JURNALTEKNIKPERKAPALAN - Universitas Diponegoro

Jurnal Teknik Perkapalan, Vol. 8, No. 1 Januari 2020 21

https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval

ISSN 2338-0322

JURNAL TEKNIK PERKAPALANJurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

Pengaruh Variasi Waktu Penahanan (Holding Time) padaPerlakuan Panas Normalizing Setelah Pengelasan Submerged ArcWelding (SAW) pada Baja SS400 terhadap Kekuatan Tarik, Tekuk

dan MikrografiShandy Perdana1), Untung Budiarto1),Ari Wibawa Budi Santosa1)

1)Laboratorium PengelasanDepartemen Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus Undip Tembalang, Semarang, Indonesia 50275*)e-mail :[email protected], [email protected], [email protected]

AbstrakBaja SS400 merupakan jenis baja yang banyak digunakan sebagai bahan konstruksi dalam industri perkapalan.

Pengelasan SAW (Submerged Arc Welding) adalah salah satu teknik pengelasan yang banyak digunakan dalamindustri perkapalan. Perlakuan normalizing diperlukan untuk mengurangi tegangan sisa pada material sertameningkatkan sifat mampu mesin. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan hasil kekuatan tarik, tekuk,dan struktur mikrografi dari sambungan las SAW setelah proses pemanasan normalizing dengan holding time 30 menitdan 60 menit. Pengujan dilakukan dengan bentuk spesimen berdasarkan standar ASTM dan dilakukan prosesnormalizing temperature 900oC dengan waktu penahanan 30 dan 60 menit. Hasil penelitian menunjukkan bahwaspesimen normalizing 30 menit memilik nilai rata-rata kekuatan tarik sebesar 193,11 MPa, regangan sebesar 15,21%,rata-rata modulus elastisitas sebesar 27,21 GPa dan memiliki tegangan tekuk sebesar 399,69 MPa. Spesimennormalizing 60 menit memiliki rata-rata kekuatan tarik sebesar 210,9 MPa, regangan sebesar 15,41%, rata-ratamodulus elastisitas sebesar 39,50 GPa dan memiliki tegangan tekuk sebesar 385,73 MPa. Pada perlakuan panasnormalizing dengan variasi holding time 30 menit struktur mikrografinya menunjukkan fasa ferrite lebih dominan,dibandingkan variasi 60 menit. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa baja SS400 pengelasan SAW danperlakuan panas normalizing dengan variasi holding time 60 menit memiliki kekuatan yang lebih besar dari variasiholding time 30 menit.

Kata Kunci : Baja SS 400, Pengelasan SAW, Holding Time, Normalizing, Tarik, Tekuk, Mikrografi

1. PENDAHULAN

Kemajuan teknologi di bidang konstruksiberjalan semakin pesat. Konstruksi denganpenggunaan logam sangat erat kaitannya denganpengelasan sebagai salah satu cara untukmenyambungkan material logam satu denganyang lainnya sehingga dapat dibentuk sesuaikebutuhan.

Baja Karbon Rendah merupakan jenis bajayang sering digunakan untuk pembuatankonstruksi yang memerlukan sifat keuletan danketangguhan yang tinggi. Dengan kekerasan 95-145 Brinnel dan kekuatan tarik 320-550 MPa.

Baja karbon rendah sering digunakan sebagaibahan dasar pembuatan kapal, jembatan, rangkadan struktur konstruksi bangunan dan jugamesin.[1]

Baja SS 400 adalah jenis baja karbon yangmempunyai kadar karbon rendah yaitu dibawah0,3 %. Pada bidang perkapalan baja karbonrendah merupakan bahan utama untuk pembuatankontruksi kapal, seperti pada kontruksi lambungkapal.[2]

Las SAW merupakan salah satu jenispengelasan busur listrik dimana proses pengelasanini adalah memanaskan dan mencairkan bendakerja dan logam pengisi atau elektroda oleh busurlistrik yang ada diantara logam induk dan

https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval

mailto:[email protected]


elektroda (logam pengisi). Pengelasan SAW inimenggunakan fluks yang bentuknya seperti pasiruntuk melindungi logam pengisi yang mencairsaat proses pengelasan agar tidak terkontaminasidari udara luar sehingga menghasilkan las - lasanyang baik. Pengelasan SAW dibidang perkapalanbanyak atau seringkali digunakan pada saatpembangunan kapal baru untuk penyambunganplat lambung dan lain sebagainya.

Proses perlakuan panas memiliki tujuanuntuk memperoleh bahan yang memiliki kekuatankeras, lunak, ulet, dan menghilangkan tegangansisa. Perlakuan panas yang dilakukan seringdisebut sebagai cara untuk menaikkan kekerasanbahan, sebenarnya dapat digunakan juga untukmengubah sifat yang berguna atau dengankepentingan tertentu untuk keperluan pengguna,seperti: menaikkan sifat mudah dibentuk,mengembalikan elastisitas setelah proses coldwork. Bahkanperlakuan panas bukan hanyamengubah sifat material, tapi juga mampumeningkatkan performa material denganmeningkatnya kekuatan atau karakteristik tertentudari material yang telah diproses perlakuanpanas.[3]

Proses normalizing merupakan prosesperlakuan panas (heat treatment) yang dilakukanterhadap logam atau paduan logam dengan caramemanaskan logam sampai suhu tertentu sampaifase austenite, kemudian dilakukan holding time ,dan didinginkan secara perlahan dengan mediapendingin udara. Tujuan dari heat treatmentnormalizing adalah untuk memperoleh strukturmikro austenite, sehingga struktur dalam materialyang telah berubah akibat perlakuan mekanik,ataupun karena bekerja pada temperature tinggiatau rendah dapat dikembalikan ke struktur yangnormal lagi melalui proses normalizing.[4]

Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukanpenelitian tentang pengaruh normalizing denganvariasi waktu penahanan panas (holding time) bajaST46 terhadap uji kekerasan, Tarik danmikrografi, menunjukkan hasil pada waktupenahanan 20 menit memiliki tegangan luluhsebesar 241,57 Mpa dan memiliki tegangan luluhsebesar 336,53 Mpa. Sedangkan pada waktupenahanan 40 menit memliki nilai tegangan luluhsebesar 235,61 Mpa dan tegangan maksimumsebesar 328,72 MPa.[3]

Pada penelitian sebelumnya, telah dilakukanpenelitian tentang analisa pengelasan mild steelST 42 dengan proses pengelasan SMAW, FCAW,SAW ditinjau dari segi kekuatan menunjukankekuatan tarik maksimal sebesar 465,8 MPa.[5]

Penelitian lainnya tentang pengaruh prosesnormalizing terhadap nilai kekerasan dan strukturmikro pada sambungan las thermit baja NP-42,

menyebutkan bahwa nilai kekerasan dan strukturmikro baja NP-42 sebelum mengalami prosesnormalizing memiliki nilai kekerasan yang tinggidan belum memiliki struktur kristal yanghomogen. Namun setelah proses normalizingterlihat struktur mikro yang homogen dan nilaikekerasannya menurun.[6]Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai

kekuatan uji tarik, tekuk, dan perubahan strukturmikro pada sambungan material baja SS 400dengan pengelasan SAW setelah prosesnormalizing dengan variasi waktu penahanan

2. METODE

2.1. Pengumpulan DataPengumpulan data diperoleh dari jurnal,

buku-buku referensi, modul, artikel, internet, danstudi lapangan secara langsung.

Objek yang diteliti pada penelitian tugas akhirini adalah Baja SS 400, dimana jenis baja inimerupakan jenis baja karbon rendah yang seringdigunakan sebagai rangka konstruksi, termasukrangka konstruksi dalam bangunan kapal sepertikontruksi lambung kapal.

Gambar 1. Plat Baja SS 400

Pengelasan adalah proses penyambunganantara beberapa material logam atau non logamyang dilakukan dengan mencairkan sebagianlogam induk dan logam pengisi yang dilakukandengan atau tanpa menggunakan tekanan(pressure), serta dengan atau tanpa menggunakanlogam pengisi (filler) yang menghasilkansambungan yang kontinyu. [7]

Las SAW merupakan salah satu jenispengelasan busur listrik dimana proses pengelasanini adalah memanaskan dan mencairkan bendakerja dan logam pengisi atau elektroda oleh busurlistrik yang ada diantara logam induk danelektroda (logam pengisi). Pengelasan SAW inimenggunakan fluks yang bentuknya seperti pasiruntuk melindungi logam pengisi yang mencairsaat proses pengelasan agar tidak terkontaminasidari udara luar sehingga menghasilkan las - lasanyang baik. Pengelasan SAW dibidang perkapalanbanyak atau seringkali digunakan pada saatpembangunan kapal baru untuk penyambunganplat lambung dan lain sebagainya.


Gambar 2. Skema Pengelasan SAW

Pengelasan SAW memiliki tingkatproduktivitas yang tinggi karena SAW merupakanpengelasan otomatis, namun pada pengelasanjenis ini memiliki keterbatasan dalam posisi yaituhanya bias digunakan pada posisi 1G, 1F dan 2Fdengain sambungan lurus dan panjang serta untukplat dengan ketebalan dibawah 10 mm tidakdianjurkan untuk menggunakan jenis pengelasanSAW karena heat input yang dihasilkan tinggisehingga dikhawatirkan akan merusak logaminduk.

Jenis sambungan yang digunakan padapenelitian ini adalah Single V-Butt Joint dengansudut 60°

Gambar 4. Tipe Sambungan Las Single V-ButtJoint 60°

Kualitas dari sambungan las sangatmenentukan kekuatan dari hasil sambungan lastersebut. Pengelasan yang baik akan menghasilkankualitas sambungan dan masukan panas (heatinput) yang baik.

Masukan panas (heat input) dalampengelasan ditentukan oleh beberapa parameterpengelasan diantaranya adalah tegangan busur las,arus listrik, dan kecepatan pengelasan.

HI =60 x E x �

�

Dimana, HI adalah Heat Input (Joule/cm), Iadalah Kuat Arus (Ampere), E adalah Tegangan

Busur (volt), dan v adalah Kecepatan Las(cm/menit)

Uji tarik adalah pengujian merusak yangdilakukan untuk mengetahui nilai kekuatan tariksuatu material. Kekuatan tarik suatu materialdapat diketahui apabila garis gaya berhimpitdengan garis sumbu bahan sehingga pembebananterjadi beban tarik lurus. [8] Sifat-sifat yangdihasilkan dari pengujian tarik adalah sebagaiberikut :1. Tegangan tarik maksimum (σ)

Merupakan tegangan maksimum yang dapatditanggung oleh material sebelum terjadinyaperpatahan (fracture).

σ =PAo

Dimana, adalah Tegangan tarik maksimum(MPa, N/mm2), P adalah Beban Maksimum(N), dan Ao adalah Luas Penampang Mula-mula (mm2).

2. Regangan maksimum (ԑ)Regangan maksimum dapat menunjukkanpertambahan panjang dari suatu materialsetelah perpatahan terhadap panjang awalnya.

ԑ =ΔL��

� �00�

ԑ =Li − LoLo

� �00�

Dimana, Li adalah Panjang sesudah patah(mm), Lo adalah Panjang mula-mula (mm), �adalah Regangan (%).

3. Modulus elastisitas (E)Merupakan ukuran kekakuan suatu materialpada grafik tegangan-regangan. Moduluselastisitas tersebut dapat dihitung dari slopekemiringan garis elastik yang linier.

E =σpԑ�

Dimana, E adalah Modulus elastisitas (MPa),σ p adalah batas proporsionalitas (KN/mm2),dan ԑ adalah Regangan (%). [9]Pengujian tarik dapat menunjukan beberapa

fenomena perpatahan ulet dan getas yang dapatdilihat dengan mata telanjang. [10]

Uji tekuk ( bending test ) merupakansalah satu bentuk pengujian untuk menentukanmutu suatu material secara visual. Selain itu ujibending digunakan untuk mengukur kekuatan

(1)

(2)

(4)

(3)


material akibat pembebanan dan kekenyalan hasilsambungan las baik di weld metal maupun HAZ.

σb =3PL��

Dimana σb adalah tegangan bending, Padalah beban maksimum, L adalah panjang jarakpenumpu, b adalah lebar spesimen dan d adalahtebal spesimen.

Agar mendapatkan hasil maksimal makapenelitian ini menggunakan pengujian facetransversal bending. Dikatakan face bend jikabending dilakukan sehingga permukaan lasmengalami tegangan tarik dan dasar lasmengalami tegangan tekan. Pengamatandilakukan pada permukaan las yangmengalami tegangan tarik. Apakah timbul retakatau tidak. Jika timbul retak dimanakahletaknya, apakah di weld metal, HAZ atau difussion line (garis perbatasan WM dan HAZ ). [9]

Uji mikrografi adalah pengujian visual yangdilakukan terhadap material dengan tujuan untukmemperoleh gambar yang menunjukan strukturmikro dari sebuah logam atau paduan. Strukturmikro dari suatu logam atau paduan dapatdiketahui melalui pengujian mikrografi denganmemperjelas batas-batas butir pada materialsehingga dapat langsung dilihat denganmenggunakan mikroskop dan diambilgambarnya.[11]

2.2. Tahap PenelitianPada penelitian ini terdapat tahap-tahap yang

dilakukan yaitu sebagai berikut:A. Pengumpulan Bahan

Baja yang dipesan berukuran 30 cm x 50 cmdan 20 cm x 24 cm

B. Pemotongan PelatPelat dipotong masing-masing menjadi 2bagian

C. Pembuatan KampuhKampuh yang digunakan yaitu Single V-buttJoint 60°.

D. Pengelasan BajaPlat baja yang telah di bentuk sudut

kampuhnya lalu di las menggunakan pengelasanSAW (Submerged Arc Welding) dengan detailsebagai berikut:a. Jenis pengelasan : SAWb. Mesin Las : WELDTECOc. Jenis Elektroda : F7A6-EM12Kd. Logam induk : Baja SS 400 (10 mm)

E. Pembuatan SpesimenPembuatan spesimen uji tarik dibuat sesuai

ukuran standar ASTM E8, dengan dimensi ukuran

200 mm x 20 mm x 10 mm 12 buah. Sedangkanpembuatan spesimen uji tekuk dibuat sesuaidengan ukuran standar ASTM E23, dengandimensi ukuran 152 mm x 38 mm x 10 mm 12buah, dan pembuatan spesimen uji mikrografidibuat dengan ukuran 25 mm x 25 mm x 10 mm 3buah.F. Proses Pengujian

Pengujian spesimen tarik dan tekukdilakukan di Laboratorium Teknik Bahan SekolahVokasi Universitas Gadjah Mada (UGM),Yogyakarta. Mesin yang digunakan untukpengujian tarik dan tekuk ini adalah mesin“ContraLab France” yang tersedia diLaboratorium Teknik Bahan Sekolah VokasiUniversitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta.Pengujian struktur mikro menggunakan alat“Olympus PME 3” yang tersedia di LaboratoriumTeknik Bahan Sekolah Vokasi Universitas GadjahMada (UGM), Yogyakarta.

2.3. Parameter Penelitian

A. Parameter TetapPada penelitian ini parameter tetap adalah

spesimen baja SS 400, tipe pengelasan yang digunakan adalah pengelasan SAW, diameterelektroda pengisi 1,2 mm, dan dimensi ukuranspesimen sebagai berikut :

Gambar 6. Bentuk Spesimen Uji Tarik [12]

Tabel 1. Dimensi Spesimen Uji TarikKeterangan Panjang

Gage length (G) 50 mmLength of reduced section (A) 57 mm

Width (W) 12,5 mmThickness (T) 10 mm

Radius of fillet (R) 12,5 mmOverall length (L) 200 mm

Width of grip section (C) 20 mm

(5)


Gambar 7. Bentuk Spesimen Tekuk [13]

Tabel 2. Dimensi Spesimen Uji TekukKeterangan Panjang

Overall length (L)Width (W)

152 mm38 mm

Thickness (T) 10 mm

B. Parameter PerubahanPada penelitian ini parameter perubahan

adalah waktu penahanan pada proses perlakuannormalizing yaitu 30 menit dan 60 menit,pengujian tarik, pengujian tekuk, dan pengujianmikrografi.

2.4. Lokasi PenelitianPada penelitian Tugas Akhir ini, proses

pengelasan SAW dilakukan di laboratorium las“INLASTEK WELDING INSTITUTE” Surakarta.Sedangkan proses pengujian tarik, tekuk, danmikrografi pada penelitian ini dilakukan diLaboratorium Bahan Teknik Departemen TeknikMesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah MadaYogyakarta

.2.5. Alat dan Bahan

Peralatan dan bahan penelitian digunakandalam pembuatan spesimen maupunpengambilan data. Alat dan bahan yangdigunakan antara lain:1. Gerinda2. Penggaris3. Amplas4. Kapur5. Mesin uji tarik6. Mesin uji tekuk7. Mesin uji mikrografi8. Mesin Las SAW9. Baja SS 40010. Elektroda F7A6-EM12K 1,2 mm11. Jangka Sorong

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Uji Komposisi BahanUji komposisi bahan sangat penting

dilakukan sebagai validasi untuk menentukantingkat kesesuaian jenis bahan yang digunakanpada penelitian ini. Bahan yang digunakan padapenelitian ini adalah Baja karbon rendah SS 400.

Tabel 3. Hasil Uji Komposisi[14]Unsur Kandungan %

Fe Ferrum 98,98C Carbon 0,200Si Silicon 0,09Mn Mangan 0,53P Phosporus 0,100S Sulfur 0,040Cr Chromium 0,030Ni Nickel 0,030

Dari hasil pengujian komposisi kimia padaspesimen tersebut mengandung unsur penyusunutama besi (Fe) = 98,98%, mangan (Mn) = 0,53%yang berguna untuk meningkatkan kekerasan dankekuatan, silisium (Si) = 0,09% yang berpengaruhmeningkatkan kemampuan keseluruhan, tahan aus,ketahanan terhadap panas dan karat. Sedangkanunsur-unsur lain yang didapatkan yaitu : karbon(C) = 0,200%, phospor (P) = 0,100%, nikel (Ni)= 0,030%, sulphur (S) = 0,040%, khrom (Cr) =0,030%. Dapat disimpulkan bahwa material yangdigunakan dalam penelitian tugas akhir ini sesuaidengan kriteria baja SS 400 (Low Carbon Steel).

3.2. Hasil Pengelasan dan Heat InputDalam pengelasan pada penelitian tugas akhir

ini menggunakan metode pengelasan SAWdengan mempertimbangkan diameter elektroda,voltage, ampere, dan sudut kampuh mempunyaitujuan agar masukan panas (heat input) danpenetrasi sambungan las dapat maksimal. Daripengelasan SAW yang sudah dilakukandidapatkan nilai heat input sebesar:

Heat Input Spesimen =60 x ��v x ��ా⺁��Ȁ��݁�

= 12650 Joule/cm

3.3. Hasil Pengujian Tarik (Tensile Strength)Pengujian tarik dilakukan menggunakan

standar uji ASTM E8 pada tanggal 23 Juni 2019yang bertempat di Laboratorium Teknik BahanUniversitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta.Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik adalahnilai tegangan tarik, regangan tarik, dan moduluselastisitas, yang dapat digunakan untukmengetahui kekuatan tarik dari sambungan las


SAW material baja SS 400 setelah prosesnormalizing.

1. Tegangan TarikBerdasarkan dari hasil pengujian, nilai

tegangan tarik maksimum yang didapatan dari ,material baja SS 400 dengan pengelasan SAWdan variasi waktu penahanan normalizing adalahsebagai berikut :

Tabel 4. Data hasil pengujian tegangan Tarik

Kemudian di lakukan uji statistik untukmengetahui data yang diluar dari margin error.Pada uji statistik menggunakan standar deviasisebagai acuan. Berdasarkan uji statistik maka datayang didapat sebagai berikut:

Tabel 5. Data pengujian statistik tegangan tarik

Gambar 8. Grafik Rata-rata Tegangan Tarik

Pada uji statistik yang telah dilakukan,spesimen 3 tanpa normalizing, spesimen 1 dan 3normalizing 30 menit, spesimen 3 normalizing 60menit, mengalami penyimpangan nilai dari nilaispesimen yang ada pada variasinya masing-masing. Hal ini di sebabkan karena adanya prosespengelasan yang kurang maksimal sehingga padasetiap vasiasi terhadap satu spesimen yangmemiliki nilai kekuatan yang menyimpang.

Dari hasil pengujian, diketahui bahwamaterial baja SS 400 tanpa normalizing memilikikekuatan tarik maksimum sebesar 228,34 MPadengan rata-rata kekuatan tarik yang dihasilkanadalah sebesar 215,39 MPa. Material baja SS 400dengan normalizing 30 menit memiliki kekuatantarik maksimum sebesar 210,61 MPa dengan rata-rata kekuatan tarik yang dihasilkan adalah sebesar200,21 MPa. Material baja SS 400 dengannormalizing 60 menit memiliki kekuatan tarikmaksimum sebesar 219,65 MPa dengan rata-ratakekuatan tarik yang dihasilkan adalah sebesar214,67MPa.

Berdasarkan hasil pengujian yang telahdilakukan pada penelitian tugas akhir ini, hasilsambungan las baja SS 400 pengelasan SAWdengan perlakuan normalizing waktu penahanan60 menit menghasilkan kualitas sambungan lasyang lebih baik dibandingkan dengan spesimenpengujian normalizing waktu penahanan 30 menit.Hal tersebut ditunjukkan dari hasil nilai kekuatanTarik rata-rata sebesar 214,67 MPa.

2. Regangan TarikBerdasarkan dari hasil pengujian, nilai

regangan tarik maksimum yang didapatan darimaterial baja SS 400 dengan variasi posisipengelasan adalah sebagai berikut :


Tabel 6. Data hasil pengujian regangan tarik

Gambar 9. Grafik Rata-rata Regangan Maksimum

Nilai regangan tarik maksimum yangdidapatan dari material baja SS 400 denganpengelasan SAW tanpa perlakuan normalizingadalah sebesar 12,40% dengan nilai rata-rataregangan tarik sebesar 11,87%. Nilai regangantarik maksimum yang didapatkan dari materialbaja SS 400 dengan pengelasan SAW perlakuannormalizing 30 menit adalah sebesar 15,58%dengan nilai rata-rata regangan tarik sebesar15,21%. Nilai regangan tarik maksimum yangdidapatkan dari material baja SS 400 denganpengelasan SAW perlakuan normalizing 60 menitadalah sebesar 16,20% dengan nilai rata-rataregangan tarik sebesar 15,41%.

3. Modulus ElastisitasBerdasarkan dari hasil pengujian, nilai

modulus elastisitas maksimum yang didapatandari material baja SS 400 pengelasan SAW tanpanormalizing adalah sebesar 62,45 GPa dengannilai rata-rata modulus elastisitas sebesar 40,24GPa. Nilai modulus elastisitas maksimum yangdidapatkan dari material baja SS 400 pengelasanSAW dengan normalizing 30 menit adalah sebesar32,75 GPa dengan nilai rata-rata modulus

elastisitas sebesar 27,21 GPa. Nilai moduluselastisitas maksimum yang didapatkan darimaterial baja SS 400 dengan pengelasan SAWdengan normalizing 60 menit adalah sebesar62,95 GPa dengan nilai rata-rata moduluselastisitas sebesar 39,5 GPa.

Tabel 7. Data hasil modulus elastisitas

Gambar 10. Grafik Rata-rata Modulus Elastisitas

Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4,maka pengelasan SAW perlakuan normalizing 60menit sifat yang lebih kaku dan ulet dibandingkandengan normalizing 30 menit.

3.5. Hasil Pengujian Tekuk (Bending Test)Pengujian tekuk dilakukan menggunakan

standar uji ASTM E190-14 pada tanggal 23 Juni2019 yang bertempat di Laboratorium TeknikBahan Universitas Gadjah Mada (UGM),Yogyakarta. Pengujian ini menggunakanspesimen sebanyak 12 spesimen maka didapatkanhasil pengujian tekuk sebagai berikut :


Tabel 8. Data Hasil Uji Tekuk

Untuk mengetahui kebenaran dari datatersebut perlu dilakukan uji statistik pada datadiatas. Pada uji statistik digunakan standar deviasisebagai acuan. Berdasarkan uji statistik maka datayang didapat sebagai berikut:

Tabel 9. Data Pengujian Statistik Hasil Uji Tekuk

Gambar 11. Nilai Rata-rata Tegangan Tekuk

Dari pengujian tekuk yang telah dilakukanpada sambungan baja SS 400, didapatkan hasilyang ditunjukkan pada Gambar 9. terlihat padabaja SS 400 dengan tidak diberi perlakuan apapunmemiliki nilai kekuatan tekuk yang lebih baik daripada spesimen diberi perlakuan yang lainnya yaitusebesar 457,1 MPa, kemudian disusul denganperlakuan normalizing dengan waktu tahan 30menit sebesar 399,69 MPa dan perlakuannormalizing dengan waktu tahan 60 menit sebesar385,73 MPa. Berdasarkan hasil pengujian tekukpada penelitian tugas akhir ini didapatkan bahwasambungan las dengan tidak diberi perlakuanapapun memiliki kekuatan tekuk lebih besar daripada sambungan las dengan perlakuannormalizing dengan waktu penahanan 30 menitdan 60 menit.

3.6. Struktur MikroPengujian mikrografi pada penelitian ini

bertujan untuk melihat perbedaan bentuk strukturmikro pada sambungan las baja SS 400 setelahdilakukan pengelasan SAW (Submerged ArcWelding) dengan variasi waktu penahananperlakuan normalizing sehingga dapat diketahuiperubahan struktur mikro.

Dari hasil pengujian struktur mikrosambungan las baja SS 400 didapatkan hasilsebagai berikut :

• Tanpa Normalizing

(1) BM (2) HAZ (3) LasGambar 12. Struktur Mikro Tanpa

Normalizing

• Normalizing Holding Time 30 Menit

(1) BM (2) HAZ (3) LasGambar 13. Struktur Mikro Normalizing Holding

Time 30 Menit


• Normalizing Holding Time 60 Menit

(1) BM (2) HAZ (3) LasGambar 14. Struktur Mikro Normalizing Holding

Time 60 Menit

Fasa yang bisa dilihat dari ketiga foto di atasadalah ferrite yang berwarna putih dan pearliteyang berwarna hitam (gelap) serta fasa martensitepada daerah las. Fasa ferrite merupakan fasa yangmemiliki kekuatan rendah namun memilikikeuletan yang baik. Fasa pearlite merupakan fasayang memiliki kekuatan yang kuat dan cukupkeras. Fasa martensite merupakan fasa yangmemiliki sifat keras namun getas.

Berdasarkan hasil dari pengujian mikrografiyang telah dilakukan, dapat diambil hasil bahwaspesimen sambungan las baja SS 400 denganpengelasan SAW (Submerged Arc Welding)dengan normalizing 60 menit memiliki sifatkekerasan dan keuletan lebih besar dibandingkandengan spesimen normalizing 30 menit. Haltersebut terjadi dikarenakan sambungan las bajaSS 400 dengan normalizing 60 menit memilikitingkat kerapatan struktur mikro yang lebih baikdan fasa memliki fasa ferrite yang cukup dominan.Semakin rapat struktur mikro suatu spesimenmaka semakin keras spesimen tersebut.

4. KESIMPULANKesimpulan setelah dilakukan pengujian tarik,

tekuk, dan mikrografi pada sambungan las SAWbaja SS 400 dengan perlakuan normalizing suhu900°C waktu penahanan 30 menit dan 60 menit,adalah sebagai berikut:

Kekuatan rata-rata tegangan tarik maksimumTanpa normalizing yaitu 215,38 MPa,normalizing 30 menit yaitu 200,21 MPa dannormalizing 60 menit yaitu 214,67 MPa.

Rata-rata regangan tarik maksimum padaspesimen tanpa normalizing yaitu 11,87 %, padaspesimen normalizing 30 menit mengalamikenaikan sebesar 3,34 % sedangkan padaspesimen normalizing 60 menit juga mengalamikenaikan yaitu sebesar 3,54 % dari spesimentanpa normalizing.

Modulus elastisitas rata-rata pada spesimentanpa normalizing yaitu 40,24 GPa, spesimennormalizing 30 menit yaitu 27,21 GPa dan padaspesimen normalizing 60 menit mengalamikenaikan sebesar 45,16% dari specimennormalizing 30 menit.

Kekuatan rata-rata tegangan tekukmaksimum spesimen tanpa normalizing yaitu457,10 MPa, spesimen normalizing 30 menit yaitu399,69 MPa dan spesimen normalizing 60 menityaitu 385,73 MPa.

Hasil pengelasan dengan normalizing 60menit memiliki kerapatan lebih tinggi danmemiliki fasa ferrite yang cukup dominandibandingkan dengan spesimen normalizing 30menit. Hal ini berarti sambungan las SAW denganperlakuan normalizing serta waktu penahanan 60menit memiliki sifat kekerasan dan keuletan yanglebih besar.

UCAPAN TERIMA KASIHDalam penulisan artikel ini penulis

menyadari bahwa artikel ini tidak akan terwujudtanpa adanya bantuan dari pihak-pihak lain.Dalam kesempatan ini penulis mengucapkanterimakasih kepada Tuhan Yang Maha Esa dansemua pihak yang telah membantu baik morilmaupun materiil kepada penulis dalampenyusunan artikel ini. Secara khusus, penulismengucapkan banyak terimakasih kepada keduaOrang tua yang selalu memberi dukungan dalammenyelesaikan artikel ini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] A. F. Primasatya, Pengukuran BesarnyaDistorsi Angular dan Tegangan Sisa PadaBaja JIS G3101-SS 400 denganMenggunakan Proses Pengelasan FCAW.Depok: Departemen Metalurgi dan Material,Universitas Indonesia, 2009.

[2] S. Jokosisworo, Pengaruh Perbedaan PosisiPengelasan Terhadap KekuatanSambungan T-Joint Pengelasan FilletDengan Las FCAW Pada Plat Mild Steel.Semarang: Jurnal Perkapalan Vol. 7, No 2.Universitas Diponegoro, 2010.

[3] B. V. Sardi, Pengaruh Normalizing denganVariasi Waktu Penahanan Panas (HoldingTime) Baja ST 46 terhadap Uji Kekerasan,Uji Tarik, dan Uji Mikrografi. Semarang :Jurnal Teknik Perkapalan. Vol. 6, No 1 :142-149, 2018.

[4] M. Karo-Karo, Pengaruh normalizing ulangterhadap sifat kelelahan baja DIN 42MnV7,Surabaya: Jurusan Teknik Mesin, FakultasTeknik Industri, Institut Teknologi SepuluhNovember, 2001.

[5] E. S. Hadi, Analisa Pengelasan Mild Steel(ST 42) Dengan Proses SMAW, FCAW,SAW Ditinjau Dari Segi Kekuatan DanNilai Ekonomis. Semarang : Jurnal TeknikPerkapalan. Vol. 6, No.2 : 116-117, 2015.


[6] A. S. Sarwo, Pengaruh Proses NormalizingTerhadap Nilai Kekerasan dan StrukturMikro pada sambungan Las Thermite BajaNp-42. Semarang : Jurnal Teknik Mesin S-1Universitas Diponegoro. Vol. 02, No 3: 249,2014.

[7] H. Wiryoso, Teknologi Pengelasan Logam.Cetakan ke-7. PT. Pradnya Paramitha,Jakarta, 1996.

[8] A. H. Yuwono, Buku Panduan PraktikumKarakterisasi Material 1 PengujianMerusak (Destructive Testing). Jakarta:Departemen Metalurgi Dan MaterialFakultas Teknik Universitas Indonesia,2009.

[9] R. Setiaji, Pengujian Tarik. Jakarta:Laboratorium Metalurgi Fisik FTUI, 2009.

[10] A. Naufal, Pengaruh Kuat Arus Listrik danSudut Kampuh V Terhadap Kekuatan Tarikdan Tekuk Aluminium 5083 PengelasanGtaw.Semarang:Universitas Diponegoro,2016.

[11] Metallography and Microstructure.ASMMetals Handbook, Vol 9, 2004.

[12] ASTM E8/E8M-09. Standard Specificationfor Aluminum and Aluminum-Alloy Sheetand Plate. USA, 2009.

[13] ASTM E190-14, Standard Test Method forGuided Bend Test for Ductility of Welds,2014.

[14] F. B. Yusuf, Analisa Sifat Mekanik HasilPengelasab GMAW Baja SS 400 StudiKasus di PT.INKA Madiun. Surabaya:Digital Library Institut Teknologi Surabaya,2011.

Documents

JURNALTEKNIKPERKAPALAN - Universitas Diponegoro