## Analisa Pengaruh Variasi Media Pendingin Terhadap Kekuatan Mekanik Pada Hasil Pengelasan Metode Smaw Material Baja St 52
Zulkifli, Basri Dahlan , Nurul Fatimah Teknik Mesin, Politeknik Negeri Balikpapan zulkifli.as@poltekba.ac.id

## Abstrak
Beberapa  tahun  terakhr  ini  perkembangan  teknologi  di  bidang  manufaktur  berkembang  pesat,  salah  satunya  pada konstruksi  alat  berat.  Konstruksi  excavator  pada  bagian  atasnya  mampu  berputar  (swing)  360º,  yang  mana  part  boom termasuk salah satu bagian yang melakukan swing dan  bekerja dengan keras karena mengangkat beban sehingga dalam proses  pembuatan  cylinder  boom  dilakukan  pengelasan.  Salah  satu  metode  pengelasan  yang  banyak  dilakukan  adalah proses pengelasan SMAW (Shield Metal Arc Welding) yang juga  disebut Las Busur Listrik. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh variasi media pendingin terhadap hasil uji tarik pada hasil pengelasan material baja ST52. Penelitian ini  menggunakan  material  ST52.  Material  di  beri  pelakuan  las  single  vee  joint,  dimana  pada  saat  selesai  pengelasan material direndam dalam media pendingin oli bekas, collant engine, dan collant bubut selama 30 menit. Setelah itu material dibentuk  sesuai  standar  ASTM  E8/E8M-11  untuk  dilakukan  pengujian  tarik.    Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa hasil pengujian tarik pada spesimen dengan media pendingin oli bekas memiliki nilai kekuatan tarik yang paling besar yaitu sebesar 48,3 Kgf/mm 2 dengan nilai elongasi yang kecil yaitu 6,4% , sedangkan media pendingin yang menghasilkan  nilai terendah  yaitu pada collant bubut  sebesar 45,49 Kgf/mm 2 dengan  nilai elongasi  yang  besar yaitu sebesar 9,61% .
Kata kunci : pengelasan, kekuatan tarik, media pendingin, ST52, SMAW

## Abstrack
In  the  last  few  years,  the  development  of  technology  in  manufacturing  has  grown  rapidly,  one  of which  is  the construction  of  heavy  equipment.  Excavator  construction  at  the  top  is  able  to  rotate  (swing)  360º,  where  the boom part is one of the parts that do the swing and work hard because it lifts the load so that in the process of making the cylinder boom welding is carried out. One welding method that is mostly done is the welding process of SMAW (Shield Metal Arc Welding) which is also called Electric Arc Welding. This study aims to analyze the effect of cooling media variations on the results of tensile tests on the welding results of ST52 steel material. This research uses ST52 material. The material is given a single vee joint  welding, where when finished welding the material is immersed in a used oil cooler, collant engine, and collant lathe for 30 minutes. After that the material is formed according to ASTM E8 / E8M-11 standards for tensile testing. The results showed that the tensile test results on specimens with used oil coolant media had the greatest tensile strength values of 48.3 Kgf / mm 2 with a small elongation value of 6.4%, while the cooling media  which produced the lowest value  was in the collant lathe of 45.49 Kgf / mm 2 with a large elongation value of 9.61%.
Keywords : welding, tensile strength, cooling media, ST52, SMAW.

## 1. Pendahuluan
Beberapa tahun terakhr ini perkembangan teknologi di  bidang  manufaktur  berkembang  pesat,  salah  satunya pada konstruksi alat berat. Alat berat (Heavy Equipment) merupakan  alat  mekanis  yang  digunakan  untuk membantu  manusia  dalam  pelaksanaan  pekerjaan konstruksi.  Penggunaan  alat  berat  bertujuan  untuk mempercepat  proses  pelaksanaan  pekerjaan,  selain  itu dengan tenaga alat berat yang besar maka akan sanggup melaksanakan jenis pekerjaan yang tidak dapat dilakukan oleh  tenaga  manusia.  Penggunaan  alat  berat  jauh  lebih ekonomis  jika dibandingkan dengan penggunaan tenaga manusia[1].  Bagian  –  bagian  dari  hydraulic  excavator meliputi  bucket, bucket  link,  bucket cylinder , arm, arm cylinder,  boom,  boom  cylinder,  sprocket,  track  frame,
trackshoe  ,  idler  dan  overhead  guard.    Konstruksi excavator pada  bagian  atasnya  mampu  berputar (swing) 360º,  yang  mana  part  boom  termasuk  salah  satu  bagian yang melakukan swing dan  bekerja dengan keras karena mengangkat  beban  sehingga  dalam  proses  pembuatan cylinder boom dilakukan pengelasan.
Salah  satu  metode  pengelasan  yang  banyak dilakukan  adalah  proses  pengelasan  SMAW  (Shield Metal Arc Welding) yang juga  disebut Las Busur Listrik. Menurut  azwinur  dkk,  “Las  SMAW  merupakan  suatu proses  penyambungan  logam  dengan  menggunakan tenaga  listrik  sebagai  sumber  panas  dan  menggunakan elektroda  sebagai  bahan  tambahnya.Las  SMAW kebanyakan dipilih karena proses yang mudah, ekonomis
dan hasil lasnya pun ditinjau dari sifat mekanik dan fisis baik,  serta  biaya  investasi  yang  rendah.  Namun  begitu kekurangan dari produksambungan ini sangat tergantung oleh beberapa faktor. Faktor tersebut antara lain juru las, elektroda,  kuat  arus,  dan  kecepatan  pengelasan”[2]. Kemampuan  suatu  jenis  media  dalam  mendinginkan spesimen  bisa  berbeda  -  beda,  media  pendingin merupakan  suatu  substansi  yang  berfungsi  dalam menentukan  kecepatan  pendinginan  yang  dilakukan terhadap material yang telah diuji dalam perlakuan panas. Kekuatan  tarik  yang  dihasilkan  oleh  media  pendingin memiliki  perbedaan  kapasitas  pendingin  dari  masing  – masing  media  pendingin.  Dimana  kapasitas  media pendingin  akan  menentukan  struktur  butir  yang  terjadi, karena  secara  langsung  berpengaruh  terhadap  kekuatan tarik dari hasil pengelasan[3].
Ikumapayi,  dkk,  meneliti  efek  perlakuan  quaching terhadap kekuatan impak pada sambungan las single vee pada  baja  mild  steel  menunjukkan  bahwa    media pendingin  udara  yang  memiliki  kekuatan  impak  yang palik baik di ikuti oleh minyak diesel, kemudian air dan larutan  air  garam  untuk  pendinginan  bagian  atau komponen yang dilas.[4].
Huda, dkk, mengkaji pengelasan pelat kapal dengan variasi jenis elektroda dan media pendingin, mendapatkan hasil jenis elektroda E6013 NK dengan media pendingin berupa  oli,  udara,  dan  air  laut,  nilai  kekuatan  tarik tertinggi pada media pendinginan udara, sedangkan untuk jenis  elektroda  E7018  LB,  kekuatan  tarik  rata-rata tertinggi justru pada jenis pendinginan air laut[5].
Nanda  Julian  dkk,  menganalisa  perbandingan kekuatan tarik pada sambungan las baja ss400 pengelasan mag dengan variasi arus pengelasan dan media pendingin sebagai  material  lambung  kapal,  menympilkan  bahwa baja SS400 dengan media pendingin air dengan kuat arus pengelasan 90 A maupun 100 A memiliki kekuatan tarik terbesar dari jenis pendingin dan kuat arus lainnya. Untuk regangan  tarik  tertinggi  ada  pada  variasi  pendinginan udara pada kuat arus 90 A. Dan untuk media pendingin air 90 A memiliki harga modulus elastisitas tertinggi[6].
Berdasarkan  penjelasan  diatas,  maka  rumusan masalah yang menjadi pokok bahasan pada penelitian ini adalah  bagaimana  pengaruh  variasi  media  pendingin terhadap hasil uji tarik pada hasil pengelasan material baja st 52.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Laboratorium Pengujian  Bahan  Jurusan  Teknik  Mesin  Politeknik Negeri  Balikpapan  dengan  kondisi  dan  peralatan yang  disesuaikan  guna  memperoleh  data  tentang pengaruh  media  pendingin  terhadap  kekuatan  tarik hasil pengelasan material st 52.

## 2.1.  Alat dan Bahan

## Alat
Adapun  alat  yang  diperlukan  dalam  penelitian ini yaitu:
1) Gerinda tangan
2) Mesin las
3) Mesin uji tarik (hung ta 500 KN)

## Bahan
Adapun bahan yang disiapkan yaitu;
1) Baja ST52
2) Collant engine
3) Collant bubut
4) Oli bekas
5) Elektroda E7018

## 2.2.  Dimensi Uji
Pertama-tama dilakukan penyambungan dengan  pengelasan  pada  sudut  kampuh  V.  Setelah melakukan pengelasan lakukan perlakuan quenching pada  variasi  media  pendingin.  Dan  diamkan spesimen  baja  ST52  dalam  variasi  media  pendingin selama 30 menit .
Lalu dilakukan pembentukan spesimen uji tarik berupa persegi panjang sesuai dengan standar ASTM E8/E8M-11[7] serta melakukan pembersihan spesimen dari sisa pengelasan dengan  menggunakan gerinda tangan.
Gambar 1. Spesimen uji tarik

## 3. Hasil dan Pembahasan
Pengujian  tarik  dilakukan  untuk  mengetahui sifat-sifat  mekanis  dari  material  ST52  sebagai material  uji  dalam  penelitian  ini.  Hasil  pengujian tarik  pada  umumnya  adalah  parameter  kekuatan (kekuatan  tarik  atau  kekuatan  luluh),  parameter keliatan  atau  keuletan  yang  ditunjukkan  dengan presentase  perpanjangan  dan  presentase  kontraksi atau reduksi penampang.
Pengujian  dengan  menggunakan  mesin  UTM merek Hung Ta dengan kapasitas maksimal 500 KN dan  pada  suhu  kamar.  Spesimen  pengujian  terdiri dari pengujian tarik untuk kekuatan tarik baja ST52, dari  hasil  pengelasan  SMAW  dengan  elektroda E7018.

## 3.1. Hasil Pengujian Tarik
Adapun  hasil  pengujian  tarik  diperlihat  oleg gambar dibawah ini;
Gambar 2. Diagram tensil strength
Gambar 3. Diagram beban maksimal
Gambar 4. Diagram elongasi

## 3.2. Gambar Makro Penampang
Adapun  gambar  permukaan  penampang  hasil pengujian tarik yaitu seperti di bawah ini;
Gambar 5. Penampang las dengan media oli bekas
Gambar  6.  Penampang  las  dengan  media  collant radiator
Gambar  7.  Penampang  las  dengan  media  collant bubut

## 3.3.  Pembahasan
Proses  pendinginan  dilakukan  terhadap  hasil pengelasan baja ST52, menggunakan media pendingin  collant  engine,  collant  bubut  dan  oli bekas.  Proses  ini  berguna  untuk  memperbaiki kekuatan  tarik  dari  hasil  pengelasan  ST52  tanpa mengubah komposisi kimia secara menyeluruh.
Proses  ini  mencakup  pengelasan  dan  di  ikuti oleh  pendinginan  dengan  kecepatan  tertentu  untuk mendapatkan  sifa  –  sifat  yang  diinginkan,  dari proses  pendinginan  tersebut  didapatkan  nilai kekuatan  tarik  yang  berbeda  –  beda  antara  media pendingin  yang  digunakan.  Dari  semua  benda  hasil pengelasan  yang  sudah  didinginkan  dan  di  uji  nilai kekuatan tariknya, masing-  masing media pendingin mempunyai  nilai  kekuaran  tarik,  beban  maksimal dan elongasi yang berbeda-beda.
Pada gambar 2 memperlihatkan hasil kekuatan yang  baik  didapat  pada  media  pendingin  oli  bekas sebesar  48,3  Kgf/mm 2 ,  sedangkan  media  pendingin yang menghasilkan nilai terendah yaitu pada collant bubut.
Dari gambar 3 dapat dilihat juga bahwa media pendingin  yang  dapat  beban  maksimal  yang  besar adalah media pendingin oli yaitu sebesar
11152,867Kgf  dan  yang  terndah  adalah  collant engine dengan beban maksimal 10584,73 Kgf.
Lalu  pada  gambar  4  memperlihatkan  hasil elongasi yang paling tinggi yaitu collant bubut yaitu sebesar  9,61%  dan  yang  terendah  yaitu  pada  oli bekas dengan nilai elongasi yaitu sebesar 6,4%.
Nilai  elongation  yang  didapat  setelah  uji  tarik yang  diperlihatkan  pada  gambar  4  menyatakan bahwa  semakin  kecil  nilai  elongasinya  maka material uji akan semakin getas. Spesimen oli bekas memiliki  nilai  elongasi  yang  paling  rendah dibandingkan dengan  spesimen uji  media pendingin lainnya  dengan    rata-rata  nilai  elongasi  mencapai 6,4%. Sedangkan nilai Material bersifat getas paling tinggi  dibuktikan  dengan  nilai  elongasi  yang  lebih rendah dari spesimen uji media pendingin lainnya..
Berdasarkan  gambar  diagram  2  dan  3, menunjukkan bahwa pada media pendingin oli bekas menjadi  getas  dikarena  proses  quenching  atau pendinginan  secara  tiba-tiba,  sehingga  menaikkan nilai  kekuatan  tariknnya  mendekati  nilai  kekuatatan tarik dari raw material ST52.
Selama  proses  pengelasan  material  akan mengalami  perubahan  fasa  yang  berlangsung. Material  las  dan  daerah  pengaruh  panas  atau  heat affected  zone  (HAZ)  akan  mengalami  serangkaian siklus  thermal,  yaitu  pemanasan  sampai  mencapai suhu maksimum kemudian diikuti dengan pendinginan. Siklus thermal tersebut  mempengaruhi struktur  mikro  logam  las  dan  HAZ,  di  mana  logam las  akan  mengalami  serangkaian  transformasi  fasa selama  proses  pendinginan.  Pada  umumnya  waktu cooling  time  antara  temperatur  800 0 C  –  500 0 C dipakai sebagai acuan pada pengelasan  baja karbon, karena pada interval suhu tersebut terjadi transformasi fasa dari Austenit menjadi martensit[8].
Pada  gambar  5  juga  memperlihatkan  bentuk pataha  yang terjadi pada specimen  media pendingin oli bekas memperlihatkan kurangnya terjadi pengecilan  penampang  sebelum  terjadi  patah,  jika dibandingkan  dengan  bentuk  patahan  yang  terjadi pada  spesimen  media  pendingin  collant  engine  dan collant  bubut,  hal  ini  memperkuat  bahwa  pada spesimen  media  pendingin  oli  bekas  terjadi  patah getas.
Kekuatan tarik (tensile sterngth) akan meningkat  disebabkan  karena  pada  pengujian  tarik beban  yang  bekerja  adalah  secara  aksial  yang berlawanan  dengan  arah  dari  tegangan  dalam, sehingga dengan naiknya kekerasan akan meningkatkan kekuatan tarik dari suatu material[9].

## 4.   Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  maka  dapat  di simpulkan  bahwa  hasil  pengujian  tarik  pada spesimen  dengan  media  pendingin  oli  bekas
memiliki nilai kekuatan tarik yang paling besar yaitu sebesar  48,3  Kgf/mm2  dengan  nilai  elongasi  yang kecil  yaitu 6,4% , sedangkan  media pendingin  yang menghasilkan nilai terendah yaitu pada collant bubut sebesar  45,49  Kgf/mm2  dengan  nilai  elongasi  yang besar yaitu sebesar 9,61% .

## Referensi
[1] B.  T.  Siswanto,  "Teknik  alat  berat," Jakarta Direktorat  Pembinaan  Sekolah  Menengah Kejuruan, 2008.
[2]  A.  Azwinur,  S.  A.  Jalil,  and  A.  Husna, "Pengaruh  variasi  arus  pengelasan  terhadap sifat mekanik pada proses pengelasan SMAW," Jurnal POLIMESIN, vol. 15, pp. 36-41, 2017.
[3]  A. Januar, "KAJIAN HASIL PROSES PENGELASAN  MIG  DAN  SMAW  PADA MATERIAL ST41 DENGAN VARIASI MEDIA  PENDINGIN  (Air,  Collent,  dan  Es) TERHADAP  KEKUATAN  TARIK," Jurnal Teknik Mesin, vol. 4, 2016.
[4]  O.  Ikumapayi,  I.  P.  Okokpujie,  S.  A.  Afolalu, O. Ajayi, E. Akilabi, and O. Bodunde, "Effects of  Quenchants  on  Impact  Strength  of  Single- Vee  Butt  Welded  Joint  of  Mild  Steel,"  in IOP Conference  Series:  Materials  Science  and Engineering , 2018, p. 012007.
[5]  M.  Huda,  S.  M.  B.  Respati,  and  H.  Purwanto, "PENGELASAN  PLAT  KAPAL  DENGAN VARIASI JENIS ELEKTRODA DAN MEDIA
PENDINGIN," JURNAL ILMIAH
MOMENTUM, vol. 14, 2018.
[6]  N.  Julian,  "Analisa  Perbandingan  Kekuatan Tarik  pada  Sambungan  Las  Baja  SS400 Pengelasan  MAG  Dengan  Variasi  Arus Pengelasan  dan  Media  Pendingin  Sebagai Material  Lambung  Kapal," Jurnal  Teknik Perkapalan, vol. 7, 2019.
[7]  A.  E.  E8M-11, Standard  Test  Methods  for Tension  Testing  of  Metallic  Materials .  West Conshohocken: ASTM International, 2011.
[8]  A.  Setiawan  and  Y.  A.  Y.  Wardana,  "Analisa Ketangguhan  dan  Struktur  Mikro  pada  Daerah Las dan HAZ Hasil Pengelasan Sumerged  Arc Welding  pada  Baja  SM  490," Jurnal  teknik mesin, vol. 8, pp. 57-63, 2006.
[9] H.  Saputra  and  A.  Syarief,  "Analisis  pengaruh media  pendingin  terhadap  kekuatan  tarik  baja st37  pasca  pengelasan  menggunakan  las listrik," Jurnal  Ilmiah  Teknik  Mesin  Unlam, vol. 3, pp. 91-98, 2014.