## Analisa kekuatan sambungan material AISI 1050  dengan ASTM A36 dengan variasi arus pada proses pengelasan SMAW
(Analysis of the strength of the material joint of AISI 1050 and ASTM A36 with welding current variations in the SMAW process)
Aditia 1 , Nurdin 2 , Adi Saputra Ismy 2 1,2,3 Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280  Buketrata Email: teukuaditya50@gmail.com

## Abstrak
Penyambungan logam adalah suatu proses yang dilakukan untuk menyambung 2 bagian logam atau lebih baik logam yang  sejenis  maupun tidak sejenis.  Kekuatan  sambungan  merupakan tujuan dari proses penyambungan  logam  atau material.  Pengelasan  SMAW  merupakan  suatu  proses  penyambungan  logam  atau  material  dengan  menggunakan energi panas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan tarik pada sambunagn material AISI 1050 dan ASTM A36. Pada penelitian ini, Data pengujian menunjukkan bahwa pada proses  pengelasan  menggunakan  arus  120A  nilai  kekuatan  tarik  adalah    sebesar  51,27    kgf/mm 2 ,  di  ikuti  oleh pengelasan  menggunakan  arus  140A  dengan  49,31  kgf/mm 2 ,  dan  pengelasan  menggunakan  arus  160A  48,25 kgf/mm 2 .  Dalam  pengujian  tarik  variasi  arus  pengelasan    dengan  arus  120A,  140A,  dan  160A,  semua  patah mendekati sambungan las. Dari data uji tersebut dapat disimpulkan bahwa arus berpengaruh terhadap kekuatan tarik material  yang  proses  tersebut  dipengaruhi  oleh  tegangan  busur,  besar  arus,  kecepatan  pengelasan,  besarnya penembusan  dan  polaritas  listrik.Penentuan  besarnya  arus  dalam  penyambungan  logam  menggunakan  las  busur mempengaruhi efisiensi dari hasil pengelasan.
Kata kunci: Pengelasan SMAW, Pengujian tarik, Baja AISI 1050 dan ASTM A36

## Abstract
Metal joining is a process carried out to connect 2 or more metal parts of a similar or dissimilar metal. Connection strength  is  the  goal  of  the  process  of  connecting  metals  or  materials.  SMAW  welding  is  a  process  of  connecting metals or materials using heat energy. The purpose of this study was to determine the effect of welding currents on the  tensile  strength  of  AISI  1050  and  ASTM  A36  material  links.  In  this  study,  test  data  show  that  in  the  welding process  using  120A  current  the  tensile  strength  value  is  51.27  kgf  /  mm2,  followed  by  welding  using  a  current  of 140A with 49.31 kgf / mm2, and welding using a current 160A 48.25 kgf / mm2. In tensile testing of welding current variations with currents 120A, 140A, and 160A, all fractures approach the welded joint. From the test data it can be concluded that the current  affects the tensile strength  of the material  which the process is affected by arc voltage, current  magnitude,  welding  speed, magnitude of penetration and electric polarity. Determination  of the amount of current in connecting metals using arc welding affects the efficiency of the welding results.
Keywords : SMAW Welding, Tensile Testing, AISI 1050 Steel and ASTM A36

## 1 Pendahuluan
Penyambungan  logam  adalah  suatu  proses  yang dilakukan  untuk  menyambung  2  (dua)  bagian  logam atau lebih baik logam yang sejenis maupun tidak sejenis. Penyambungan bagian-bagian logam ini dapat dilakukan dengan  berbagai  metoda  sesuai  dengan  kondisi  dan
bahan  yang  digunakan.Setiap  metoda  penyambungan yang  digunakan  mempunyai  kelebihan  dan  kekurangan tersendiri  dibandingkan  dengan  metoda  lainnya,  sebab metoda  penyambungan  yang  digunakan  pada  suatu konstruksi sambungan harus disesuaikan dengan kondisi yang ada.
Pengelasan merupakan
suatu proses
penyambungan  antara  dua  bagian  logam  atau  lebih dengan menggunakan energi panas. Berdasarkan definisi dari American Welding Society (AWS) las adalah ikatan metalurgi  pada  sambungan  logam  atau  logam  paduan yang  dilaksanakan  dalam  keadaan  lumer  atau  cair. Proses  pengelasan  merupakan  salah  satu  proses  yang sangat  penting  di  dalam  industri  manufaktur.  Proses tersebut telah banyak digunakan untuk menyambungkan logam dengan logam lain menggunakan logam pengisi.
Telah  dilakukan  bebrapa  penelitian  tentang kekuatan material hasil pengelasan[1,2,3] untuk mendapatkan  arus  yang  sesuai  sehingga  menghasilkan kekuatan  sambungan  pengelasan  yang  baik  dan  bebas dari  cacat  las,  karena  cacat  las  pada  hasil  sambungan dapat  menurunkan  kekuatan  dari  sambungan  tersebut. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui kekuatan variasi arus pengelasan untuk kekuatan tarik

## 2. Studi Literatur
Pengelasan  menurut  DIN  (Deutsche  Industrie Norman)  adalah  ikatan  metalurgi  pada  sambungan logam  atau  logam  paduan  yang  dilaksanakan  dalam keadaan  lumer  atau  cair.    Dengan  kata  lain,  las merupakan  sambungan  setempat  dari  beberapa  batang logam dengan menggunakan energi panas [1]
Shielded  Metal  Arc  Welding ( SMAW )  dikenal  juga dengan istilah Manual Metal Arc Welding ( MMAW ) atau Las elektroda terbungkus adalah suatu proses penyambungan  dua  keping  logam  atau  lebih,  menjadi suatu  sambungan  yang  tetap,  dengan  menggunakan sumber  panas  listrik  dan  bahan  tambah/pengisi  berupa elektroda terbungkus [2]
Proses  pengelasan  busur  logam  terbungkus ( Shielded Metal Arc Welding ) Salah satu jenis proses las busur  listrik  elektoda  terumpan,  yang  menggunakan busur  listrik  yang  terjadi  antara  elektroda  dan  benda kerja  setempat,  kemudian  membentuk  paduan  serta membeku menjadi lasan.
Elektroda  terbungkus  yang  berfungsi  sebagai fluks akan  terbakar  pada  waktu  proses  pengelasan  dan gas  yang  terjadi  akan  melindungi  proses  pengelasan terhadap  pengaruh  udara  luar,  cairan  yang  terbungkus akan  terapung  membeku  pada  permukaan  las  yang disebut slag.
Besaranya arus las yang diperlukan tergantung dari bahan dan ukuran dari bahan lasan.Geometri sambungan,  posisi  pengelasan,  jenis  elektroda  dan diameter  inti  elektroda.Makin  tinggi  arus  las  makin besar  penembusan  dan  kecepatan  pencairannya.Besar arus  pada  pengelasan  mempengaruhi  hasil  las  bila  arus terlalu  rendah  maka  perpindahan  cairan  dari  ujung elektroda  yang  digunakan  sangat  sulit  dan  busur  listrik yang terjadi tidak stabil.

## 2.1 Baja
Baja  adalah  logam  campuran  yang  terdiri  dari besi (Fe) dan karbon (C). Jadi baja berbeda dengan besi (Fe),  alumunium  (Al),  seng  (Zn),  tembaga  (Cu),  dan titanium  (Ti)  yang  merupakan  logam  murni.  Dalam senyawa  antara  besi  dan  karbon  (unsur  nonlogam) tersebut  besi  menjadi  unsur  yang  lebih  dominan dibanding  karbon.  Kandungan  karbon  berkisar  antara 0.2  -  2.1%  dari  berat  baja  tergantung  dari  tingkatannya [4]

## 2.2  Pengujian Penetran Test
Non  Destructive  Test  (NDT)  adalah  tes  fisik suatu  material  atau  benda  uji  untuk  mencari  cacat  pada benda dengan tidak merusak atau menghancurkan benda uji  tersebut.Tujuan  dari  pengujian  NDT  adalah  untuk mendeteksi  cacat  dengan  suatu  psosedur  tertentu  pada suatu benda oleh seorang operator. Hasil dari pengujian ini  akan  menentukan  suatu  part  akan  diganti  atau  tidak tergantung  dari  jumlah  cacat  yang  ada  yang  merujuk pada suatu standard [5]

## 2.2 Pengujian Uji Tarik
Proses  pengujian  tarik  bertujuan  untuk  mengetahui kekuatan tarik benda uji. Pengujian tarik untuk kekuatan tarik daerah  las dimaksudkan untuk  mengetahui  apakan kekuatan  las  mempunyai  nilai  yang  sama,  lebih  rendah atau lebih tinggi dari kelompok raw materials. Pengujian tarik  untuk  kualitas  kekuatan  tarik  dimaksudkan  untuk mengetahui  berapa  nilai  kekuatannya  dan  dimanakah letak  putusnya  suatu  sambungan  las.  Pembebanan  tarik adalah  pembebanan  yang  diberikan  pada  benda  dengan memberikan gaya tarik berlawanan arah pada salah satu ujung benda.

## 3. Metode Penelitian
Material  yang  digunakan  AISI  1050  dan  ASTM A36.  Adapun  dimensi  benda  uji  yang  di  gunakan  pada penelitian  ini  adalah  ukuran  200  x  60  mm  dengan ketebalan  pelat  12  mm  sebanyak  3  buah.  Benda  kerja tersebut  dilakukan  pembuatan  kampuh  V  tunggal dengan  kemiringan  kampuh  70 0 .  Proses  pembuatan kampuh  ini  menggunakan  mesin  gerinda  seperti  pada gambar 2 di bawah ini:
Arus 12… Arus 14… Arus 16… Specimen 51,27 49,31 48,25 45 50 55 T e g a n g a n
T a r ik (k g f/ m m 2 )
Gambar 2. Hasil pembuatan kampuh
Untuk  proses  pengelasan  yang  digunakan  adalah proses  las  SMAW.  Elektroda  yang  digunakan  adalah jenis E 7018 diameter 3.2. Variasi arus pengelasan yang digunakan adalah 120A, 140A, dan 160 A.
Setelah  dilakukan  pengelasan  maka  benda  kerja tersebut  di  lakukan  pemotongan  dan  pembentukan spesimen  benda  uji  tarik  yang    mengacu standar ASTM E8 seperti gambar dibawah ini:
Gambar 1. Spesimen Uji Tarik

## 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil inspeksi penetran test
Adapun hasil inspeksi pengujian tidak merusak padahasil  pengelasan  SMAW  dengan  mengunakan  arus 120A,  140A,  dan  160A  pada  material  baja  AISI  1050 dan  ASTM  A36  dengan  mengunakan  metode  penetran test.  Setelah  melakukan  penetran  test  dapat  dilihat bahwa tidak terdapat adanya cacat hasil pengelasan yang telah  didapatkan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar34 dibawah ini:
(a) (b) (c) Gambar  3. Hasil  pengujian  penetran  pada  pengelasan SMAW  dengan  mengunakan  arus  120A  (a),  140A  (b) dan 160A (c)

## 4.2 Hasil Pengujian Uji Tarik
Pengujian  tarik  dilakukan  guna  untuk  dapat mengetahui sifat mekanis dari sepesimen baja AISI 1050 dan  ASTM  A36  sebagai  material  uji  dalam  penelitian ini.Hasil pengujian tarik pada umumnya adalah kekuatan atau keuletan yang ditunjukan dengan adanya presentase perpanjangan  dan  presentase  kontraksi  atau  reduksi penampang  Pengujian  dengan  menggunakan  mesin  uji tarik  (universal  testing  machine).spesimen  pengujian terdiri dari pengujian tarik untuk kualitas kekuatan tarik baja  AISI  1050  dan  ASTM  A36    hasil  pengelasan Shielded Metal Arc Welding.
Dari  hasil  pengujian  tarik  pada  kelompok variasi arus pengelasan  yang sudah diperoleh kemudian data  yang  berubah  nilai tegangan tarik (tensil  strength), serta tegangan seperti Pada Gambar 4 dibawah ini:
Gambar  5. grafik  hubungan  persentase  Tegangan terhadap variasi arus pengelasan
Berdasarkan  gambar  5  terlihat  kekuatan  tarik  rata- rata tertinggi pada proses pengelasan menggunakan arus 120A  sebesar  51,27  kgf/mm 2 ,  di  ikuti  oleh  pengelasan menggunakan  arus  140A  dengan  49,31  kgf/mm 2 ,  dan pengelasan  menggunakan  arus  160A  48,25  kgf/mm 2 . Dalam  pengujian  tarik  variasi  arus  pengelasan denganarus  120A,  140A,  dan  160A,  semua  patah mendekati sambungan las.

## 4.2 Pembahasan
Data  dari  hasil  penelitian  diketahui  ada perbedaan kekuatan tarik, dari proses pengelasan dengan tiga  variasi  arus,    yaitu  sebesar  120A,  140A  dan  160A. Karena penyetelan kuat arus pengelasan akan mempengaruhi  hasil  las.  Nilai  kekuatan  tarik  rata-rata tertinggi  pada  proses  pengelasan  menggunakan  arus 120A  sebesar  51,27  kgf/mm 2 ,  di  ikuti  oleh  pengelasan menggunakan  arus  140A  dengan  49,31  kgf/mm 2 ,  dan pengelasan  menggunakan  arus  160A  48,25  kgf/mm 2 . Dalam  pengujian  tarik  variasi  arus  pengelasan    dengan arus  120A,  140A,  dan  160A,  semua  patah  mendekati sambungan las.
Setelah  melakukan  uji  tarik  dapat  terlihat  di hasil  kekuatan  tariknya  dari  arus  140A  ke  120A kekuatan tariknya meningkat akan tetapi pada arus 160A mengalami  penurunan.  Dengan  hasil  pengujian  tarik maka  dapat terlihat  di  hasil  kekuatan  tariknya  dari  arus 140A ke 120A kekuatan tariknya meningkat akan tetapi
120 A 140 A 160 A
pada  arus  160A  mengalami  penurunan.  Penurunan  ini diakibatkan  oleh  arus  yang  digunakan  terlalu  tinggi maka  elektroda  akan  mencair  terlalu  cepat  dan  akan menghasilkan  permukaan  las  yang  lebih  lebar  dan penembusan  yang  dalam  sehingga  menghasilkan kekuatan  tarik  yang  rendah  dan  menambah  kerapuhan dari hasil pengelasan. Besarnya aliran listrik yang keluar dari mesin las disebut dengan arus pengelasan. Arus las harus  disesuaikan  dengan  jenis  bahan  dan  diameter elektroda yang di gunakan dalam pengelasan.
Dari  analisa  pengaruh  arus  tersebut  bahwa kekuatan  hasil  pengelasan  dipengaruhi  oleh  tegangan busur,  besar  arus,  kecepatan  pengelasan,  besarnya penembusan  dan  polaritas  listrik.  Penentuan  besarnya arus  dalam  penyambungan  logam  menggunakan  las busur mempengaruhi efisiensi dari hasil pengelasan.

## 4. Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian  yang  sudah  dilakukan  pada masing-masing    sampel  material  dengan  menggunakan tiga  variasi  arus  pengelasan,  maka  dapat  disimpulkan bahwa  kekuatan  hasil  pengelasan  dipengaruhi  oleh tegangan  busur,  besar  arus,  kecepatan  pengelasan, besarnya  penembusan  dan  polaritas  listrik.  Penentuan besarnya arus dalam penyambungan logam menggunakan  las  busur  mempengaruhi  efisiensi  dari hasil pengelasan.
1. Data pengujian tarik menunjukkan bahwa tegangan  tarik maximum  Sebesar  51,27  kgf/mm 2 yang terdapat padas pecimen  dengan  arus  120A. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pengelasan  SMAW  dengan  menggunakan  arus 120A memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi .
2. Pada pengujian  tarik menunjukkan bahwa
tegangan tarik ma ks imum
Sebesar 48,25kgf/mm 2 yang  terdapatpadaspecimen  dengan arus  160A.Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  pengelasan  SMAW  dengan  menggunakan arus 160A mengalami penurunan kekuatan tariknya
3. Pada  pengelasan  SMAW  penyambungan  baja karbon rendah dan baja karbon sedang bahwa hasil pengelasan  dengan  menggunakan  arus  120A  nilai rata-rata  uji  tarik  yang  di  dapat  lebih  baik  dan kekuatan tariknya meningkat.

## Referensi
[1]  Arif Marwanto, S. P. Shield Metal Arc Welding .
[2]  A.  Azwinur,  S.  A.  Jalil,  and  A.  Husna, “PENGARUH  VARIASI  ARUS  PENGELASAN TERHADAP  SIFAT  MEKANIK  PADA  PROSES PENGELASAN SMAW,” J. POLIMESIN , vol. 15, no. 2, p. 36, Sep. 2017.
[3]    S. A.Jalil, Z. Zulkifli, and T. Rahayu, “ANALISA KEKUATAN
IMPAK PADA PENYAMBUNGAN PENGELASAN SMAW
MATERIAL  ASSAB  705  DENGAN  VARIASI ARUS  PENGELASAN,” J.  POLIMESIN ,  vol.  15, no. 2, p. 58, Sep. 2017.
[4]    Didit’s. (2015). Pengertian, Definisi Baja.
[5]   Endramawan, T., Haris, E., Dionisius, F., & Prinka, Y.  “Aplikasi  Non  Destructive  Test  Penetrant Testing (Ndt-Pt) Untuk Analisis Hasil Pengelasan Smaw  3g  Butt  Joint” .  JTT  (Jurnal  Teknologi Terapan) , 3(2), 44–48. 2017