Mulyadi_Universitas Muhammadiyah Sidoarjo_PDP.pdf

  • View
    35

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

  • 1USULAN PENELITIAN DOSENPEMULA

    REKAYASA ELEKTRODA MILD STEEL (Lb-52) DICELUP OLIESEBAGAI PENGGANTI ALTERNATIF ELEKTRODA BESI COR (Cia-1)PADA PENGELASAN BESI COR KELABU Fc-30 DI LIHAT DARI SEGI

    KEKUATAN TARIK HASIL PENGELASAN

    TIM PENGUSULKetua : MULYADI, ST.,MTNIDN : 0710037802Anggota : ISWANTO, ST.,M.MTNIDN : 0710057702

    TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SIDOARJO

    APRIL 2015

    Kode/Nama Rumpun Ilmu: 431/Teknik Mesin

  • 222222

  • 3DAFTAR ISI

    HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... 2DAFTAR ISI ................................................................................................. 3DAFTAR TABEL........................................................................................... 4DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... 5RINGKASAN................................................................................................. 6BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang. 71.2 Rumusan Masalah... 81.3 Batasan Masalah.. 81.4 Tujuan Penelian. 9BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron)... 102.2 Elektroda Yang Dapat Digunakan Untuk Besi Cor.. 102.3 Pengujian Tarik (Tensile Test).. 122.4 Posisi Pengelasan.. 152.5 Kekuatan Sambungan Las 10BAB III METODE PENELITIAN3.1 Diagram Alir Penelitian 183.2 Bahan Penelitian... 183.3 Metode Penelitian. 193.4 Pengujian Tarik 21BAB IV BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN4.1 Anggaran Biaya Penelitian 234.2 Jadwal Penelitian 23DAFTAR PUSTAKA 25LAMPIRAN

  • 4DAFTAR TABEL

    No Tabel Judul Tabel HalTabel 2.1 Komposisi Kimia Besi Cor Kelabu 10Tabel 2.2 Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu.. 10Tabel 2.3 Karakteristik Elektroda Nikel Untuk Mengelas Besi Cor. 11Tabel 2.4 Kuat Arus Yang Digunakan Pada Kawat Las Hydrogen

    Rendah 12Tabel 4.1 Ringkasan anggaran penelitian.. 23Tabel 4.2 Jadwal Penelitian 23

  • 5DAFTAR GAMBAR

    No Gambar Judul Gambar HalGambar 2.1 Kurva Tegangan-Regangan.... 12Gambar 2.2 Penentuan tegangan luluh (yield stress) 13Gambar 2.3 Standar posisi pengelasan pada pelat dan Pipa (Petunjuk Kerja

    Las; Widharto, Sri, 2003) 16Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 18Gambar 3.2 Bentuk Dan Ukuran Spesimen Uji Mengacu Pada Standar

    ASTM E8-1996. 19Gambar 3.3 Bentuk Kampuh V dan Urutan Pengelasan. 19Gambar 3.4 Mesin Las Ac Merk Telwin Nordi Seri KA 214 Copper. 20

  • 6RINGKASAN

    Besi cor kelabu merupakan salah satu material yang banyak digunakandalam dunia industry maupun non industri. Kandungan karbon yang tinggi (lebihdari 2%) menyebabkan logam ini sulit untuk dilas. Diperlukan perlakuan khususuntuk mendapatkan hasil lasan yang baik. Dalam teknik pengelasan seperti iniumumnya elektroda las yang digunakan tipe CIA-1 (Cast Iron Alloys) berbasisnickel(Ni). Akan tetapi harganya yang mahal membuat sebagian bengkel-bengkellas di pinggir jalan yang pekerjaannya banyak menggunakan besi cor berinovasidalam memperoleh hasil las yang baik dengan harga yang murah yaitu denganmenggunakan elektroda las LB-52 yang dicelup oli. Penelitian ini bertujuan inginmengetahui perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan elektroda lasCIA-1 dan elektrode las LB-52 yang dicelup dengan oli, terhadap kekuatan tarikhasil las dan mengetahui ada tidaknya pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oliyang digunakan pada elektroda las LB-52 pada pengelasan besi cor kelabu Fc-30.Kata Kunci: Besi cor kelabu FC-30, elektroda LB-52, CIA-1,kekuatan tarik

  • 7BAB IPENDAHULUAN

    1.1 Latar BelakangMengingat pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dalam dunia

    industri, karena memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksilogam. Maka dibutuhkan riset dan karya ilmiah yang berorientasi kepadaterwujudnya peningkatan mutu sambungan las, sehingga didapat efisiensi yangtinggi, biaya yang murah, penghematan tenaga dan penghematan energi sebaikmungkin.

    Dalam penelitian ini pengelasan menggunakan las busur listrik manualdimana benda kerja adalah material besi cor kelabu. Besi cor kelabu banyakdigunakan pada bagian-bagian mesin mobil seperti roda daya, blok silinder,tromol rem dan lain-lain, maupun dalam pemasangan pipa yang membutuhkansambungan yang kuat dalam penyambungan tiap bagiannya.

    Dalam teknik pengelasan seperti ini umumnya elektroda las yang digunakantipe CIA (Cast Iron Alloys) berbasis nickel (Ni). Dalam penelitian sebelumnyayaitu pengelasan SMAW besi cor kelabu FC 25 dengan menggunakan elektrodalas ENiFeCI/ (CIA-2) didapat hasil berdasarkan pengamatan secara visual tidakditemui retak las maupun lubang halus/ porosity (Khusnul Yaqin, Muhammaddkk. 2011).

    Nickel dijadikan sebagai bagian dari bahan elektroda las cast iron karenanickel mempunyai karakteristik low solubility (sulit larut) pada carbon. Denganmenyatunya nickel & besi dapat menghindari terjadinya crack (retak) pada daerahfusion line (garis cair) akibat adanya perbedaan expansion temperature (perluasantemperatur) pengelasan pada material cast iron. Selain itu logam las inimempunyai karakteristik yang lentur dan mudah untuk dimachining.

    Akan tetapi harganya yang mahal membuat sebagian bengkel-bengkel las dipinggir jalan berinovasi dalam memperoleh hasil las yang baik dengan harga yangmurah. Salah satunya dengan bereksperimen menggunakan jenis elektroda lainyang umumnya digunakan untuk material mild steel (baja ringan) seperti elektroda

  • 8las tipe LB-52 AWS E7016. Hanya saja dilakukan perlakuan khusus denganmencelupkan elektroda LB-52 AWS E7016 tersebut kedalam oli sebelumpengelasan dilakukan.

    Berdasarkan spesifikasinya pada selaput elektroda las LB-52 memilikikandungan kalium-hydrogen rendah. Elektroda dengan kandungan hydrogenrendah sangat baik digunakan pada baja yang mengandung karbon kurang dari1,5%. Tetapi dapat juga dipakai pada pengelasan besi cor dengan hasil yang baik(Didikh, Suryana dan Djaedar, Sidabutar, 1978).

    Sedangkan oli memiliki kekentalan tertentu dimana dalam suhu tinggi(1500C) mampu mendinginkan daerah terkena panas HAZ (Heat Affected Zone)sehingga diperoleh sambungan material yang lebih kuat akibat adanya perubahansiklus thermal yang merubah struktur mikronya.

    Dari latar belakang masalah tersebut, dilakukan penelitian untuk dapatmengetahui perbandingan hasil pengelasan dari penggunaan elektroda besi cor(Cia-1) dan elektroda mild steel (LB-52) yang dicelup oli terhadap kekuatansambungan las dari material besi cor kelabu Fc-30.1.2 Rumusan Masalah

    1. Bagaimana perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan elektrodalas CIA-1 dan LB-52 yang dicelup dengan oli terhadap kekuatan tarikmaterial besi cor kelabu Fc-30.

    2. Bagaimana pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oli yang digunakanpada elektroda las LB-52 dari hasil pengujian tarik material besi corkelabu Fc-30.

    1.3 Batasan Masalah1. Spesimen yang digunakan adalah material besi cor kelabu FC 30 (grade

    3000).2. Pengelasan menggunakan las busur listrik dengan arus AC, diameter

    elektroda las ( 3.2mm) dimana kuat arus sesuai masing-masingspesifikasi elektroda las.

  • 93. Hasil las yang diuji adalah pengelasan dengan variasi dua buah elektrodalas dengan tiga percobaan yaitu elektroda las besi cor (CIA-1 AWS E Ni-Cl), elektroda las mild steel (LB-52 AWS E7016) dan elektroda las (LB-52 AWS E7016) yang dicelup dengan oli (SAE 20W-50).

    4. Lama pencelupan oli yang dilakukan pada elektroda LB-52 adalah + 3detik dan langsung digoreskan pada spesimen uji hingga busur menyala.

    5. Sambungan yang digunakan adalah tipe sambungan tumpul (butt joint)kampuh V dilas dua sisi pada pelat dengan posisi flat/ bawah tangan (1G).

    6. Pengujian dilakukan dengan cara uji merusak (Destruktif Test) berupapengujian tarik dengan standar ASTM (American Society for TestingMaterial) E8-1996.

    1.4 Tujuan Penelitian1. Untuk mengetahui perbandingan hasil pengelasan antara menggunakan

    elektroda las CIA-1 dan LB-52 yang dicelup dengan oli terhadapkekuatan tarik material besi cor kelabu Fc-30.

    2. Untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh pencelupan oli dengan tanpa oliyang digunakan pada elektroda las LB-52 dari hasil pengujian tarikmaterial besi cor kelabu Fc-30.

  • 10

    BAB IITINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Besi Cor Kelabu (Gray Cast Iron)Besi cor kelabu adalah besi cor yang kandungan karbonnya bervariasi

    antara 2,5% - 4% sementara kandungan silikon antara 1% - 3%, berat jenis 7,25gr/cm3, titik cair 1150 1250 oC, Mempunyai temperatur cor 1350 oC,Penyusutan yang mungkin terjadi sebesar 0,6 1,3 % (Calliseter,2006). Padatabel 2.1 menunjukkan komposisi kimia, sedangakan pada table 2.2 menunjukkansifat mekanis dari besi cor kelabu.Tabel 2.1 Komposisi Kimia Besi Cor KelabuUNS SAE grade C % Mn % Si % P % S %F10004 G1800 3.4 3.7 0.5 0.8 2.8 2.3 0.15 0.15F10005 G2500 3.2 3.5 0.6 0.9 2.4 2.2 0.12 0.15F10006 G3000 3.1 3.4 0.6 0.9 2.3 1.9 0.10 0.15F10007 G3500 3.0 3.3 0.6 0.9 2.2 1.8 0.08 0.15F10008 G4000 3.0 3.3 0.7 1.0 2.1 1.8 0.07 0.15Sumber: ASM volume 1, 2005Tabel 2.2 Sifat Mekanis Besi Cor Kelabu

    ASTMA 48 class

    Uji Tarik Tegangan GeserUji

    KekerasanMPa Ksi MPa Ksi MPa

    20 152 22 179 20 15225 179 26 220 25 17930 214 31 276 30 21435 252 36.5 334 35 25240 293 42.5 393 40 29350 362 52.5 503 50 36260 431 62.5 610 60 431

    Sumber: ASM volume 1, 20052.2 Elektroda Yang Dapat Digunakan Untuk Besi Cor

    Elektroda yang dipakai untuk mengelas besi cor dibuat dari beberapa jenislogam yang berlainan, antara lain:

  • 11

    1. Elektroda nikel.Elektroda jenis ini dipakai untuk mengelas besi cor, bila hasil las masih

    dikerjakan lagi dengan mesin. Elektroda nikel dapat dipakai dalam segala posisipengelasan, rigi-rigi las yang dihasilkan elektroda ini pada besi cor adalah rata danhalus bila dipakai pada pesawat las DC kutub terbalik. Ka