## PENGARUH HASIL PENGELASAN GTAW DAN SMAW PADA PELAT BAJA SA 516 DENGAN KAMPUH V TUNGGAL TERHADAP KEKUATAN TARIK, KEKERAAN DAN STRUKTUR MIKRO
Prof.Ir.Sasi Kirono,Msi 1 ., Arief Sanjaya 2
Lecture 1 ,College student 2 ,Departement of machine, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Jakarta, Jalan Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Tlp 021- 4244016,4256024, email : sasi.kirono @yahoo.com

## ABSTRAK
Mengetahui  sejauh  mana  pengaruh  hasil  pengelasan  manual  yang  berbeda yaitu  pengelasan  GTAW    dengan  heat  input  1709  J/mm  (  gas  tungsten  arc welding ) dan pengelasan SMAW dengan heat  input 1636 J/mm  ( shield  metal arc welding ) pada pelat baja SA 516 dengan kandungan carbon 0,17 terhadap kekuatan tarik, kekerasan dan struktur mikro. setelah mendapat hasil kekuatan tarik,  kekerasan  dan  struktur  mikro  pada  pengelasan  GTAW  dan  SMAW  pada pelat baja SA 516,  sample hasil pengelasan GTAW lebih kuat dan lebih keras serta  butiran  struktur  mikronya  lebih  kasar  dibandingkan  hasil  pengelasan SMAW.  Dari  hasil  pengujian  sample  hasil  pengelasan  GTAW  mempunyai kekuatan tarik dan kekerasan lebih besar akan tetapi lebih getas dibandingkan sample hasil pengelasan SMAW.
Kata kunci: GTAW, SMAW, uji tarik , kekerasan dan sruktur mikro.

## 1. PENDAHULUAN
Mutu dari hasil pengelasan di samping tergantung dari pengerjaan lasnya sendiri dan juga  sangat  tergantung  dari  persiapan  sebelum  pelaksanaan  pengelasan,  karena pengelasan  adalah  proses  penyambungan  antara  dua  bagian  logam  atau  lebih  dengan menggunakan energi  panas.  Pada penelitian ini pengelasan  yang digunakan las GTAW (Gas tungsten arc welding ) dan SMAW ( Shield Metal Arc Welding ). Hal ini sangat erat hubungannya  dengan  arus  listrik,  ketangguhan,  cacat  las,  serta  retak  yang  pada umumnya  mempunyai  pengaruh  yang  fatal  terhadap  keamanan  dari  konstruksi  yang dilas.Maka  dari  itu  untuk  mengusahakan  terhadap  hasil  pengelasan  yang  baik  dan berkualitas  maka  perlu  memperhatikan  sifat-sifat  bahan  yang  akan  dilas.  Untuk  itu penelitian  tentang  pengelasan  sangat  mendukung  dalam  rangka  memperoleh  hasil pengelasan  yang  baik.  Terwujudnya  standar-standar  yang  teknik  pengelasannya  akan membantu  memperluas  lingkup  pemakaian  sambungan  las  dan  memperbesar  ukuran bangunan  konstruksi  yang  akan  dilas.Untuk  dapat  mengetahui  pengaruh  hasil pengelasan las GTAW dan SMAW pada pelat baja SA 516 terhadap uji tarik, kekerasan dan struktur mikro dari pengelasan maka perlu dilakukan pengujian terhadap benda  uji hasil dari pengelasan.

## 2. DIAGRAM ALIR
Gambar 2.1 Diagram alir Proses Pengelasan GTAW ER70s-6 - Posisi   : mendatar
- Ø wire  : 2,4
- Ampere : 146
- Volt : 12 SMAW E7016 - Posisi  : mendatar - Ø wire  : 3,2 - Ampere :102,6 - Volt : 24,4 Pembahasan Dan Kesimpulan Hasil Pengujian
- Pengujian Tarik
- Struktur Mikro - Kekerasan ( Vickers ) Mulai Persiapan Bahan SA 516
Selesai

## 3. METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  adalah  suatu  metode  yang  dilaksanakan  dalam  penelitian  untuk menjelaskan cara yang digunakan untuk penelitian dengan langkah-langkah dan tata cara agar  terWujudnya  hasil-hasil  data  dari  penelitian  yang  dapat  dipertanggung  jawabkan secara  ilmiah,penelitian  yang  dilakukan  dengan  cara  metode  eksperimen,  yaitu  metode yang mencari sebab akibatnya dari hasil proses pengelasan yang berbeda pada plat baja SA  516  standar  ASME.Pelaksanaan  eksperimen  dilaksanakan  dilaboratorium  dengan kondisi dan peralatan yang disesuaikan,guna memperoleh hasil data dari hasil pengaruh pengelasan  GTAW  dan  SMAW  pada  plat  baja  SA  516  terhadap  pengujian tarik,kekerasan  dan  struktur  mikro.Dari  hasil  eksperimen  ini  peneliti  meneliti  tetang hasil pengaruh pengelasan  yang berbeda pada plat  baja SA 516  yang sering digunakan pada  pembuatan  bejana  tekan,ketel  uap  dan  tangki  minyak.Pada  bab  ini  akan  dibahas mengenai jalannya pengujian dan macam-macam pengujian  yang akan dilakukan. Data hasil  pengujian  akan  dibahas  pada  bab  berikut.  Dari  hasil  pengujian  kemudian  akan dianalisa  dan  dibahas  berdasarkan  hubungan  terhadap  struktur  mikro,  kekersan  dan kekuatan  tarik.  Agar  mempermudah  melakukan  proses  penelitian  maka  perlu diadakannya diagram alir.

## 4. DATA HASIL PENELITIAN
4.1. Komposisi Kimia Baja SA 516 Tabel 4.1 Komposisi Kimia Baja SA 516 C Si Mn P S 0,17% 0,36% 1,11% 0,011% 0,018%
dari tabel komposisi 4.1 diatas baja SA 516 diklarafikasikan sebagai baja karbon rendah dikarenakan mempunyai kadar karbon 0,17%.

## 4.2 Data Hasil Heat input
Tabel 4.2 Hasil Record Pengelasan Rata-rata Jenis Pengelasan Volt Ampere Kecepatan pengelasan Heat input GTAW 12 146 65,8mm/min 1709 J/mm SMAW 24,4 102,6 99,5mm/min 1636 J/mm
nilai  masukan  panas Heat  input lebih  besar  dibandingkan  proses  pengelasan  SMAW, dapat dianalisa  sebagai berikut:
1. Kecepatan  pengelasan  pada  proses  pengelasan  GTAW  lebih  cepat  dibandingkan proses  pengelasan  SMAW,  dikarnakan  pada  pada  proses  pengelasan  GTAW menggunakan ampere besar dibandingkan las SMAW.
2. Volt dalam  proses  pengelasan  GTAW  lebih  kecil  dari  proses  pengelasan  SMAW yang sudah dirata-ratakan, dikarenakan proses pengelasan las GTAW mengunakan ampere yang  lebih  besar  dibandingkan  pada  las  SMAW  menggunakan ampere kecil.
3. Ampere yang  sudah  dirata-ratakan  proses  pengelasan  GTAW  lebih  besar  dengan proses  pengelasan  SMAW,  dikarnakan  dalam  kecepatan  pengelasan  GTAW  lebih
cepat dibandingkan las SMAW.
4. Heat  input  las las  GTAW  lebih  besar  dibandingkan  las  SMAW  dikarnakan  pada kecepatan las GTAW lebih cepat dan ampere las GTAW lebih besar dibandingkan las SMAW.

## 4.3 Data Hasil Pengujian Tarik
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Tarik Pada Benda Uji Las no Benda uji las Luas penampang 𝐴 0 Perubahan panjang ∆L Luas pada patahan A I Gaya hasil tarik maksimum Fm 1 GTAW 243,52mm 2 17,85mm 102,09mm 2 137,5 kN 2 SMAW 241,93mm 2 16,60mm 96,80mm 2 135 kN

## 4.3.1  Perhitungan Pengujian Tarik
Perhitungan kekuatan tarik pada las GTAW
a. Tegangan tarik
MPa mm N mm kN Ao Fm 63 , 564 / 63 , 564 / 56463 , 0 52 ,
243 5 , 137 2 2       b. Tegangan yield metode offsed
MPa mm N mm kN Ao Fy 17 , 431 / 17 , 431 /
43117 , 0 52 , 243 105 2 , 0 2 2       c. elongasi
% 100 x Lo L e   % 75 , 29 % 100 60 85 , 17   x
d. Reduksi penampang
% 100 1 x Ao A Ao q   % 07 , 58 % 100 52 , 243 09 , 102 52 , 243    x Perhitungan kekuatan tarik las SMAW
a. Tegangan tarik MPa mm N mm kN Ao Fm 01 , 558 / 01 , 558 / 55801 , 0 93 , 241 135 2 2       e. Tegangan yield metode offset
MPa mm N mm kN Ao Fy 34 , 413 / 34 , 413 /
41334 , 0 93 , 241 100 2 , 0 2 2       b. Elongasi
% 100 x Lo L e  
% 66 , 27 % 100 60 60 , 16   x mm e c. Reduksi penampang % 100 1    Ao A Ao q % 98 , 59 % 100 93 , 241 80 , 96 93 , 241    x
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Uji Tarik
Jenis Las Tegangan tarik u  N/mm 2 (MPa)
Tegangan yield 0,2% N/mm 2 (MPa) elongasi (%) Reduksi Penampang (%) GTAW 564,63 (564,63) 431,17 (431,17) 29,75 58,07 SMAW 558,01 (558,01) 413,34 (413,34) 27,66 59,98

## 4.3.2 Analisis Hasil Pengujian Tarik
1. Tegangan tarik (σu)
Hasil data pengujian tarik pada  hasil benda uji las GTAW dan benda uji las SMAW nilai tegangan tarik maksimum las GTAW lebih tinggi tegangan tariknya yaitu  sebesar  564,63  N/mm 2 (564,63MPa)  dengan  las  SMAW  yang  sebesar 558,01  N/mm 2 (558.01MPa),  selisish    tegangan  tarik  maksimum  pada  hasil benda uji las GTAW dan SMAW adalah 6,62 N/mm 2 (6,62MPa).
2. Tegangan yield metode offset 2% (σ o,2 ).
Tegangan  yield  metode  offset  2% pada pengujian tarik  pada  hasil benda  uji las GTAW lebih tinggi sebesar 431,17 N/mm 2 (431,17MPa) sedangkan tegangan yield  las  SMAW  sebesar  413,34  N/mm 2 (413,34MPa).  Selisih  tegangan  yield antara las GTAW dan las SMAW sebesar 17,83 N/mm 2 (17,83MPa).
3. Elongasi (e)
berdasarkan data hasil pengujian tarik pada benda uji las GTAW dan las SMAW,  hasil  nilai  elongasi  las  GTAW  lebih  besar  dengan  nilai  29,75%  dan elongasi  las  SMAW  yang  nilainya  27,66%,  selisih  elongasi  pada  benda  uji  las GTAW dan las SMAW tersebut adalah  2,09%.
4. Reduksi (q)
Dari data hasil pengujian tarik benda uji las GTAW dan SMAW reduksi benda uji las SMAW mendapat nilai lebih besar bandingkan las GTAW. reduksi las SMAW sebesar 59,98 % dari hasil pengujian tariknya, dan reduksi benda uji
las GTAW sebesar 58,07 %. Selisih reduksi las SMAW terhadap GTAW sebesar 1,91%.
4.4.  Hasil Uji Kekerasan ( Vickers )
Hasil uji kekerasan ( Vickers ) diambil lima daerah dari masing-masing benda uji lasan  GTAW  dan  benda  uji  lasan  SMAW  yaitu  daerah  base  metal  A,  daerah  HAZ  B, daerah lasan, daerah HAZ D dan daerah base metal B. lima daerah tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini,

## A       B    C      D        E
Gambar 4.1 Daerah Titik Uji Kekerasan Pada Benda Las GTAW

## Keterangan gambar
A. Daerah base metal A D.    daerah HAZ D B. Daerah HAZ B E.    daerah base metal B C. Daerah lasan

## A      B      C       D      E
Gambar 4.2 Daerah Titik Uji Kekerasan Pada Benda Uji SMAW

## Keterangan gambar
A. Daerah base metal A D.    daerah HAZ D B. Daerah HAZ B E.    daerah base metal B
C. Daerah lasan
Tabel 4.5 Hasil Uji Kekerasan Vickers benda uji las GTAW dan las SMAW Posisi Kekerasan Mikro Vickers (HVn) Rata-rata Keterangan GTAW SMAW GTAW     SMAW Base Metal A 189,0 165,8 189,0      165,8
Mikro
Vickers Beban  200 gf Indentor Intan 189,0 165,8 189,0 165,8 HAZ B 220,6 200,6 220,6        200,6 220,6 200,6 220,6 200,6 Daerah Lasan 256,0 207,3 256,0        207,3 256,0 207,3 256,0 207,3 HAZ D 231,8 184,0 231,8       184,0 231,8 184,0 231,8 184,0 Base Metal B 189,0 175,3 189,0        175,3 189,0 175,3 189,0 175,3

## 4.4.1. Analisis Hasil Pengujian Kekerasan
1. Pada base metal  A nilai  rata-rata harga kekerasan dari tiga titik kekerasan pada benda  uji  lasan  GTAW  pada  gambar  grafik  4.7  mendapat  harga  kekerasanya lebih besar sebesar 189,0 HVn dibandingkan dengan harga kekerasan benda uji las SMAW sebesar 165,8 HVn. disebabkan pada base metal A pada benda uji las GTAW mungkin mendapat perambatan panas dari heat input lebih tinggi sebesar 1709  J/mm  dibandingkan  pada  benda  uji  kekerasan  las  SMAW  yang perambataan panas dari heat input sebesar 1636 J/mm.
2. Daerah  HAZ  B  pada  uji  kekerasan  benda  uji  las  GTAW  dan  uji  kekerasan  las SMAW  yang  terdapat  gambar  grafik  4.7  yang  sudah  dirata-ratakan,  harga  uji kekerasan  benda  uji  las  GTAW  sebesar  220,06  HVn  dan  benda  uji  harga kekerasan  las  SMAW  200,6  HVn.  Pada  benda  uji  las  GTAW  lebih  keras dibandingkan  las  SMAW.  mungkin  dikeranakan    pada  benda  uji  las  GTAW mendapat  penyerapan  panas  lebih  cepat  akibat  dari heat  input yang  besar  pada tabel 4.2.
3. Daerah  logam  las  pada  benda  uji  hasil  kekerasan  las  GTAW  mendapat  hasil kekerasannya 256,0 HVn jauh lebih keras dibandingkan pada benda uji hasil uji kekerasan las SMAW sebesar 207,6 HVn. penyebab hasil uji kekerasan pada las
GTAW  jauh  lebih  keras  dibandingkan  uji  kekerasan  SMAW,  dikarnakan  pada komposisi kimia elektroda las GTAW kandungan silicon dan mangan lebih besar serta heat input pada proses pengelasan  lebih besar dibandingkan elektroda dan heat input las SMAW.
4. Daerah  HAZ  D  yang  setelah  mendapat  hasil  kekekrasan  pada  benda  uji  las GTAW  harga  kekerasannya  sebesar  231,8  HVn  dan  harga  kekerasan  pada  las SMAW  sebesar  184,0  HVn.  Penyebab    kekerasan  pada  HAZ  D  pada  uji kekerasan  las  GTAW  lebih  keras  nilai  harga  kekerasanya  dibandingkan  uji kekersasan  las  SMAW  mungkin  pada  daerah  HAZ  D  pada  las  GTAW penyerapan  panas  akibat heat  input dari  proses  pengelasan  yang  diterima  lebih cepat terserap pada ke base metal 2.
5. Daerah base metal  B harga kekerasan las GTAW sebesar 189,0 HVn dan harga kekerasan las SMAW sebesar 175,3 HVn. harga kekerasan pada las GTAW lebih besar  mungkin  dikarenakan  perambatan  panas  dari heat  input yang  lebih  besar dari las SMAW pada tabel 4.2

## 4.5.Hasil Pengujian Struktur Mikro
Berdasarkan hasil pengujian metalografi struktur mikro diatas pada daerah base metal A, daerah HAZ B, daerah logam las, daerah HAZ D dan base metal B pada benda uji hasi las GTAW dan benda uji hasil las SMAW dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Daerah  base  metal  A  pada  benda  uji  las  GTAW  dan  las  SMAW  terdapat butiran  ferrit  dan  butiran  pearlite.  Butiran  ferrit  dan  pearlite  akan  tampak pada  baja  karbon  rendah  dikarnakan  ferrit  adalah  besi  dan  pearlit  adalah karbon.
2. Pada  daerah    HAZ  B  adalah  daerah  yang  terpengaruh  panas,  benda  uji  las GTAW  terlihat  butiran  ferrit  dan  bainit.  Sedangkan  pada  benda  uji  las SMAW  terlihat  butiran  ferrit  dan  ferrit widmanstatten .  butiran  bainit cenderung lebih keras dibandingkan dengan ferrit widmanstaatten .
3. Pada daerah logam las adalah daerah dimana pencairan elektroda akibat heat input .  pada  daerah  logam  las  butiran  yang  terlihat  pada  las  GTAW  adalah ferrit  ,  bainit  dan  martensit  yang  kasar  dikarnakan  pada  daerah  logam  las adanya pendinginnan yang cepat akibat terserapnya masukan panas dari heat input ke daerah HAZ B dan HAZ D yang menimbulkkan butiran maretensit. sedangkan pada las SMAW hanya terdapat ferrit, pearlit dan martensit yang halus.  halusnya  butiran-butiran  mempengaruhi  kekerasan  namun  pada butiran-butiran  yang terlihat agak kasar justru lebih  keras dibandingan  yang halus hal tersebut terbukti pada uji kekerasan pada tabel 4.5.
4. Daerah HAZ D pada las GTAW terlihat butiran bainit dan ferrit agak sedikit kasar. Pada daerah HAZ D pada las SMAW juga terdapat  butiran ferrit  dan Bainit  yang halus. terlihatnya butiran bainit pada benda uji las GTAW yang lebih  kasar  dari  pada  bainit  benda  uji  las  SMAW  karena  pendinginan  cepat yang terserap pada daerah base metal B.
5. Struktur  mikro  yang  terlihat  pada  daerah  base  metal  B  pada  benda  uji  las GTAW  dan  benda  uji  las  SMAW  terlihat  butiran  ferrit  dan  pearlit.  butiran pearlit adalah karbon teradi karena pendinginan lambat, butiran pearlite lebih keras dibandingkan butiran ferrit.

## 5.KESIMPULAN 5.1Kesimpulan
1. Pada  hasil  pengujian  tarik  hasil  pengelasan  GTAW  lebih  tinggi  dibandingkan pengelasan  SMAW  dengan  selisih  tegangan  tarik  maksimum  sebesar  6,62 N/mm 2 (6,62MPa),  seleisih  tegangan  yield  adalah  17,83  N/mm 2 (17,83MPa) lebih  tinggi  pengelasan  GTAW  serta  pada  elongasi  pengelasan  GTAW  lebih tinggi  dengan  selisih  2,09%  dibandingkan  pengelasan  SMAW,  namun  pada reduksi  hasil  pengelasan  SMAW  lebih  tinggi  dibandingkan  hasil  pengelasan GTAW dengan selisih 1,91%. dari pengujian tarik hasil pengelasan GTAW lebih kuat dibandingkan hasil pengelasan SMAW terhadap pelat baja SA 516.
2. Pada  pengujian  kekerasan  hasil  pengelasan  GTAW  lebih  besar  harga kekerasannya  pada  daerah  base  metal  A  harga  kekerasan  189,0  HVn,  HAZ  B harga kekerasan 220,6 HVn, logam  las harga kekerasan 256,0HVn dan HAZ D 231,8  HVn  dan  base  metal  B  dengan  harga  189,0  HVn  dibandingkan  hasil pengelasan  SMAW  dengan  harga  kekerasan  pada  daerah  base  metal  A  165,8 HVn,  daerah  HAZ  B  200,6  HVn,  logam  las  207,6  HVn,  daerah  HAZ  D  184,0 HVn  dan  pada  base  metal  B  harga  kekerasanya  175,3  HVn.  penyebab  harga kekerasan  hasil  pengeasan  GTAW  lebih  keras  dibandingkan  harga  kekerasan hasil  pengelasan  SMAW    mungkin  dikarenakan  penyerapan  dan  perambatan pada masukan panas dari heat input yang lebih besar pengelasan GTAW.
3. Hasil  penelitian  pengujian  striktur  mikro  pengelasan  GTAW  terlihat  butirannya lebih  kasar  dan  pengelasan  SMAW  terlihat  butiranya  lebih  halus.  penyebab butiran  halus  dan  kasarnya  butiran  tergantung  pada  masukan  panas  dari heat input serta pendinginannya.
4. Setelah pengujian kekuatan tarik, kekerasan dan struktur mikro hasil pengelasan GTAW  lebih  kuat  dan  keras  serta  lebih  getas  dibandingkan  hasil  pengelasan SMAW terhadap pelat baja SA 516.
5.2 Saran
1. Dalam  Proses  pengelasan  harus  menggunakan  robot welding agar  dalam  hasil proses pengelasan biasa lebih baik dan maksimal.
2. Perlunya perlakuan panas ( heatretment ) setelah hasil pengelasan agar kekerasan merata,

## DAFTAR REFERENSI
1. An internasional code 2010 asme boiler sect II A dan preasure vessel code
2. Djafri. Sriati..Terjemah dari Manufacturing Proceses . 1983.Jakarta. Erlangga.
3. http://taryza.wordpress.com/2008/06/30/hello-world/.
4. http://www.scribd.com/doc/31678074/SMAW-dan-GTAW.
5. http://nadhifosakaeng.blogspot.com/
6. Kobelco Welding Handbook. Welding Consumables and Processes . 2008. Japan.
7. Miller electric MFG. 2008, Guiledelines for  gas  tungsten arc welding (GTAW). Miller electric.usa.
8. Miller  electric  MFG.  2008, Guiledelines  for  shielded  arc  welding (SMAW). Miller electric.usa.
9. Welding hand book. welding processes .1991.America
10. Wiryosumarto, Harsono, Prof, Dr, Ir. Okumura, Toshie, Prof, Dr. 2000. Teknologi Pengelasan Logam . Jakarta, Paramita.