1. PENDAHULUAN
Welding merupakan suatu cara  penyambungan  dua  atau lebih logam  melalui  proses pemanasan. Berdasarkan Deutchen  Industrie  Normen  (DIN)  Welding adalah  ikatan  metalurgi  pada  sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair [1] dalam penggunaannya teknik pengelasan banyak digunakan dalam konstruksi kapal, pesawat terbang, bangunan [2] .
Resistance Spot Welding merupakan metode pengelasan yang kompleks, yang melibatkan intraksi listrik,  termal,  mekanik,  dan  metalurgi [3] .  Penggunaan  metode  pengelasan  ini  dalam  proses penyambungan  logam  dengan  ketebalan  yang  tipis  untuk  struktur manufaktur [4] khususnya  dalam perakitan struktur  seperti, mobil, truk, pesawat terbang, gerbong kereta apai, rata-rata diperlukan 4000 titik  pengelasan [5] .  Dengen  penggunaan  metode Resistance  Spot  Welding dapat  mengurangi  bobot kendaraan, mengoptimalkan keselamatan dan dapat menekan biaya produksi [6][7] .
Proses Resistance  Spot  Welding menggunakan  jenis  sambungan lap  join dimana  dua  atau  lebih logam  ditumpuk  lalu  dijepit  dengan  sepasang  elektroda,  pada  waktu  yang  bersamaan  dialirkan  arus listrik yang mengakibatkan terjadinya resistensi pada titik logam [6] , [8] . Dengan arus listrik yang cukup besar mengakibatkan pelelehan pada titik tekan elektroda dan membentuk nugget las [9] Secara umum terdapat  beberapa  parameter  yang  mempengaruhi  hasil Resistance  Spot  Welding  (RSW) adalah  arus
Volume 3, Nomor 2, Oktober 2022, hlm 96-107 JTTM: Jurnal Terapan Teknik Mesin p ISSN 2721-5377| e ISSN 2721-7825

## Pengaruh variasi ketebalan plat alumunium 2024 T42 terhadap kekuatan tarik dan macrography pada proses resistance spot welding
The effect of variations in thickness of 2024 T42 aluminum plate on tensile strength and macrography in the process of resistance spot welding
Heni Hendaryati, M. Irkham Mamungkas*, Iis Siti Aisyah, Muhammad Hasbi Rusmana
* Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang
* Jl. Raya Tlogomas No. 246 Malang, Indonesia
*Koresponden Email: irkham@umm.ac.id
Article Submit: 31/08/2022 Article Revision:06/10/2022 Article Accepted: 07/10/2022
Abstrak: Resistance  Spot  Welding merupakan  metode  pengelasan  yang  kompleks,  yang  melibatkan  intraksi listrik,  termal,  mekanik,  dan  metalurgi.  Dimana  dalam  prosesnya  terdapat  tiga  parameter  umum  yang mempengaruhi Resistance Spot Welding arus listrik (welding current), tekanan elektroda (electrode force), dan siklus pengelasan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi ketebalan pada proses Resistance Spot Welding terhadap sifat fisis pada material Alumunium 2024 T42 dengan variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm, 0.8 + 0.6 + 1.0 mm, dan 0.8 + 1.2 + 1.2. P engujian yang dilakukan yaitu uji tarik (tensile-shear test), dan uji macrography. Hasil pengujian dari setiap variasi ketebalan memenuhi standart AWS D17.2 dengan nilai lebih dari 140 lbf.
Kata kunci: Alumunium; macrography; resistance spot welding; tensile-shear test; variasi ketebalan.
Abstract:  Resistance  Spot  Welding  is  a  complex  welding  method,  which  involves  electrical,  thermal, mechanical, and metallurgical interactions. In the process there are three general parameters that affect the SpotWelding  Resistance  electric  current  (welding  current),  electrode  pressure  (electrode  force),  and  the welding cycle. The purpose of this study was to determine the effect of thickness variations on the Resistance Spot Welding process on the physical properties of 2024 T42 Aluminum material with thickness variations of 0.5 + 1.2 + 0.6 mm, 0.8 + 0.6 + 1.0 mm, and 0.8 + 1.2 + 1.2. The tests carried out are tensile test (tensile- share  test),  and  macrographic  test.  The  test  results  from  each  thickness  variation  meet  the  predetermined standards
Keywords: Aluminum; macrography; resistance spot welding; thickness variation; tensile-shear test.
listrik ( welding current ), tekanan elektroda ( electrode force ), dan siklus pengelasan [10] . Dalam siklus pengelasan  tersebut  terdiri dari  tiga  siklus  yaitu,  waktu  penekanan ( squeeze  time ),  waktu  pengelasan ( welding time ), waktu pendinginan ( cooling time ) [11] .
Dalam proses penyambungan ketebalan plat yang berbeda lebih memiliki variasi mikrostruktur dan sifat  mekanis  yang  lebih  rumit  yang  dapat  mempengaruhi  hasil  dari  proses Resistance  Spot  Welding pada bagian nugget [12] . Dimana penelitian ini untuk mengetahui hasil dari pengelasan menggunakan pengujian  merusak  ( destructive  test )  yaitu  uji  tarik  ( tensile  test )  dan  uji macrography untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Penggunaan material alumunium 2024 T42 dengan tiga variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm, 0.8 + 0.6 + 1.0 mm,  dan 0.8 + 1.2 + 1.2 mm perbedaan variasi pada ketebalan plat logam dipilih untuk dapat mengkaji lebih dalam  mengenai pengaruh variasi ketebalan plat  logam  terhadap  sifat  mekanis  dan  struktur makro pada  proses Resistance  Spot  Welding dengan parameter yang sama.

## 2. METODE
Dalam proses penelitian ini menggunakan metode eksperimen serta melakukan tinjauan pustaka dari berbagai sumber. Penelitian ini menggunakan material plat Alumunium 2024 T42 dengan variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm, 0.8 + 0.6 + 1.2 mm, dan 0.8 + 1.2 +1.2 mm dengan parameter pengelasan sebagai variabel tetap.  Untuk mendapatkan hasil dari penelitian menggunakan dua metode pengujian yaitu pengujian tarik ( tensile test ) dan pengujian macrography . Dalam prosedur sederhana penelitian ini dapat di jelaskan pada gambar 1.
Mulai Persiapan Alat & Bahan Tinjauan pustaka Proses Pembuatan Tensile Test Macroghraphy Analisa Data & Pembahasan Kesimpulan Mulai
Gambar 1. Diagram alir penelitian
98 Heni Hendaryati, M. Irkham Mamungkas, Iis Siti Aisyah, Muhammad Hasbi Rusmana Pengaruh variasi ketebalan plat alumunium 2024 T42 terhadap kekuatan tarik dan macrography pada proses resistance spot welding
Dalam  proses Resistance  Spot  Welding terdapat  parameter  yang  menjadi  variabel  tetap  dalam proses  pembuatan spesimen  uji  dimana  untuk  ketiga variasi  ketebalan  menggunakan  parameter  yang sama.
Tabel 1. Parameter pengelasan No. Parameter 1 Elektroda / Diameter (mm) CuAg / 16 2 Radius Contact (mm) Upper 150 Lower 150 3 Contact Resistance ( 𝜇 Ohm) 5 4 Weld Class II 5 Pressure (Psi) Upper Regulator (PG2) 26 Lower Regulator (PG1) 11 Contact Gauge 24 6 Pressure Program Variable Pressure 7 Power Low 8 Phase 3 9 Pre-Compress (cycles) 10 10 Squeeze (cycles) 12 11 Quench (cycles) 10 12 Hold (cycles) 20 13 Welding (cycles) 02 14 Impluse CO (cycles) 02 15 HT (cycles) 02 Max. Current (%) 57 16 CD (cycles) 03 Max. current (%) 27
Proses Resistance  Spot  Welding menggunakan  mesin SCAKY  Type  P272 .  Settingan  parameter sebagai variabel tetap dilakukan pada mesin sebelum melakukan proses pembuatan spesimen uji.
Pengujian tarik bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik dari suatu logam terhadap perbedaan tarik.  Beban  pada  pengujian  tarik  dimulai  dari  nol  dan  berakhir  pada  tegangan  patah  tarik  ( ultimate strenght ). Pemotongan spesimen uji menggunakan standar AWS Multiple Spot Weld Shear Specimens dimana nilai L tidak akan kurang dari 4W dalam satu potongan plat dibuat menjadi 5 atau lebih spesimen uji [14] .  Dalam  proses  pengujian  tarik  menggunakan  standar  pengujian ASTM  E8 dengan  alat UTM INSTRON 5982 , serta menggunakan software Bluehill 3 sebagai penerjemah hasil pengujian dari alat.
Gambar 3. UTM instron 5982 [15] .
Gambar  3  menjelaskan  alat  yang  digunakan  dalam  pengujian  tarik  adalah  mesin  Instron  5982. Untuk standar pengujian menggunakan ASTM E8 dan menggunakan software Bluehill.
Gambar  4  menjelaskan  standar  AWS  digunakan  untuk  menguji  kekuatan  beban  geser  pada pengelasan transversal.

## Gambar 5. Olympus SZX7 [15]
Gambar 5 menjelaskan alat OLYMPUS SZX7 yang digunakan untuk mengamati spesimen dengan bantuan software Olympus Stream Basic sebagai penerjemah dari hasil pengamatan alat. Pengujian ini bertujuan  untuk  mengetahui  diameter  nugget,  nilai  penetrasi,  serta  mengamati  daerah Heat  Affected Zone (HAZ) yang mengacu pada standar AWS D17.2.

## Gambar 6. Spesimen uji macrography
Gambar  6  menjelaskan  pada  pengujian macrography spesimen  uji  yang  telah  melalui  proses Resistance  Spot  Welding dipotong longitudinal pada  titik  tengah nugget pengelasan  untuk  kemudian dihaluskan dan dilakukan pengamatan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil pengujian tarik pada plat alumunium 2024 T42 dengan variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm, 0.8 + 0.6 + 1.0 mm, dan 0.8 + 1.2 +  1.2 mm maka didapatkan kekuatan tarik sebagai berikut:
Tabel 2. Hasil uji tarik variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm
Maximum Load [kgf] 1 196.21 2 179.18 3 169.08 4 188.12 5 186.20 6 195.39 7 191.84 8 199.45 9 176.34 10 208.19 Maximum 208.19 Minimum 169.08
Gambar 7. Grafik hasil uji tarik variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm
Gambar 7 menjelaskan bahwa hasil uji tarik untuk spesimen dengan variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm didapatkan bahwa maximum load sebesar 208.19 kgf dan minimum load sebesar 169.08 kgf.
Tabel 3. Hasil uji tarik variasi ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0 mm
Maximum Load [lbf] [kgf] 1 707.74 321.02 2 690.51 313.21 3 664.71 301.50 Maximum 707.74 321.02 Minimum 664.71 301.50
102 Heni Hendaryati, M. Irkham Mamungkas, Iis Siti Aisyah, Muhammad Hasbi Rusmana Pengaruh variasi ketebalan plat alumunium 2024 T42 terhadap kekuatan tarik dan macrography pada proses resistance spot welding
Gambar 8. Grafik hasil uji tarik spesimen ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0 mm
Gambar 8 menjelaskan bahwa dari hasil uji tarik yang dilakukan didapatkan bahwa untuk spesimen dengan variasi ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0 mm didapatkan besarnya maximum load sebesar 321.02 kgf dan minimum load sebesar 301.50 kgf.
Tabel 4. Hasil uji tarik variasi ketebalan 0.8 + 1.2 +1.2 mm
Maximum Load [kgf] 1 251.46 2 246.30 3 257.08 4 260.76 5 257.54 6 234.13 7 253.33 8 246.31 9 240.37 10 262.01 Maximum 262.01 Minimum 234.13
Gambar 9 dan tabel 4 menjelaskan bahwa dari hasil pengujian tarik yang dilakukan didapatkan bahwa maximum load sebesar 262.01 kgf dan minimum load sebesar 234.13 kgf.
Berdasarkan standar mechanical properties pada tabel 5. Dalam menentukan kualitas hasil uji tarik menggunakan ketebalan paling kecil dalam kombinasi sebagai acuan dalam penentuan standar. Dalam variasi ketebalan paling kecil dalam pengujian adalah 0.5 mm atau 0.020 inchi.
Tabel 5. Standard mechanical properties alumunium 2024 T42 [16]
Didapatkan nilai tensile strenght minimum ketebalan 0.5 mm adalah sebesar 57.0 ksi atau 57000 psi selanjutnya disesuaikan dengan tabel ultimate strenght untuk mengetahui standar ultimate minimum kekuatan tarik.
Tabel 6. Ultimate strength alumunium 2024 T42 [14]
104 Heni Hendaryati, M. Irkham Mamungkas, Iis Siti Aisyah, Muhammad Hasbi Rusmana Pengaruh variasi ketebalan plat alumunium 2024 T42 terhadap kekuatan tarik dan macrography pada proses resistance spot welding
Dimana diperoleh nilai standart ultimate strenght minimum kekuatan uji tarik yaitu sebesar 140 lbf. Maka dapat dikatakan nilai kekuatan tarik dari tiga variasi ketebalan dengan parameter pengelasan yang sama sudah memenuhi standart minimum yang sudah ditentukan.
Tabel 7. Data hasil uji macrography variasi ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0mm NO Nugget Diameter (mm) Penetration (%) Min Max 1 3.88 28.64 60.82 2 3.92 28.60 62.53 3 3.80 30.12 62.74
Pada  tabel  7  dijelaskan  bahwa  dari  hasil  pengamatan macrography untuk  spesimen  dengan ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0 mm didapatkan bahwa spesimen dengan diameter nugget 3.80 mm memiliki penetration dengan persentase terbesar, yaitu sebesar 62.74%.
Gambar 10. Macrography weld nugget spesimen uji variasi ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0mm
Tabel 8. Data hasil uji macrography variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm
NO Nugget Diameter (mm) Penetration (%) Min Max 1 3.67 25.86 31.25 2 3.95 41.30 42.86 3 3.62 28.57 50
Pada  tabel  8  dijelaskan  bahwa  dari  hasil  pengamatan  macrography  untuk  spesimen  dengan ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm didapatkan bahwa spesimen dengan diameter nugget 3.62 mm memiliki penetration dengan persentase terbesar , yaitu sebesar 50 %.
Gambar 11. Macrography weld nugget spesimen uji variasi ketebalan 0.5 + 1.2 + 0.6 mm
Tabel 9. Data hasil uji macrography variasi ketebalan 08 + 1.2 + 1.2 mm
NO Nugget Diameter (mm) Penetration (%) Min Max 1 4.30 45.78 66.12 2 4.96 48.65 62.90 3 4.62 40.70 57.26
Pada  tabel  9  dijelaskan  bahwa  dari  hasil  pengamatan  macrography  untuk  spesimen  dengan ketebalan 08 + 1.2 + 1.2 mm didapatkan bahwa spesimen dengan diameter nugget 4.62 mm memiliki penetration dengan persentase terbesar, yaitu sebesar 57.26 %.
Gambar 12. Macrography weld nugget spesimen uji variasi ketebalan 08 + 1.2 + 1.2 mm
Pada  gambar  10,  11,  dan  12  didapatkan  pengamatan macrography untuk  weld  nugget  dengan variasi ketebalan 0.8 + 0.6 + 1.0 mm,  0.5 + 1.2 + 0.6 mm, dan ketebalan  08 + 1.2 + 1.2 mm dimana dari tabel minimum nugget size semua variasi menghasilkan batas nugget standart perusahaan seperti terlihat pada tabel 10.
Dalam  menentukan  kualitas resistance  spot  welding pada  tiga  variasi  ketebalan,  setelah mendapatkan hasil dari pengujian macrography untuk ukuran diameter nugget maka perlu disesuaikan untuk menentukan standart minimum nugget pada tabel 10 minimum nugget size sebagai acuan yang dijadikan dalam menentukan standart minimum nugget size adalah ketebalan terkecil dari variasi yang sudah dilakukan pengujian.
Tabel 10. Minimum nugget size [14]
106 Heni Hendaryati, M. Irkham Mamungkas, Iis Siti Aisyah, Muhammad Hasbi Rusmana Pengaruh variasi ketebalan plat alumunium 2024 T42 terhadap kekuatan tarik dan macrography pada proses resistance spot welding
Seperti terlihat dari hasil pengujian yang dilakukan bahwa untuk ketebalan minimum sheet sebesar 0.5 mm adalah nugget dengan ukuran 2.54 mm, sedangkan seluruh pengujian menghasilkan diameter nugget  yang  kesemuanya  melebihi  2.54  mm,  sehingga  bisa  dikatakan  bahwa  semua  spesimen  telah memenuhi standar yang ditetapkan perusahaan.

## 4. SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan  maka  diperoleh  kesimpulan  bahwa  kualitas  hasil pengelasan Resistance Spot Welding dengan varisai ketebalan dan parameter sebagai variabel tetap tidak dapat  ditentukan  dengan  hanya  meninjau  dari  hasil  uji  tarik.  Diperlukan  pengujian  lain  sebagai penunjang  untuk  menentukan  kualitas  dari  hasil  proses Resistance  Spot  Welding. Sehingga  pada penelitian ini menambahkan pengujian macrography guna mengetahui diameter nugget , nilai penetrasi, dan  daerah Heat  Affected  Zone  (HAZ). Dengan  menggunakan  tiga  variasi  ketebalan  dan  parameter sebagai variabel tetap didapatkan hasil maksimum nilai uji tarik dan dan diameter nugget pada setiap variasi  ketebalan  telah  melewati  batas  standart  nilai  yang  telah  ditentukan  dengan  hasil  tersebut menunjukan  bahwa  dengan  parameter  sebagai  variabel  tetap  sesuai  dengan  setiap  variasi  ketebalan. Ukuran diameter nugget keseluruhan melebihi batas yang diberikan perusahaan, yaitu sebesar 2.54 mm.

## REFERENSI
[1] H. Wiryosumarto and T. Okumura, teknologi-pengelasan-logam . Jakarta, 2000.
[2] H. Arora, R. Singh, and G. S. Brar, “Thermal and structural modelling of arc welding processes: A  literature  review,” Meas.  Control  (United  Kingdom) ,  vol.  52,  no.  7–8,  2019,  doi: 10.1177/0020294019857747.
[3] N.  Haghshenas  and  H.  Moshayedi,  “Monitoring  of  Resistance  Spot  Welding  Process,” Exp. Tech. , vol. 44, no. 1, pp. 99–112, Feb. 2020, doi: 10.1007/s40799-019-00341-z.
[4] S. M. Hassoni, O. S. Barrak, M. I. Ismail, and S. K. Hussein, “Effect of Welding Parameters of Resistance Spot Welding on Mechanical Properties and Corrosion Resistance of 316L,” Mater. Res. , vol. 25, 2022, doi: 10.1590/1980-5373-MR-2021-0117.
[5] S. H. Mousavi Anijdan, M. Sabzi, M. Ghobeiti-Hasab, and A. Roshan-Ghiyas, “Optimization of spot  welding  process  parameters  in  dissimilar  joint  of  dual  phase  steel  DP600  and  AISI  304 stainless steel to achieve the highest level of shear-tensile strength,” Mater. Sci. Eng. A , vol. 726, pp. 120–125, May 2018, doi: 10.1016/J.MSEA.2018.04.072.
[6] A. Ghatei-Kalashami, S. Zhang, M. Shojaee, A. R. H. Midawi, F. Goodwin, and N. Y. Zhou, “Failure behavior of resistance spot welded advanced high strength steel: The role of surface condition  and  initial  microstructure,” J.  Mater.  Process.  Technol. ,  vol.  299,  2022,  doi: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117370.
[7] L. Chen et al. , “Investigation on shearing strength of resistance spot-welded joints of dissimilar steel plates with varying welding current and time,” J. Mater. Res. Technol. , vol. 16, 2022, doi: 10.1016/j.jmrt.2021.12.079.
[8] B. Zhou, T. Pychynski, M. Reischl, E. Kharlamov, and R. Mikut, “Machine learning with domain knowledge for predictive quality monitoring in resistance spot welding,” J. Intell. Manuf. , vol. 33, no. 4, 2022, doi: 10.1007/s10845-021-01892-y.
[9] O.  Martin,  V.  Ahedo,  J.  I.  Santos,  and  J.  M.  Galan,  “Comparative  Study  of  Classification Algorithms  for  Quality  Assessment  of  Resistance  Spot  Welding  Joints  from  Pre-  and  Post- Welding Inputs,” IEEE Access , vol. 10, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3142515.
[10] D. Sebagai, S. Satu, U. Memperoleh, G. Sarjana, and T. Mesin, “Pengaruh rasio tebal plat dan tegangan listrik sekunder pengelasan terhadap mode patah sambungan las titik (,” 2011.
[11] R.  W.  Messler, PRINCIPLES  OF  WELDING  Processes,  Physics,  Chemistry,  and  metallurgy .
WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004.
[12] H. Zhang, X. Qiu, F. Xing, J. Bai, and J. Chen, “Failure analysis of dissimilar thickness resistance spot welded joints in dual-phase steels during tensile shear test,” Mater. Des. , vol. 55, pp. 366– 372, 2014, doi: 10.1016/j.matdes.2013.09.040.
[13] B. Y. Fuad, I. S. Aisyah, and D. Kurniawati, “Pengaruh Kombinasi Ketebalan Plat Aluminium 2024  T42  Terhadap  Sifat  Mekanis  pada  Proses  Resistance  Spot  Welding  Part  Door  Assy Helikopter NBELL 412EP,” pp. 151–162, 2020.
[14] AWS  American  Welding  Society, AWS  D17.2  -  Specification  for  Resistance  Welding  for Aerospace Applications , no. 02016826. 2013.
[15] R. D. Wijaya, I. S. Aisyah, and A. Salim, “PENGARUH KOMBINASI KETEBALAN PLAT MATERIAL AISI 321 TERHADAP SIFAT MEKANIS PADA,” pp. 177–188, 2020.
[16] R.  N.  Lumley, Fundamentals  of  aluminium  metallurgy:  Production,  processing  and applications . 2010.