BAB II DASAR TEORI
2.1 Definisi Wire Drawing.
Secara umum Wire Wire Draw Drawin ing g meru merupa paka kan n sala salah h satu satu jeni jeniss pros proses es manufa manufaktu kturr dengan dengan memanf memanfaat aatkan kan fenome fenomena na deform deformasi asi plastis plastis akibat akibat gaya gaya pembentukan. Gaya pembentukan ini berupa tekanan dan tarikan yang terjadi sewaktu sewaktu benda kerja melewati die. Wire drawing diaplikasikan diaplikasikan dalam pembuatan kabel listrik, kawat dan pipa.
Gambar 2.1 Skematis mesin Wire Drawing dan Dies dan Dies
Proses penarikan penarikan kawatmelipu kawatmeliputi ti penarikan penarikan logam melalui melalui cetakan oleh gaya gaya tarik tarik yang yang bekerj bekerjaa pada pada bagian bagian keluar keluar cetakan cetakan.. Aliran Aliran plasti plasticc teruta terutama ma diseba disebabka bkan n oleh oleh gaya gaya tekan tekan yang yang timbu timbull sebaga sebagaii reaksi reaksi dari dari logam logam terhad terhadap ap cetaka cetakan. n. Pengur Pengurana anagan gan diamet diameter er batang batang pejal pejal atau batang batang rod ! deng dengan an cara cara penarikan berurutan, dinamakan " penarikan batang bar ! atau kawat, penarikan batang berongga disebut juga penarikan tabung tergantung pada diameter produk akhir yang dihasilkan. #atang, kawat dan penarikan tabung, biasanya dilakukan pada suhu kamar, akan tetapi karena biasanya deformasi besar, maka akan terdapat kenaikan suhu yang cukup berarti selama proses.
$eberhasilan proses Wire Drawing dipengaruhi dipengaruhi oleh " 1. %ate %ateri rial al $awa $awatt 2. Geometri Dies &. $ont $ontak ak ant antara ara kaw kawat at den denga gan n dies. '. Spesifi Spesifikas kasii produk produk yang yang dihas dihasilk ilkan. an.
Parameter Parameter proses proses pembentuk pembentukan an logam dapat dinyatakan dinyatakan dengan besarnya besarnya gaya yang dibutuhkan. (engan metode energi deformasi homogen tanpa gesekan dan geseran! gaya penarikan ideal dapat dihitung dengan rumus"
F = Ak ∫ ε m σ d ε ε k
(persamaan 2.1)
)ika gesekan diperhitungkan dan dengan anggapan plane strain maka besarnya gaya penarikan adalah
1 + B Dk F = Ak σο B 1 − D m
2 B
(persamaan 2.2)
Seba Sebaga gaii pros proses es Cold Forming Forming lain lainny nya, a, Wire Wire Draw Drawin ing g mengakibatkan kenaikan kekerasan dan kekuatan yang dikenal dengan strain hardening. (ilain pihak proses ini juga menakibatkan penurunana keuletan. Proses annealing Proses annealing yaitu pemanasan pada suhu diatas suhu rekristalisasi rekristalis asi dan pendinginanan perlahan akan *mengembalikan+ keuletan tersebut. Proses annealing ini melibatkan perubahan struktur mikro, konfigurasi tegangan dalam (internal Stress) dan Stress) dan dislokasi.
2.2 Batasan Penarikan Kawat.
egang egangan an yang yang dapat dapat diberi diberikan kan dalam dalam proses proses penari penarikan kan kawat kawat adalah adalah terbatas.
-
-o
Gambar 2.2 $ur/a tegangan regangan material plastis ideal.
Pada kur/a material Plastik ideal diatas, tegangan tarik ideal dinyatakan oleh luas bidang dibawah kur/a alir sebagai berikut"
τ t =τ ε ο
.
(persamaan 2.3)
(eformasi pada kawat yang telah ditarik terjadi bila "
τ τ = t ο
(persamaan 24)
%aka batas penarikan ideal adalah pada regangan 0 1, atau reduksi maksimal r 0 & . #ila gesekan dan geseran tidak diabaikan, maka batas ini akan lebih rendah, sebagai contoh bila koefisien gesek µ = 0,05 dan s!d!t die " = # $ maka batas reduksi yang dapat diberikan adalah 0 3,34 siebel!.
2.% Load Cell.
BAB III PE&'O(A)A& DATA
%.1 Data )asi* Pen+!k!ran Dan Pen+$*aan Data.
a. %aterial
" 5embaga
b. (iameter awal
" 4 mm
c. Panjang awal
" 23& mm
Perhitungan Load Cell
Percobaan
1 2 & '
(ies
(iameter
Panjang
mm!
mm!
mm! ',4 ',2 ',3 &,4
(o 4 ',4 ',2 <
(i ',4 ',2 ',3 <
8o 23& 22: 2'3 244
1. Perit!n+an +a-a enarikan
90 m.g
$eterangan " 9 0 gaya penarikan 6! g 0 Gaya grafitasi ;,:1m=s2! m 0 %assa $g!
•
91 0 m . g 0 213 $g > ;,:1 m=s 2 0 233,1 6
•
92 0 m . g 0 1;: $g > ;,:1 m=s 2 0 1;'2,&:6
•
9& 0 m . g
8i 22: 2'3 224 <
#eban
Gaya
Penarikan Penarikan kg! m 213 1;: 1'4 <
6! 9 233,1 1;'2,&: 1'22,'4 <
(aya Penarikan 7! P 23,31 1;,'2&: 1',22'4 <
0 1'4 $g > ;,:1 m=s 2 0 1'22,'46
2. Perit!n+an Da-a Penarikan.
P0 9.? $eterangan "
9 0 gaya penarikan 6! P 0 (aya Penarikan ? 0 $ecepatan Penarikan 3,31 m=s! •
P1 0 9 . ? 0 233,1 6 > 3,31 m=s 0 23,31 7
•
P2 0 9 . ? 0 1;'2,&: 6 > 3,31 m=s 0 1;,'2&: 7
•
P& 0 9 . ? 0 1'22,'4 6 > 3,31 m=s 0 1',22'4 7
5abel Perhitungan Percobaan
Percobaan 1 2
(ies mm! ',4 ',2
(iameter
Panjang
mm!
mm!
(o 4 ',4
(i ',4 ',2
8o 23& 22:
8i 22: 2'3
Percobaan Ao 1;, 14,;
Ai 14,; 1&,:
&
',3
eduksi
',2
',3
egangan
2'3
5egangan
Penampang
Gaya
3,1: 3,12 3,3;
1; 12 ;,'
2:;,' 14@, ;:,43
9 '31,' 21:',&& 12&@,1
•
0 131:,; %Pa
•
0 @;4,3 %Pa
•
0 ;,: %Pa
%. Perit!n+an Te+an+an Penarikan.
= σ
B
B B
1
3
D + B 1− B D
µ =
=
1&,:&
12,4
(aya Penarikan
Penarikan Penarikan σ
σ
224
tan α 3.34 tan @ 3 '3@
2 B
ο
i
24 12 14
',:1' 21,:'&@ 12,&@1
D 2 1 − σ 1 = σ 3 B D 2 3 , '3@ ! 1 + 3.'3@ ',4 σ = − 131: , ; 1 1 3.'3@ 4 σ 1 = 2:;, ' MPa B
1 + B
ο
i
1.
2.
σ 2
D 2 1 − = σ 3 B D 2 3 , '3@! 1 + 3.'3@ ',2 1 = @;4,3 − 3.'3@ ',4 =14@, MPa 1 + B
B
ο
i
σ 2
σ 2
D 2 1 − σ & = σ 3 B D 2 3 , '3@! 1 + 3.'3@ ',3 σ & = ;,4: 1 − 3.'3@ ',2 σ & = ;:,43 MPa 1 + B
&.
B
ο
i
/.
Perit!n+an 'a-a Penarikan.
90
σ .
Ai
$eterangan "
9
0 gaya penarikan 6!
σ
0 5egangan 5arik
Ai
0 8uas Penampang Akhir
•
91 0
σ .
Ai
0 2:;,' > 14,; 0 '31,' 6
•
92 0
σ .
Ai
0 14@ > 1&,: 0 21:',&& 6
•
9& 0
σ .
Ai
0 ;:,43 > 12,4 0 12&@,1 6
8i 0 Panjang Akhir mm! 8o 0 Panjang awal mm!
•
24 mm
•
12 mm
•
14 mm
5.
Perit!n+an Da-a Penarikan.
P0 9.?
$eterangan "
9 0 gaya penarikan 6! P 0 (aya Penarikan ? 0 $ecepatan Penarikan 3,31 m=s!
•
P1 0 91 . ? 0 ':1,' 6 > 3,31 m=s 0 ', :1' 7
•
P2 0 92 . ? 0 21:',&& 6 > 3,31 m=s
0 21,:'&@ 7
•
P& 0 9& . ? 0 12&@,1 6 > 3,31 m=s 0 12,&@1 7
.
Ana*isa Per$aan Penarikan 3w4
Pada Pengujian ke<1 sampai ke<& dengan menggunakan dies dari ',4 ',2 sampai ',3 berhasil. Pada pengujian ke<' dengan menggunakan (ies &,4 terjadi putus yang diaibatkan oleh factor pengecilan diameter yang tidak merata, serta pada saat perpanjangan terjadi necking di daerah pengecilan diameter yang tidak rata atau juga bias diakibatkan oleh kekerasan material.
%.2 T!+as See*! Praktik!.
1. )elaskan secara skematis prinsip penarikan kawat, dan jelaskan bagaimana prinsip pengukuran gaya pembentukan yang ada pada bangku penarikan kawat. )awab " Skematis penarikan kawat adalah meliputi penarikan logam melalui cetakan oleh gaya tarik yang bekerja pada bagian keluar cetakan. Prinsip pengukuran gaya pembentukan yang ada pada bangku penarikan adalah
2.
5erangkan mengapa proses penarikan kawat dapat dianggap sebagai proses penarikan dan penekanan. Gambarkan keadaan tegangan State of stress! pada daerah deformasi. )awab " $arena didalam proses penarikan kawat itu terdapat daya tarik kawat dengan mesin penarik sedangkan penekanan karena kawat itu mengalami gaya tekan oleh dies.
&. )elaskan apa yang dimaksud dengan Strain hardening dan jelaskan mekanisme penguatan = pengerasan dengan strain hardening ini )awab "
Strain Bardening adalah proses pengerasan butiran logam akibat penekanan dan penarikan pada logam, mekanisme penguatan=pengerasan dengan strain hardening adalah material ditarik oleh mesin penarik kawat dan sesudah penarikan itulah material menjadi keras, tetapi sesudah mengalami penarikan itu material akan menjadi ulet.
'.
Gambarkan secara skematis pengaruh suhu pada proses pemanasan yang melibatkan reco/ery, recrystalliCation, dan grain grown terhadap sifat logam yang telah cold working )awab " Gambar Skematis pengaruh suhu pada proses pemanasan
4. $abel listrik dibuat dengan wire drawing, bagaimana pengaruh daya hantar listrik terhadap reduksi penampang kabelD )awab" Pengaruh daya hantar listriknya tidak terlalu bagus karena terjadinya pengecilan penampang logam. . %engapa dalam analisis penarikan kawat, hanya dapat menentukan gaya tarik dengan ketelitian E 23. )awab "
$arena umumnya logam atau kawat yang ditarik, memiliki ketelitian tarik E 23 dimana logam memiliki beban penarikan terbatas.
&.& 5ugas Setelah Praktikum. 1. Fsilah tabel load cell dan table perhitungan percobaan, pada tabel perhitungan percobaan terdapat data
$onstanta Pegas
k!
" 1&@,4 6=mm
•
Semi con angle
!
"@
•
$oefisien Gesek
H!
" 3,34
•
$oefisien pengerasan regangan
$!
" &23 %Pa, n " 3,4'
•
$ecepatan Penarikan
/!
" 3,31 m=s
2. #erikan analisis kenapa gaya hasil penarikan load cell dan hasil perhitungan berbedaD 5entukan dari kedua gaya penarikan mana yang dianggap sebenarnya, dan )elaskan &. Gambarkan skematis bentuk struktur mikro sebelum dan sesudah melewati dies. '. #uatlah tegangan penarikan σ ! terhadap regangan Ԑ!, dan grafik gaya penarikan 9! terhadap reduksi r! penampang. #erikan pendapat anda dari grafik tersebut 4. #erikan
analisis
terhadap
kesalahan<
kesalahan
perhitungan,
pengamatan dan pengukuran dalam praktikum wire drawing. )awaban 1. 2. Pada hasil pengukuran load cell berbeda dengan perhitungan percobaan, itu dapat terjadi karena ada parameter yang berpengaruh, seperti hasil pengukuran load cell ada massa yang mempengaruhi nilai gayanya, sedangakan pada percobaan terdapat nilai tegangan yang mempengaruhi nilai gayanya oleh karena itu nilai gayanya berbeda.
(ari dua perhitungan ini nilai gaya hasil percobaan dianggap sebenarnya, karena itu di dalamnya terdapat parameter yang lengkap seperti koefisien reganagan, nilai *n+ nilai tegangan, nilai regangan serta luas penampang kawat. &. Gambar struktur mikro '.
Grafik tegangan tarik σ ! terhadap egangan Ԑ! Analisa " (ilihat dari grafik, tegangan maksimum terdapat pada dies ',4 sebesar 2:;,' %Pa untuk dies ',2 sebesar 14@, %Pa, dan dies ' sebesar ;:,43 %Pa sedangakan regangan Ԑ! maksimum terjadi pada dies ',4 sebesar 1;, dies ',2 sebesar 12 dan dies ' sebesar ;,'.
Grafik gaya penarikan 9! terhadap reduksi r! Analisa " (ari grafik diatas antara gaya penarikan dengan reduksi, dapat dilihat gaya penarikan maksimum terjadi pada dies ',4 sebesar '31,' dan reduksi terjadi pada dies ',4 sebesar 3,1:. 4. $esalahan
BAB I6 A&A(ISA DA& DISK7SI
/.1 Ana*isa.
(ari hasil praktikum yang telah dilakukan, terdapat perbedaan perhitungan antara perhitungan loadcell dan perhitungan percobaan, dikarenakan ada beberapa faktor yang mempengaruhi diantaranya pengukuran dimensi, kalibrasi dari mesin wire drawing! load cell! dan material kawat.
/.2 Disk!si.
(ari hasil praktikum atau diskusi kelompok kami, terjadi kegagalan pada saat pengujian dengan menggunakan dies berukuran &,4. Iang diakibatkan dari pengecilan diameter dies yang tidak merata. Jntuk itu agar pada saat pengecilan diameter diperhatikan dan pada saat mengukur dimensi harus dikalibrasi atau lebih teliti.
BAB 6 KESI8P7(A& DA& SARA&
5.1 Kesi!*an.
(ari hasil praktikum yang telah kami lakukan didalam penarikan kawatharus memperhatikan parameter
5.2 Saran.
$etika melakukan pengecilan diameter dan pemasangan kawat pada "aw harus diperhatikan serta pengukuran dimensi harus teliti.
(A95A PJS5A$A
1. #ackofen, 7.A, Deformasi Processing , Addison<7elsey, %assachusettes, 1;@2. 2. (ieter, G.K, Mechanical Metalrugy, second edition, 6ew Iork, 1;:. &. )honson, 7, %ellor,P.#, Enginering Plasticity, )hon 7iley L sons, 6ew Iork, 1;:&. '. Siswosuamo, %ardjono, Teknik Pembentukan Logam, )ilid 1, )urusan %esin, 95F, Fnstitut 5eknologi #andung, 1;:4. 4. 7idyanto, #ambang, Pembuatan Bangku Prnarikan awat Dan Peneltian Proses Penarikan awat! 5ugas Sarjana, 1;:3.
8A%PFA6
(ies
%esin 7ire (rawing
(isplay Fndikator
$awat 5embaga
5erjadi Patah pada dies &,4
Pemasangan kawat pada jaw
