## Analisa Kekerasan dan Struktur Mikro Sambungan Las Kampuh V Tunggal dan Kampuh V Ganda Pada Baja Karbon Rendah
Jusman 1) , Sudarsono 2) , Budiman Sudia 3) 1 Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo
2,3 Staf Pengajar Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit Kampus Baru Tridharma Anduonohu, Kendari 93232 Email Penulis: Jusmanjuse070214@gmail.com Article Info Abstrak Available online December 31, 2020 Perkembangan teknologi produksi dan bahan baku logam tidak dapat dipisahkan dari  pemanfaatan  teknologi  pengelasan.  Sehingga  bisa  dikatakan  hampir  tidak ada  logam  yang  tidak  dapat  dilas.  Pengelasan  adalah  salah  satu  teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi.  Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  kekerasan dan struktur mikro sambungan las kampuh v tunggal dan kampuh v ganda pada baja  karbon  rendah.  Dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode  pengujian kekerasan  serta  melakukan  pengamatan  struktur  mikro  untuk  mengetahui struktur  yang  terbentuk  pada  hasil  pengelasan.  Hasil  penelitian  menunjukan struktur  mikro  kampuh  v  tunggal  didominasi  oleh  perlit  yang  memiliki  sifat kekerasan  tinggi  dengan  nilai  rata-rata  kekerasan  pada  daerah  logam  las  (Weld Metal) sebesar 142,80 kg/mm2, daerah HAZ sebesar 132,72 kg/mm2, dan daerah logam  Induk  (Base  Metal)  sebesar  121,46  kg/mm2,  sedangkan  kampuh  v  ganda didominasi oleh ferit yang memiliki sifat kekerasan rendah dengan nilai rata-rata pada logam las (Weld Metal) sebesar 125,80 kg/mm2, daerah HAZ sebesar 121,20 kg/mm2, dan daerah logam induk (base metal) sebesar 112,60kg/mm2.
Kata kunci : SMAW, Karbon Rendah, Kampuh, Kekeran.

## Abstract
The  development  of  production  technology  and  metal  raw  materials  cannot  be separated from the use of welding technology. So that it can be said that there is almost no metal that cannot be welded. Welding is a metal joining technique by partially melting the main metal and filler metal. The purpose of this study was to determine the hardness and microstructure of single v seam weld joint and double v seam welded on low carbon steel. In this study, using hardness testing methods and conducting microstructure observations to determine the structure formed in the  welding  results.  The  results  showed  that  the  micro  structure  of  the  single seam  v  was  dominated  by  pearlite  which  had  high  hardness  properties  with  an average value of  hardness in  the weld metal area of  142.80 kg  / mm2, the HAZ area  of  132.72  kg  /  mm2,  and  the  area Main  metal  (Base  Metal)  is  121.46  kg  / mm2,  while  the  double  seam  v  is  dominated  by  ferrite  which  has  low  hardness properties with an average value of weld metal (Weld Metal) of 125.80 kg / mm2, HAZ area of 121 , 20 kg / mm2, and the base metal area of 112.60 kg / mm2.
Keywords : SMAW, Low Carbon, hem, hardness.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan teknologi produksi dan bahan baku  logam  tidak  dapat  dipisahkan  dari pemanfaatan teknologi pengelasan. Sehingga bisa
dikatakan  hampir  tidak  ada  logam  yang  tidak dapat  dilas.  Pengelasan  adalah  salah  satu  teknik penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan

## ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan atau tanpa tekanan.
Faktor  yang  mempengaruhi  hasil  pengelasan adalah prosedur pengelasan, pembuatan konstruksi las yang sesuai  rencana  dan  spesifikasi dengan  menentukan  semua  hal  yang  diperlukan dalam pelaksanaan tersebut.
Meneliti  tentang  studi  komparasi  pengaruh variasi arus pengelasan terhadap kekuatan impak, kekerasan,  dan  struktur  mikro  sambungan  las pegas daun baja sup 9 pada proses las smaw. Nilai kekuatan impak memiliki kecenderungan semakin turun  dengan  penggunaan  arus  pengelasan  yang semakin tinggi. Untuk variasi arus pengelasan 100 Ampere  memiliki  ketangguhan  impak  nilai tertinggi  yaitu  sebesar  1,698  Joule/mm.  Nilai kekerasan  memilik  pola  yang  sama  untuk  semua variasi  arus  pengelasan.  Nilai  kekerasan  tertinggi terdapat  pada  spesimen  variasi  pengelasan  arus 140  Ampere.  Struktur  mikro  untuk  semua  variasi arus  pengelasan  yang  digunkan  terdiri  dari  ferit dan  perlit.  Struktur  mikro  yang  terbentuk  sangat dipengaruhi  oleh  besarnya heat  input yang digunakan [1].
Meneliti tentang Analisis kekuatan  tarik hasil pengelasan  tungsten  inert  gas  (tig)  kampuh  V ganda  pada  baja  karbon  rendah  st  37 . Berdasarkan  hasil  penelitian  kekuatan  tarik pengelasan TIG kampuh V ganda pada baja karbon rendah ST 37 dapat diambil kesimpulan: Kekuatan tarik  yang  dihasilkan  oleh  jenis  kampuh  V  Ganda dengan rata-rata beban tarik maksimum 82,89 kN dan  rata-rata  tegangan  tarik  maksimum  552.62 N/mm2 [2].
Meneliti tentang Analisa Nilai Kekuatan Tarik, Kekerasan  dan  Struktur  Mikro  Plat  Baja  Karbon Rendah  Dengan  Pengelasan  Variasi  Elektroda  Las Listrik.  Hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  pada pengelasan  material  plat  baja  karbon  rendah, menggunakan  sudut  kampuh  V  tunggal  70o  dan variasi  elektroda  E6013  diameter  2  mm,  2,6  mm dan 3,2 mm, diperoleh beberapa kesimpulan. Nilai kekuatan tarik dan tegangan 48 luluh baja karbon rendah  hasil  pengelasan  dengan variasi  diameter elektroda , nilainya lebih rendah dibandingkan raw materials. Nilainya mengalami penurunan kekuatan  tarik  dari  hasil  pengelasan  dibanding nilai  kekuatan  tarik raw  material. Untuk  nilai tegangan  luluh  terhadap raw materials. Nilai perpanjangan dan reduksi penampang mengalami penurunan  dibanding  kelompok  hasil  pengelasan menggunakan variasi ukuran  diameter  yang berbeda  dibandingkan raw  materials. Nilai kekuatan tarik dan tegangan luluh untuk spesimen
kekuatan tarik daerah lasan dengan menggunakan arus  pengelasan  yang  sama  sebesar  110  Ampere. Adanya persamaan daerah putus  terjadi di daerah las (fuse zone) ,  patahan  pada  daerah  pengelasan adalah patahan getas [3].

## Logam
Logam  adalah  unsur  kimia  yang  mempunyai sifat kuat, liat, keras, penghantar listrik dan panas, serta  mempunyai  titik  cair  tinggi.  Biji  logam ditemukan  dengan  cara  penambangan  yang terdapat  dalam  keadaan  murni  atau  bercampur. [4]

## Pengelasan
Pengelasan  merupakan  penyambungan  dua bahan  atau  lebih  yang  didasarkan  pada  prinsip- prinsip  proses  difusi,  sehingga  terjadi  penyatuan bagian  bahan  yang  disambung.  Kelebihan sambungan  las  adalah  konstruksi  ringan,  dapat menahan kekuatan yang tinggi, mudah pelaksanaannya,  serta  cukup  ekonomis.  Namun kelemahan  yang  paling  utama  adalah  terjadinya perubahan  struktur  mikro  bahan  yang  dilas, sehingga  terjadi  perubahan  sifat  fisik  maupun mekanis dari bahan yang dilas. [5]

## Prinsip-prinsip las listrik
Pada  dasarnya  las  listrik  yang  menggunakan elektroda  karbon  maupun  logam  menggunakan tenaga  listrik  sebagai  sumber  panas.  Busur  listrik yang  terjadi  antara  ujung  elektroda  dan  benda kerja  dapat  mancapai  temperatur  tinggi  yang dapat  melelehkan  sebagian  bahan  merupakan perkalian  antara  tegangan  listrik  (E)  dangan  kuat arus  (I)  dan  waktu  (t)  yang  dinyatakan  dalam satuan, panas joule atau kalori
𝐻 = 𝐸 𝑥 𝐼𝑥𝑡
(1)
dimana :
𝐻 = panas dalam satuan joule. 𝐸 = tegangan listrik dalam volt.
𝐼 = kuat arus dalam amper. 𝑡 = waktu dalam detik.

## Kekerasan
Kekerasan  (Hardness)  adalah  salah  satu  sifat mekanik  dari  suatu  material.  Kekerasan  suatu material  harus  diketahui  khususnya  untuk material  yang  dalam  penggunaanya  akan mengalami  pergesekan  (frictional  force),  dalam hal  ini  bidang  keilmuan  yang  berperan  penting mempelajarinya  adalah  Ilmu  Bahan  Teknik ( Metallurgy Engineering ).
Uji Kekerasan
Pada umumnya pengujian kekerasan menggunakan 3 macam metode pengujian, yakni : 1.Pengujian Kekerasan Vikers (HV / VHN) 2.Pengujian Kekerasan Brinnel (HB / BHN) 3.Pengujian Kekerasan Rockwell
1. Pengujian Kekerasan Vikers (HV / VHN)
Pengujian  kekerasan  dengan  metode  Vickers bertujuan  menentukan  kekerasan  suatu  material, dalam  hal  ini  daya  tahan  material  terhadap indentor  intan  yang  cukup  kecil  dan  mempunyai bentuk  geometri berbentuk  pyramid. Beban  yang dikenakan  juga jauh lebih  kecil dibanding  dengan pengujian  rockwell  dan  brinel  yaitu   antara  1 sampai 1000 gram.
Angka  kekerasan  Vickers  (HV)  didefinisikan sebagai  hasil  bagi  (koefisien)  dari  beban  uji  (F) dengan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) dari  indentor(diagonalnya)  (A)  yang  dikalikan dengan  sin  (136°/2).  Rumus  untuk  menentukan besarnya  nilai  kekerasan  dengan  metode  vikers yaitu:
Inilah  cara  rockwell  dibandingkan  dengan cara pengujian kekerasan lainnya. Angka kekerasan vickers dihitung dengan :
• HV = {2P sin (α/2)}/d² = 1,854 P/d²
• Dimana : P = gaya tekan (kg)
• D = diagonal tampak tekan rata rata (mm)
• α = sudut puncak indentor = 136®
Hasil  pengujian  kekerasan  vickers  ini  tidak akan  bergantung  pada  besar  gaya  tekan (tidak seperti  pada  Brinell),  dengan  gaya  tekan  yang berbeda akan menunjukan hasil yang sama  untuk bahan yang sama. dengan demikian vickers dapat mengukur kekrasan bahan mulai dari yang sangat lunak  (5HV)  sampai  yang  amat  keras  (1500HV) tanpa perlu mengganti gaya tekan.

## Gambar 1 Uji Kekerasan Vikers

## Struktur Mikro
Struktur  mikro  adalah  gambaran  dari kumpulan  fasa-fasa  yang  dapat  diamati  melalui teknik  metalografi.  Struktur  mikro  suatu  logam dapat  dilihat  dengan  menggunakan  mikroskrop. Struktur  yang  dimiliki  oleh  baja  karbon  rendah didominasi  oleh  ferit  dan  sedikit  perlit. Penambahan  unsur  paduan  biasanya  dilakukan
pada pengelasan baja karbon rendah. Penambahan  unsur  ini  dapat  meningkatkan kekuatan  baja  tanpa  mengurangi  keuletannya. Plat baja karbon rendah dapat dilas dengan semua cara  pengelasan  dan  hasilnya  akan  baik  bila persiapannya  sempurna  dan  persyaratannya dipenuhi. Pengujian struktur mikro yang menggunakan  Micro  Hardenes  Tester  dengan pembesaran  foto  diperoleh  dari  perkalian  lensa obyektif  dan  okuler.  Lensa  obyektif  yang  dipakai 10x,  lensa  okuler  10x  sehingga  perbesaran  bisa mencapai  100x.  Pada  jarak  10  setrip  pada  foto untuk perbesaran 100x adalah 100 µm.

## Kampuh
Kampuh  las  merupakan  bagian  dari  logam induk yang akan diisi oleh logam las. Kampuh las awalnya  adalah  berupa  kubungan  las  yang kemudian diisi dengan logam las.
Kampuh  V  banyak  digunakan  pada  sistem sambungan  pada  pelat-pelat  tebal.  Untuk pengelasan  dengan  kampuh  V  dilakukan pengelasan  pada  satu  sisi (single  side) dengan urutan  pengelasan  mulai  dari  akar (root) , pengisian (Filler) , dan penutup (caping) .

## Diagram Fasa
Diagram fasa atau disebut diagram kesetimbangan  besi  karbon  merupakan  diagram yang menjadi parameter untuk mengetahui segala jenis  fasa  yang  terjadi  di  dalam  baja  dan  factor – faktor  apa  saja  yang  terjadi  pada  paduan  baja dengan  segala  perlakuan.  Gambar  diagram  fasa dapat dilihat sebagai berikut :

## Gambar 2 Diagram Fasa

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  di  laksanakan  pada  bulan  Juni 2020 – November  2020.  Pembuatan  dan pembentukan  spesimen  dilakukan  di  bengkel Vokasi, Universitas Halu Oleo, Kendari.

## Alat dan Bahan Penelitian
Adapuan  alat  dan  bahan  yang  digunakan
dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Alat Bahan Mesin las SMAW Plat  baja  dengan  ukuran 100 mm x 50 x 55 mm Kaca mata las Elektroda  Merek  RD  460 dengan spesifikasi E 6013,  panjang  350  mm dan diameter 2.6 mm Jangka sorong/mistar untuk mengukur bahan penelitian Tang Gurinda Klem C
Sarung tangan las Kamera  hp  untuk mengmbil dokumentasi.

## 3. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian ini terbagi menjadi dua tahap, yaitu:
A. Studi Literatur
B. Langkah-Langkah Pengambilan Data
1. Mempersiapkan alat dan bahan
2. Pembentukan spesimen uji
3. Menghidupkan on mesin las dan menyetel sesuai arus, elektroda dan ketebalan plat
4. Mempersiapkan spesimen yang akan di las
5. Membersihkan  permukaan  spesimen  dari kotoran yang menempel sebelum dilas
6. Posisi  pengelasan  dengan  menggunakan posisi pengelasan di bawah tangan
7. Proses penyambungan menggunakan kampuh V tunggal dan kampuh V ganda
8. Proses  pendinginan  menggunakan  media udara
9. Pembentukan spesimen uji kekerasan
10. Pembentukan spesimen uji struktur mikro
11. Proses  polishing  pada  spesimen  uji kekerasan
12. Proses  polishing  pada  spesimen  uji struktur mikro
13. Proses  etsa    pada  spesimen  uji  struktur mikro
14. Proses pengujian kekerasan
15. Proses uji struktur mikro
16. Proses pengambilan data
4. Hasil dan Pembahasan
Tabel  1.  Hasil  pengambilan  data  pengujian kekerasan vikers (HV / VHN)
Berdasarkan  Tabel  1  di  atas  memperlihatkan hasil  pengujian  kekerasan  pada  masing-masing daerah  hasil  pengelasan  kampuh  v  tunggal  dan kampuh  v  ganda.  Nilai  rata-rata  kekerasan kampuh  v    tunggal  pada  daerah  logam  las (Weld Metal) sebesar  142,80  kg/mm 2, ,  daerah  HAZ sebesar  132,72  kg/mm 2 ,  dan  daerah  logam  Induk (Base  Metal) sebesar  121,46  kg/mm 2 .  Sedangkan kampuh  v  ganda  didapatkan  nilai  rata-rata kekerasan  pada  logam  las (Weld  Metal) sebesar 125,80  kg/mm 2 ,  daerah  HAZ  sebesar  121,20 kg/mm 2 dan  daerah  logam  induk (base  metal) sebesar 112,60 kg/mm 2 .
Gambar 3. Grafik hasil Pengujian kekerasan vickers terhadap variasi kampuh
Pada  gambar  di  atas  memperlihatkan  nilai kekerasan  masing-masing  daerah  pada  jenis kampuh.  Nilai  kekerasan  masing-masing  daerah cenderung  meningkat  pada  kampuh  v  tunggal dibandingkan  nilai  kekerasan  masing-masing daerah  pada  kampuh  v  ganda.  Peningkatan  nilai kekerasan  pada  daerah  las  untuk  kampuh  v tunggal disebabkan karna pada daerah tersebut di dominasi  oleh  struktur  perlit.(gambar  4.3).  Nilai kekerasan  dari  hasil  pengelasan  masing-masing daerah  pada  kampuh  v  ganda  cenderung menurun,  karena  di  dominasi  oleh  ferit.  Struktur perlit  cenderung  kasar  dan  memiliki  sifat
Kekerasan Vickers HVN(kg/mm 2 )
Spesimen Logam Induk  HAZ Logam Las Rata-rata (kg/mm 2 ) Logam Induk HAZ Logam Las Kampuh V
116,00 138,00 143,00 121,46 132,72 142,80
129,00 137,00 146,00 114,00 128,00 148,00 119,00 133,00 139,00
129,30 127,60 138,00 Kampuh X 110,00 124,00 129,00 112,60 121,20 125,80 112,00
120,00 125,00
118,00 117,00 128,00 113,00 119,00 123,00
110,00 126,00 124,00
kekerasan  yang  lebih  tinggi  sedangkan  struktur ferit lebih halus dan memiliki sifat yang lunak.

## Hasil Foto Struktur Mikro
Struktur  Mikro  pada  Daerah  Las (Weld  Metal) Kampuh V Tunggal
Gambar 4. Foto struktur mikro pada daerah las kampuh v tunggal
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  di dominasi  oleh  butir-butir  perlit  yang  berwarna gelap. Butir perlit lebih kasar sedangkan butir ferit lebih  halus  dan  butir  perlit  cenderung  keras sedangkan butir ferit cenderung lunak atau ulet.
Stuktur Mikro pada HAZ Kampuh V Tunggal
Gambar 5. Foto stuktur mikro pada daerah haz kampuh v tunggal
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  di dominasi  oleh  butir-butir  perlit  yang  berwarna gelap. Butir perlit lebih kasar sedangkan butir ferit lebih  halus  dan  butir  perlit  cenderung  keras sedangkan butir ferit cenderung lunak atau ulet.
Stuktur  Mikro  pada  Daerah  Logam  Induk (Base Metal) Kampuh V Tunggal
Gambar 6. Foto stuktur mikro pada daerah logam induk kampuh v tunggal
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  di dominasi  oleh  butir-butir  perlit  yang  berwarna gelap. Butir perlit lebih kasar sedangkan butir ferit lebih  halus  dan  butir  perlit  cenderung  keras sedangkan butir ferit cenderung lunak atau ulet.
Struktur  Mikro  pada  Daerah  Las (Weld  Metal) Kampuh V Ganda
Gambar 7. Foto struktur mikro pada daerah las kampuh V ganda
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  di dominasi  struktur  ferit  dibandingkan  struktur perlit. Butir ferit cenderung lebih halus dan terang sedangkan butir perlit lebih kasar dan gelap. Butir perlit  cenderung  keras  sedangkan  butir  ferit cenderung lunak atau ulet.
Struktur Mikro pada HAZ Kampuh V Ganda
Gambar 8. Foto struktur mikro pada daerah haz kampuh v ganda
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  terdiri dari  butir-butir  ferit  yang  berwarna  terang,  dan butir-butir  perlit  berwarna  gelap.  Butir  ferit  lebih dominan  dan  lebih  halus  sedangkan  butir  perlit lebih  kasar.  Butir  perlit  cenderung  keras sedangkan butir ferit cenderung lunak atau ulet.
Struktur  Mikro  pada  Daerah  Logam  Induk (Base Meta) Kampuh V Ganda
Gambar 9. Foto struktur mikro pada daerah logam induk kampuh v ganda
Struktur  mikro  pada  gambar  di  atas  di dominasi  oleh  butir-butir  ferit  yang  berwarna terang.  Butir  ferit  lebih  halus  dan  terang sedangkan  lebih  kasar  dan  gelap.  Butir  ferit cenderung  lunak  atau  ulet  sebaliknya  butir  perlit lebih keras.

## 5. Kesimpulan
ferit perlit ferit perlit ferit perlit
ferit perlit ferit perlit ferit perlit
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan, dapat  diambil  kesimpulan  bahwa  jenis  kampuh sambungan  mempunyai  pengaruh  yang  penting terhadap hasil lasan. Pengaruh yang terjadi  dapat disimpulkan :
1. Nilai  kekerasan  dari  hasil  pengelasan  jenis kampuh  V  tunggal  dan  kampuh  V  ganda tertinggi yaitu kampuh V tunggal dengan nilai rata-rata  kekerasan  pada  daerah  logam  las
(Weld Metal) sebesar 142,80 kg/mm 2, , daerah HAZ  sebesar  132,72  kg/mm 2 ,  dan  daerah logam  Induk (Base  Metal) sebesar  121,46 kg/mm 2 . Sedangkan kampuh V ganda memiliki nilai kekerasan yang lebih rendah dengan nilai rata-rata pada logam las (Weld Metal) sebesar 125,80  kg/mm 2 ,  daerah  HAZ  sebesar  121,20 kg/mm 2 dan daerah logam induk (base metal) sebesar 112,60kg/mm 2 .
2. Hasil  dari  pengamatan  struktur  mikro terhadap masing-masing daerah hasil pengelaan  jenis  kampuh  V  tunggal  dan  V ganda  yaitu  untuk  kampuh  V  tunggal  pada masing-masing  daerah  di  dominasi  oleh struktur  perlit,  struktur  perlit  memiliki  sifat yang keras sedangkan untuk kampuh V ganda pada  masing-masing  daerah  di  dominasi  oleh struktur ferit, struktur ferit memiliki sifat yang lunak.

## Daftar Pustaka
[1] F. Nugroho, "Meneliti tentang Studi komparasi pengaruh  variasi  arus  pengelasan  terhadap kekuatan impak, kekerasan, dan struktur mikro sambungan  las  pegas  daun  baja  sup  9  pada proses las smaw.," 2019.
[2]   B.  Anwar,  "Meneliti  tentang  Analisis  kekuatan tarik  hasil  pengelasan  tungsten  inert  gas(tig) kampuh  V  ganda  pada  baja  karbon  rendah  st 37.," 2018.
[3]   A.  N.  d.  A.  P.  Rahardjo,  "Meneliti  tentang Analisa  Nilai  Kekuatan  Tarik,  Kekerasan  dan Struktur  Mikro  Plat  Baja  Karbon  Rendah Dengan  Pengelasan  Variasi  Elektroda  Las Listrik.," 2014.
[4]   p.  setiawan,  "GURUPENDIDIKAN.COM,"  11  10 2020. [Online].
Available:
https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian- logam/. [Accessed 25 10 2020].
[5]   Ma'ruf, "PENGARUH

## ARUS TERHADAP
KEKERASAN  HASIL  PENGELASAN  BAJA  ST  60 MENGGUNAKAN  PENGELASAN  SMAW," INFO TEKNIK, vol. 14 No. 2, pp. 211-218, 2013.