## OPTIMALISASI KOMPOSISI KANDUNGAN MN PADA FILLER UNTUK MENDAPATKAN KETANGGUHAN DAN KEKERASAN

## NUR SUBEKI
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik,  Universitas Muhammadiyah Malang
E-mail: nursubeki@gmail.com

## ABSTRAK
Submerged Arc Welding (SAW) adalah proses pengelasan yang digunakan dalam fabrikasi pipa, seperti pipa pengelasan spiral. Teknik ini dapat otomatis digunakan dan mempunyai ketahanan tinggi di banyak aplikasi pengelasan. Beberapa faktor mempengaruhi kekuatan dari logam pengelasan sebagai input panas, arus, dan komposisi kimia dari filler, fluks, dan logam dasar. Penelitian lebih lanjut ditujukan untuk meneliti hubungan mikrostruktur-kekerasan dari submerged busur spiral pipa pengelasan. Material yang digunakan pada penelitian ini adalah API 5L X-52 dan API 5LX-60 untuk pipa pengelasan spiral. Pengelasan dilakukan menggunakan tegangan 35 volt, kecepatan pengelasan 13,67 mm/s dimana komposisi Mn pada fluks bervariasi, 1.7; 1.4; 1.4 dengan Mo pada 1.09. Mikrostruktur dan kekerasan dikonduksikan dalam logam dasar, logam pengelasan dan heat affected zone (HAZ). Hasilnya menunjukkan bahwa, peningkatan komposisi Mn dapat meningkatkan struktur besi dalam logam pengelasan. Tingkat kekerasan dan kekuatan meningkat berkorelasi dengan peningkatan jumlah Mn, tetapi untuk komposisi Mn 1.7, tingkat besi menurun, konsekuensinya adalah tingkat kekerasan menurun.
Kata kunci: SAW, pipa spiral, mikrostruktur, kekerasan

## ABSTRACT
Submerged Arc Welding (SAW) is a welding process used for fabrication of pipes, for example spiral welded pipes. The technique can be operated automatically and has a high reliability in many various welding applications. Some factors affecting the strength of weld metals are heat input, current, and chemical composition of filler, flux, and base metal. The present investigation aims to study microstructure-hardness relationship of submerged arc spiral welded steel pipes. Material used in this experiment was API 5L X-52 and API 5L X-60 for spiral welded steel pipes. Welding was carried out using voltage of 35 volt, welding speed of 13,67 mm/s whereas composition Mn on the flux was varied, 1.7; 1.4; 1.4 with Mo and 1.09. Microstructure and hardness were conducted on base metal, weld metal and heat affected zone (HAZ). Results show that, an increase in composition of Mn could be increases the amount of acicular ferrite structure in weld metal. The hardness and thougness number is increase correlated with increase number of Mn, but for the composition Mn as 1,7, the number of acicular ferrite is decrease, the consequence of hardness number is decrease.
Key words: SAW, spiral pipes, microstructure, hardness

## PENDAHULUAN
Pengelasan  dengan  menggunakan  metode Sumerged Arc Welding (SAW) adalah pengelasan yang  banyak  digunakan  untuk  penyambungan konstruksi berat, misalnya: jembatan, perpipaan dan bangunan. Luasnya penggunaan metode ini dikarenakan dapat dilakukan secara otomatis dan memiliki keandalan yang tinggi. Struktur mikro dan ketangguhan las dipengaruhi oleh banyak faktor seperti komposisi kimia logam las, input panas, filler, fluks dan lain-lain (Dallam, 1995). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa struktur mikro dan ketangguhan hasil pengelasan SAW pada bahan baja karbon rendah.
Pipa  produksi  biasanya  mengunakan  proses pengelasan, salah satu jenis dari pengelasan yang banyak digunakan untuk penyambungan pipa dan memberikan sambungan dalam moderasi kontruksi baja adalah las busur redam atau SAW. Permasalahan yang sering terjadi pada hasil pengelasan SAW pada baja diantaranya adalah timbulnya tegangan sisa dan terbentuknya struktur mikro berupa (martensit, austenit sisa dan karbida) yang dapat menurunkan keuletan atau ketangguhan sehingga tidak memenuhi standart API (American Petrolium Institute). Untuk mengatasi masalah ini pengaruh perlakuan panas stress  relief  akan  berguna  untuk  meningkatkan ketangguhan  las  dan  ketahanan  terhadap  laju
rambat retak fatik pada sambungan pipa spiral baja, (Wiryosumarto dan Okumura, 2000)
Pengaruh kandungan Mn akan meningkatkan kekuatan tarik dari logam las tersebut. Peningkatan kekuatan tarik ini juga konsisten dengan kekuatan struktur mikro yang terbentuk di mana pada las terdapat ferit acicular yang lebih dominan. Struktur mikro ferit acicular (AF) mempunyai ukuran butir yang kecil, penambahan Mn akan memperhalus (refinement)  butir-butir  struktur  mikro  baik pada logam lasan maupun pada daerah reheated. Hubungan antara tegangan luluh dan ukuran butir bias  dinyatakan  dengan  persamaan  Hall  Petch (Prayoga dan Ilman. 2005). Sambungan las dapat digunakan  sebagai  sambungan  pada  konstruksi baja seperti jembatan, bejana tekan, dan perpipaan, harus memenuhi persyaratan yang ketat diantaranya adalah  kekuatan  tarik  dan  ketangguhan  harus mempunyai nilai yang mendekati logam induknya yaitu 500 MPa, (Johnson,dkk).
Persyaratan diatas dapat terpenuhi jika struktur - mikro logam las berupa ferit acicular. Harisson dan Farrar (1981), Subeki (2006) melaporkan penelitiannya bahwa ferit acicular dapat meningkatkan kekuatan tarik logam las karena ukuran butirannya kecil, sedangkan ketangguhannya yang baik disebabkan oleh adanya struktur interlocking, Subeki (2006). Namun demikian, terbentuknya ferit acicular pada logam las tidak selalu mudah karena dipengaruhi banyak  faktor  seperti  komposisi  logam  induk dan  logam  pengisi,  jenis  fluks,  dan  masukan panas.  Sementara  itu,  Gunaraj  dan  Murugan (2002), melaporkan penelitiannya bahwa efek dari pertambahan heat input akan meningkatkan dimensi weld interface (WI), grain growth zone (GGZ) dan HAZ sehingga memperbesar ukuran weld pool dan luasan peleburan. Disisi lain dengan peningkatan voltase meningkatkan sedeikit lebar WI, GRZ dan HAZ, tetapi lebar GGZ sangat besar peningkatannya.
Didukung  oleh  Suharno  dkk,  2004,  yang melaporkan penelitiannya pada pengelasan bahan Baja SM 490 dan Subeki (2006) pada pengelasan pipa  spiral,  memiliki  ketangguhan  tertinggi dengan  masukan  panas  2,12  kJ/mm  dan  pada kuat  arus  900  Amper  di  mana  prosentase  ferit acikular menunjukkan jumlah yang besar dengan suhu transisi – 7 ºC. Hal lain yang berpengaruh misalnya semakin tinggi basicity index dari fluks pada  pengelasan  baja  karbon  dengan  las  busur rendam akan meningkatkan kekuatan logam hasil las (Garland dan Kirkwood, 1976).

## METODE
Hasil proses pengelasan busur rendam sangat tergantung  dari  pemakaian  jenis  elektroda  dan
fluks, arus, tegangan listrik, kecepatan pengelasan dan lain-lain. Pemilihan besar arus dan kecepatan pengelasan yang dipakai dalam pengelasan baja adalah cukup penting, karena faktor tersebut akan menentukan masukan panas (heat input) yang terjadi dan struktur mikro pada daerah las. Pada panelitian ini dipelajari pengaruh besar arus dan kecepatan pengelasan terhadap sifat mekanik (sifat kuat tarik, tekuk, ketangguhan, kekerasan) dan struktur mikro dari hasil pengelasan dengan menggunakan proses pengelasan busur rendam, elektroda dan fluks yang sama terhadap pengelasan dari masing-masing baja API 5L X-52 dan baja SS 400.
Bahan  yang  akan  di  pakai  adalah  Baja  API 5L X-60 di mana, Pipa API dengan spesifikasi 5L adalah merupakan spesifikasi yang distandarkan oleh konferensi pembuatan dan pendistribusian dari line pipe untuk minyak, air dan gas dengan kondisi penggunaan yang istimewa, (Iscor, 2000).
Produksi baja untuk line pipe diproduksi dengan electric arc furnace (EAF) atau basic oxygen furnace (BOF) dengan model pengecoran kontinyu. Pipa baja bekerja pada kondisi tidak asam dengan kandungan sulfur maksimum 0,010%. Pada penggunaan pipa dengan ketangguhan yang tinggi dan permukaan yang  baik,  kalsium  pada  baja  mungkin  dapat memperbaiki  inklusi  sebagai  bentuk  perbaikan. Parameter pengecoran harus dikontrol dengan hati- hati sehingga mendapatkan komposisi kimia yang homogen, struktur yang beragam dan meningkatkan kualitas permukaan.

## Pengelasan Submerged Arc Welding
Submerged  arc  welding  merupakan  proses pengelasan otomatis di mana busur listrik dan logam cair tertutup oleh lapisan serbuk fluks, sedangkan kawat pengisi diumpankan secara kontinyu dengan kondisi busur listriknya teredam dalam fluks. Karena panas yang hilang dalam bentuk radiasi sangat kecil maka efisiensi perpindahan panas dari elektroda ke logam las sangat tinggi yaitu sekitar 90%. Pada pengelasan ini busr listriknya tidak kelihatan maka sangat sulit mengatur jatuhnya ujung busur. Mesin las yang digunakan menggunakan sumberlistrik searah  dengan  tegangan  tetap  sehingga  dapat mengontrol masukan panas,  (Wiryosumarto dan Okumura, 2000)
Dalam  proses  pengelasan,  busur  listrik  dan proses suplai logam las dari kawat las berlangsung dalam keadaan tertutupi oleh serbuk fluks selama pengelasan busur listrik selain mencairkan ujung kawat las juga ikut mencair sebagian logam induk dan sebagian serbuk fluks. Oleh karena itu selama pembekuan logam las terlindungi oleh terak dan serbuk fluks yang tersisa.
Keunggulan dari proses pengelasan SAW ini adalah pegelasan ini dapat mengelas pelat-pelat yang tebal-tebal dengan waktu pengelasan yang lebih singkat di banding proses pengelasan lainnya seperti (GTAW atau SMAW). Umumnya proses pengelasan SAW ini sudah semi otomatis, sehingga perencanaan dan persiapan sebelum melakukan proses pengelasan haruslah benar-benar baik untuk mencapai hasil las yang maksimal dan tidak ada cacat las. Untuk mengetahui kualitas dan kemampuan untuk dilas suatu jenis material dengan pengelasan SAW maka dibuatlah prosedur pengelasan. Kemudian dilakukan pengujian  di  laboratorium  mekanik.  Dengan mengacu kepada Standar yang berlaku misalnya ASME Section IX dan EN 288 (Standard Procedur Pegelasan Untuk Negara-Negara Persatuan Eropa). Bila pengujian Makro etsa, dan pengujian mekanik (pengujian tarik dan tekuk) memenuhi dua standar yang kita jadikan acuan di atas maka WPS boleh digunakan untuk referensi pengelasan dalam proses produksi sesungguhnya prinsip kerja dari mesin las busur rendam dapat dilihat dari gambar di bawah ini.
Gambar 1. Skema Las SAW (ASWP, 200)
Kawat Elektroda berbentuk kumparan dengan panjang total bervariasi dari 20 Meter sampai dengan 100 Meter, yang terpasang pada suatu unit Motor pengatur kecepatan. Sehingga kecepatan pengisian Kawat Elektroda tersebut dapat konstan. Kawat Elektroda ini akan melewati Nozzle yang berfungsi sebagai penyearah serta penahan panas.
Cerobong  Fluksi berfungsi  sebagai  tempat penampung fluksi yang pengisiannya dilakukan bersamaan  dengan  pengisian  kawat  Elektroda. Dalam hal pengelasan dengan menggunakan kawat Elektroda Tunggal (Single Wire Elektroda). Batang Kawat  Elektroda  berjalan  dan  mengalir  melalui Kontak  Nozzle  yang  terletak  didalam  Cerobong yang terisi dengan Fluksi.Busur api terjadi/timbul
diantara Kawat Elektroda dan Material Las (Base Metal), yang kemudian akan mencair serta larut bersama.  Bersamaan  dengan  itu  sebagian  dari Fluksi akan ikut mencair dan setelah mendingin akan disebut dengan Terak . Terak ini akan menutupi serta melindungi cairan logam dan busur api yang terbentuk pada saat proses pengelasan. Sehingga Cairan yang terjadi akan terlindungi dari pengaruh udara luar sampai dengan saat pendinginannya Fungsi dari fluks adalah sebagai sumber terak untuk melindungi logam cair dari udara sekitarnya, menjaga  busur  listrik  agar  tetap  stabil,  sebagai deoksidator, menghasilkan gas pelindung, mengurangi percikan api dan uap pada pengelasan, serta sebagai sumber dari unsur paduan. Selama proses pengelasan bahan fluks yang digunakan membungkus elektroda mencair dan membentuk terak, kemudian menutupi logam cair yang terkumpul di tempat sambungan dan bekerja sebagai penghalang oksidasi. Dalam beberapa fluks bahannya tidak dapat terbakar tetapi berubah menjadi gas sebagai pelindung dari logam cair terhadap oksidasi dan memantapkan busur.
Di dalam elektroda terbungkus fluks memegang peranan  penting  karena  fluks  dapat  bertindak sebagai: pemantap busur dan penyebab kelancaran pemindahan butir-butir cairan logam.Sumber terak atau gas yang dapat melindungi logam cair terhadap udara di sekitarnya.
Fluks biasanya terdiri dari bahan-bahan tertentu dengan perbandingan yang tertentu pula. Bahan- bahan yang di gunakan dapat di golongkan dalam bahan pemantapan busur, pembuat terak, penghasil gas, deoksidator, unsur paduan dan bahan pengikat. Terdapat 2 macam Fluksi, yaitu: (1) Fused Fluksi terbuat dari campuran butir-butir material seperti Mangaan,  Kapur,  Boxit,  Kwarsa  dan  Fluorpar didalam suatu Tungku Pemanas. Cairan terak yang terbentuk  akan  diubah  ke  dalam  bentuk  Fluksi dengan jalan: Dituang di suatu cetakan dalam bentuk beberapa lapis/susun yang tebal kemudian dipecah serta disaring sesuai dengan ukuran butiran yang diinginkan. Dari kondisi panas dituang ke dalam air, sehingga timbul percikan-percikan yang kemudian disaring sesuai ukurannya. Metode ini lebih effisien, tetapi kualitas Fluksi yang dihasilkan mengandung Hydrogen yang cukup tinggi yang memerlukan prose lebih  lanjut  untuk  mengurangi  kadar  Hydrogen tersebut. (2) Bonded Fluksi. Bonded Fluksi ini dibuat di Pabrik dengan jalan mencampur butiran-butiran material yang ukurannya jauh lebih halus seperti mineral, Ferroalloy, Water glass sebagi pengikat dalam suatu Mixer yang khusus. Campuran tersebut kemudian akan dikeringkan dalam suatu Pengering yang berputar pada Temperatur 600–800° C.

## Mangan (MN)
Mn termasuk dalam kelompok austenit stabilizer, di  mana  unsure  paduan  ini  akan  menghambat terjadinya transformasi fasa. Sehingga fasa ferit acicular yang memiliki temperatur trasformasi yang rendah dapat terbentuk. Kandungan Mn 1,4–1,8% wt akan terbentuk struktur ferit acicular yang dominan dan  ketangguhan  juga  meningkat.  Sedangkan bila kandungan Mn lebih tinggi akan terbentuk struktur bainit atas dan menurunkan ketangguhan. Penambahan mangan menjamin sifat mampu las yang baik bila kandungannya tidak lebih dari 1.5%.
Molybedenum merupakan logam putih keperakan ditemukan sekitar abad ke 18, memiliki titik lebur dan eleastisitas tinggi dan relatif padat kaku dan kuat daya tahan terhadap thermal shock baik dan daya  hantar  listrik  dan  panas  baik.  Digunakan dalam bentuk mumi (99.9% + Mo), dan paduan. Paduan utama adalah TZM (tittanium-zirconium- molybdenum), mengandung sedikit titanium dan zirconium (kurang dari 1% total). Mo danpaduannya memiliki kekuatan baik pada suhu tinggi, banyak digunakan  dalam  pelindung  panas,  element pemanas, elektroda pada resistance welding, dies pada pengerjaan suhu tinggi (die casting molds), dan komponen roket serta jet. Mo digunakan sebagai unsur  paduan  dalam  jumlah  besar  pada  logam refactory lain, dan pada baja superalloys. Sebagai paduan Mo meningkatkan kekuatan, keuletan, dan daya tahan korosi. Kekurangan utama pada paduan Mo adalah daya tahan terhadap oksidasi rendah pada suhu diatas 500° C sehingga perlu mengunakan pelapis (coating) pelindung.

## Pengujian

## Pengamatan Mikro Struktur
Penelitian ini menggunakan mikroskop cahaya. Persiapan  yang  dilakukan  sebelum  mengamati struktur  mikro  adalah  pengefraisan  spesimen, pengampelasan, pemolesan dan pengetsaan. Setelah dipilih, bahan uji diratakan kedua permukaannya dengan menggunakan mesin frais, dalam pendinginan harus selalu terjaga agar tidak timbul panas yang mempengaruhi struktur mikro. Setelah rata digosok dengan  menggunakan  ampelas  mulai  dari  yang kasar sampai yang halus. Arah pengampelasan tiap tahap harus diubah, pengampelasan yang lama dan penuh kecermatan akan menghasilkan permukaan
yang halus dan rata. Bahan yang halus dan rata itu diberi autosol untuk membersihkan noda yang menempel pada bahan. Langkah terakhir sebelum dilihat struktur mikro adalah dengan mencelupkan spesimen  kedalam  larutan  etsa  dengan  penjepit tahan karat dan permukaan menghadap keatas. Kemudian spesimen dicuci, dikeringkan dan dilihat stuktur mikronya

## Pengujian Kekerasan (Hardness)
Pada penelitian ini dipergunakan metode Rockwell merupakan  uji  kekerasan  dengan  pembacaan langsung (direct-reading). Metode ini banyak dipakai dalam industri karena pertimbangan praktis. Variasi dalam beban dan indetor yang digunakan membuat metode ini memiliki banyak macamnya. Metode yang paling umum dipakai adalah Rockwell B (dengan indentor bola baja berdiameter 1/6 inci dan beban 100  kg)  dan  Rockwell  C  (dengan  indentor  intan dengan beban 150 kg). Walaupun demikian metode Rockwell lainnya juga biasa dipakai. Oleh karenanya skala  kekerasan  Rockwell  suatu  material  harus dispesifikasikan dengan jelas
Tujuan  pengujian  kekerasan  adalah  untuk mengetahui nilai kekerasan pada daerah las. haz butir kasar, haz butir halus, reheated zone butir besar, reheated zone butir kecil, dan logam induk untuk semua hasii pengelasan dengan variasi basicity index fluks.
Bahan penelitian ini  :  Plat Baja API 5L X60 Spesifikasi pipa
:  Tebal: 9 mm, panjang: 50.7 mm Proses Pengelasan  :  SAW Jenis elektrode :  AWS A5.17-80:EM 12 K Ø 3,2 mm Jenis flux :  OK Flux 10.7 dan OK Flux 10.71

## Cara Pengelasan
Pelat yang berbentuk koil dirol tekuk membentuk pipa spiral dilakukan pengelasan dimulai bagian dalam kemudian pada jarak 1,5 meter dilakukan pengelasan pada bagian luar pipa dengan las SAW seperti terlihat pada gambar. Dari model pengelasan spiral kontinyu yang divariasi adalah pengelasan luar pipa. Prosedur pengelasan adalahmenurut standard AWS A5.17. Pengelasan dilakukan dengan perbedaan variasi Mn dan Mo pada filler Pengelasan dilakukan di PT. KHI Pipe Industries Cilegon Banten.

## Pengamatan Struktur Mikro
Pengamatan struktur mikro adalah salah satu sifat fisis yang diamati dalam penelitian ini. Tujuan dari  pengamatan  struktur  mikro  adalah  untuk mengetahui struktur mikro hasil pengelasan dengan variasi kuat arus. Alat yang dipergunakan untuk pengujian  ini  adalah  mikrosokop  optik,  dengan mikrosokop ini dapat dilihat ukuran dan bentuk butir  serta  distribusi  dari  berbagai  macam  fasa logam serta inklusi yang terjadi pada pengelasan. Pembesaran yang dipergunakan adalah 200 kali. Pengamatan dilakukan pada daerah las, haz dan logam induk
Gambar 3. Alat uji mikro struktur
(a) (b)
Gambar 2. a). Proses pengelasan pipa spiral (TWI, 1998) b). Skema pengelasan pipa
pengerjaan  sebelumnya.  Ukuran  amplas  yang dipergunakan mulai dari kasar yaitu 120, 400, 600, 800, dan 1000.

## Pemolesan
Pemolesan  digunakan  untuk  memperhalus permukaan  benda  uji  sampai  mengkilap  seperti cermin. Pemolesan dilakukan dengan menggunakan autosol dan digosok dengan kain atau bludru dengan arah  sejajar  dan  pada  akhir  penggosokan  arah melingkar

## Pengetsaan
Tujuan dari mengetsa adalah untuk melarutkan batas  butir  dari  material.  Etsa  yang  digunakan untuk  baja  karbon  adalah  HN03  (2,5%).  Proses mengetsa dilakukan dengan cara mencelupkan benda uji kedalam cetsa selama kurang lebih 10–15 detik. Setelah dietsa benda uji dibersihkan dengan sabun colek dan dicuci dengan air kemudian dikeringkan memakai hair dryer.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Komposisi Kimia Pengelasan
Tabel 1. komposisi  kandungan  kimia  filler  untuk material 1
C Si Mn Cr Ni Mo 0,05 0,5 1,7 - - -
Tabel 2. komposisi  kandungan  kimia  filler  untuk material 2 C Si Mn Cr Ni Mo 0,5 0,50 1,4 - - - Tabel 3. komposisi  kandungan  kimia  filler  untuk material 3 C Si Mn Cr Ni Mo 0,5 0,40 1,4 - - 0,5 Tabel 4. komposisi  kandungan  kimia  filler  untuk meaterial 4 C Si Mn Cr Ni Mo 0,11 0,29 1,09 0,03 0,02 0,01

## PENGAMATAN FOTO MAKRO
Foto makro dimaksukkan untuk mengetahui bentuk dan batas antara daerah las, HAZ, logam induk, las bagian luar dan las bagian dalam. Pada pengelasan pipa faktor yang paling dominan adalah kekuatan yang terdapat pada pengelasan bagian luar, dari gambar 3 terlihat bahwa daerah las luar lebih besar dari pada yang dalam, sementara daerah
Langkah-langkah persiapan benda uji:

## Pengamplasan
Proses  ini  dimaksudkan  untuk  memperkecil kerusakan permukaan yang terjadi akibat proses
HAZ sangat tipis, ini menunjukkan bahwa daerah pengaruh panas memiliki area yang semoit.
Gambar 4. foto makro las

## PENGAMATAN STRUKTUR MIKRO Struktur Mikro Bagian Las
Pengujian struktur mikro dimaksudkan untuk mengetahui bentuk, susunan dan ukuran butir pada logam las. Struktur mikro logam las ditentukan oleh banyak faktor diantaranya masukan panas, kuat arus, kandungan dan komposisi dari filler dan fluks, kecepatan las dan laju pendinginan. Pada gambar 4 ditunjukkan bentuk struktur mikro berdasarkan perbedaan  kandungan  Mn  nya  yitu  mulai  dari material  1  dengan  kandungan  Mn  1.7,  material 2 dengan kandungan Mn 1.4, material 3 dengan
kandungan Mn 1.4, material 4 dengan kandungan Mn  1.09.  Hal  ini  digunakan  untuk  menentukan struktur  mikro  yang  dominan  pada  perubahan kandungan Mn yang berfungsi untuk meningkatkan sifat mekanik sambungan las.
Kandungan Mn pada Filler dapat menentukan kualitas dari pengelasan, hal ini terlihat dari gambar 4 yang menunjukkan bentuk struktur mikro pada bagian Las. Pada gambar 4a menunjukan struktur mikro yang terbentuk didominasi oleh ferit batas butir, disusul dengan acicular ferit dan ferit Widmanstaten sehingga pengelasan yang tebentuk masih mudah dibentuk namun ketangguhan kurang baik. Pada gambar  4b  Didominasi  oleh  ferit  Widmanstaten disusul dengan ferit batas butir dan acicular ferit, mikrostuktur dengan komposisi ini menunjukkan hasil pengelasan ini masih memiliki sifat mampu bentuk karena kekerasanya dan ketangguhannya masih  rendah  Pada  gambar  4c  menunjukkan mikrostruktur yang terbentuk didominasi oleh ferit acicular disusul dengan ferit Widmanstaten dan ferit batas butir, kondisi ini dapat diartikan bahwa sifat pengelasan yang dihasilkan memiliki ketangguhan dan kekerasan yang baik, sehingga mampu menahan rambatan  retak  fatik  4d  menunjukkan  struktur mikro yang terbentuk didominasi Ferit acikular disusul dengan ferit Widmanstaten dan ferit batas
a).  Material 1 Mn 1.7
b).  Material 2 Mn 1.4 c).  Material 3 Mn 1.4 dan Mo 0.5
d).  Material 4 Mn 0.9 dan Mo 0.01
Gambar 5. Foto mikro daerah las AF: Acicular Ferit, GF: Ferit Batas Butir WF: Ferit Witmanstaten
butir,  kondisi  menunjukkan  bahwa  untuk  hasil pengelasan  ini  juga  memilki  ketangguhan  dan kekerasan yang baik.

## Struktur mikro bagian HAZ
Pengaruh kandungan Mn pada filler terhadap pengelsan SAW pada struktur mikro bagian HAZ terlihat pada gambar 5. pada gambar 5a daerah HAZ menunjukkan bahwa struktur mikro yang terbentuk di dominasi oleh perlit disusul dengan ferit batas butir dan acicular ferit, ini artinya daerah tersebut sangat lunak. Gambar 5b pada daerah HAZ struktur mikro  yang  terbentuk  didominasi  oleh  struktur mikro ferit batas butir disusul dengan acicular ferit dan perlit, kondisi ini berarti sifat daerah tersebut agak  keras  dan  lebih  tangguh.  Pada  gambar  5c pada derah HAZ menunjukkan bahwa prosentase acicular  ferit  cukup  besar  disusul  dengan  ferit acicular disusul dengan ferit Widmanstaten dan ferit batas butir, kondisi menunjukan hasil pengelasan didaerah  HAZ  ini  memiliki  sifat  mekanik  yang sangat bagus diantaranya kekuatan, ketangguhan dan kekerasan.

## Pengamatan SEM

## Gambar 7. Foto SEM logam las dengan terbentuknya struktur ferit acicular
Struktur mikro ferit acicular terbentuk pada hasil  pengelasan  dimulai  dari  adanya  inklusi dan kemudian membentuk nucleus-nucleus yang kemudian memanjang membentuk struktur ferit acicular (Bhadeshia, 2001). Struktur dan bentuk inklusi dapat di amati mengunakan SEM seperti terlihat pada gambar 6.
a).  Material 1 Mn 1.7 b).  Material 2 Mn 1.4 c).  Material 3 Mn 1.4 dan Mo 0.5
Gambar 6. Foto mikro daerah HAZ AF: Acicular Ferit, GF: Ferit Batas Butir WF: Ferit Witmanstaten
Pengertian inklusi adalah partikel halus dengan ukuran  sekitar  0,2–1  µm  yang  terbentuk  dari hasil reaksi oksidasi atau reduksi selama proses pengelasan, tetapi partikel tersebut tidak ikut larut dalam logam cair.
Data  distribusi  dan  ukuran  inklusi  dapat diperoleh  dengan  pengujian  SEM  sedangkan komposisi kimianya dengan EDX-Ray spectrometer (energy dispersive X-Ray).
Adanya inklusi yang banyak seperti yang terjadi pada logam las menyebabkan butir austenit menjadi kecil  karena  inklusi  menghambat  pertumbuhan butir selama transformasi dari δ → γ sehingga pada saat terjadi transfomasi dari γ → α struktur mikro yang terbentuk adalah ferit batasbutir dan ferit Widmanstatten (Harrison, 1981).

## Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan yang digunakan dengan metode rockwel dengan penggunaan beban 150 kg, beban tersebut dipilih untuk mendapatkan bekas indentasi yang kecil sehingga mendapatkan jarak pengujian yang rapat, sehingga tiap titik perubahan akan dapat diukur nilai kekerasannya.
Dari hasil pengujian kekerasan telah diperoleh data untuk daerah las, haz, dan logam induk dengan menggunkan beban 150 kg dan waktu 15 detik. tiap material mempunyai perbedaan kandungan Mn pada Flux pengelasan.
Gambar 8. Grafik kekrasan
Tabel 6. Data nilai kekerasan pada daerah haz
Material Material 1 Mn 1.7 Material 2 Mn 1.4 Material 3 Mn 1.4 Mo 0.5 Material 4 Mn 1.09 Mo 0.01 Baja API 5L X-60 45 47 47 46.5 43 46.5 47.5 46.5 44 47.5 47 46 44 46 47 45.5
43.5 47
47.5 47
Gambar 9. Grafik kekerasan pada daerah HAZ
Pada  daerah  HAZ  Nampak  pada  gambar  8 bahwa nilai kekerasan yang pailing tinggi terdapat di  material  dengan  kandungan  Mn  1.4  dengan penambahan Mo, disusul dengan mateal las dengan kandungan Mn 1.4, kemudian 1.09 dan terendah adalah kandungan Mn 1.7.
Tabel 5. Data Nilai Kekerasan
Spesimen Logam Induk Haz Las Material 1 43 45 44 43 43 45 44 44 44 45 44
44 43 43.5 44.5 Material 2 47.5 47 48 47 46.5 48 47.5 47.5 46.5 46 46 47 46 47 47.5 Material 3 49.5 47 49 49.5 47.5 49 49 47 48.5 48 47 47 47 47.5 46 Material 4 48 46.5 48 48 46.5 47.5 47.5 46 49 48 45.5 48
48 47 49
Tabel 7. Data nilai kekerasan pada derah las
Material Material 1 Mn 1.7 Material 2 Mn 1.4 Material 3 Mn 1.4 Mo 0.5 Material 4 Mn 1.09 Mo0.01 Baja API 5L X-60 44 48 49 48 45 48 49 47.5 44 46.5 48.5 49 44 47 47 48 44.5 47.5 46 49
Pada derah LAS nbilai kekerasan yang apaling tinggi terdapat pada material dengan kom posisi Mn 1.4 dan Mo 0.5 sementara nilai kekrasan yang paling rendah terdapat pada material dengan komposisi Mn 1.7. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan Mn selalu meningkatkan ketangguhan.
Tabel 8. nilai  rata-rata  pengujian  kekerasan  pada masing-masing material
Daerah Material 1 Mn 1.7 Material 2 Mn 1.4 Material 3 Mn 1.4 Mo 0.5 Material 4 Mn 1.09 Mo 0.01 Logam Induk 43.6 46.8 48.6 47.9 HAZ 43.9 46.8 47.2 46.3 LAS 44.3 47.7 47.9 48.3
Gambar 11. Grafik Nilai Rata-Rata Kekerasan Untuk
Masing-Masing Material
Gambar 10. Grafik keakerasan daerah LAS
Dari gambar 11 pada material 3 mempunyai kekerasan  yang  paling  tinggi  di  daerah  las  dan derah haz, dan untuk material 1 mempunyai nilai kekerasan yang paling rendah pada derah las dan haz

## SIMPULAN
Pada pengamatan mikrostruktur didapatkan bahwa peningkatan kandungan Mn pada filler dapat meningkatkan jumlah struktur acicular ferit sihingga ketangguhan material las meningkat. Namun pada kandungan Mn 1.7 justru struktur yang terbentu memunculkan banyak perlit, sehingga menurunkan ketangguhan  logam  hasil  las.  Pada  pengujian kekerasan menunjukkan bahwa kandungan Mn pada komposisi 1.4 yang ditambah dengan Mo memiliki kekerasan yang paling tingi sementara Mn tertinggi yaitu 1.7 ternyata memiliki nilai kekerasan yang rendah

## DAFTAR PUSTAKA
Bhadeshia, H.K.D.H., dan Svensson, L. 1991. Modelling the Evolution of Microstucture in Steel Weld Metal, IIW DOC II-A-846-1991.
Dallam,  C.B.,  Liu,  S.,  dan  olson,  D.L.  1985.  Flux Composition  Dependence  of  Microstructure  and Tougness  of  Submerged  Arc  HSLA  Weldments, Welding Journal 64, pp. 140–151.
Garland, J.G., dan Kirwood, P.R. 1975. Metal Construction, May, pp 275–283.
Gunaraj, V, and Murugan, N. 2002. Prediction of Heat- Affected Zone Characteristics in Submerged Arc Welding of Structural Steel Pipes. Welding Journal, pp 94S–910 S.
Harrison, P.L, dan Farrar, R.A. 1981. Influence of Oxigen- rich Inclusions on the g a Phase Transformation in High Strength Low Alloy (HSLA) Steel Weld Metals, Journal of Material Science, 16, pp 2218–2226.
Iscor Ltd. 2000. Hot Rolled Strip for Line Pipe, PO Box 2,
Vanderbijlpark.
Prayoga, B.T dan Ilman, M.N. 2006. Analisis Kekeuatan Tarik  dan  Ketangguhan  Kekeuatan  Las  Busur Redam  Baja  Karbon  Rendah  Dengan  Variasi Kandungan Mn”, Forum Teknik Volume 30. No. 1, Yokyakarta.
Subeki. 2006. Pengaruh Kuat Arus Terhadap Kekuatan Dan Kekerasan Sambungan Las Busur Terendam (Submerged Arc Welding) Pada Pengelasan Pipa Spiral Baja Api 5l X-52, PBI, UMM Malang.
Subeki. 2006. Nilai Ketangguhan Dan Bentuk Struktur Mikro Dari Perubahan Kuat Arus Pengelasan Pipa Spiral, PBI, UMM Malang.
Subeki. 2007. Optimalisasi Nilai Ketangguhan dan Bentuk Perpatahan  pada  Pengelasan  Busur  Terendam Pipa  Spiral  Baja  API  5L  X  52,  Optimum  Vol.  7, Hal 107–208, Malang.
Suharno, Ilman, M.N., dan Jamasri. 2004. Pengaruh Heat Input terhadap Ketangguhan dan Laju Rambatan Retak Fatik pada Pengelasan Baja SM 490, Tesis S2, UGM. Yokyakarta.
Wiryosumarto,  H.,  dan  Okumura,  T.  2000.  Teknologi Pengelasan Logam, PT Pradnya Paramita, Jakarta.