PENGARUH VARIASI KECEPATAN PENGELASAN
TERHADAP DISTORSI, KEKUATAN TARIK
DAN KEKERASAN SAMBUNGAN HASIL
PENGELASAN GESEK PUNTIR (FRICTION STIR WELDING)
PADA BAHAN ALUMUNIUM 5083
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
IVAN GIO FANANI AHMAD
201510120311097
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2020
2
3
4
5
vii
ABSTRAK
Pengelasan merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari peningkatan
pengembangan industri, sebab pengelasan memiliki peran utama pada bidang
teknik dan perbaikan produksi. Friction Stir Welding (FSW) merupakan sebuah
metode termomekanik dengan memanfaatkan energi panas pada proses gesekan
antara tool dengan benda kerja yang dilas.Friction stir welding (FSW) memiliki
kelebihan biaya produksinya rendah dan sambungan yang dihasilkan berkualitas
baik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil distorsi dan sifat mekanik
material melalui uji tarik dan kekerasan dari pengelasan Friction Stir Welding
dengan variasi feed rate. Material yang digunakan adalah Alumnium tipe 5083
dengan ketebalan 4mm. Proses pengelasan menggunakan putaran tool 1320RPM,
dengan feed rate 20 mm/min, 40 mm/min,dan 60 mm/min. Pengujian yang
dilakukan yaitu uji distorsi, uji tarik, dan uji kekerasan. Hasil penelitian
menunjukkan variasi feed rate 60 mm/mnt menunjukkan nilai distorsi yang
terbaik. Untuk pengujian tarik variasi feed rate 20 mm/mnt memiliki nilai kuat
tarik yang baik yaitu 209,393 Mpa. Dan untuk pengujian kekerasan variasi feed
rate 40 mm/mnt nilai rata-rata tertinggi terletak pada daerah weld metal dengan
nilai 41,64 kg/mm2, tertinggi kedua terletak pada daerah HAZ dengan nilai 39,19
kg/mm2, serta tertinggi terakhir terletak pada daerah base metal dengan nilai 35,66
kg/mm2.
Kata Kunci: FSW, Alumunium, Feed Rate, Distorsi, Sifat Mekanik
viii
ABSTRACT
Welding is an inseparable part of increasing industrial development, because welding
has a major role in engineering and improving production. Friction Stir Welding (FSW)
is a thermomechanical method by utilizing thermal energy in the friction process between
the tool and the welded workpiece. Friction stir welding (FSW) has the advantage of low
production costs and good quality of the joints. This study aims to determine the results of
the distortion and mechanical properties of the material through tensile and hardness
testing of Friction Stir Welding with variations in feed rate. The material used is
Alumnium type 5083 with a thickness of 4mm. The welding process uses a 1320RPM tool
rotation, with feed rates of 20 mm / min, 40 mm / min, and 60 mm / min. Tests carried out
are the distortion test, tensile test, and hardness test. Tests carried out are the distortion
test, tensile test, and hardness test. The results showed a variation of feed rate of 60 mm /
min showed the best distortion value. For tensile testing the feed rate variation of 20 mm /
min has a good tensile strength value of 209,393 MPa. for testing the hardness of the feed
rate variation 40 mm / min the highest average value is located in the weld metal area
with a value of 41.64 kg / mm2, the second highest is located in the HAZ region with a
value of 39.19 kg / mm2, and the last highest lies in the area base metal with a value of
35.66 kg / mm2.
Keywords: FSW, Aluminum, Feed rate, distortion, mechanical properties.
ix
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan syukur kehadirat Allah SWT yaitu pemilik alam
semesta dengan segala isinya. Atas rahmat dan hidayah-Nya yang telah
dicurahkan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan yang berjudul
“PENGARUH VARIASI KECEPATAN PENGELASAN TERHADAP
DISTORSI, KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN SAMBUNGAN
HASIL PENGELASAN GESEK PUNTIR (FRICTION STIR WELDING)
PADA BAHAN ALUMUNIUM 5083”, guna memenuhi persyaratan untuk
menyelesaikan program Strata 1 (S1) pada Jurusan Teknik Mesin , Fakultas
Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang.
Tugas akhir ini tidak akan tersusun dengan baik tanpa adanya bantuan dan
dukungan dari berbagai pihak dalam segi moril maupun materil. Oleh karena itu
segala ungkapan terima kasih dipersembahkan kepada:
1. ALLAH SWT dengan segala rahmat serta karunia-Nya yang memberikan
kekuatan dan kelancaran dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Kedua orang tua saya, Ibu Mufadlilah dan Bapak Ahmad Aidin yang selalu
memberikan do’a, restu, semangat serta bantuan material bagi penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Dr. Nur Subeki., ST., MT selaku dosen pembimbing I yang selalu
memberi saran, nasehat, semangat, dan perbaikan selama penyusunan tugas
akhir ini.
4. Bapak Dr. Ir. Achmad Fauzan HS., MT selaku dosen pembimbing II yang
sangat membantu didalam memberikan bimbingan serta arahan dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Jajaran dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah mengajar dan memberi
bantuan ilmu selama pendidikan di Universitas Muhammadiyah Malang.
6. Teman-teman bimbingan yang selalu memberikan saran dan dukungan
didalam penyusunan tugas akhir ini.
x
7. Keluarga besar angkatan 2015 khususnya teman kelas B yang selalu
memberikan dukungan dan cacian yang membangun selama 4 tahun lebih ini.
8. Keluarga besar Himpunan Mahasiswa Mesin (HMM) yang selalu memberikan
moivasi dan dukungan dalam penyelsaian tugas akhir ini.
9. Keluarga besar Senat Mahasiswa Universitas yang pernah berjuang bersama
dan selalu support selama ini.
10. Teman – teman HIMARATIH yang pernah bekerja sama di kampus tercinta
untuk sosialisasi kampus dan selalu dukung saya.
11. Untuk adik saya M yazid arrosid yang selalu dukung dan selalu do’a in saya
dalam perjungan selama ini
12. BOOMERANG FT terimakasih banyak sudah berjuang dan berprestasi di
kampus UMM.
13. Tata usaha jurusan teknik mesin yang selalu membantu administrasi serta
informasi untuk mempermudah dalam proses penyelasaian tugas akhir dengan
baik.
14. Terimakasih alphana fitroh saktiaji yang selalu membantu dalam proses
penyelesaian tugas akhir ini dan setia menunggu hingga bisa selesai bersama
dalam tugas akhir ini.
15. Terimakasih Shintya Budianti yang selalu support dan selalu membantu dalam
penyelasaian tugas akhir ini serta selalu memotivasi ketika dalam keadaan
down untuk lebih giat lagi dalam menyelasaikan tugas akhir.
xi
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ………………………………………………………….…....i
POSTER………………………………………………………………...….....….ii
LEMBAR PENGESAHAN……..……………………………..………………..iii
LEMBAR ASISTENSI……………………………………………..…………...iv
LEMBAR ASISTENSI………………………………………..…………………v
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS…………………………...……vi
ABSTRAK……………………………………...……………………………….vii
ABSTRACT……………………………………...……………………..………viii
KATA PENGANTAR…………………………………...………...…………….ix
DAFTAR ISI……………………………………………...……………………...xi
DAFTAR TABEL………………………………………..………….....……......xv
DAFTAR GAMBAR………………………………...…………....……....……xvi
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang....................................................................................... 1
1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3
1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................. 3
1.5. Batasan Masalah .................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4
2.1. Pengelasan ............................................................................................. 4
2.2. Friction Stir Welding ............................................................................. 5
2.3. Kelebihan dan Kekurangan Friction Stir Welding .................................. 5
2.4. Prinsip Kerja Friction Stir Welding ........................................................ 6
xii
2.5. Pengaplikasian Friction Stir Welding ..................................................... 8
2.6. Alumunium............................................................................................ 8
2.7. Sifat Mekanik ...................................................................................... 11
2.7.1. Uji Tarik ................................................................................. 11
2.7.2. Uji Kekerasan ......................................................................... 11
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................. 13
3.1. Jenis Penelitian .................................................................................... 13
3.1.1. Variabel Bebas........................................................................ 13
3.1.2. Varibel Terikat........................................................................ 14
3.1.3. Variabel Terkontrol ................................................................. 14
3.2. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 14
3.3. Waktu dan Lokasi Penelitian ................................................................ 16
3.4. Alat dan Bahan yang Digunakan Dalam Penelitian .............................. 16
3.4.1. Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian .................................. 16
3.4.2. Bahan Penelitian ..................................................................... 23
3.5. Tahapan – Tahapan Pelaksanaan Eksperimen....................................... 24
3.5.1.Persiapan Bahan Untuk Proses Pengelasan Friction Stir Welding.24
3.5.2. Persiapan Alat Untuk Proses Pengelasan Friction Stir Welding ... 24
3.5.3. Tahapan - Tahapan Pengelasan Friction Stir Welding ................. 24
3.6. Hasil Pengelasan Tiga Variasi Kecepatan Pengelasan l yang Berbeda .. 25
3.7. Tahapan – Tahapan Pembuatan Spesimen ............................................ 27
3.7.1. Pembuatan Spesimen Pengujian Distorsi ................................ 28
3.7.2. Pembuatan Specimen Pengujian Tarik .................................... 29
3.7.3. Pembuatan Specimen Pengujian Kekerasan Mikro Vikers ....... 30
xiii
3.8. Tahapan – Tahapan Pelaksanaan Pengujian Spesimen .......................... 30
3.8.1. Pelaksanaan Pengujian Distorsi ............................................... 30
3.8.2. Pelaksanaan Pengujian Tarik................................................... 31
3.8.3. Pelaksanan Pengujian Kekerasan Mikro Vickers...................... 32
3.9. Teknik Pengumpulan Data ................................................................... 33
3.9.1. Tabel Data Hasil Pengujian Distorsi ........................................ 34
3.9.2. Tabel Data Awal Spesimen Sebelum Pengujian Tarik ............. 34
3.9.3. Tabel Data Hasil Perhitungan Spesimen Pengujian Tarik ........ 35
3.9.4. Tabel Data Hasil Pengujian Kekerasan.................................... 35
3.10. Analisa Data ..................................................................................... 36
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................... 37
4.1. Hasil Penelitian .................................................................................... 37
4.1.1. Foto Spesimen Uji Distorsi Hasil Pengelasan Tiga Variasi
Kecepatan ............................................................................................ 38
4.2. Analisis Data Penelitian ....................................................................... 39
4.2.1. Analisa Data Penelitian Uji Distorsi ........................................ 39
4.3. Pembahasan ......................................................................................... 42
4.3.1. Pembahasan Hasil Analisa Data Penelitian Uji Distorsi ........... 42
4.4. Data Hasil Pengujian Tarik .................................................................. 45
4.5. Data Hasil Pengujian Kekerasan .......................................................... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 51
5.1. Kesimpulan.......................................................................................... 51
5.2. Saran ................................................................................................... 51
xiv
DAFTAR PUSTAKA……..…………………………………………………….52
LAMPIRAN…………………………………………………………………......55
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Data Awal Spesimen Uji Tarik ........................................................... 45
Tabel 4.2 Hasil Perhitungan Spesimen Uji Tarik ................................................ 45
Tabel 4.3 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi Feed Rate 20 mm/mnt ............... 48
Tabel 4.4 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi Feed Rate 40 mm/mnt ............... 48
Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan Dengan Variasi Feed Rate 60 mm/mnt ............... 49
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip Kerja Friction Stir Welding .................................................. 7
Gambar 2.2 Tool Friction Stir Welding ................................................................ 7
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian ……………………………………………15
Gambar 3.2 Mesin Pemotong Pelat .................................................................... 17
Gambar 3.3 Mesin Frais ..................................................................................... 17
Gambar 3.4 Penjepit Spesimen ........................................................................... 18
Gambar 3.5 Tool HSS ........................................................................................ 18
Gambar 3.6 Gerinda Tangan .............................................................................. 19
Gambar 3.7 Penggaris ........................................................................................ 19
Gambar 3.8 Jangka Sorong ................................................................................ 20
Gambar 3.9 Cekam Pelat Pengujian Distorsi ...................................................... 20
Gambar 3.10 Dial Indicator ............................................................................... 21
Gambar 3.11 Alat Uji Tarik ............................................................................... 21
Gambar 3.12 Alat Uji Kekerasan Mikro Vickers ................................................. 22
Gambar 3.13 Desain Pelat Aluminium Seri 5083 ............................................... 23
Gambar 3.14 Pelat Aluminium Seri 5083 ........................................................... 23
Gambar 3.15 Proses Pengelasan Friction Stir Welding ....................................... 25
Gambar 3.16 Bagian Atas Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan variasi
kecepatan pengelasan 20 mm/menit ................................................................... 25
Gambar 3.17 Bagian Bawah Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan
variasi kecepatan putaran 20 mm/menit .............................................................. 25
xvii
Gambar 3.18 Bagian Bawah Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan
variasi kecepatan pengelasan 40 mm/menit. ....................................................... 26
Gambar 3.19 Bagian Bawah Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan
variasi kecepatan pengelasan 40 mm/menit. ....................................................... 26
Gambar 3.20 Bagian Atas Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan variasi
kecepatan pengelasan 60 mm/menit ................................................................... 27
Gambar 3.21 Bagian Bawah Hasil eksperimen pengelasan spesimen dengan
variasi kecepatan pengelasan 60 mm/menit ........................................................ 27
Gambar 3.22 Spesimen pengujian distorsi eksperimen pengelasan dengan variasi
kecepatan pengelasan 20 mm/menit ................................................................... 28
Gambar 3.23 Spesimen pengujian distorsi eksperimen pengelasan dengan variasi
kecepatan pengelasan 40 mm/menit ................................................................... 28
Gambar 3.24 Spesimen pengujian distorsi eksperimen pengelasan variasi
kecepatan pengelasan 60 mm/menit ................................................................... 29
Gambar 3.25 Spesimen Benda Uji Tarik Sesuai Standar ASTM E8 .................... 29
Gambar 3.26 Proses Pengukuran Distorsi ........................................................... 31
Gambar 3.27 Skema Pengujian Kekerasan Mikro Vickers .................................. 32
Gambar 3.28 Alat Pengujian Kekerasan Mikro Vickers ...................................... 33
Gambar 4.1 foto spesimen uji distorsi hasil pengelasan Variasi kecepatan
pengelasan 20 mm/menit…………………………………………………………38
Gambar 4.2 foto spesimen uji distorsi hasil pengelasan Variasi kecepatan
pengelasan 40mm/menit..................................................................................... 38
Gambar 4.3 foto spesimen uji distorsi hasil pengelasan Variasi kecepatan
pengelasan 60 mm/menit.................................................................................... 38
xviii
Gambar 4.4 Grafik 3D permukaan pengujian distorsi variasi kecepatan pengelasan
20 mm/menit ...................................................................................................... 39
Gambar 4.5 Grafik 3D permukaan pengujian distorsi variasi kecepatan pengelasan
40 mm/menit ...................................................................................................... 40
Gambar 4.6 Grafik 3D permukaan pengujian distorsi variasi kecepatan pengelasan
60 mm/menit ...................................................................................................... 41
Gambar 4.7 Grafik Pengaruh Panjang Terhadap Distorsi Pada Baris 10 mm ...... 42
Gambar 4.8 Grafik Pengaruh Panjang Terhadap Distorsi Pada Baris 110 mm .... 43
Gambar 4.9 Grafik Pengaruh Panjang Terhadap Distorsi Pada Baris 210 mm .... 43
Gambar 4.10 Grafik Pengaruh Kecepatan Pengelasan Terhadap Tegangan Tarik 46
Gambar 4.11 Grafik Pengaruh Kecepatan terhadap Nilai kekerasan ................... 49
52
DAFTAR PUSTAKA
Budi, Muhammad, Et Al. Pengaruh Feed Rate Dan Kecepatan Putar Pin Tool
Friction Stir Welding ( Fsw ) Terhadap Kekuatan Tarik Dan Kekerasan
Aluminium 5052. Vol. 2, No. 2, 2018, Pp. 83–95.
Farid, Robi, And Abdurachman Wahid. P K P T S M S A P 5052-H32 P F S W.
No. 2018, 2019, Pp. 9–18.
Fema, Jurnal, And Jurnal Fema. Pengaruh Putaran Dan Kecepatan Tool
Terhadap Sifat Mekanik Pada Pengelasan Friction Stir Welding Aluminium
5052. Vol. 2, 2014, Pp. 23–27.
Hamid, Abdul. Deutsche Industrie Norman ). 2016. Pp. 26–36.
Industri, Jurusan Teknik, Et Al. Analisis Variasi Arus Las 125 , 150 , Dan 175
Pada Pengelasan Alur V , 60 O ( One Side Welding ) Terhadap Distorsi Dan
Kekuatan Tarik Las Baja Karbon. Vol. 12, 2014, Pp. 99–104.
Mikro, Struktur, Et Al. 22 Pengaruh Besar Aliran Gas Terhadap Cacat Porositas
Dan Struktur Mikro Hasil Pengelasan Mig Pada Paduan Aluminium 5083
Salahuddin Junus 1. Vol. 4, 2011, Pp. 22–31.
Nurdiansyah, Fery, Et Al. Pengaruh Rpm Terhadap Kualitas Sambungan Dan
Metalurgi Las Pada Joint Line Untuk Aluminium Seri 5083 Dengan Proses
Friction Stir Welding. Vol. 1, 2012, Pp. 55–58.
Of, Analysis, And Mechanical Properties. Analisa Sifat Mekanik Dan Struktur
Mikro Pada Proses Friction Stir Welding Alumunium 5052 Analysis Of
Mechanical Properties And Micro Structure In The. Pp. 70–82.
Pengaruh, Analisa, Perbedaan Feed, Et Al. Jurnal Teknik Perkapalan. Vol. 5, No.
2, 2017, Pp. 473–81.
Pengaruh, Analisa, Perbedaan Diameter, Et Al. Jurnal Teknik Perkapalan. Vol. 7,
No. 1, 2019, Pp. 1–9.
Perkapalan, Jurusan Teknik, Et Al. Pengaruh Kuat Arus Listrik Dan Sudut
53
Kampuh V Terhadap Kekuatan Tarik Dan Tekuk Aluminium 5083. Vol. 4, No. 1,
2016, Pp. 256–64.
Prawira, Muhammad Zaki, And Sarjito Joko Sisworo. Pengaruh Perbedaan Suhu
Terhadap Kekuatan Impact Alumunium 5083 Hasil Pengelasan Tungsten
Inert Gas. Pp. 362–70.
Santosa, Puguh Budi, And Abdul Qolik. Pengaruh Pola Gerak Elektroda Pada
Proses Pengelasan Baja St 37 Dengan Las Smaw Terhadap Sudut Distorsi
Dan Kekuatan Tarik. Vol. 1, 2018, Pp. 1–11.
Stir, Friction, Et Al. Sifat Mekanik Dan Struktur Mikro Aluminium Aa1100 Hasil
Pengelasan Friction Stir Welding Dengan Variasi Feed Rate Moh. Indra P,
Mahros Darsin, Sumarji. 1991, Pp. 15–22.
Studi Pengelasan Friction Stir Welding ( Fsw ) Pada Aa-7075 Dengan Fe
Menggunakan Variasi Feedrate 30. 2018.
Sudrajat, Angger, And Jurnal Rotor. Analisis Sifat Mekanik Hasil Pengelasan
Aluminium Aa 1100 Dengan Metode Friction Stir Welding (Fsw) Angger
Sudrajat F.P. 1 , Sumarji 2 , Mahros Darsin 3. Vol. 5, 2012, Pp. 8–17.
Sugito, Bibit, Et Al. Pengaruh Kedalaman Pin ( Depth Plunge ) Terhadap
Kekuatan Sambungan Las Pada Pengelasan Gesek Al . 5083. 2016, Pp. 94–
100.
Suyuti, Muhammad Arsyad, Et Al. Optimasi Kualitas Hasil Pengelasan Friction
Stir Welding ( Fsw ) Sambungan Similar Paduan Aluminium Aa 6061 A ).
Uji Tarik B ). Uji Kekerasan Hb. Vol. 2017, 2017, Pp. 35–40.
Teknik, Aplikasi, Et Al. Pengaruh Diameter Shoulder Pada Friction Stir Welding
Aluminum 5083 Terhadap Sifat Mekanis Bahan. No. November, 2018, Pp.
21–22.
Wijayanto, Jarot, Et Al. Friction Stir Welding / Fsw Pada Paduan Aluminium Seri
6061 Dan 2024.
Wijayanto, Jarot, And Agdha Anelis. Pengaruh Feed Rate Terhadap Sifat
Mekanik Pada Pengelasan Friction Stir Welding Alumunium 6110. Vol. 2,
54
No. 1, 2010, Pp. 19–28.
Waratama Edy. Studi Pengelasan Friction Stir Welding (FSW) Pada AA-7075
dengan Fe Menggunakan Variasi Feedrate 30 mm/menit, 40 mm/menit, dan
50 mm/menit. Tugas Akhir, Jurnal Tugas. Jurnal Tugas Akhir 1.2018.Pp. 1–
Top Related