pengaruh durasi gesekan pada pengelasan gesek …eprints.umm.ac.id/40313/1/pendahuluan.pdfpengaruh...

15
PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41 TUGAS AKHIR DIAJUKAN KEPADA UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1) DISUSUN OLEH : DIO RIZKY PRATAMAAJI 201210120311186 JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2018

Upload: dinhthien

Post on 20-Jun-2019

274 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

PENGARUH DURASI GESEKAN

PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING)

TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41

TUGAS AKHIR

DIAJUKAN KEPADA

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

SEBAGAI SYARAT UNTUK MEMPEROLEH GELAR

SARJANA TEKNIK MESIN STRATA SATU (S1)

DISUSUN OLEH :

DIO RIZKY PRATAMAAJI

201210120311186

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

Page 2: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

i

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi dengan judul:

PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN

GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN

POROS BAJA ST 41

Oleh:

Dio Rizky Pratamaaji

201210120311186

Telah memenuhi persyaratan untuk dipertahankan

Di depan dewan penguji dan disetujui

Pada Tanggal 18 Januari 2018

Menyetujui:

Pembimbing I Pembimbing II

Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D Ir. Achmad Fauzan HS, MT

NIP. 108.1503.0572 NIP. 108.9208.0279

Ketua Jurusan

Ir. Daryono, MT

NIP. 108.8909.0124

Page 3: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

ii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas 246 Malang

Telp. (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144

BERITA ACARA

BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA)

Nama : Dio Rizky Pratamaaji NIM : 201210120311186

No.ST.Pemb. TA : Tgl.ST.TA Keluar : 5 Oktober 2016

Judul TA : PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN

GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA

ST 41

Mengetahui: Malang, 18 Januari 2018

Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin, Dosen Pembimbing I

Ir. Daryono, MT. Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D

NIP. 108.8909.0124 NIP. 108.1503.0572

No Uraian Asistensi TTD

Dosen Pembimbing I

1 Pengajuan Judul Skripsi

2 ACC Judul Skripsi

3 Konsultasi BAB I

4 ACC BAB I

5

Konsultasi BAB II

6 ACC BAB II

7 Konsultasi BAB III

8 ACC BAB III

9 Konsultasi BAB IV

10 ACC BAB IV dan Seminar Hasil

Page 4: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

iii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK – JURUSAN TEKNIK MESIN

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang

Telp. (0341) 464318 pes 128. Fax. (0341) 460782 Malang 65144

BERITA ACARA

BIMBINGAN TUGAS AKHIR (TA)

Nama : Dio Rizky Pratamaaji NIM : 201210120311186

No.ST.Pemb. TA : Tgl.ST.TA Keluar : 5 Oktober 2016

Judul TA : PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN

GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA

ST 41

Mengetahui: Malang, 18 Januari 2018

Ketua/Sekertaris Jurusan Teknik Mesin, Dosen Pembimbing II

Ir. Daryono, MT. Ir. Achmad Fauzan HS, MT

NIP. 108.8909.0124 NIP. 108.9208.0279

No Uraian Asistensi TTD

Dosen Pembimbing I

1 Pengajuan Judul Skripsi

2 ACC Judul Skripsi

3 Konsultasi BAB I

4 ACC BAB I

5

Konsultasi BAB II

6 ACC BAB II

7 Konsultasi BAB III

8 ACC BAB III

9 Konsultasi BAB IV

10 ACC BAB IV dan Seminar Hasil

Page 5: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah:

Nama : Dio Rizky Pratamaaji

NIM : 201210120311186

Tempat/Tanggal lahir : Malang, 26 Agustus 1994

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

Sesungguhnya bahwa tugas akhir dengan judul “PENGARUH DURASI

GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING)

TERHADAP SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41” yang diajukan untuk

memperoleh gelar sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,

Universitas Muhammadiyah Malang. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan

duplikasi (PLAGIASI) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah

dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas

Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber

informasinya saya kutip dan daftar pustaka sebagaimana semestinya.

Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya dan

digunakan sebagaimana semestinya.

Malang, 18 Januari 2018

Yang Menyatakan

Dio Rizky Pratamaaji

Page 6: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

v

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu gesek terhadap

karakteristik kekuatan sambungan las gesek (Friction Welding) baja ST 41.

Penelitian dilakukan dengan metode eksperimental menggunakan mesin

bubut, putaran sebesar 1800 Rpm, dengan perlakuan variasi waktu yaitu 35 detik,

40 detik, 45 detik dan 50 detik. Selanjutnya dilakukan pengujian tarik pada tiap

spesimen hasil pengelasan, untuk mengetahui pengaruh waktu gesek terhadap

nilai kekuatan tarik sambungan las gesek (Friction Welding).

Dari penelitian ini diperoleh hasil kekuatan tarik tertinggi pada variasi waktu

35 detik yaitu sebesar 54.9441 kN/mm2 dan yang terendah 50 detik yaitu sebesar

50.6126 kN/mm2. Hal ini membuktikan waktu pengelasan memiliki pengaruh

terhadap sambungan las gesek (Friction Welding).

Kata kunci: Pengelasan gesek, baja ST 41, Kekuatan tarik.

Page 7: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

vi

ABSTRACT

This study aims to determine the effect of friction time on the strength

characteristics of friction welding steel ST 41.

The experiment was conducted using experimental method using lathe, the

rotation is1800 Rpm, with time variation of 35 seconds, 40 seconds, 45 seconds

and 50 seconds. Furthermore, tensile testing on each specimen of welded results,

to determine the effect of friction time to the value of tensile strength of friction

welding.

From this research result, the highest tensile strength at 35 seconds time is

54.9441 kN / mm2 and the lowest 50 seconds is 50.6126 kN / mm2. This proves

that welding time has an effect on friction welding.

Keywords: Friction welding, ST 41 steel, Tensile strength.

Page 8: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

vii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang

karena hanya dengan rahmatNya dan izinNya lah penulis mampu menyelsaikan

skripsi ini. Shalawat beserta salam semoga selalu tercurahkan kepada baginda

nabi Muhammad SAW, para nabi sebelum beliau, keluarganya, para sahabat dan

kepada umat beliau hingga akhir zaman.

Penulisan skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar

sarjana pada Universitas Muhammadiyah Malang fakultas teknik jurusan teknik

mesin. Judul yang penulis pilih adalah “PENGARUH DURASI GESEKAN

PADA PENGELASAN GESEK (FRICTION WELDING) TERHADAP

SAMBUNGAN POROS BAJA ST 41” Dalam penyusunan dan penulisan skripsi

ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan serta dukungan dari berbagai macam

pihak. Oleh karena itu penulis dengan segenap hati ingin mengucapkan

terimakasih kepada yang terhormat:

1. Ibu Iis Siti Aisyah .ST., MT., Ph.D selaku pembimbing I penulis yang

telah membimbing dan selalu mensupport serta menginspirasi penulis

dalam berbagai hal hingga selesainya skripsi.

2. Bapak Ir. Achmad Fauzan HS, MT selaku pembimbing II penulis, yang

telah membimbing penulis dengan kesabaran yang luar biasa dan

mengesahkan skripsi ini.

3. Bapak Ir. Daryono, MT selaku kepala jurusan fakultas teknik jurusan

teknik mesin yang selalu memacu dan memotivasi penulis untuk

menyelesaikan skripsi.

4. Kepada orang tua penulis yang selalu mendorong, mendukung serta

mendoakan penulis tanpa henti maupun bosan.

5. Kepada seluruh saudara penulis yang juga mendukung terselesaikannya

skripsi ini.

6. Kepada semua teman-teman angkatan 2012 kelas D teknik mesin.

Terimakasih telah memberikan canda, tawa, solidaritas dan kenangan yang

indah. Semoga persahabatan dan persaudaraan kita terjalin selamanya.

Page 9: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

viii

7. Kepada semua teman-teman yang pernah tinggal bersama penulis baik di

kos-kosan maupun kontrakan. Terimakasih atas semua persahabatan dan

kenangan indah selama di Malang.

8. Kepada semua anggota tim ‘Punakawan Adventure’ dan teman

seperjuangan mahasiswa ‘ujung tombak’ yang telah sama-sama berjuang

bahu-membahu dalam mengejar wisuda.

9. Kepada seluruh orang yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu,

khususnya ‘kamu’ yang tidak pernah berhenti mendukung penulis untuk

mengerjakan skripsi.

Penulis menyadari banyak sekali kesalahan yang terdapat dalam penulisan ini,

oleh karena itu penulis mengharapkan kritik serta saran yang membangun demi

kebaikan bersama. Sesungguhnya kebaikan, kebenaran dan segala macam bentuk

ilmu hanyalah milik Allah SWT semata.

Malang, 18 Januari 2018

penulis

Page 10: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... i

LEMBAR ASISTENSI ................................................................................. ii

LEMBAR SURAT PERNYATAAN ............................................................ iv

ABSTRAK ..................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ................................................................................... vii

DAFTAR ISI .................................................................................................. ix

DAFTAR TABEL ......................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................. 2

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Manfaat ……………………………………………………………3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 4

2.1 Penelitian Sebelumnya ................................................................... 4

2.2 Las Gesek (Friction Welding) ......................................................... 5

2.2.1 Linear friction welding .............................................................. 7

2.3 Kekuatan Sambungan Las ............................................................... 9

2.3.1 Kekuatan Statik ........................................................................ 9

2.3.2 Efisiensi Sambungan ................................................................ 11

2.4 Aplikasi Las Gesek .......................................................................... 13

2.5 Klasifikasi Baja Karbon ................................................................... 13

2.6 Pengujian Tarik ............................................................................... 14

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 19

3.1 Rancangan Penelitian ...................................................................... 19

3.2 Variabel Penelitian ........................................................................... 20

3.3 Populasi dan Sampel ......................................................................... 21

3.4 Waktu dan Tempat Penelitian........................................................... 21

3.5 Teknik Pengumpulan Data ............................................................... 22

Page 11: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

x

3.6 Alat dan Bahan penelitian ................................................................ 22

3.6.1 alat .............................................................................................. 22

3.6.2 Bahann ........................................................................................ 30

3.7 Pelaksanaan Penelitian ..................................................................... 30

3.7.1 Persiapan Mekanisme Pembebananan Tail Stock Mesin Bubut 30

3.7.2 Persiapan Bahan ......................................................................... 31

3.7.3 Langkah-Langkah Pengelasan .................................................... 32

3.8 Pengujian Yang Dilakukan .............................................................. 34

3.8.1 Pembuatan Spesimen Uji Tarik .................................................. 34

3.8.2 Pengujian tarik ............................................................................ 35

3.9 Diagram Alir Penelitian .................................................................... 37

IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............................................... 38

4.1 Bahan Eksperimen Sebelum Diuji ................................................... 38

4.2 Hasil Eksperimen ............................................................................ 38

4.2.1 Data Penelitian Diketahui .......................................................... 38

4.2.2 Hasil Pengelasan Gesek .............................................................. 39

4.3 Hasil Pengujian Tarik ..................................................................... 40

4.3.1 Hasil Pengujian Tarik Tiap-Tiap Durasi Waktu ....................... 41

4.4 Analisa Hasil Pengujian Tarik ......................................................... 53

BAB V KESIMPULAN ................................................................................. 55

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 55

5.2 Saran ................................................................................................. 55

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 56

Page 12: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Efisiensi Sambungan ....................................................................... 12

Tabel 2.2 Klasifikasi Baja Karbon .................................................................. 14

Tabel 3.1 Model Penelitian .............................................................................. 20

Tabel 4.1 Bentuk Patahan Hasil Pengujian Tarik ............................................ 40

Tabel 4.2 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 35 Detik . 43

Tabel 4.3 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 40 Detik . 45

Tabel 4.4 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 45 Detik.. 48

Tabel 4.5 Hasil Data Pengujian Tarik Waktu Gesekan Pengelasan 50 Detik.. 51

Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Taril ............................................................... 53

Page 13: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mekanisme Linier Friction Welding ............................................ 6

Gambar 2.2 Mekanisme Friction Stir Welding ............................................... 7

Gambar 2.3 Simulasi Linier Eriction Welding ................................................ 7

Gambar 2.4 Proses Friction Welding .............................................................. 9

Gambar 2.5 Konsentrasi Tegangan Pada Las Sudut ....................................... 11

Gambar 2.6 Aplikasi Las Gesek ...................................................................... 13

Gambar 2.7 Ukuran Batang Uji Tarik Momen AWS ...................................... 15

Gambar 2.8 kurva Tegangan-Regangan Teknik ............................................ 16

Gambar 2.9 Batas Elastis Dan Tegangan Luluh 0,2% .................................... 17

Gambar 2.10 Patahan Pada Batang Uji Tarik ................................................. 17

Gambar 3.1 Mesin Bubut ................................................................................ 22

Gambar 3.2 Penjepit Spesimen Berputar ........................................................ 24

Gambar 3.3 Penjepit Spesimen Tidak Berputar (Drill Chuck) ....................... 24

Gambar 3.4 Amplas ........................................................................................ 25

Gambar 3.5 Gergaji .......................................................................................... 25

Gambar 3.6 Penggaris ...................................................................................... 26

Gambar 3.7 Varnier Caliper ............................................................................. 26

Gambar 3.8 Stopwatch ..................................................................................... 27

Gambar 3.9 Pulley ........................................................................................... 27

Gambar 3.10 Seling ......................................................................................... 28

Gambar 3.11 Besi Kotak .................................................................................. 28

Gambar 3.12 Beban 4,5 Kg .............................................................................. 29

Gambar 3.13 Alat Uji Tarik Shimadza Corporation ........................................ 29

Gambar 3.14 Mekanisme Pembebanan ............................................................ 31

Gambar 3.15 Besi Baja ST 41 .......................................................................... 32

Gambar 3.16 Pemasangan Benda Uji Pada Spindel dan Chuck ....................... 33

Gambar 3.17 Proses Pengelasan Gesek (Frictio Welding) .............................. 33

Gambar 4.1 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 35 Detik 39

Gambar 4.2 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 40 Detik 39

Page 14: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

xiii

Gambar 4.3 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 45 Detik 39

Gambar 4.4 Bentuk Sambungan Setelah Pengelasan Dalam Waktu 50 Detik 40

Gambar 4.5 Perubahan Bentuk Material Dalam Waktu 35 detik .................... 42

Gambar 4.6 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 35 Detik ... 43

Gambar 4.7 Perubahan Bentuk Material Dalam Wakyu 40 detik.................... 44

Gambar 4.8 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 40 Detik ... 46

Gambar 4.9 Perubahan Bentujk Material Dalam Wakyu 45 Detik.................. 48

Gambar 4.10 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 45 Detik . 49

Gambar 4.11 Perubahan Bentujk Material Dalam Wakyu 50 Detik................ 51

Gambae 4.12 Grafik Kekuatan Tarik Sambungan Las Pada Waktu 50 Detik . 52

Gambar 4.13 Grafik Data Hasil Uji Tarik........................................................ 53

Page 15: PENGARUH DURASI GESEKAN PADA PENGELASAN GESEK …eprints.umm.ac.id/40313/1/PENDAHULUAN.pdfpengaruh durasi gesekan . pada pengelasan gesek (friction welding) terhadap sambungan poros

56

DAFTAR PUSTAKA

Arikunto, S. (2010). Prosedur Penelitian, Rineka Cipta, Jakarta.

Davis, Troxell, hauck., 1982, The Testing Of Engineering Materials, McGraw-Hill,

Japan.

Hamidi, 2007, Metode Penelitian dan Teori Komunikasi, UMM Press, Malang.

Https://id.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Testing_and_Material, Diakses

pada tanggal 03 April 2016.

Http://www.spinweld.com/friction-welding/, Diakses pada tanggal 12 April 2016.

Kalpakjian S, Schmid R., 2003, Manufacturing Processes For Engineering

Materials, Pearson Educatiaon, USA.

Mikell P. Groover. 2010. Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials,

Processes, and Systems. 4th Edition. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

Santoso, Eko Budi (2012) “Pengaruh Sudut Chamfer dan Gaya Tekan Akhir

Terhadap Kekuatan Tarik dan Porositas Sambungan Las Gesek Pada

Paduan Al-Mg-Si”.

Poedji Haryanto, dkk., Pengaruh Gaya Tekan, Kecepatan Putar, Dan Waktu Kontak

Pada Pengelasan Gesek Baja ST 60 Terhadap Kualitas Sambungan Las.

Semarang: Politeknik Negeri Semarang, 2011.

Suharto, 1991, Teknologi Pengelasan Logam, Rineka Cipta, Jakarta.

Wiryosumarto, H., 2000, Teknologi Pengelasan Logam, Erlangga, Jakarta.

Wiryosumarto, H., 2008, Teknologi Pengelasan Logam, Balai Pustaka, Jakarta.

http://ejournal.umm.ac.id/index.php/JEMMME/article/view/4477