KARAKTERISASI KUALITAS LASAN PADA BAHAN SERUPA AZ31B DENGAN PROSES MICRO-FRICTION STIR SPOT WELDING (µFSSW) UNTUK APLIKASI KENDARAAN
Agus Widyianto 1* , Aan Yudianto 1 , Herminarto Sofyan 2 , Gunadi 2
1 Departemen Teknik Mesin dan Otomotif, Fakultas Vokasi, Universitas Negeri Yogyakarta Kampus UNY Wates 55652
2 Departemen Pendidikan Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta Kampus UNY Karang Malang 55281 *Corresponding Author: aguswidyianto@uny.ac.id

## Abstract
This  study's  successful  implementation  of  micro-friction  stir  spot  welding  (µFSSW)  on  AZ31B material  has  significant  implications  for  its  practical  application  in  various  industries.  The  study's findings suggest that this welding technique can produce firm joints in AZ31B materials with a thickness of 0.3 mm and 0.5 mm. The optimal welding geometry was obtained at 500 milidetik and 500 microns, resulting  in  maximum  shear  load  and  cross  load  of  326  N  and  88  N,  respectively.  The  study  also examined  the  mechanical properties  of  the joint, including its  hardness,  and analyzed  the  material's microstructure.  The  hardness  of  the  material  increased  at  the  center  stir  zone  (SZ),  indicating  the formation of a stronger joint. The SZ also showed smaller grains compared to the thermo-mechanically affected zone (TMAZ), suggesting that the µFSSW technique had a positive impact on grain refinement. However, the heat-affected zone (HAZ) exhibited partially recrystallized grains. Overall, these findings demonstrate  the  potential  of  µFSSW  as  a  reliable  welding  technique  for  AZ31B  materials,  with promising  mechanical  properties  and  improved  microstructure.  Further  research  could  explore  its applicability  in  other  materials  and  industries,  as  well  as  optimize  the  welding  parameters  for  even better results.
Key Words: Micro-friction stir spot welding, Magnesium alloy, Mechanical properties, Metallography

## Abstrak
Keberhasilan  penerapan micro-friction  stir  spot  welding (µFSSW)  pada  bahan  AZ31B  pada penelitian ini memiliki implikasi yang signifikan untuk aplikasi praktisnya di berbagai industri. Temuan penelitian menunjukkan bahwa teknik pengelasan ini dapat menghasilkan sambungan yang kokoh pada material AZ31B dengan ketebalan 0,3 mm dan 0,5 mm. Geometri pengelasan optimal diperoleh pada 500 milidetik dan 500 mikron, menghasilkan beban geser maksimum dan beban silang masing-masing sebesar 326 N dan 88 N. Studi ini juga meneliti sifat mekanik sambungan, termasuk kekerasannya, dan menganalisis  struktur  mikro  material.  Kekerasan  material  meningkat  pada center stir  zone (SZ), menandakan terbentuknya sambungan yang lebih kuat. SZ juga menunjukkan butiran yang lebih kecil dibandingkan dengan thermo-mechanically affected zone (TMAZ), menunjukkan bahwa teknik µFSSW memiliki dampak positif pada penyempurnaan butiran. Namun, heat-affected zone (HAZ) menunjukkan butiran yang terrekristalisasi sebagian. Secara keseluruhan, temuan ini menunjukkan potensi µFSSW sebagai teknik pengelasan yang andal untuk material AZ31B, dengan sifat mekanik yang menjanjikan dan  struktur  mikro  yang  lebih  baik.  Penelitian  lebih lanjut  dapat  mengeksplorasi  penerapannya  pada bahan dan industri lain, serta mengoptimalkan parameter pengelasan untuk hasil yang lebih baik.
Kata Kunci: Micro-friction stir spot welding , Paduan magnesium, Sifat mekanik, Metalografi

## PENDAHULUAN
Friction  stir  spot  welding (FSSW)  adalah  teknik  penyambungan solid-state untuk pengelasan spot lembaran bahan tipis seperti aluminium, magnesium, dan titanium tanpa bahan tambahan  seperti  perekat  atau  logam  pengisi  (Matsuda  et  al.,  2022;  Z.  Zhang  et  al.,  2011). FSSW  telah  mendapatkan  perhatian  yang  signifikan  di  berbagai  industri  karena  dapat menghasilkan sambungan yang berkualitas tinggi, andal, dan hemat biaya (Tozaki, Uematsu, & Tokaji, 2007). Prosesnya melibatkan alat berputar  yang menghasilkan  panas dan tekanan, menyebabkan  logam  melunak  dan  terikat.  Meskipun  FSSW  memiliki  beberapa  keunggulan serta tantangan dibandingkan teknik las konvensional, seperti keausan pahat dan pelepasan chip masih perlu diperhatikan (Badarinarayan, Shi, Li, & Okamoto, 2009).
Paduan  magnesium  AZ31B  memiliki  potensi  tinggi  di  berbagai  industri  karena  sifatnya yang  sangat  baik,  seperti  rasio  kekuatan  terhadap  berat  yang  tinggi  dan  sifat  mampu  bentuk yang  baik.  Namun,  pemrosesan  dan  pengelasannya  menghadirkan  tantangan  karena reaktivitasnya  yang  tinggi  dan  keuletannya  yang  rendah  (Sun  et  al.,  2021;  Yaknesh, Sampathkumar,  &  Sevvel,  2022).  Teknik  seperti  pengelasan  tempat  pengadukan  gesekan, pengelasan laser, dan ikatan perekat telah dikembangkan untuk mengatasi tantangan ini. FSSW telah  menjadi  teknik  pengelasan  yang  menjanjikan  karena  melunakkan  dan  merekatkan lembaran logam (Ahmed et al., 2022).
Meskipun friction stir spot welding (FSSW) memiliki banyak keunggulan sebagai teknik pengelasan, penelitian terbatas telah dilakukan pada penerapannya untuk paduan magnesium. Beberapa  penelitian  telah  melaporkan  bahwa  FSSW  menghasilkan  pertumbuhan  butir  dan mengurangi kekerasan di zona pengelasan paduan magnesium AZ31B-H24, seperti dicatat oleh Lee  dkk.  (Lee,  Yeon,  &  Jung,  2003).  Esparza  dkk  (Esparza,  Davis,  Trillo,  &  Murr,  2002) mengamati struktur butir dengan butir rekristalisasi equiaxed di zona FSW paduan magnesium AZ31B, dan paduan magnesium AZ31 lainnya memiliki kehalusan butir dan kekerasan mikro yang lebih tinggi di zona FSW, menurut penelitian mereka (Xunhong & Kuaishe, 2006). Zhang dkk. (H. Zhang, Lin, Wu, Feng, & Ma, 2006) meneliti korelasi antara aliran material dan cacat pada  pengelasan  gesekan  paduan  magnesium  AZ31,  sementara  Abbasi  Garache  dkk. (Gharacheh, Kokabi, Daneshi, Shalchi, & Sarrafi, 2006) mempelajari pengaruh rasio kecepatan transportasi  yang  berbeda  pada  sifat  mekanik  zona  yang  berbeda  dalam  paduan  magnesium AZ31.  Studi  terakhir  menemukan  bahwa  peningkatan  rasio  kecepatan/kecepatan  transpor menyebabkan  sedikit  penurunan  pada  hasil  dan  kekuatan  akhir  zona  campuran  dan  transisi. Meningkatkan rasio kecepatan rotasi terhadap kecepatan lintasan menghasilkan nugget las yang lebih  besar  dan  mengurangi  penetrasi  akar  yang  tidak  sempurna.  David  Lukmanto  dkk.
(Lukmanto, Muhayat, & Triyono, 2020) meneliti pengaruh dari geometri pahat terhadap sifat mekanik pada material AA1100 yang ditambahkan dengan interlayer Zn ditengahnya. Metode pengelasan yang digunakan adalah friction stir spot welding dan hasilnya menunjukkan bahwa penambahan interlayer Zn dapat memperbaiki kekerasan material.
Parik  dkk.  (Pareek,  Polar,  Rumiche,  &  Indacochea,  2007)  meneliti  modifikasi  struktur mikro  yang  disebabkan  oleh  gesekan  aduk  las  paduan  magnesium  AZ31B-H24.  Selain  itu, mereka  memeriksa  dampak  pada  sifat  mekanik  sambungan  dan  kinerja  korosi.  Ukuran  butir rata-rata  dari  semua  sampel  yang  dilas  lebih  besar  dari  sampel  paduan  magnesium  yang disetujui yang dianalisis dalam penelitian mereka. Dalam penelitian lain, Zhang Hua dkk. (Hua Zhang, Wu, Huang, Sanbao, & Lin, 2007) mempelajari pengaruh kecepatan pengelasan pada pola  aliran  material,  dan  di  dalam  nugget,  mereka  mengamati  dua  aliran  material  yang signifikan. Oleh karena itu, mereka mengusulkan agar Aliran 1 menentukan apakah lasan itu sempurna.
Selanjutnya,  pengaruh  kecepatan  pengelasan  pada  kualitas  sambungan  untuk  paduan magnesium  AZ31B-H24  dipelajari  oleh  Cao  dkk.  (Cao  &  Jahazi,  2009)  menggunakan pengelasan adukan gesek. Menurut temuan, tingkat kekerasan menurun secara progresif dari logam  dasar ke zona  yang terkena termomekanik melalui zona  yang terpengaruh panas,  dan akhirnya  ke  zona  pencampuran,  di  mana  kekerasan  terendah  diamati.  Hasilnya  juga menunjukkan  bahwa  kecepatan  pengelasan  yang  lebih  cepat  menghasilkan  kekerasan  yang sedikit lebih tinggi di zona pencampuran. Kapasitas menahan beban sambungan las merupakan pertimbangan penting di banyak industri, dan biasanya dievaluasi dengan memeriksa kekuatan tarik sambungan (Afrin, Chen, Cao, & Jahazi, 2008). Kekuatan tarik sambungan las terkait erat dengan struktur mikro dan kekerasan las, keduanya sangat dipengaruhi oleh siklus termal dari proses  pengelasan  (Mohammadi  et  al.,  2015).  Siklus  termal  dari  proses  pengelasan,  pada gilirannya, terutama ditentukan oleh berbagai parameter proses pengelasan.
Namun,  terlepas  dari  pentingnya  faktor-faktor  ini,  hanya  ada  sedikit  penyelidikan sistematis yang dilakukan sampai saat ini untuk mengeksplorasi efek dari berbagai parameter proses µFSSW pada kualitas las paduan magnesium AZ31B dengan ketebalan kurang dari 1 mm, yaitu biasanya dibuat melalui pengelasan adukan gesek. Secara khusus, peran parameter seperti  kecepatan  putaran  pahat,  waktu  pengelasan,  kedalaman  pengelasan,  dan  gaya  aksial tetap  dipahami  sepenuhnya.  Mengingat  pentingnya  paduan  ini  dan  tantangan  unik  yang ditimbulkan oleh pengelasannya, penelitian lebih lanjut di bidang ini dapat secara signifikan meningkatkan  pemahaman  kami  tentang  µFSSW  dan  membantu  mengoptimalkan  proses pengelasan untuk paduan magnesium AZ31B.

## METODE
Studi  ini menggunakan  bahan  dengan  ketebalan  0,3  mm  dan  0,5  mm  yang  sejenis  jenis paduan  magnesium  AZ31B.  Bahan  AZ31B  dianalisis  secara  kimia  menggunakan  perangkat spektroskopi  plasma optik untuk  memastikan hasil  yang  akurat.  Selain itu, pelat dibersihkan dengan  aseton  sebelum  pengelasan  untuk  mencegah  kontaminasi.  Material  AZ31B mengandung berbagai unsur, antara lain Al (3,10%), Cu (0,0009%), Zn (0,99%), Mn (0,30%), Fe (0,0029%), Si (0,14%), Ni (0,00063%), dan Mg (seimbang).
Gambar 1. Spesimen untuk pengujian memiliki ukuran yang berbeda untuk tiga jenis pengujian: a) beban tegangan geser, b) beban tegangan silang, dan c) analisis metalografi Penelitian ini menggunakan las titik dengan µFSSW dan melakukan tiga pengujian: beban tegangan geser, beban tegangan silang, dan analisis metalografi. Benda uji disiapkan dengan ukuran yang berbeda-beda untuk setiap pengujian, dengan dimensi benda uji untuk uji beban tarik geser adalah 50 mm x 25 mm (Gambar 1a), dan untuk uji beban tarik silang adalah 125 mm x 25 mm. (Gambar 1b). Untuk pengujian metalografi, spesimen pada Gambar 1c memiliki panjang 30 mm dan lebar 25 mm. Bahan dengan ketebalan 0,3 mm diletakkan di atas bahan lain dengan ketebalan 0,5 mm. Setiap benda uji diulang sebanyak tiga kali.
Gambar 2. Mengilustrasikan ukuran dan bentuk pahat micro-friction stir spot welding Pahat  yang  digunakan  pada  µFSSW  dijelaskan  pada  Gambar  2,  terdiri  dari High  Speed Steel (HSS) dengan diameter bahu 5,0 mm, diameter pin 2,5 mm, dan tinggi pin 0,6 mm. Mesin las  yang  digunakan  adalah  mesin  milling  EMCO  CNC  TU-3A  hasil  modifikasi  dengan ketelitian  0,01  mm.  Spindel  diambil  dari  mesin  bor  turner  tipe  MT912  Maktec  dengan spesifikasi  die  grinder  6  mm  dan  kecepatan  putaran  spindel  33.000  rpm.  Parameter  proses pengelasan,  termasuk  kedalaman  penetrasi  ( plunge  depth /PD)  dan  waktu  pengadukan  ( dwell time /DT) dirinci dalam Tabel 1.
Tabel 1. Parameter yang digunakan pada proses µFSSW
No Dwell time (milidetik) Plunge depth (mikron) 1 300 400 2 300 500 3 300 600 4 500 400 5 500 500 6 500 600 7 700 400 8 700 500 9 700 600
Evaluasi  geometri  las  melibatkan  pengukuran  diameter  nugget  las,  area Thermo- mechanically affected zone (TMAZ), dan kedalaman penetrasi. Uji geser dan tegangan silang dilakukan  menggunakan  mesin  tegangan  A&D  CNC.  Pengamatan  metalografi  dilakukan dengan  pemotongan  dan  pemasangan  las,  pengamplasan,  dan  pemolesan.  Struktur  mikro diperiksa menggunakan mikroskop optik, khususnya model Oxion Inverso OX 2153-PLM, dan struktur makro dilihat menggunakan mikroskop digital. Etsa dengan reagen Keller digunakan untuk memvisualisasikan struktur mikro hasil pengelasan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil
Karakterisasi kualitas lasan salah satunya adalah geometri las meliputi mengukur diameter
nugget  las,  luas  TMAZ,  dan  kedalaman  penetrasi  untuk  mengevaluasi  kualitas  geometri  las. Selain itu, mikroskop digital dan kaliper digunakan untuk melakukan pengukuran dari atas dan belakang  lasan  untuk  mendapatkan  data  yang  akurat.  Pengukuran  ini  penting  untuk  menilai kualitas lasan dan memastikannya memenuhi standar untuk aplikasi yang dimaksud.
Gambar 3. Pengukuran diameter nugget las tampak bagian atas untuk material Mg-Mg Gambar 3 menunjukkan hasil pengukuran diameter nugget las material Mg-Mg bagian atas. Pengukuran meliputi diameter pin las dan bahu las. Penelitian ini mencakup tiga variasi waktu pengadukan  dan  kedalaman  penetrasi  yang  berbeda.  Diameter  bahu  las  telah  diamati  mulai terbentuk pada 400 mikron perendaman dan meningkat dengan meningkatnya perendaman.
Gambar 4. Hasil pengukuran area TMAZ pada permukaan belakang material Mg-Mg Selanjutnya  dilakukan  pengukuran  TMAZ  yang  terbentuk  pada  pelat  belakang.  Area TMAZ  diukur  dan  ditampilkan  pada  Gambar  4.  Semakin  luas  area  TMAZ,  semakin  dalam kedalaman tusukan. Selain itu, waktu pencampuran antara alat dan bahan juga berdampak pada area TMAZ, karena panas yang lebih tinggi dihasilkan antara alat dan bahan. Dari hasil ini akan dianalisis lebih lanjut dari geometri las, sifat mekanik dan metalografi untuk mengkarakterisasi kualitas lasan pada material AZ31B.

## Pembahasan

## Geometri Las
Gambar  5a  -  5d  disajikan  hasil  geometri  las  untuk  material  Mg-Mg  yang  meliputi pengukuran diameter pin dan bahu las, kedalaman penetrasi, dan area TMAZ. Diameter pin las sangat mirip dengan pin pahat yang digunakan, namun saat kedalaman penetrasi mencapai 600 mikron, diameter pin menjadi lebih kecil dari diameter pahat. Diameter pin las terbesar adalah 2,57 mm, dengan kesalahan 2,3% diamati di bawah 300 milidetik dan 400 mikron.
Gambar 5. Geometri las µFSSW untuk Mg-Mg dianalisis dalam hal (a) diameter pin, (b) diameter bahu las, (c) kedalaman penetrasi, dan (d) area TMAZ
Gambar 5b disajikan diameter bahu yang dilas, dan terlihat bahwa diameternya masih lebih kecil  dari  diameter  alat  bahu.  Diameter  bahu  maksimum  yang  dicapai  adalah  4,65  mm  saat menggunakan  700  milidetik  dan  600  mikron.  Alasannya  adalah  kedalaman  tusukan  yang digunakan, karena kedalaman tusukan yang dangkal menghasilkan diameter bahu yang lebih kecil. Ario dkk. (Ario Sunar Baskoro, Amat, & Widiyanto) telah menemukan bahwa geometri las  µFSSW  dipengaruhi  oleh  waktu  tunda  dan  geometri  pahat,  di  mana  peningkatan  waktu tunda  akan  menghasilkan  geometri  las  yang  lebih  besar,  dan  mengubah  bentuk  pahat  dapat menyebabkan bentuk las yang lebih besar (A. S. Baskoro, Riyanto, Arifardi, & Rupajati, 2020; Özgül & Dedeoğlu, 2020).
Hasil  pengukuran  kedalaman  tusukan  dan  area Thermo-mechanically  affected  zone (TMAZ) untuk Mg-Mg ditunjukkan pada Gambar 5c dan 5d. Data menunjukkan bahwa lama pengadukan  mempengaruhi  kedalaman  tusukan  dan  area  TMAZ,  dengan  waktu  pengadukan yang lebih lama menghasilkan kedalaman tusukan yang lebih tinggi dan area TMAZ yang lebih luas.  Kedalaman  tusukan  berbanding  lurus  dengan  kedalaman  tusukan  yang  diukur.  Area TMAZ maksimum yang diamati adalah 14,16 mm2 dengan error 1,47%.

## Sifat Mekanik
Kekuatan las  bahan magnesium dievaluasi melalui  pengujian tarik  menurut  standar  ISO
14273. Benda uji yang digunakan untuk pengujian memiliki dimensi 0,8 mm x 175 mm x 25 mm.  Dua  jenis  pengujian,  beban  tegangan  silang  (BTS)  dan  beban  tegangan  geser  (BTG), dilakukan  untuk  menentukan  kekuatan  spesimen.  BTS  menerapkan  pembebanan  lateral, sedangkan BTG menerapkan pembebanan aksial.
Gambar 6 menggambarkan hasil uji tarik yang dilakukan pada material magnesium. Hal ini menunjukkan bahwa kuat tarik beban geser lebih besar daripada beban silang. Beban geser tertinggi yang dicapai adalah 326 N dengan error 7,35%, diperoleh pada waktu dwell time 500 milidetik dan kedalaman tusukan 600 mikron. Beban silang maksimum terbesar yang diperoleh adalah 88 N dengan error 2,37%, dicapai pada waktu diam dan kedalaman tusukan yang sama. Logam dasar AZ31B memiliki ketebalan 5 mm dan kekuatan tarik 600 N, yang jauh lebih tinggi daripada nilai kekuatan geser dan tarik silang.
Gambar 6 Uji tarik µFSSW material Mg-Mg maksimum (a) BTS, dan (b) BTG Kekuatan tarik  maksimum  dapat  ditingkatkan dengan meningkatkan kedalaman tusukan dan  memperpanjang  waktu  pengadukan.  Parameter  µFSSW  berdampak  pada  kekuatan  tarik maksimum. Dengan menambah kedalaman tusukan, sambungan antara kedua spesimen dapat diperkuat,  yang juga dipengaruhi oleh ketebalan  pelat dan pahat  yang digunakan. Selain itu, durasi  gesekan antara alat  dan benda uji secara signifikan mempengaruhi panas dan kualitas sambungan las (Kwon, Shigematsu, & Saito, 2008). Selain itu, Ario dkk. (Ario Sunar Baskoro et al.) telah menyatakan bahwa waktu pengadukan meningkatkan kekuatan tarik.
Hanya  tiga  parameter  pengelasan  yang  dipilih  untuk  pengujian  kekerasan  mikro:  waktu pengadukan 300 milidetik, 500 milidetik, dan 700 milidetik dengan kedalaman penetrasi 500 mikron. Hal ini dilakukan untuk mengamati pengaruh waktu pengadukan pada kekerasan mikro pada bahan Mg-Mg yang serupa. Oleh karena itu, tujuh titik uji dipilih pada pelat magnesium, termasuk dua di area HAZ, dua di area samping SZ, dan tiga di area tengah SZ.
Pada Gambar 7, data dari uji kekerasan mikro disajikan. Hal tersebut menunjukkan bahwa nilai kekerasan daerah HAZ dan SZ lebih tinggi dibandingkan logam dasar magnesium yang
memiliki nilai kekerasan 51 Hardness Value (HV). Selain itu, nilai kekerasan wilayah SZ secara bertahap meningkat menuju pusat SZ. Namun, di area tengah SZ, nilai kekerasan meningkat secara  signifikan  untuk  semua  parameter  waktu  pengadukan.  Pola  kekerasan  untuk  material tampak  seperti  "V"  terbalik  untuk  semua  parameter.  Nilai  kekerasan  maksimal  untuk  setiap parameter dwell time 300 milidetik, 500 milidetik, dan 700 milidetik berturut-turut adalah 86 HV, 101 HV, dan 118 HV. Hanya tiga parameter pengelasan yang diuji, semuanya pada 500 mikron.
Gambar 7. Grafik uji kekerasan mikro yang dilakukan pada material Mg-Mg Ukuran butir suatu  material  memainkan peran penting dalam menentukan sifat-sifatnya. Selama  FSSW,  material  mengalami  suhu  tinggi,  yang  dapat  menyebabkan  butiran  menjadi kasar dan selanjutnya menurunkan nilai kekerasan. Hal ini karena dengan naiknya suhu, panas yang  dihasilkan  juga  meningkat,  dan  struktur  butiran  menjadi  kasar  [6].  Oleh  karena  itu, kekerasan  sambungan  yang  dihasilkan  oleh  FSSW  sangat  dipengaruhi  oleh  ukuran  butir material.  Ukuran  butir  yang  lebih  halus  cenderung  menghasilkan  nilai  kekerasan  yang  lebih tinggi, karena batas butir yang lebih kecil bertindak sebagai penghalang pergerakan dislokasi, yang  menghambat  deformasi  dan  meningkatkan  kekerasan  [23].  Fenomena  ini  telah  banyak dipelajari dan didokumentasikan dalam literatur, dan peneliti telah mengembangkan berbagai metode  untuk  mengontrol  ukuran  butir  selama  FSW  untuk  meningkatkan  sifat  mekanik sambungan las [1, 17].

## Metalografi
Struktur  makro  dari  material  Mg-Mg  dianalisis  dengan  parameter  pengelasan  yang berbeda, dan temuannya disajikan pada Gambar 8. Studi ini menemukan penetrasi dan ikatan las yang tidak memadai terjadi pada 300 milidetik dan 400 mikron. Kedalaman las meningkat dengan kedalaman penetrasi yang lebih dalam, dan waktu pengadukan yang lebih lama dapat memperluas diameter nugget las. Namun, las yang buruk dihasilkan dengan waktu pengadukan 700 milidetik karena pelat atas yang terangkat dan kilatan yang lebih tebal terjadi pada pelat atas. Waktu pengadukan yang lama juga dapat mempengaruhi panas yang diterima oleh bahan.
Gambar 8. Makrostruktur material Mg-Mg dengan beberapa variasi dwell time dan plunge depth
Struktur makro dan struktur mikro bahan Mg-Mg dengan kedalaman penetrasi 500 mikron dan waktu pengadukan yang berbeda dianalisis dengan mikroskop (Gambar 9a). Pemeriksaan menunjukkan bahwa pada 300 milidetik dan 500 mikron, sisi las yang tidak ditekan tampaknya tidak tercampur dengan tepat, dengan kilatan kecil terlihat jelas di sisi kiri las. Selain itu, area yang  terkena  panas  memiliki  struktur  mikro  yang  berbeda  dari  area  sekitarnya.  Beberapa daerah, termasuk zona ekstrusi ( extended zone /EXTD), zona aduk ( stir zone /SZ), zona transisi aliran ( flow transition zone /FTZ), dan zona torsi ( torsion zone /TZ), diamati. Selain itu, retakan diamati menuju area aduk zona.
Gambar 9. Metalografi Mg-Mg pada kedalaman penetrasi 500 mikron dan dwell time : a) 300 milidetik, b) 500 milidetik, dan c) 700 milidetik
Analisis makroskopik material Mg-Mg pada 500 mikron dan 500 milidetik menunjukkan kilatan  kecil  pada  pelat  atas  las  dan  beberapa  area  pada  sisi  las  yang  tidak  terikat  sempurna (Gambar 9b). Pengamatan mikrostruktur menunjukkan struktur mikro yang berbeda di daerah torsion zone (TZ) dan membentuk kait di tepi area las yang cenderung mengarah ke pelat atas, dengan beberapa area di samping kait yang tidak terikat dengan baik. Pengamatan metalografi dilakukan  pada  material  Mg-Mg  pada  500  mikron  dan  700  milidetik  (Gambar  9c).  Temuan menunjukkan sedikit elevasi pada pelat atas, menyebabkan ikatan yang tidak sempurna antara bahan.  Flash  yang  dihasilkan  relatif  lebih  kecil  dibandingkan  material  magnesium  lainnya. Mikrostruktur  daerah  tengah  las  menunjukkan  struktur  mikro  yang  berbeda  dari  daerah tetangganya karena efek panas yang lebih signifikan di zona aduk.
Area SZ memiliki butir yang lebih kecil karena rekristalisasi dinamis, sedangkan wilayah TMAZ memiliki butir rekristalisasi yang lebih besar. Wilayah HAZ terdiri dari butiran yang direkristalisasi  sebagian  dan  butiran  logam  dasar.  Pada  kedalaman  penetrasi  500  mikron, ukuran  butir  di  SZ  dan  TMAZ  lebih  besar,  sekitar  400  mikron.  Kedalaman  penetrasi  yang sangat  besar  dan  waktu  pengadukan  alat  menyebabkan  peningkatan  panas  yang  dihasilkan, menghasilkan rekristalisasi yang lebih besar. Sebaliknya, kedalaman penetrasi alat yang lebih rendah dan kecepatan putaran menghasilkan panas yang lebih sedikit, menghasilkan struktur butiran yang lebih halus (Ario Sunar Baskoro, Hadisiswojo, Kiswanto, Amat, & Chen, 2020). Hubungan antara kecepatan putaran pahat dan ukuran butir telah dilaporkan sebelumnya (Rao et al., 2013).
Gambar 10. SEM lokasi patahan uji tarik geser pada Mg-Mg sejenis: a) perbesaran rendah, b) perbesaran tinggi pada daerah 1 dan c) perbesaran tinggi pada daerah 2
Pengujian SEM dilakukan pada permukaan sampel uji tarik geser atau lokasi patahan untuk mengidentifikasi  patahan  kasar  yang  memiliki  ciri-ciri  dengan  dimensi  yang  mirip  dengan ukuran  butiran  weld  nugget.  Gambar  10  menampilkan  pengamatan  SEM  dari  salah  satu parameter pengelasan. Sisa patahan dari hasil uji tarik untuk material Mg-Mg sejenis menempel pada pelat bawah (Gambar 10a), menandakan material sudah tersambung dengan baik.  Area pusat sesar tampak lebih dalam, dan hasilnya disajikan pada Gambar 10b. Hasil di tengah mirip dengan  bekas  gesekan  alat  yang  digunakan  pada  bahan  magnesium.  Selain  itu,  Gambar  10c menampilkan  pengamatan  kesalahan  di  wilayah  tepi.  Pada  permukaan  rekahan  yang  dipilih, beberapa  lekukan  dan  tepi  sobekan  dengan  mode  rekahan  ulet  menunjukkan  kapasitas deformasi plastis diamati (Dedeoğlu & Güler Özgül, 2019; Özgül & Dedeoğlu, 2020).
Gambar 11. Lokasi pengambilan area uji EDS pada material Mg-Mg Pengujian EDS dilakukan untuk melihat unsur Mg dan unsur lainnya pada lokasi patahan shear tensile test. Terdapat tiga area uji EDS yaitu area 1 tepat ditengah lasan, area 2 bagin tepi patahan dan area 3 merupakan luasan area patahan yang ditunjukkan pada Gambar 11. Analisis unsur lebih lanjut dilakukan pada sampel patahan shear tensile test untuk menyelidiki pengaruh parameter μFSSW. Analisis unsur sampel patahan untuk parameter PD 500 mikron dan DT 700 milidetik telah dilakukan, dimana hasil spectrum EDS disajikan pada Gambar 12.
Gambar 12. Spektrum EDS pada similar Mg-Mg dari area a) 1, b) 2 dan c) 3
Area 1 merupakan area tengah lasan pada lokasi patahan shear tensile test yang ditunjukkan pada Gambar 12a. Unsur Mg pada area 1 ini adalah 92,1 wt.%. Kandungan unsur Mg masih sangat tinggi pada area 1 ini karena patahan plat bagian atas menempel ke bagian plat bawah. Gambar  12b  menunjukkan  spektrum  EDS  pada  area  2  yang  merupakan  tepi  lokasi  patahan. Kandungan unsur Mg sebesar 83,0 wt.%. Di area 2 ini unsur Mg turun kandungannya. Hal ini karena ada sebagian di area 2 yang menguji plat bagian bawah yaitu material magnesium. Area 3 merupakan area yang lebih luas dari area 1 dan 2 yang menunjukkan daerah patahan, spektrum EDS nya ditunjukkan pada Gambar 12c. Kandungan unsur Mg sebesar 82,1 wt.%. Area yang lebih  luas  menyebabkan  spektrum  EDS  yang  diuji  lebih  luas  untuk  plat  magnesium,  namun unsur Mg tidak mengalami penurunan kandungan yang signifikan.
Tabel 2. Hasil pengujian EDS pada material Mg-Mg Nama elemen Atom (%) Berat (%) Area 1  Area 2  Area 3 Area 1 Area 2 Area 3 Karbon 7,2 11,9 15,9 3,7 6,5 8,8 Oksigen 2,1 11,1 8,8 1,4 8,1 6,5 Magnesium 88,4 75,1 73,2 92,1 83,0 82,1 Aluminium 2,4 1,9 2,1 2,8 2,4 2,6
Rincian  dari  perubahan  unsur  dari  area  1  sampai  dengan  area  3  direpresentasikan  pada Tabel 2. Selain unsur Mg, ada juga unsur Al, O dan C pada lokasi patahan. Ketiga unsur ini juga mengalami perubahan pada tiap area. Berdasarkan data diatas dapat dilihat bahwa unsur Mg mengalami penurunan sebesar 11% dari area 1 ke area 3. Lokasi patahan ini berada di plat bagian  bawah  yaitu  material  magnesium,  namun  patahan  yang  tersisa  dari  shear  tensile  test adalah material magnesium  yang sama. Sehingga hal ini yang menyebabkan unsur Mg lebih tinggi dibagian tengah.

## SIMPULAN
Studi  ini  menyelidiki  berbagai  parameter micro-friction  stir  spot  welding (µFSSW) mempengaruhi metalografi, sifat mekanik, dan geometri las material AZ31B. Parameter yang diperiksa  adalah  kedalaman  penetrasi  ( plunge  depth /PD)  dan  waktu  pengadukan  ( dwell time /DT), dengan beberapa tes, termasuk geometri las, beban silang, beban geser, kekerasan mikro,  dan  metalografi,  dilakukan  untuk  menilai  efek  dari  parameter  ini.  Hasilnya menunjukkan bahwa bentuk las dipengaruhi oleh waktu pengadukan dan kedalaman penetrasi, dengan hasil terbaik dicapai dengan waktu pengadukan 700 milidetik dan kedalaman penetrasi 600 mikron. Nilai tertinggi untuk beban geser dan silang dicapai dengan parameter pengelasan 500 milidetik dan 600 mikron, sedangkan kekerasan material menunjukkan bentuk "V" terbalik
untuk  semua parameter.  Pada  kedalaman penetrasi  yang berbeda, terdapat  perbedaan ukuran butiran  di  tiga  wilayah  material  (SZ,  TMAZ,  dan  HAZ),  dengan  struktur  butiran  yang  lebih halus diamati pada kedalaman penetrasi yang lebih rendah, sedangkan kedalaman penetrasi 500 menghasilkan ukuran butiran yang lebih besar di SZ. dan TMAZ karena pembangkitan panas dan rekristalisasi yang lebih besar.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  atas  pendanaan  penelitian  ini  melalui  skema Research Group Auto-Body, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta dengan nomor kontrak: T/2.31/UN34.15/PT.01.02/2022.

## DAFTAR PUSTAKA
Afrin, N., Chen, D. L., Cao, X., & Jahazi, M. (2008). Microstructure and tensile properties of friction stir welded AZ31B magnesium alloy. Materials Science and Engineering: A, 472 (1-2), 179-186.
Ahmed,  M.  M.  Z.,  El-Sayed  Seleman,  M.  M.,  Ahmed,  E.,  Reyad,  H.  A.,  Touileb,  K.,  & Albaijan,  I.  (2022). Friction  stir  spot  welding of  Different  Thickness  Sheets  of Aluminum Alloy AA6082-T6. Materials, 15 (9), 2971.
Badarinarayan, H., Shi,  Y.,  Li,  X.,  & Okamoto, K. (2009). Effect  of tool geometry on hook formation  and  static  strength  of  friction  stir  spot  welded  aluminum  5754-O  sheets. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 49 (11), 814-823. Baskoro, A. S., Amat, M. A., & Widiyanto, M. A. (2019). Effect of Tools Geometry and Dwell time  on  Mechanical  Properties  and  Macrograph  of  Two-Stage  Refilled  Friction  Stir Spot Micro Weld .
Baskoro, A. S., Hadisiswojo, S., Kiswanto, G., Amat, M. A., & Chen, Z. W. (2020). Influence of  welding  parameters  on  macrostructural  and  thermomechanical  properties  in  micro friction  stir  spot  welded  under  high-speed  tool  rotation. The  International  Journal  of Advanced Manufacturing Technology, 106 (1), 163-175.
doi: https://doi.org/10.1007/s00170-019-04490-8
Baskoro, A. S., Riyanto, A., Arifardi, M. F., & Rupajati, P. (2020, 2020). Influence of Tools Diameters  and  Plunge  depth  on  Mechanical  Properties  of  Micro  Friction  stir  spot welding Materials A1100 .
Cao, X., & Jahazi, M. (2009). Effect of welding speed on the quality of friction stir welded butt joints of a magnesium alloy. Materials & design, 30 (6), 2033-2042.
Dedeoğlu, O., & Güler Özgül, H. (2019). The Joint Properties of 5754 Aluminium Alloy by
Friction stir spot welding . Journal of Manufacturing and Materials Processing, 3 (1), 8. Esparza,  J.  A.,  Davis,  W.  C.,  Trillo,  E.  A.,  &  Murr,  L.  E.  (2002).  Friction-stir  welding  of magnesium alloy AZ31B. Journal of materials science letters, 21 (12), 917-920. Gharacheh,  M.  A.,  Kokabi,  A.  H.,  Daneshi,  G.  H.,  Shalchi,  B.,  &  Sarrafi,  R.  (2006).  The influence of the ratio of “rotational speed/traverse speed”(ω/v) on mechanical properties of AZ31 friction stir welds. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 46 (15), 1983-1987.
Kwon,  Y.  J.,  Shigematsu,  I.,  &  Saito,  N.  (2008).  Dissimilar  friction  stir  welding  between magnesium and aluminum alloys. Materials Letters, 62 (23), 3827-3829.
Lee, W. B., Yeon, Y. M., & Jung, S. B. (2003). Joint properties of friction stir welded AZ31B– H24 magnesium alloy. Materials Science and Technology, 19 (6), 785-790. Lukmanto,  D.,  Muhayat,  N.,  &  Triyono,  T.  (2020).  Pengaruh  shoulder plunge  depth dan panjang pin terhadap sifat fisik dan kekerasan pada sambungan friction stir spot welding aluminium 1100 dengan penambahan serbuk Zn. Jurnal Teknik Mesin Indonesia, 15 (2), 13-20.
Matsuda, T., Ogaki, T., Hayashi, K., Iwamoto, C., Nozawa, T., Ohata, M., & Hirose, A. (2022). Fracture dominant in friction stir spot welded joint between 6061 aluminum alloy and galvannealed  steel  based  on  microscale  tensile  testing. Materials  &  Design,  213 , 110344. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.110344
Mohammadi, J., Behnamian, Y., Mostafaei, A., Izadi, H., Saeid, T., Kokabi, A. H., & Gerlich, A.  P.  (2015).  Friction  stir  welding  joint  of  dissimilar  materials  between  AZ31B magnesium  and  6061  aluminum  alloys:  Microstructure  studies  and  mechanical characterizations. Materials Characterization, 101 , 189-207. Özgül,  H. G., &  Dedeoğlu,  O. (2020).  Investigations of the mechanical  and microstructural effects of pinless tool geometry on friction stir spot welding process. Transactions of the Indian Institute of Metals, 73 , 2281-2289.
Pareek,  M.,  Polar,  A.,  Rumiche,  F.,  &  Indacochea,  J.  E.  (2007).  Metallurgical  evaluation  of AZ31B-H24 magnesium alloy friction stir welds. Journal of materials engineering and performance, 16 (5), 655-662.
Rao,  H.  M.,  Jordon,  J.  B.,  Barkey,  M.  E.,  Guo,  Y.  B.,  Su,  X.,  &  Badarinarayan,  H.  (2013). Influence of structural integrity on fatigue behavior of friction stir spot welded AZ31 Mg alloy. Materials Science and Engineering: A, 564 , 369-380.
Sun, T., Wu, S., Shen, Y., Jin, J., Lu, J., & Qin, T. (2021). Investigation on Friction Stir Welding of Mg/Al T-Joints. Transactions of the Indian Institute of Metals, 74 (12), 3045-3061. doi: https://doi.org/10.1007/s12666-020-02148-8
Tozaki, Y., Uematsu, Y., & Tokaji, K. (2007). Effect of tool geometry on microstructure and static  strength  in  friction  stir  spot  welded  aluminium  alloys. International  Journal  of Machine Tools and Manufacture, 47 (15), 2230-2236.
Xunhong, W., & Kuaishe, W. (2006). Microstructure and properties of friction stir butt-welded AZ31 magnesium alloy. Materials Science and Engineering: A, 431 (1-2), 114-117. Yaknesh, S., Sampathkumar, K., & Sevvel, P. (2022). Effect of tool pin geometry and process parameters during FSW of dissimilar alloys of Mg. Materials Research, 25 . Zhang, H., Lin, S. B., Wu, L., Feng, J. C., & Ma, S. L. (2006). Defects formation procedure and mathematic model for defect free friction stir welding of magnesium alloy. Materials & design, 27 (9), 805-809.
Zhang, H., Wu, H., Huang, J., Sanbao, L. I. N., & Lin, W. U. (2007). Effect of welding speed on the material flow patterns in friction stir welding of AZ31 magnesium alloy. Rare Metals, 26 (2), 158-162.
Zhang,  Z.,  Yang,  X.,  Zhang,  J.,  Zhou,  G.,  Xu,  X.,  &  Zou,  B.  (2011).  Effect  of  welding parameters  on  microstructure  and  mechanical  properties  of  friction  stir  spot  welded 5052 aluminum alloy. Materials & Design, 32 (8-9), 4461-4470.