinda grit 800, jangan terlalu
lama membiarkan alumunium yang sudah di lakukan perlakuan di atas usahakan
kurang dari 4 jam. Apabila lebih maka perlakuan di atas harus diulang kembali.
Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka dengan welding time 32cycle dan
38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen untuk setiap fariasi
dengan tipe single shear specimen. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan
welding time 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3
specimen dengan tipe single shear specimen.
3. With aseton
With aseton adalah dimaksudkan bahwa peberian aseton pada permukaan
specimen benda uji sebelum dilakukan pembersihan dengan aseton maka harus
dilakukan pembersihan dari kotoran dengan di lap terlebih dahulu lalu di
semprotkan cairan kimia aseton pada permukaan specimen alumunium tunggu
hingga ±3 menit setelah itu dibilas menggunakan air dan di tunggu sampai
kering setelah itu dilakukan penggosokan menggunakan sikat baja atau sikat
kaku dan jangan dibiarkan terlalu lama specimen yang sudah dibersihkan
mengunakan aseton terkena udara bebas kurang lebih 4 jam terpapar udara
bebas. Apabila lebih dari 4 jam maka harus dilakukan perulanggan perlakuan
diatas. Untuk arus yang digunakan adalah 13Ka dengan welding time 32cycle
dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3 specimen untuk setiap variasi
dengan tipe single shear specimen. Sedangkan untuk arus 16Ka dan dengan
welding time 32cycle dan 38cycle. Untuk jumlah specimen nya adalah 3
specimen dengan tipe single shear specimen.
3.4 Tahap Pengujian
Tahap ini merupakan tahap lanjutan dari tahap proses data yang telah
dilakukan, Tahap pengujian data dapat dijabarkan sebagai berikut:
36
3.4.1 Pengujian Shear Strength
Pada pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kuat dari material akibat
adanya tarikan atau beban geser pada pada material tersebut. Langkah-langkah yang
harus dilakukan untuk pengujian tarik pada proses spot welding adalah sebagai
berikut:
1. Menyiapakan material yang sudah dilakukan pengelasan lalu membersihkan
permukaan yang mengganggu jalannya uji geser dengan menggunakan
gerinda halus. Dikarenakan pada mesin uji tarik pencekam nya tidak bisa
untuk mencekam material yang tipis akhirnya harus dibuatkan pencekam agar
nantinya specimen uji dapat dilakukan penggujian shear strength Mengulangi
hal serupa untuk seluruh spesimen uji. Contoh untuk pencekam sendiri dapat
dilihat pada gambar 3.9 di bawah ini.
Gambar 3. 9 Gambar pencekam tambahan untuk uji shear strength ( Documen pribadi, 2019)
2. Mengukur dimensi material sesuai dengan standart yang diingikan serta
tandai seluruh spesimen uji dengan kode tertentu catat pada form lembar
kerja.
3. Proses pengujian geser sebagai berikut: ambil spesimen yang sudah
ditambahkan oleh pencekam lalu letakkan specimen yang akan di uji letakkan
pada ragum penjepit. Atur jarak antara ragum atas dengan yang bawah dan
kencangkanlah pencekam dengan kencang agar nantinya specimen uji
tidakmeleset. Setelah itu setting computer dan lakukan pencatatan sesuai
dengan penandaan specimen uji sebelum nya. Lakukan pengujian geser .
beban akan naik secara terus menerus hingga mencapai titik ultimate setelah
itu turun pada saat patah. Amati serta catat hasil dari besarnya beban uji geser
37
serta daerah yang telah mengalami patah pada lembar kerja. Ulangi langkah
tersebut untuk seluruh spesimen uji geser. Pengujian geser dapat dilihat pada
Gambar 3.10 dibawah ini.
Gambar 3. 10 Pengujian Shear Strength ( Document probadi, 2019 )
4. Setelah di dapatkan hasil dari Load shear strength selanjutnya adalah
perhitungan berapa hasil dari shear strength nya dengan menggunakan rumus di
bawah ini. Untuk diameter nugget dari setiap parameter dianggap sama seperti
parameter dan variasi yang sudah dilakukan uji makro jadi untuk hasil dari
pengukuran diameter nugget dijadikan acuan sebagai diameter nugget pada
variasi dan peremeter tersebut. Berikut adalah rumus perhitungan untuk shear
strength setelah di ketahui berapa hasil dari load shear strength:
σ =
(N/mm
2) (3.2)
Dengan :
σ = shear strength (N/mm2)
F = Gaya Maksimum (N)
A = Luas Penampang (mm2)
Untuk perhitungan luas penampang nya adalah menggunakan rumus sebagai
berikut:
38
A=
(mm2)
Dengan :
d = diameter nugget yang didapat dari hasil makro etsa (mm)
Menurut (AALCO, 2005) untuk hasil uji shear strength minimum adalah
sebesar 145Mpa. Penulis mengambil referensi untuk kebertrimaan hasil uji shear
strength dari article aalco.
3.4.2 Pengujian Metallography
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bentruk struktur dari
proses pengelasan tersebut dilihat dari pengamatan makro maupun
pengamatan mikro. Adapun langkah-langkah dalah pengujian ini adalah
sebagai berikut:
1. Mempersiapkan benda uji Pengujian metallography ini memerlukan persiapan bendauji yang harus
diperhatikan. Sehingga saat dilakuknnya pengujian makro maupun mikro akan
terlihat jelas struktur yang terbentuk. Adapun tahapan persiapan benda uji yaitu
pemotongan, penggerindaan, pemolesan serta pengetesaan.
2. Pemotongan specimen
Pada pengujian metallography tahapan yang wajib diperhatikan adalah pemotongan
spesimen. Dalam