TUGAS AKHIR
PERBANDINGAN VARIASI KUAT ARUS PROSES PENGELASAN SMAW MATERIAL SA 36 DENGAN SA 240 304 PADA SAMBUNGAN LAP JOINT TERHADAP TEGANGAN GESER, STRUKTUR MIKRO, DAN FRACTURE TOUGHNESS FRACTURE TOUGHNESS
Riza Maulaa NRP! 0"#$0400##
DOSEN PEMBIMBING % Mu&a'a( A)i, ST!, MT! M*&! S+aiul A')i, S!ST!, MT!
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGELASAN -URUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABA.A 20#/
i
TUGAS AKHIR
PERB PERBAN ANDI DING NGAN AN VARIA ARIASI SI KUA KUAT ARUS ARUS PROS PROSES ES PENGELASAN SMAW MATERIAL SA 36 DENGAN SA 240 304 PADA SAMBUNGAN LAP SAMBUNGAN LAP JOINT TERHADAP TERHADAP TEG TE GANGA NGAN GES ESE ER, STRUK TRUKTU TUR R MIK MIKRO, DAN FRACTURE TOUGHNESS
Riza Maulaa NRP! NRP! 0"#$040 0 "#$0400## 0##
DOSEN PEMBIMBING Mu%a&a' A(i, A(i , ST!, MT! M)%! S*ai+ul A&(i, S!ST!, MT!
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGELASAN URUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK POLITEKNI K PERKAPALAN P ERKAPALAN NEGERI SURABASURABA-A 20#.
ii
TUGAS AKHIR
PERB PERBAN ANDI DING NGAN AN VARIA ARIASI SI KUA KUAT ARUS ARUS PROS PROSES ES PENGELASAN SMAW MATERIAL SA 36 DENGAN SA 240 304 PADA SAMBUNGAN LAP SAMBUNGAN LAP JOINT TERHADAP TERHADAP TEG TE GANGA NGAN GES ESE ER, STRUK TRUKTU TUR R MIK MIKRO, DAN FRACTURE TOUGHNESS
Riza Maulaa NRP! NRP! 0"#$040 0 "#$0400## 0##
DOSEN PEMBIMBING Mu%a&a' A(i, A(i , ST!, MT! M)%! S*ai+ul A&(i, S!ST!, MT!
PROGRAM STUDI TEKNIK PENGELASAN URUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK POLITEKNI K PERKAPALAN P ERKAPALAN NEGERI SURABASURABA-A 20#.
ii
FINAL PROJECT
COMPARISON OF THE CURRENT STRENGTH VARIATION ARIATION SMAW SMAW WELDING WELDING PROCESS PROCESS MA MATERIAL TERIAL SA 36 WITH SA 240 304 IN LAP JOINT TO THE SHEAR STRESS, MICROSTRUCTURE AND FRACTURE TOUGHNESS Riza Maulaa NRP! NRP! 0"#$040 0" #$0400## 0##
FINAL PROJECT ADVISOR / Mu%a&a' Mu%a&a ' A(i, ST!, MT! M)%! S*ai+ul A&(i, S!ST!, MT!
WELDING ENGINEERING STUDY PROGRAM SHIPBUILDING SHIPBUILDING ENGINEERING DEP DEPARTMENT ARTMENT SHIPBUILDING SHIPBUILDING INSTITUTE OF POLYTECHNIC POLYTECHNIC SURABAY SURABAYA 2018
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR P(1a'ia a(iai 5ua a(u 7() 7laa SMAW &a(ial SA 36 'a SA 240 304 7a'a a&1ua !" #$%&' (%a'a7 aa (, (u5u( &i5() 'a ()!*'+) '$+-.&// Dia8u5a Uu5 M&u%i Sala% Sau S*a(a Klulua P()(a& Su'i D4 T5i5 Plaa u(ua T5i5 Baua Ka7al Diu8ui )l% Ti& 7u8i Tua A5%i( Taal U8ia /!!!!! Mi 20#. P(i)' Wiu'a / Mi 20#. Ma%ui9&*u8ui, D) Pu8i
Ta'a Taa
#!
:!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
2!
:!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
3!
:!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
4!
:!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
D) P&1i&1i #! Mu%a&a' A(i, ST, MT
Ta'a Taa :!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
2! M)%! S*ai+ul A&(i, S!ST!,MT :!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
;
P()(a& Su'i D4 T5i5 Plaa u(ua T5i5 Baua Ka7al POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABA-A Ma%ui9&*u8ui
Kua u(ua,
Ma%ui9&*u8ui K))('ia)( P()(a& Su'i,
iv
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABA-A Jl. Teknik Kimia, Kampus ITS Sukolilo Surabaa !"### Telp. $"%#& '()*#+! -a. $"%#& '(/''/) 0aman 1 222.ppns.a3.i4
PERN-ATAAN BEBAS PLAGIAT Yan5 ber6an4a6an5an 4iba2a7 ini 1 Nama 1 Ri8a Maulana NRP 1 "*#'")""## Jurusan9Pro4i 1 Teknik Ban5unan Kapal 9 Teknik Pen5elasan Den5an ini mena6akan 4en5an sesun55u7na ba72a 1 Tu5as Ak7ir an5 akan saa ker:akan 4en5an :u4ul 1 P(1a'ia a(iai 5ua a(u 7() 7laa SMAW &a(ial SA 36 'a SA 240 304 7a'a a&1ua !" #$%&' (%a'a7 aa (, (u5u( &i5() 'a ()!*'+) '$+-.&//
A4ala7 1a( 5a(*a a*a 'i(i 4an 1u5a 7laia 'a(i 5a(*a )(a lai! Apabila 4ikemu4ian 7ari 6erbuk6i 6er4apa6 pla5ia6 4alam kara ilmia7 6ersebu6, maka saa berse4ia menerima a5i sesuai ke6en6uan pera6uran an5 berlaku. Demikian sura6 perna6aan ini saa bua6 4en5an penu7 6an55un5 :a2ab. Surabaa, "% Mei /"#+ Yan5 membua6 perna6aan,
$ Ri8a Maulana &
v
ABSTRAK
Pene6elan besar arus pen5elasan akan mempen5aru7i 7asil las un6uk menalakan busur lis6rik. Penen6uan besarna arus pen5elasan un6uk penambun5an lo5am pa4a las busur akan mempen5aru7i e;isiensi peker:aan 4an ba7an las. Pa4a peneli6ian ini men55unakan ma6erial Stainless Steel SA 36, 204, dan 304 4en5an :enis sambun5an lap :oin pen5elasan Shield Metal Arc Welding(SMAW), besar arus pen5elasan +' A, (' A 4an #"' A, ser6a :enis elek6ro4a E %"+ 0 4iame6er /,! mm, %,/ mm, 4an )," mm. Tu:uan 4ilakukanna peneli6ian ini a4ala7 un6uk men5e6a7ui 6e5an5an 5eser, s6ruk6ur mikro 4an ;ra36ure 6ou57ness Stainless Steel SA 36, 204, dan 304. Konsep peneli6ian ini a4ala7 4en5an men5u:i kekua6an 6arik pa4a pen5elasan Stainless Steel SA 36, 204 dan 304. Pa4a peneli6ian ini, Stainless Steel SA 36, 204 dan 304 4ilas 4en5an posisi pen5elasan men4a6ar a6au ba2a7 6an5an.
arus pen5elasan +' A 4iperole7 nilai 6e5an5an 6er6in55i ai6u %!*,*)(N9mm 4an nilai re5an5an an5 6erbesar ai6u #+,"!!* =, pa4a 4iame6er elek6ro4a %,/ mm 4en5an arus pen5elasan (' A 4iperole7 nilai 6e5an5an 6er6in55i ai6u )#',+)%% /
N9mm 4an nilai re5an5an an5 6erbesar ai6u //,"(%% =, 4an pa4a 4iame6er elek6ro4a )," mm 4en5an arus pen5elasan #"' A 4iperole7 nilai 6e5an5an 6er6in55i /
ai6u %%/,/%()N9mm 4an nilai re5an5an an5 6erbesar ai6u ##,!' =.
Kata kunci : Shield Metal Arc Welding (SMAW), Arus Pengelasan, Stainless Steel SA 36, 204, 304 lektr!da 30" #, $%i &arik (&ensile)
>i
ABSTRACT &he usage !' electric current ill a''ect the !utc!e !' elding result '!r *!ering eldingarc. +eterinati!n !' the elding current '!r c!nnecting the etal in the elding arc ill a''ect the e''icienc !' !rk and elding aterials. -n this stud using stainless steel SA 36, 204 and 304 Stainless Steel ith Welding Shield Metal Arc Welding (SMAW), large !' elding current " A, / A and 0 A, and the t*e !' electr!de 30" # diaeter !' 2.6 , 3.2 , and 4.0 . &he *ur*!se !' this stud as t! t! kn! shear stress, icr! structure and 'racture t!ughness in Stainless Steel SA 36, 204 and 204. &he c!nce*t !' this stud as t! test the tensile strength !' the elding Stainless Steel SA 36. -n this stud, Stainless Steel SA 36, 204 and 304 elded t! the *!siti!n elding 'lat !r d!n hand. 1esults 'r! this stud sh!ed that the electr!de diaeter !' 2.6 ith 2
elding current " A !tained the highest tensi!n alue is 36.4/ 5 and strain !' the largest alue that is ".0667, the electr!de diaeter !' 3.2 ith 2
elding current / A !tained the highest tensi!n alue is 4."433 5 and strain !' the largest alue that is 22.0/337, and the electr!de diaeter 4.0 ith elding current 0 A !tained the highest tensi!n alue is 332.23/4 5 2
and the alue !' strain !' the t!tal !' .67.
Ke!rd : Shield Metal Arc Welding (SMAW),elding current, Stainless Steel SA36, 204 and 304, lectr!de 30" #, &ensile test
vii
KATA PENGANTAR
Se5ala pu:i 4an sukur saa u3apkan a6as ke7a4ira6 Alla7 S?T an5 6ela7 melimpa7kan ra7ma6, 7i4aa7 4an karuniana, se7in55a saa 4apa6 menelesaikan laporan Tu5as Ak7ir an5 ber:u4ul @ P(1a'ia a(iai 5ua a(u 7() 7laa SMAW &a(ial SA 36 'a SA 240 304 7a'a a&1ua !" #$%&' (%a'a7 aa (, (u5u( &i5() 'a ()!*'+) '$+-.&// seba5ai persara6an menelesaikan ke5ia6an Aka4emik 4i Poli6eknik Perkapalan Ne5eri Surabaa. Dalam penusunan 6u5as ak7ir ini penulis men5u3apkan 6erima kasi7 se6ulus 6ulusna kepa4a berba5ai pi7ak an5 6ela7 memberikan bimbin5an, keper3aaan, 4an 4ukun5an baik 6ena5a maupun pikiran, moril maupun ma6eriil 4emi 6erselesaikanna laporan 6u5as ak7ir ini. Pi7akpi7ak an5 6ela7 memberikan banak kon6ribusi 6ersebu6 4ian6arana 1 #. Bapakku 6er3in6a Ari; mi;6ak7ul aini an5 be5i6u besar rasa saan5 kepa4a penulis 4en5an 3ara men4i4ik, men5a:ari, memo6i>asi, selalu memberikan kesempa6an 4an meeman5a6i un6uk 6ampil :a4i pemimpin 4iberba5ai sek6or 4unia pen4i4ikan, 7in55a 6an55al "% Mei /"#+ en5kau masi7 memberikan pen5a:aran ba72a ilmu i6u 4iba2a7 sampai ma6i 4an 6i4ak akan musna7. /. Ibuku 6ersaan5 C7oiria7 an5 be5i6u saan5 4an 6erus ber:uan5 4en5an berba5ai
3ara un6uk men:a4ikan penulis sukses, an5 senan6iasa memberikan 4oa 4an res6una un6uk kesuksesan penulis, an5 selalu men5in5a6kan un6uk men:a4i priba4i an5 lebi7 baik, baik 4unia maupun ak7ira6 7in55a penulis lulus 4ari 4unia perkulia7an. %. Kakakku 6ersaan5 Ari8a Yusnia -i6ri an5 su4a7 men4oakan penulis a5ar sukses
4alam se5ala ak6i>i6asna. ). Bapak Ir. Eko Julian6o, M.S3., M.RINA selaku Direk6ur Poli6eknik Perkapalan
Ne5eri Surabaa. '. Bapak eor5e En4ri Kusuma, S.T.,M.S3.En5. selaku Ke6ua Jurusan Teknik
Permesinan Kapal Poli6eknik Perkapalan Ne5eri Surabaa. !. Bapak Arie; Subek6i, S.T, M.MT selaku Ke6ua Pro5ram S6u4i Teknik Keselama6an
4an Kese7a6an Ker:a Poli6eknik Perkapalan Ne5eri Surabaa.
viii
*. Ibu Bin6i Muali;a6ul R, S.Si., M.Si selaku Koor4ina6or Tu5as Ak7ir Jurusan Pro5ram S6u4i Teknik Keselama6an 4an Kese7a6an Ker:a PPNS. +. Bapak Denn Derma2an,ST., MT. selaku Dosen Pembimbin5 I Tu5as ak7ir penulis an5 6ela7 memberikan masukanmasukan an5 san5a6 berman;aa6 4an 6ela7 banak memban6u saa 4alam menelesaikan 6u5as ak7ir ini.
(. Ibu Rina San4ora,ST., MT. selaku Dosen Pembimbin5 II Tu5as ak7ir penulis an5 6ela7 men4ukun5 4an memban6u penulis 4alam menelesaikan 6u5as ak7ir. Ser6a masukan masukan an5 san5a6 berman;aa6 4emi kema:uan 6u5as ak7ir penulis. #". Mas -irman6a Mei6ana Sembirin5, Mbak S7ella Perma6asari, Bapak E4, Bapak Su2a4:i, Bapak Su7eri 4an Mas Tio selaku Keluar5a Ba5ian K%0< PT Pe6rosi4a resik 4an oran5 an5 saa 7orma6i an5 6ela7 memban6u 4an memberikan saransaran un6uk 4apa6 menelesaikan 6u5as ak7ir an5 saa ker:akan. ##. An55un D7er6i Fe6a Yani, seseoran5 an5 6ela7 men4oakan, memberi seman5a6, menemani penulis selama 7ampir empa6 6a7un, par6ner or5anisasi, 6empa6 3ur7a6, 4an peneman5a6 4alam menelesaikan 6u5as ak7ir. #/. Kepa4a 6eman6eman kelas keluar5a besar T0 /"#' A an5 selalu memberikan 3eri6a 4en5an banak episo4e in4a7, 4oana, kebersamaanna, 3an4a 6a2ana 4an para pasukan @?
ix
Semo5a Alla7 S?T memberikan balasan an5 berlipa6 5an4a kepa4a semuana, 4an besar 7arapan penulis a5ar 6u5as ak7ir ini 4apa6 memberikan man;aa6 posi6i; ba5i pemba3ana.
Surabaa, "% Mei /"#+
Ri8a Maulana
x
DA
>OVER !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
i
LEMBAR PENGESAHAN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
i
PERN-ATAAN BEBAS PLAGIAT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
ABSTRAK !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
i
ABSTRACT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
ii
KATA PENGANTAR !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
iii
DA
?i
DA
?iii
DA
?i
BAB # PENDAHULUHAN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
#
#.# 0a6ar Belakan5 ...................................................................................................
#
#./ Rumusan Masala7 .............................................................................................
/
#.% Tu:uan Peneli6ian ...............................................................................................
/
#.) Man;aa6 Peneli6ian .............................................................................................
/
#.' Ba6asan Masala7 ................................................................................................
%
BAB 2 LANDASAN TEORI !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
4
/.#. Ma6erial ...............................................................................................................
)
/.#.# Ba:a karbon SA%!
...................................................................................
/.#./ Ma6erial SA /)" 6pe %") /.#.% 0o5am pen5isi
......................................................................
.........................................................................................
/.#.) Pen5elasan +issi)ilar
............................................................................
/./. Ma3am,ma3am pen5u:ian ................................................................................ /./.# Fisual Tes6
...............................................................................................
/././ Pen5u:ian 6e5an5an 5eser /./.% Pen5u:ian mi3ro
.......................................................................
.......................................................................................
2.2.4 Pen5u:ian 8racture &!ughness ( &hree P!int 9ending )
4 4 5 6
! 6 8 8 ................... 8
/.%. S6u4i Peneli6ian Pen4a7ulu ............................ E(()(@ B))5&a(5 )6 '+i'! BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
#0
%.#. -lo2 C7ar6 ........................................................................................................
#"
%./. Persiapan Ma6erial 4an Elek6ro4a..................................................................
##
xi
%.%. Pen5elasan................................................................................................ #/ %.). Pen5u:ian.................................................................................................. #% %.).#. Metall!gra*h $ pen5u:ian mikro &................................................ 13 %.)./. U:i 8racture &!ughness $ Pen5u:ian &hree P!int 9ending $TPB& & 15
%.).%. Pen5u:ian eser $S7ear Tes6&......................................................... 16 DA
xii
DA
xiii
BAB # PENDAHULUHAN #!#! Laa( Bla5a
Di4alam perkemban5an 4unia in4us6ri, Teknolo5i pen5elasan men:a4i sala7 sa6u proses an5 6i4ak 6erpisa7kan 4alam 4unia manu;a36urin5, en5ineerin5, 4an kons6ruksi maupun pro4uksi. Perkemban5an 6eknolo5i 4i bi4an5 kons6ruksi masa mo4ern ini semakin ma:u pesa6, saa6 ini pen5elasan 6ela7 4iaplikasikan se3ara luas 4alam proses penambun5an berba5ai kons6ruksi melipu6i kapal, 6o2er, :emba6an, be:ana 6ekan, saluran pipa, 4an seba5aina. Pa4a pembua6an >ibra6in5 3on>eor 4i PT. Srikaa Pu6ra Mas $SPM& 6er4apa6 permasala7an an5 ber7ubun5an 4en5an pen5elasan 4issimilar me6al ai6u an6ara s6ainless s6eel 4an 3arbon s6eel men55unakan proses las SMA?. Dalam kasus ini bak penampun5 an5 berba7an 4ari SA /)" %") 4isambun5 4en5an pla6 an5 berba7an 4ari SA %! an5 men5ubun5kan bak 4en5an mesin pen55erak. Dimana ke4ua ma6erial 6ersebu6 memiliki echanical *r!*erties, cheical c!*!siti!n, 4an perlakuan an5 berbe4abe4a. Dikarenakan 7al i6u maka perlu 4ilakukan analisa an5 men4alam men55unakan >ariasi kua6 arus un6uk men3apai kuali6as sambun5an an5 baik, 6eru6ama 4i6in:au 4ari ke6a7anan menerima 5aa 5erak, 4an s6ruk6ur mikro 4ari ma6erial an5 berbe4a 6ersebu6. ambar #.# menun:ukkan pen5elasan 4issimillar SA %! 4en5an SA /)" %"). Dimana proses pen5elasan 6er:a4i an6ara pla6 pen57ubun5 mesin 4en5an pla6 bak pen5aak.
Ga&1a( #! # Vi1(ai >)*)(
1
A6as 4asar i6ula7 maka 4ibua6 4an 4ianalisa pen5elasan 6ersebu6 4an men:a4i :u4ul 6u5as ak7ir ai6u @Pen5aru7 Fariasi Kua6 Arus Pen5elasan SMA? Ma6erial SA %! 4en5an SA /)" %") pa4a Sambun5an #a* !int 6er7a4ap Te5an5an eser, S6ruk6ur Mikro 4an 8racture &!ughness. #!2! Ru&ua Maala%
Ber4asarkan uraian 4ia6as, pokok permasala7an an5 akan 4iba7as 4alam 6u5as ak7ir ini a4ala7 1 #. Ba5aimana pen5aru7 arus pen5elasan an6ara ma6erial SA %! 4en5an SA /)" %"), 6er7a4ap 6e5an5an 5eserG /. Ba5aimana pen5aru7 arus pen5elasan an6ara Ma6erial SA %! 4en5an SA /)" %"), 6er7a4ap 'racture t!ughnessG %. Ba5aimana pen5aru7 arus pen5elasan an6ara ma6erial SA %! 4en5an SA /)" %"), 6er7a4ap s6ruk6ur mikroG #!3! Tu8ua Pliia
Tu:uan 4ari penulisan 6u5as ak7ir ini a4ala71 #. Men5e6a7ui pen5aru7 arus pen5elasan 6er7a4ap 6e5an5an 5eser, 4ari 7asil pen5elasan SA %! 4en5an SA /)" %"). /. Men5e6a7ui pen5aru7 arus pen5elasan 6er7a4ap 'racture t!ughness, 4ari 7asil pen5elasan SA %! 4en5an SA /)" %"). %. Men5e6a7ui pen5aru7 arus pen5elasan 6er7a4ap s6ruk6ur mikro, 4ari 7asil pen5elasan SA %! 4en5an SA /)" %"). #!4! Ma+aa Pliia A4apun man;aa6 an5 4apa6 4iambil 4ari peneli6ian ini a4ala7 seba5ai beriku61
. Seba5ai 2a4a7 penerapan 6eori 4an prak6ek selama perkulia7an an5 berkai6an 4en5an 'racture t!ughness ser6a 4apa6 menamba7 2a2asan un6uk 6eknolo5i 4an seba5ai re;erensi ilmu pen5elasan. 2. Ba5i in4us6ri 4apa6 4apa6 4i:a4ikan re;erensi un6uk proses pen5elasan SMA? k7ususna un6uk pen5elasan 4issimillar me6al an6ara SA %! 4en5an SA /)" %") .
2
#!$! Baaa Maala%
Ba6asan masala7 4ari peneli6ian un6uk Tu5as Ak7ir ini ai6u 1 . Proses an5 4i5unakan a4ala7 SMA?. 2. Jenis elek6ro4a an5 4i5unakanan a4ala7 E %"(0. 3. Posisi pen5elasan an5 4i5unakan ai6u /-. 4. Dimensi Pla6 an5 4i5unakan #" mm. . S6an4ar pen5u:ian an5 4i5unakan a4ala7 A?S D#.# 4an ASTM E %((. 6. Ma6erial an5 4i 5unakan ai6u ba:a karbon SA %! 4an SA /)" %"). . Kua6 arus an5 4i 5unakan +" A, #/" A, 4an #'" A. ". Pen5u:ian an5 4i5unakan pen5u:ian ai6u >isual 6es 6, 6e5an5an 5eser, mikro 4an 'racture t!ughness.
3
BAB 2 LANDASAN TEORI 2!#! Ma(ial
. Pa4a sub bab ini, akan 4i:elaskan men5enai ma6erial an5 4i5unakan un6uk peneli6ian pa4a 6u5as ak7ir ini. Ma6erial an5 4i5unakan an6ara lain Ba:a karbon SA %! 4an Ma6erial SA /") t*e %"). 0o5am pen5isi an5 4i5unakan un6uk pen5elasan 4ari ke4ua ma6erial 6ersebu6 a4ala7 E %"(0. Tipe sambun5an 4ari pen5elasan an5 4i5unakan a4ala7 la* %!int dissiilar /.#.#. Ba:a Karbon SA %! Ba:a karbon SA %! banak 4i5unakan 4alam 4unia in4us6ri. ;ar!n steel 4en5an kan4un5an ka4ar karbon ",/'= 6ermasuk 4alam 5olon5an ba:a karbon ren4a7. Klasi;ikasi ase etal SA %! ber4asarkan PNumber 4i6un:ukkan Tabel /.#. beriku6 ini. Se4an5kan Tabel /./. mrnun:ukkan komposisi kimia ser6a si;a6 mekanik ma6erial 6ersebu6. Ta1l 2! # K)&7)ii 5i&ia &a(ial SA 36 :ASME Si) II Pa( A, 20#$; K)&7)ii Ki&ia A36 : ASME S! II A ;
&hickness
$mm& /'
Weight $ = &
C
Si
Mn
P
S
",/'
",)
",+"#,#/
",")
","'
N
Al
Ta1l 2! 2 Si+a M5ai5 SA 36 :ASME Si) II Pa( A, 20#$; Si+a M5ai5 A 36 : ASME S! II A ;
&ensile Strength
l!ngati!n Min.
Min.
Min.
$/ in. !r '" mm&
&hickness $mm&
/'
Ksi
Mpa
Ksi
Mpa
$=&
'++"
)""'""
%!
/'"
/%
/.#./. Ma6erial SA /)" 6pe %") Ma6erial SA /)" 6pe %") merupakan sala7 sa6u :enis ma6erial ba:a 6a7an kara6 austenitic stainless steel. Klasi;ikasi ase etal SA /)" t*e %")
4
ber4asarkan PNumber 4apa6 4ili7a6 pa4a Tabel /.%., se4an5kan Tabel /.). menun:ukkan komposisi kimia ser6a si;a6 mekanik ma6erial.
Ta1l 2! 3 K)&7)ii 5i&ia SA 240 304 :ASME Si) II Pa( A, 20#$;
Ta1l 2! 4! Si+a M5ai5 SA 240 *7 304 :ASME Si) II Pa( A, 20#$;
/.#.%. 0o5am Pen5isi Pemili7an 'iller 4an elek6ro4a seba5ai lo5am pen5isi pa4a proses pen5elasan 4ipili7 ber4asarkan ase etal an5 akan 4isambun5. 8iller 4an elek6ro4a an5 4i5unakan a4ala7 E %"(0 4en5an 4iame6er %,/ mm. Beriku6 ini a4ala7 komposisi kimia, si;a6 mekanik 'iller, 4an elek6ro4a an5 4i6un:ukkan pa4a Tabel /.'., Tabel /.!., 4an 5ambar /.#. Ta1l 2! $ K)&7)ii Ki&ia F%) 'a El5()'a :ASME Si) II Pa( >, 20#$; K)&7)ii Ki&ia ; AWS >la
W,%-.' :C;
E 30L C
","%
Cr
/%," /',"
Ni
#/," #),"
Mo
",*'
Cb$Nb& H Ta
Mn
#," /,'
Si
",% ",!'
P
","%
S
","%
N
5
Cu
",*'
=ther
Ta1l 2! 6!Si+a M5ai5 F%) E 30L :ASME Si) II Pa( >, 20#$; Si+a M5ai5 ;
&ensile Strength Min.
AWS >la
Ksi
ER%"(0
*'
l!ngati!n
>eat
Mpa
Min. $=&
&reatent
'/"
%"
5!ne
Ga&1a( 2! # El5()'a E 30L :S(ii'%a(), #6;
/.#.). Pen5elasan +issiilar Pen5elasan dissiilar a4ala7 pen5elasan 4en5an 4ua lo5am 4asar an5 berbe4a. Pen5elasan dissiilar serin5 4i5unakan un6uk menambun5 ma6erial ba:a 6a7an kara6 4en5an ma6erial an5 lain.
/./.#. ?isual &est Pen5u:ian >isual 4ilakukan un6uk men4e6eksi a4ana 3a3a6 pa4a ma6erial 4i 4aera7 an5 6er:an5kau ole7 ma6a normal 6anpa men55unakan ala6 ban6u. Namun, ken4ala inspeksi >isual san5a6 4ipen5aru7i ole7 ;ak6or manusia ba7kan personil an5 berpen5alaman sa:a 4apa6 6er6ipu ole7 a4ana 5oresan a6au 6an4a permesinan 4alam meli7a6 3a3a6 an5 6i4ak 6ampak. Ala6 an5 4i5unakan un6uk penerapan isual test 4ian6ara lain elding gauge, sen6er, ka3a pembesar, pen55aris, 4an marker. S6an4ar an5 4i5unakan ai6u
6
A?S D#.#. Kri6eria isual test 6er4apa6 pa4a A?S D#.# &ale !.#. 4apa6 4i li7a6 4i Tabel /.*. $n!n tuular & seper6i beriku6 1 Ta1l 2! " K(i(ia V%/+! T/' 7a'a AWS D#!# T! 6!#!
7
/././.
Pen5u:ian Te5an5an eser
Merupakan 7al an5 umum :ika lo5am 4iaplikasikan 4alam 4esain 6eknik 4en5an pembebanan 5eser. Bau6, paku kelin5 4an sambun5an las 6umpan5 men4apa6 beban se4emikian rupa se7in55a akan membela7 komponen 6ersebu6 men:a4i 4ua ba5ian. Kekua6an 5eser sua6u ba7an a4ala7 6e5an5an an5 menebabkan komponen rusak9pa6a7 akiba6 beban 5eser. Pen5u:ian 5eser 4apa6 4ilakukan pa4a mesin u:i 6arik. Da6a an5 4i4apa6 berupa peruba7an beban an5 selan:u6na 4i6ampilkan 4alam ben6uk 5ra;ik 6e5an5anre5an5an $s6resss6rain 3ur>e&. Un6uk pen5elasan sambun5an 4issimilar ma6erial a33ep6an3e 3ri6eria an5 4i 5unakan a4ala7 nilai ultiate an5 6eren4a7, se7in55a s6an4ar an5 4i5unakan a4ala7 milik SA %!. Un6uk ma6erial SA %! a4ala7 sebesar /'" MPa pa4a ield *!int 4an pa4a ultiate *!int a4ala7 sebesar )"" MPa. Ber4asarkan Mchineeri !!k 4i :elaskan ba72a nilai Shear strength a4ala7 ".'** 4ari nilai UTS ma6erial. le7 karena i6u s6an4ar minimum USS a4ala7 /++ Mpa. /./.%. Pen5u:ian Micr! Me6alo5ra;i merupakan sua6u me6o4e un6uk meneli4iki s6ruk6ur lo5am 4en5an men55unakan mikroskop op6is 4an mikroskop elek6ron. Se4an5kan s6ruk6ur an5 6erli7a6 pa4a mikroskop 6ersebu6 6ersebu6 4isebu6 mikros6ruk6ur. Pen5ama6an 6ersebu6 4ilakukan 6er7a4ap spe3imen an5 6ela7 4iproses se7in55a bisa 4iama6i 4en5an pembesaran 6er6en6u. /./.). Pen5u:ian 8racture &!ughness ( &hree P!int 9ending ) Pen:alaran a6au peramba6an re6ak an5 6i4ak s6abil pa4a sua6u ma6erial akan 6er:a4i apabila 6e5an5an 4an re5an5an pa4a u:un5 re6ak sua6u ma6erial men3apai 7ar5a kri6is. Ini berar6i ba72a kerusakan $ 'racture& 4i 7arapkan 6er:a4i ke6ika K I men3apai sua6u 7ar5a kri6is.
ASTM E%(( /""' beriku6 rumus un6uk men3ari Ki31
8
= 3/2
.( ) 2
1,99− (
Dimana,
(
) =3√
)(1−(
))|2.15−3.93 (
)+2.7 (
)
|
. 3/2
2(1+2(
PL
1 aa $N&
B
1 Ke6ebalan spe3imen $m&
)) (1− (
))
S1 Pan:an5 span $m& ?1 0ebar spe3imen $m& a1 Cra3k si8e $m&
!
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3!#! F$ C.!)'
Me6o4olo5i peneli6ian pa4a peneli6ian ini ber4asarkan 'l! chart seper6i an5 4i6un:ukkan pa4a ambar %.# 4an %./ 4i ba2a7 ini.
Mulai
S6u4i 0i6era6ur
S6u4i 0apan5an
Perumusan Masala7 4an Pene6apan Tu:uan Pen5umpulan Da6a
Persiapan Ma6erial 4an Elek6ro4a
Pen5elasan Sepesimen
Kuat Arus 20 A
Kuat Arus "0 A
Kuat Arus 0 A
Pen5u:ian sepesimen 1 #. /. 3. 4.
?isual &est S6ruk6ur Mikro Shear &est 8racture &!ughness
A
Ga&1a( 3! # Dia(a& Ali(
1
A
Analisa Da6a
Pemba7asan 4an Kesimpulan
Selesai
Ga&1a( 3! 2 Dia(a& Ali( :la8ua;
3!2! P(ia7a Ma(ial 'a El5()'a
Persiapan ma6erial ini ber6u:uan un6uk mempersiapkan peneli6ian melipu6i 7al 7al an5 4iperlukan 4alam pelaksanaan. Un6uk 4apa6 melakukan peneli6ian, maka 4iperlukan ma6erial seba5ai ba7an un6uk test c!u*!n pen5elasan 4en5an perbe4aan parame6er an5 6ela7 4iren3anakan sebelumna. ambar %.% beriku6 ini merupakan 4imensi ma6erial an5 4i5unakan 4alam peneli6ian an5 akan 4ilaksanakan.
A
B
C Ga&1a( 3! 3 Di&i Ma(ial T/' C$+"$&
11
Ke6eran5an1
A 1 #*' mm
B 1 #'" mm
C 1 #" mm
Dimana proses ini an5 per6ama a4ala7 proses arking an5 ber6u:uan supaa pa4a saa6 proses pemo6on5an ma6erial bisa sesuai 4en5an apa an5 ki6a in5inkan, an5 ke4ua proses pen55erin4aan a6au proses pembersi7an ma6erial 4ari kara6kara6 a6au ko6oran an5 meleka6. Un6uk ele36ro4e an5 4i5unakan a4ala7 E %"(0 4ari bran4 NIKK STEE0. Beriku6 ambar %.) elek6ro4a E %"(0 un6uk proses SMA?.
Ga&1a( 3! 4 El5()'a E 30
3!3! Plaa
Pen5elasan 4ilakukan 4en5an men55unakan proses SMA? men55unakan *!larit (+;@) elek6ro4a E %"(0. Dalam peneli6ian ini 6er4apa6 % >ariasi kua6 arus, 4imana >aiasi 6ersebu6 4iambil 4ari permasala7an 4i lapan5an, beriku6 a4ala7 % >ariasi kua6 arus an5 4i lakukan 4alam peneli6ian ai6u +" A,#/" A 4an #'" A. Desain sambun5an an5 akan 4ilakukan pa4a pen5elasan 4apa6 4ili7a6 pa4a ambar %.' 4an detail %!int *re*arati!n pa4a 6abel %.# beriku6 1
Ga&1a( 3! $ Di Sa&1ua Plaa
12
Ta1l 3! # Dail 8)i 7(7a(ai)
!int *re*arati!n and 'it u* ma6erial #
!int *re*arati!n and 'it u* ma6erial /
Ma6erial
1 SA /)" 6pe %")
Ma6erial
1 SA %!
Jenis ma6eria
1 stainless steel
Jenis ma6erial 1 ;ar!n steel
Pan:an5
1 #*' mm
Pan:an5
1 #*' mm
0ebar
1 #'" mm
0ebar
1 #'" mm
Tikness
1 #" mm
Tikness
1 #" mm
3!4! Pu8ia
Se6ela7 pen5elasan
selesai,
selan:u6na
4ilakukan
pen5u:ian un6uk
men5e6a7ui 4a6a pa4a 7asil pen5elasan. Jenis:enis pen5u:ian an5 akan 4ilakukan an6ara lain 1 . ?isual test 2. Metall!gra*h test 3. Te5an5an 5eser 4. &hree P!int 9ending $ TPB & %.).#. Metall!gra*h $Pen5u:ian Mikro & 0an5ka7lan5ka7 un6uk melakukan pen5u:ian mikro s6ruk6ur a6au me6alo5ra;i seba5ai beriku6 1 #. Pemo6on5an spe3imen /. M!unting spesimen $:ika 4iperlukan& 3. rinding rinding 4ilakukan 4en5an lan5ka7 beriku6 ini 1 a. Men5ambil ker6as 5osok an5 palin5 kasar $5ri4 %/"& an5 6ela7 4i5un6in5 sesuai 4en5an ben6uk pirin5an hand grinding 4an pasan5 pa4a hand*!lishing achine. b. Menalakan *!lishing achine, buka ka6up se7in55a air men5alir 4i ker6as 5osok 6ersebu6 4an sampai 7alus permukaan. 3. Men5an5ka6 s*ecien 4an ama6i permukaan an5 4i5osok. Bila masi7 a4a 5oresan an5 6i4ak seara7 4en5an orien6asi 5osokkan, 5osok la5i 13
sampai 6i4ak a4a la5i 5oresan an5 6i4ak seara7. 4. Bila 5oresan su4a7 seara7, ma6ikan *!lishing achine 4an aliran air, kemu4ian 5an6i ker6as 5osok 4en5an grid an5 lebi7 7alus $%/", )"", 4an !""& 4an 5osok la5i seper6i lan5ka7 sebelumna. e. Bila proses grinding 6ela7 selesai, mema6ikan *!lisher 4an aliran *!lisher ser6a 3u3i s*ecien 4en5an air. ;.
14
b. Men5ambil laru6an
Ga&1a( 3! 6 S7i& u8i T.) P$%&' B&%&-
15
%.).%. Pen5u:ian eser $Shear &est & Pen5u:ian ini a4ala7 sala7 sa6u an5 4ilakukan un6uk men5e6a7ui kemampuan 5eser pa4a proses pen5elasan sambun5an la* %!int . A4apun 6a7apan un6uk melakukan s7ear 6es6 seba5ai beriku61 #. Meniapkan spesimen pen5ukuran an5 lebi7 presisi. Ambil spesimen 4an :epi6 pa4a ra5um. Ra6akan 4en5an kikir u:un5u:un5 permukaan spe3imen bekas proses pemo6on5an a5ar men4apa6kan 7asil pen5ukuran an5 lebi7 presisi ulan5i lan5ka7 6ersebu6 un6uk seluru7 spesimen. /. Pen5ukuran 4imensi Ambil spesimen 4an ala6 ukur 4imensina. Ca6a6 :enis spesimen 4an 4a6a pen5ukuranna pa4a ;orm lembar ker:a. Ulan5i lan5ka7 6ersebu6 un6uk seluru7 spe3imen. %. Pen5u:ian 5eser pa4a mesin u:i 6arik Men3a6a6 4a6a proses pen5u:ian pa4a ;orm lembar ker:a. Ambil ker6as 4an le6akkan pa4a prin6er. Ambil spesimen 4an le6akkan pa4a ra5um pen:epi6 pa4a mesin u:i 6arik. Se66in5 beban 4an pen3a6a6 5ra;ik pa4a mesin u:i 6arik. Se3ara o6oma6is beban akan naik se3ara kon6inu sampai 4aera7 ul6ima6e kemu4ian 6urun bebanna sampai spesimen pa6a7. Ama6i 4an 3a6a6 besarna beban pa4a saa6 ul6ima6e 4an pa6a7 seba5aimana an5 6ampak pa4a moni6or beban.
16
DAand!!k ?!lue / Metall!gra*h and Micr!structures . De6roi61 ASM In6erna6ional. ASM. $/""+&. ASM hand!!k, Austenitic Stainless Steels. USA1 ASM In6erna6ional. ASME Se36ion II Par6 A. $/"#'&. -errous Ma6erial Spe3i;i3a6ion. Ne2 York1 Ameri3an So3ie6 Me37ani3al En5ineerin5. ASME Se36ion II Par6 C. $/"#'&. Spe3i;i3a6ions ;or ?el4in5 Ro4s Ele36ro4es, an4 -iller Me6als. Ne2 York1 Ameri3an So3ie6 Me37ani3al En5ineerin5. Ma7mu4, Ali N.$/"#!&. Pengaruh kece*atan dan arus las *ada resistance sea elding terhada* kekuatan geser dan diaeter nugget enggunakan aterial 'eritic stainless steel (+-5 4003) +- P&. -5KA. Surabaa1 Perpus6akaan PPNS. Callis6er ?illiam. $/""*&. Material Science and ngineering an -ntr!ducti!n. Ne2 York1 Sri2i47ar6o. $#((!&. Petun%uk Ker%a #as. Jakar6a1 PT. Pra4na Parami6a.
17
