## Kaji eksperimen pengaruh variasi elektroda dan kuat arus pengelasan SMAW pipa baja AISI 1026 terhadap nilai kekerasan dan pengujian magnetic particle
Sopiansyah, Ilyas Yusuf, Sumardi Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Lhokseumawe, 24301, Indonesia Email : sopiangayo228@gmail.com

## Abstrak
Kekuatan  sambungan  pengelasan  sangat  dipengaruhi  oleh  pemilihan  elektroda  yang  benar  dan  arus  yang  sesuai sehingga  tidak  menimbulkan  cacat  las,  untuk  mengetahui  jenis  cacat  las  yang  terjadi  diperlukan  pengujian  seperti pengujian tidak merusak.  Penelitian ini bertujuan untuk untuk mengkaji tentang kualitas hasil sambungan las  pada proses las SMAW dengan variasi elektroda dan arus pengelasan pada material pipa baja AISI 1026. Metode penelitian berupa pengelasan dengan variasi elektroda AWS E7016 dan E7018, kemudian dilakukan pengujian liquid penetrant dan magnetic particle untuk mengindentifikasi cacat pengelasan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa indikasi cacat las yang minim dari variasi arus pengelasan 80 A, 100A, dan 120 A adalah dengan menggunakan arus pengelasan 100 A dengan elektroda AWS E7016. Nilai kekerasan tertinggi pada daerah weld 39,3 HRC dengan menggunakan arus pengelasan 120 A dengan elektroda AWS E7016 dan nilai kekerasan tertinggi pada daerah HAZ kanan 36,28 HRC dengan  menggunakan  arus  pengelasan  120  A  dengan  elektroda  AWS  E7018  dan  HAZ  kiri  36,20  HRC  dengan menggunakan arus pengelasan 120 A dengan elektroda AWS E7018 Dari data hasil pengujian kekrasan material AISI 1026 didapat hasil pada data kekerasan base material rata-rata 30,15 HRC.
Kata kunci : SMAW, AISI 1026, Magnetic Particle Inspection, HAZ, kekerasan.
Effect of electrode variation and welding current strength of SMAW AISI 1026 steel pipe on hardness value and Magnetic Particle test

## Abstract
The strength of the welding joint is greatly influenced by the selection of the correct electrode and the appropriate current so that it does not cause welding defects, to determine the type of welding  defect that occurs, tests such as non-destructive  testing  are  needed.  This  study  aims  to  examine  the  quality  of  welded  joints  in  the  SMAW  welding process with variations of electrodes and welding currents on AISI 1026 steel pipe material. The research method is welding with variations of AWS E7016 and E7018 electrodes, then testing liquid penetrant and magnetic particle to identify welding defects. The results showed that the minimal indication of welding defects from variations in welding currents of 80 A, 100A, and 120 A was to use a welding current of 100 A with AWS E7016 electrodes. The highest hardness value in the weld area is 39.3 HRC using a welding current of 120 A with AWS E7016 electrodes and the highest hardness value is in the right HAZ 36.28 HRC using a welding current of 120 A with AWS E7018 electrodes and the left HAZ 36.20 HRC with using a welding current of 120 A with AWS E7018 electrodes. From the data from the AISI 1026 material hardness test, the results obtained on the base material hardness data an average of 30.15 HRC.

## 1 Pendahuluan
Pengelasan  (welding)  adalah  salah  satu  teknik penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan  menghasilkan  sambungan  yang  kontinyu[1]. Salah satu proses pengelasan yang paling umum dan sering  kali  digunakan  yaitu  pengelasan  SMAW (Shield  Metal  Arc  Welding)[2][3].  Yang  sering menjadi permasalahan ialah ketika kekuatan dari hasil
lasan  tidak  sesuai  dengan  yang  ditargetkan.  Hal tersebut sering terjadi diakibatkan oleh terbentuknya cacat las pada saat proses pengelasan berlangsung dan cacat  las  yang  terbentuk  sering  ada  pada  hasil  las dengan metode SMAW. Pipa Baja AISI 1026 sering kali  diaplikasikan  pada  Pabrik  minyak  yang digunakan untuk sistem perpipaan pada Boiler (Ketel uap) dikarenakan material ini tahan terhadap tekanan uap  panas  yang  dihasilkan  mesin  boiler  yang  dalam proses kontruksinya menggunakan teknik pengelasan,
dan  dalam  permasalahanya  sering  sekali  terjadi kebocoran  pada  saluran  pipa  boiler  akibat  tekanan uap  yang  berlebih  yang  tidak  bisa ditahan oleh hasil lasan  yang  tidak  sesuai  standart,  bisa  jadi  dari kesalahan welder atau dari ketidak cocokan elektroda dan  arus  yang  digunakan  sehingga  terjadinya kebocoran pada pipa boiler tersebut[2][4].
Pemilihan  elektroda  yang  benar  dan  arus  yang sesuai merupakan parameter yang sangat penting pada proses pengelasan karena elektroda yang tidak sesuai dengan  material  bisa  menyebabkan  lemahnya kekuatan sambungan pengelasan sehingga membahayakan  konstruksi.  Begitu  juga  dengan  arus yang  tidak  sesuai  akan  menimbulkan  berbagai  cacat pengelasan yang juga sangat mempengaruhi kekuatan sambungan pengelasan[5][6].
Penelitian  tentang  ini  sudah  dilakukan  kajian oleh  beberapa  peneliti[7][8][9]  seperti  Triana  dkk dengan  judul  penelitian  Pengaruh  Variasi  Elektroda dan Arus Listrik Pengelasan Terhadap Cacat Las dan Sifat  Mekanik  Pelat  Baja  Aplikasi  Lambung  Kapal. Hasil penelitian menujukkan bahwa hasil pengelasan menggunakan  elektroda  E7016  ditemukan  cacat porositas  sebesar  12  mm  dan  2  mm  pada  saat pengelasan dilakukan dengan besar arus 90 A dan 130 A,  sedangkan  hasil  pengelasan  menggunakan elektroda E7018 ditemukan cacat porositas sebesar 6 mm pada saat pengelasan dilakukan dengan besar arus 80  A  dan  100  A[10].  Berdasarkan  permasalahan tersebut  maka  diperlukan  penelitian  lanjutan  untuk mendapatkan  parameter  yang  sesuai  sehingga  dapat meningkatkan kekeuatan sambungan las. Tujuan dari penelitian  ini  adalah  mengkaji  tentang  kualitas  hasil sambungan las dengan proses las SMAW menggunakan  variasi  elektroda  AWS  E  7016  dan AWS E7018 dengan Variasi arus 80 A, 100 A dan 120 A  pada  material  pipa  baja  AISI  1026.  Kemudian material  dilakukan  pengujian  liquid  penetrant  dan magnetic  particle  untuk  mengindentifikasi  cacat pengelasan,  dilanjutkan  dengan  pengujian  kekerasan untuk  mendapatkan  nilai  kekerasan  permukaan  dari sifat mekanik material.

## 2 Metode Penelitian
Material  yang  digunakan  AISI  1026  dengan ukuran panjang 500 mm, diameter 5 inch, dan tebal 9 mm. Dalam penelitian ini material Pipa baja AISI 1026 mempunyai ukuran dimensi panjang 500mm, diameter 5  inchi  dan  tebal  9  mm.  setelah  dilakukan  proses pemotongan  ( cutting )  menggunakan  gergaji  besi dimensinya menjadi panjang 120 mm diameter 5 inchi dan  tebal  9  mm,  untuk  memudahkan  proses pengelasan.  Langkah  awal  yang  dilakukan  adalah memotong  material  menjadi  dua  bagian  dengan menggunakan mesin gergaji.
Pembuatan  kampuh  V  terbuka  dibuat  dengan
menggunakan  mesin  bubut  bentuk  yang  akan  dibuat adalah material akan dipotong dengan sisi kemiringan 30° dan menyisakan 2 mm untuk bentuk root face .
Gambar 1 . Bentuk Kampuh
Selanjutnya dilakukan proses pengelasan adalah sebagai berikut:
1. Persiapkan alat dan bahan.
2. Persiapkan  mesin  las  dan  mengelas  sesuai prosedur pengelasan.
3. Arus pengelasan yang digunakan adalah 80 A, 100 A, 120A.
4. Elektroda yang digunakan adalah AWS E7016 dan AWS E7018
5. Bersihkan  terak  hasil  pengelasan  sebelum melakukan  uji  tidak  merusak  dan  membentuk spesimen.
Setelah  dilakukan  pengelasan  pada  spesimen, selanjutnya  dilakukan  pengujian  NDT  berupa liquid penetrant dan  uji magnetic  particle. Pengujian  ini dilakukan  untuk  melihat  cacat  las  yang  terjadi  pada permukaan benda kerja dan sub surface Setelah  pengujian  NDT  dilakukan  pengujian kekerasan seperti pada gambar 2.
Gambar 2 . Bentuk Spesimen Uji Kekerasan
Spesimen uji kekerasan untuk satu variasi arus dan elektroda berjumlah satu spesimen dan spesimen total keseluruhan spesimen uji kekerasan  untuk tiga variasi arus dan dua variasi elektroda berjumlah enam spesimen.
3 Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil Pengelasan
Berikut  ini  adalah  hasil  dari  pengelasan material  pipa  baja  AISI  1026  dengan  variasi Elektroda  E7016  dan  E7018  dengan  Arus  80.  100 dan 120 A. Hasil Pengelasan terlihat pada gambar 3.
Gambar 3 . Hasil Pengelasan

## 3.2 Uji Penetrant
Setelah  dilakukan  pengelasan  selanjutnya dilakukan  uji  penetrant  ,  uji  penetrant  terlihat  pada gambar 4 dan 5.
Gambar  4 .  Hasil  Uji  Penetrant  spesimen memakai elektroda AWS E7016.
Gambar 5 . Hasil Uji Penetrant spesimen memakai elektroda AWS e7018
Dari  hasil  uji  penetrant  pada  spesimen  yang menggunakan  elektroda  AWS  E7016  tidak  ada
indikasi  cacat  las  sedangkan  pada  spesimen  yang menggunakan elekroda AWS E7018 terdapat indikasi cacat las jenis undercut pada saat menggunakan arus 80 A dan 120 A
Setelah  dilakukannya  uji penetrant terdapat cacat pengelasan jenis undercut pada kasus ini terjadi dikarenakan  pada  saat  pengelasan  arus  yang digunakan  tidak  sesuai  dengan  kecepatan  elektroda, sehingga membuat lelehan yang tidak merata.

## 3.2 Pengujian Magnetic Particle
Pengujian Magnetic Particle merupakan salah satu  metode  pengujian  tak  merusak  dengan menggunakan serbuk magnet untuk dapat melihat dan mengidentifikasi  jenis  cacat  las  sedikit  didalam permukaan.
Non-Destructive  Test  (NDT)  adalah  aktivitas pengujian  atau  inspeksi  terhadap  suatu  benda  atau material  untuk  mengetahui  adanya  cacat  tanpa merusak benda.
Setelah pengujian liquid penetrant dilanjutkan dengan pengujian magnetic particle untuk memeriksa cacat dalam permukaan, seperti gambar dibawah ini:
Gambar 6 . Hasil Uji Magnetic Particle spesimen memakai elektroda AWS e7016
Pada  data  hasil  pengujian  Magnetic Particle pada spesimen yang memakai elektroda E7016 pada variasi arus 80 A terdapat jenis cacat las Crack dan Porosity ,  ini  terjadi  karena  arus pengelasan  terlalu  rendah  dan  kecepatan  las terlalu tinggi. pada arus 100 A tidak ada indikasi cacat dan pada arus 120 A terindikasi cacat jenis porosity dikarenakan adanya sambungan las atau pergantian  elektroda.  dan  yang  bisa  dikatakan memiliki  kualitas  paling  baik  adalah  pada  arus 100 A. Pengelasan arus 100 A dikatakan paling baik karena minim cacat las.
undercut
Weld metal
Gambar  7 .  Hasil  Uji  Magnetic  Particle  spesimen memakai elektroda AWS e7018.
Pada  data  hasil  pengujian  Magnetic  Particle pada  spesimen  yang  memakai  elektroda  E7018  pada variasi  arus  80  A  terdapat  jenis  cacat  las Crack dan Porosity ,  ini  terjadi  karena  arus  pengelasan  terlalu rendah dan kecepatan las terlalu tinggi. pada arus 100 A terindikasi cacat jenis porosity yang sangat banyak dan  cacat  jenis  crack.  Hal  ini  disebabkan  karena ketidaksesuaian  kecepatan  las  dengan  arus  yang digunakan.  Sedangkan  pada  arus  120  A  Hanya terindikasi  cacat  jenis porosity dikarenakan  adanya sambungan las atau pergantian elektroda dan yang bisa dikatakan  memiliki  kualitas  paling  baik  adalah  pada arus 120 A. Pengelasan arus 120 A dikatakan paling baik  karena  minim  cacat  las,  hal  ini  terbukti  bahwa pengaruh jenis elektroda dan arus sangat mempengaruhi  kualitas  hasil  sambungan  pengelasan SMAW pada pipa baja AISI 1026.

## 3.3 Hasil Uji Kekerasan Metode Rockwell
Penelitian  ini  menggunakan  jenis  elektroda E7016 dan E7018 serta variasi arus sebesar 80 A, 100 A  dan  120  A.  Hasil  pengujian  kekerasan  masing- masing variasi dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar  8 .  Diagram  Nilai  Kekerasan  Spesimen Menggunakan Elektroda AWS e7016
Data  dari  gambar  8  menunjukkan  nilai kekerasan base  material  adalah  31  HRC.  Nilai  HAZ tertinggi  yaitu  pada  arus  80  A,  ini  terjadi  karena kecepetan  pengelasan  yang  terlalu  cepat.  Besarnya nilai  kuat  arus  mempengaruhi  nilai  kekerasan spesimen,  dari  pengolahan  data  yang  dilakuka semakin  kecil  kuat  arus  yang  dipakao  maka  nilai kekerasan juga semakin rendah dan juga sebaliknya. Karena  saat  arus  pengelasan  yang  dipakai  semakin kecil  makaakan  mengakibatkan  suhu  lelehan elektroda akan semakinkecil juga sehingga penyebaran  daerah  HAZ  akan  semakin  sempit penyebaranya.
Gambar 9 . Diagram Nilai Kekerasan Spesimen Menggunakan Elektroda AWS e7018
Data  dari  gambar  9  menunjukkan  nilai kekerasan  HAZ  tertinggi  yaitu  pada  arus  120  A. 36,28  HRC.  Dan  nilai  kekerasan  daerah  lasan tertinggi  yaitu  pada  arus  100  A.  38,10  HRC,  dan pada  arus  80  A.  Nilai  kekerasan  sangat  rendah dibandingkan nilai kekerasan base metal yaitu 27.90 HRC.
Pengujian  kekerasan  untuk  setiap  spesimen yang ada menggunakan elektroda AWS E7016 dan AWS  e7018,  terlihat  cenderung  lebih  besar  ketika titik uji kekerasan Rockwell berada didaerah LAS, dan sebaliknya semakin kecil jika mendekati daerah HAZ.  Semakin  tinggi  arus  yang  digunakan maka akan berakibat semakin tinggi nilai kekerasan pada daerah LAS, namun pada dasarnya hasil kekerasan yang  baik  itu  adalah  nilai  kekerasan  HAZ  harus lebih  tinggi  daripada  daerah  Las,  hal  ini  sangat dipengaruhi dengan kecepatan pengelasan dikarenakan semakin rendahnya kecepatan pengelasan  yang  dilakukan  maka  akan  berakibat semakin  melebarnya  daerah  HAZ  pada  setiap spesimen,  ini  dikarenakan  oleh  energi  masukan panas  (heat  input)  yang  diterima  masing-masing spesimen  akan  semakin  besar  jika  kecepatan pengelasan  semakinrty.  tersebut  akan  mengalir  ke logam  induk  dan  menyebarkan  daerah  HAZ semakin  besar,  begitu  juga  nilai  Kekerasan  (HRC) akan  semakin  besar  jika  kecepatan  pengelasan semakin  cepat.  Besar  nya  kuat  arus  juga mempengaruhi nilai kekerasan (HRC) dari
spesimen,  dari  pengolahan  data  yang  dilakukan semkain kecil kuat arus maka nilai kekerasan (HRC) yang didapat akan semakin tinggi.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan  analisa  yang  telah dilakukan pada baja karbon rendah AISI 1026 disertai dengan  proses  pengelasan  SMAW  menggunakan variasi elektroda AWS E7016 dan E7018 serta variasi Arus  80,  100  dan  120  dapat  diambil  kesimpulan bahwa pada pengujian Liquid Penetrant test tidak ada indikasi  cacat  yang  muncul  pada  spesimen  uji  yang menggunakan  elektroda  AWS  E7016,  namun  pada permukaan  spesimen  yang  sebelumnya  dilakukan proses  pengelasan  menggunakan  Elektroda  AWS E7018 terdapat cacat las jenis Undercut pada Arus 80 A dan 120 A. Cacat Undercut dikarenakan arus yang terlalu  besar  dan  kecepatan  las  yang  terlalu  tinggi. Kemudian pada pengujian magnetic particle specimen uji  yang  terdapat  banyak  cacat  las  adalah  specimen yang menggunakan elektroda AWS E7018 Pada arus 100  A  dimana  terdapat  jenis  cacat  las  Porosity  dan Crack  hal  ini  dikarenakan  pengaruh  kuat  arus  dan kecepatan elektroda serta jenis elektroda dimana arus yang  digunakan  telah  sesuai  standart  namun kecepatan  elektroda  yang  digunakan  terlalu  lambat sehingga  menyebabkan  specimen  cacat  retak  atau crack, sedangkan pada specimen yang menggunakan elektroda  AWS  E7016  pada  Arus  100  A  memiliki kualitas hasil lasn yang sangat baik dikarenakan tidak ada  indikasi  cacat  las,  hal  ini  dapat  membuktikan bahwa  pengaruh  jenis  elektoda  dan  kuat  arus  dapat mempengaruhi kualitas hasil pengelasan SMAW pada Material  baja  AISI  1026.  Pada  hasil  pengujian kekerasan  Hardness  (HRC)  besar  arus  listrik mempengaruhi  Pada  arus  listrik  rendah,  nilai kekerasan  dari  spesimen  akan  cenderung  semakin tinggi  dan  berbanding  terbalik  jika  arus  listrik  yang digunakan semakin besar. Dan pada daerah HAZ Kiri dan  HAZ  Kanan,  kecepatan  las  juga  berpengaruh karena semakin kecil kecepatan las akan menyebabkan  semakin  luasnya  daerah  HAZ, dibandingkan  kecepatan  las  yang  tinggi  ,  ini dikarenakan  penyebaran  panas  pada  logam  lebih lama, hal ini juga menyebabkan nilai kekerasan pada daerah HAZ akan meningkat.

## Referensi
[1]
A.  Hamid,  “ANALISA  PENGARUH  ARUS PENGELASAN SMAW PADA MATERIAL BAJA  KARBON  RENDAH  TERHADAP KEKUATAN MATERIAL HASIL SAMBUNGAN.,” J.  Teknol.  Elektro,  Univ.
Mercu  Buan ,  vol.  7,  no.  1,  p.  (ISSN:2086- 9479), 2016.
[2] V.  A.  Setyowati  and  S.  Suheni,  “VARIASI ARUS DAN SUDUT PENGELASAN PADA MATERIAL  AUSTENITIC  STAINLESS STEEL  304  TERHADAP  KEKUATAN TARIK  DAN  STRUKTURMAKRO,” J. IPTEK , vol. 20, no. 2, p. 29, Dec. 2016, doi: 10.31284/j.iptek.2016.v20i2.40.
[3] I.  Arif  Rahman  Hakim,  “Analisa  pengaruh variasi  kampuh  terhadap  hasil  pengelasan SMAW pada stainless steel 304 menggunakan pengujian  ultrasonic  dan  kekuatan  tarik.,” J. POLIMESIN , vol. 18, no. 1, pp. 30–38, 2020, doi: http://dx.doi.org/10.30811/jpl.v18i1.1057.
[4] D. Tarwijayanto, “Pengaruh Arus Dan Waktu pelapisan  hard  chrome  terhadap  ketebalan lapisan dan tingkat kekerasan mikro pada plat baja  karbon  rendah  aisi  1026  dengan menggunakan  cro3  250  gr/lt  dan  h2so4  2,  5 gr/lt pada proses elektroplating,” 2013.
[5] R.  Wahyudi,  N.  Nurdin,  and  S.  Saifuddin, “Analisa  pengaruh  jenis  elektroda  pada pengelasan  SMAW  penyambungan  baja karbon  rendah  dengan  baja  karbon  sedang terhadap tensile strenght,” J. Weld.  Technol. , vol. 1, no. 2, pp. 43–47, 2020.
[6] S.  I.  Pangestu,  “PENGARUH  VARIASI ARUS  LAS  SMAW  (SHIELDING  METAL ARC  WELDING)  TERHADAP  DISTORSI DAN  SIFAT  MEKANIK  DESSIMILAR STAINLESS STEEL 304 DAN BAJA A 36.”
University of Muhammadiyah Malang, 2019.
[7] A. Arifin and M. Hendrianto, “Pengaruh Arus dan  Jarak  Kampuh  Pengelasan  Terhadap Distorsi  Sambungan  Pelat  Baja  Karbon Rendah  dengan  Menggunakan  SMAW,” FLYWHEEL J. Tek. Mesin Untirta , vol. 1, no.
1, pp. 20–25, 2018.
[8] T. B. Santoso, S. Solichin, and P. Trihutomo, “Pengaruh  kuat  arus  listrik  pengelasan terhadap kekuatan tarik dan struktur mikro las SMAW  dengan  elektroda  E7016,” J.  Tek. Mesin , vol. 23, no. 1, 2016. [9] S. P. Tewari, A. Gupta, and J. Prakash, “Effect
of  welding  parameters  on  the  weldability  of material,” Int. J. Eng. Sci. Technol. , vol. 2, no.
4, pp. 512–516, 2010.
[10] T.  Triana,  M.  Kamil,  and  Y.  M.  Zulaida, “Pengaruh Variasi Elektroda dan Arus Listrik Pengelasan  Terhadap  Cacat  Las  dan  Sifat
Mekanik  Pelat  Baja  Aplikasi  Lambung Kapal,” FLYWHEEL  J.  Tek.  Mesin  Untirta , vol. 2, no. 1, pp. 50–55, 2018.