Upload
docong
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENGARUH BENTUK PROBE PADA TOOL SHOULDER
TERHADAP METALURGI ALUMINIUM SERI 5083
DENGAN PROSES FRICTION STIR WELDING
Zulkifli Edward
4105 100 017
Jurusan Teknik Perkapalan
Fakultas Teknologi Kelautan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Latar Belakang
• Aluminium seri 5083 banyak digunakan di industri perkapalan
• Pengelasan aluminium secara konvensional GMAW dan GTAW banyak terjadi porositas dan deformasi, untuk meminimumkannya maka digunakan proses FSW (friction
stir welding)
• Untuk meminimumkan biaya maka digunakan modifikasi tool dari bahan baja K-100 yang akan digunakan pada mesin frais sebagai mesin penggerak
Latar Belakang
• Biaya pengelasan FSW lebih murah dibandingkan pengelasan GMAW dan GTAW [Megantoro.2011] - Biaya untuk pengelasan FSW = Rp 25.700/meter - Biaya untuk pengelasan GTAW = Rp 89.710/meter - Biaya untuk pengelasan GMAW = Rp 41.664/meter
Perumusan Masalah
• Berapakah parameter tetap dari tekanan tool, RPM, kecepatan travel, dan sudut inklinasi yang sesuai untuk aluminium seri 5083 untuk bentuk probe yang berbeda ?
• Bagaimana pengaruh bentuk probe lingkaran (cylindrical), segi empat (square) atau segitiga (triangle) yang dapat menghasilkan metalurgi yang baik untuk jenis aluminium seri 5083 ?
Tujuan
• Mengetahui parameter tetap dari tekanan tool, RPM, kecepatan travel, dan sudut inklinasi yang sesuai untuk aluminium seri 5083 untuk probe yang berbeda.
• Mengetahui pengaruh bentuk probe lingkaran (cylindrical), segi empat (square), atau segi tiga (triangle) pada tool shoulder yang dapat menghasilkan metalurgi yang baik untuk jenis aluminium seri 5083.
Hipotesis
Bentuk probe yang menghasilkan pulses (pukulan) terbanyak antara tool shoulder dengan work piece memiliki hasil las yang lebih baik.
Friction Stir Welding (FSW)
• Friction stir welding adalah teknik penggabungan dua material tanpa menggunakan filler metal. Ditemukan oleh Wayne Thomas dan kawan-kawan di The Welding Institute pada tahun 1991.
• Mempunyai alat pengelasan yang terdiri dari shoulder dan pin yang dimasukkan ke dalam sambungan material yang akan di las.
• Panas dihasilkan dari alat yang berputar dan berjalan sepanjang sambungan material yang akan di las.
Friction Stir Welding (FSW)
• Dibandingkan dengan teknik pengelasan yang lain, FSW tidak memerlukan shielding gas / flux, sehingga lebih ramah lingkungan
• FSW juga membutuhkan energi yang lebih sedikit dibandingkan pengelasan konvensional. Input panas yang rendah mengurangi kemungkinan distorsi pada hasil pengelasan.
Tools yang Digunakan
Tool terdiri dari 2 bagian shoulder dan pin berbentuk lingkaran (cylindrical), segi tiga (triangle), dan segi empat (square). Tool terbuat dari K100 Bohler.
Proses Pengelasan • Tahap Persiapan
Dimulai dari pembersihan alur las hingga pemasangan
tool ke mesin milling.
Proses Pengelasan
• Tahap Pengelasan
Dimulai dengan mengoperasikan mesin milling
dengan RPM yang diinginkan dan tool mulai bergerak maju.
• Hasil Pengelasan Pada Bagian Face dan Root Pada Variasi Pin Berbentuk
Lingkaran, Segitiga, dan Segi- Empat.
1. Menggunakan pin Lingkaran
2. Menggunakan pin segi empat
• Hasil Pengelasan Pada Bagian Face dan Root Pada Variasi Pin
Berbentuk Lingkaran, Segitiga, dan Segi- Empat.
3. Menggunakan pin segitiga
• Hasil Dari Radiografi.
Pada variasi pin lingkaran (straight cylindrical) terdapat cacat
incomplete penetration, sedangkan pada variasi pin segitiga (triangle)
dan segi empat (square) tidak ditemukan indikasi cacat pengelasan.
• Pada pengujian radiografi terdapat cacat pengelasan menggunakan
variasi pin lingkaran (straight cylindrical) hampir sepanjang
pengelasan. Sedangkan ketika menggunakan variasi pin segi empat
(square) terdapat cacat pengelasan di awal dan akhir pengelasan.
Ketika menggunakan variasi pin segitiga (triangle) tidak terdapat
cacat pengelasan.
• Pada pemeriksaan makro etsa terdapat cacat tunnel defect ketika
menggunakan variasi pin lingkaran (straight cylindrical).
Sedangkan pada variasi pin segitiga (triangle) dan segi empat
(square) tidak terdapat cacat.
• Pada pemeriksaan foto mikro diketahui bahwa penyusun
aluminium 5083 adalah Mg2Si ditunjukkan pada partikel berwarna
gelap dengan ukuran lebih kecil sementara partikel Al3Ni
ditunjukkan pada partikel berwarna sedikit gelap dengan ukuran
lebih besar.
• Ukuran butir ketika menggunakan variasi pin segi empat (square)
adalah yang paling besar dibandingkan dengan variasi pin
lingkaran (straight cylindrical) dan segitiga (triangle), karena
menerima heat input yang lebih besar sehingga ukuran butir lebih
berkembang.
Kesimpulan
• Hasil pengujian radiografi menunjukan penggunaan variasi pin
lingkaran (straight cylindrical) terdapat cacat pengelasan
sepanjang pengelasan. Sedangkan pada variasi segi empat (square)
hanya pada awal dan akhir pengelasan. Dan pada penggunaan pin
segitiga (triangle) tidak terdapat cacat pengelasan.
• Untuk pengujian makro terdapat tunnel defect ketika menggunakan
pin lingkaran (straight cylindrical) sementara pada pin segitiga
(triangle) dan segi empat (square) tidak ditemukan tunnel defect.
Kesimpulan
• Untuk pengujian mikro etsa, penggunaan pin segi empat (square)
memiliki butiran paling besar. Sedangkan pada penggunaan pin
segitiga (triangle) dan pin lingkaran (straight cylindrical)
perbedaan ukuran butir tidak terlihat signifikan.
• Dari ketiga pengujian yang dilakukan didapati bahwa pin segitiga
memiliki hasil yang terbaik, karena tidak terdapat cacat pengelasan
dan ukuran butir lebih halus sehingga memiliki nilai kekuatan
(strength) tinggi.
Saran
• Adapun saran untuk tugas akhir ini adalah untuk hasil yang lebih
baik ketika menggunakan variasi pin berbentuk lingkaran (straight
cylindrical) adalah dengan cara menambahkan depth plunge
shoulder atau menambah tilt angle. Diharapkan dengan cara ini
bisa menambah heat input, sehingga penetration pengelasan
bertambah.
• Untuk hasil yang lebih valid sebaiknya ditambah dengan pengujian
merusak (destructive test)