## ANALISIS KETAHANAN SAMBUNGAN KELING PADA ALUMUNIUM 2024 DENGAN KEKUATAN TARIK DAN STRUKTUR MIKRO
Ir. Aznam barun 1 ,. Budi Agraham 2
Lecture 1 ,College Student 2 ,Departmen of machine, Faculty of Engineering, University muhammadiyah Jakarta,Jalan cempaka Putih Tengah 27 Jakarta Pusat 10510, Telp 021-4244016,4256024, Email :

## ABSTRAK
Pengelingan  adalah  proses  penyambungan  antara  2  plat  dan  3  plat  dengan menggunakan  plat  almunium  2024  dalam  penelitian  ini  dimana Pada  hasil  pengujian tarik paku keling 4 lebih tinggi keling 2 dengan selisih setengah tarik maksimum sebesar 428,94 N/mm 2 selisih setengah tarik adalah 25,22 N/mm 2 . pengelingan 2 yang sebesar 403,53  N/mm 2 lebih  tinggi  pengelingan  4  dengan  selisih  25,22Setelah  mendapat  hasil kekuatan tarik dan struktur mikro pada pengelingan 2  dan 4 pada plat almunium 2024 pengelingan 4 lebih kuat kekuatan tariknya dan lebih keras dan struktur mikronya hasil pengelingan  2  dengan  adanya  pengujian  tersebut  pengelingan  4  dapat  disimpulkan kekuatan tariknya
Kata kunci : pengelingan 4. Pengelingan 2, uji tarik dan struktur mikro

## 1.PENDAHULUAN
Paku keling adalah permanen mekanis pengikat . Sebelum diinstal paku keling terdiri dari halus silinder poros dengan kepala pada  salah satu ujungnya. Ujung kepala disebut buck-ekor. Pada pemasangan paku keling ditempatkan pada atau pra-bor lubang menekan, dan ekor sedang kesal,  atau  Yorkshire  melawan  (yaitu  cacat),  sehingga  memperluas  sekitar  1,5  kali  diameter batang  asli,  memegang  paku  keling  itu  di  tempatnya.  Untuk  membedakan  antara  kedua  ujung paku  keling,  kepala  asli  disebut  pabrik  kepala  dan  ujung  cacat  disebut  toko  kepala  atau  buck- ekor.

## 2. METODE EKSPERIMEN DAN FASILITAS YANG DIGUNAKAN
Alumunium  merupakan  unsur non  ferrous yang  paling    banyak  terdapat  di  bumi  yang merupakan logam ringan yang mempunyai sifat  yang ringan, ketahanan korosi yang baik serta hantaran  listrik  dan  panas  yang  baik,    mudah    dibentuk  baik  melalui  proses  pembentukan maupun permesinan, dan sifat-sifat yang baik lainnya sebagai sifat logam. Di alam, alumunium berupa oksida yang stabil sehingga tidak dapat direduksi dengan cara seperti mereduksi logam lainnya.  Pereduksian  alumunium  hanya  dapat  dilakukan  dengan  cara  elektrolisis.  Sebagai tambahan terhadap kekuatan mekaniknya yang sangat meningkat dengan penambahan Cu, Mg, Si. Mn, Zn, Ni, dan sebagainya, secara satu persatu atau bersama-sama, memberikan juga sifat- sifat  baik  lainnya  seperti  ketahanan  korosi,  ketahanan  aus,  koefisien  pemuaian  rendah  dan sebagainya.
Paduan  aluminium  dapat  dibagi  menjadi  dua  kelompok,  yaitu  alumunium wronglt  alloy (lembaran)  dan  alumunium costing  alloy (batang  cor).  Alumunium  (99,99%)  memiliki  berat jenis sebesar 2,7 g/cm 3 , densitas 2,685 kg/m 3 , dan titik leburnya pada suhu 660 0 C, alumunium memiliki strength  to  weight  ratio yang  lebih  tinggi  dari  baja.  Sifat  tahan  korosi  alumunium diperoleh  dari  terbentuknya  lapisan  oksida  alumunium  dari  permukaan  alumunium.  Lapisan oksida  ini  melekat  kuat  dan  rapat  pada  permukaan,  serta  stabil(tidak  bereaksi  dengan lingkungan sekitarnya) sehingga melindungi bagian dalam. Unsur- unsur paduan dalam almunium antara lain:
1. Copper  (Cu),  menaikkan  kekuatan  dan  kekerasan,  namun  menurunkan  elongasi (pertambahan  panjang  pangjangan  saat  ditarik).  Kandungan  Cu  dalam  alumunium  yang paling optimal adalah antara 4-6%.
2. Zink atau Seng (Zn), menaikkan nilai tensile.
3. Mangan (Mn), menaikkan kekuatan dalam temperature tinggi.
4. Magnesium  (Mg),  menaikkan  kekuatan  alumunium  dan  menurunkan  nilai ductility -nya. Ketahanan korosi dan weldability juga baik.
5. Silikon  (Si),  menyebabkan  paduan  alumunium  tersebut  bisa  diperlakukan  panas  untuk menaikkan kekerasannya.
6. Lithium (Li), ditambahkan untuk memperbaiki sifat tahan oksidasinya.

## 2.1.Struktur Mikro Alumunium
Gb.2.1 (Al murni)              Gb 2.2 (Al dgn Cu, Mn, Mg)              Gb 2.3(Al dgn Cu)
Gb 2.4 (Alumunium dengan Si)          Gb 2.5    (Alumunium dengan Ti)
Gb 2.6  (Alumunium dengan Zn)            Gb 2.7   (Alumunium dengan Mg)

## 2.2.Kandungan Atom atau Unsur
Alumunium  murni  mempunyai  kemurnian  hingga  99,96%  dan  minimal  99%.  Zat pengotornya berupa unsur Fe dan Si. Alumunium paduan memiliki berbagai kandungan atom- atom atau unsur-unsur utama (mayor) dan minor. Unsur mayor seperti  Mg, Mn, Zn, Cu, dan Si sedangkan unsur minor  seperti  Cr, Ca, Pb, Ag,  Fe, Sn,  Zr, Ti, Sn, dan lain-lain. Unsur-  unsur paduan yang utama dalam almunium antara lain:
1. Copper  (Cu),  menaikkan  kekuatan  dan  kekerasan,  namun  menurunkan  elongasi (pertambahan  panjang  pangjangan  saat  ditarik).  Kandungan  Cu  dalam  alumunium  yang paling optimal adalah antara 4-6%.
2. Zink atau Seng (Zn), menaikkan nilai tensile.
3. Mangan (Mn), menaikkan kekuatan dalam temperature tinggi.
4. Magnesium  (Mg),  menaikkan  kekuatan  alumunium  dan  menurunkan  nilai ductility -nya. Ketahanan korosi dan weldability juga baik.
5. Silikon  (Si),  menyebabkan  paduan  alumunium  tersebut  bisa  diperlakukan  panas  untuk menaikkan kekerasannya.

## 2.3.Klasifikasi Alumunium
2.3.1..Alumunium Murni
Alumunium  didapat  dalam  keadaan  cair  melalui  proses  elektrolisa,  yang  umumnya mencapai kemurnian 99,85% berat. Namun, bila dilakukan proses elektrolisa lebih lanjut, maka akan  didapatkan  alumunium  dengan  kemurnian  99,99%  yaitu  dicapai  bahan  dengan  angka sembilannya  empat.Ketahanan  korosi  berubah  menurut  kemurnian,  pada  umumnya  untuk kemurnian  99,0%  atau  diatasnya  dapat  dipergunakan  di  udara  tahan  dalam  waktu  bertahun- tahun.  Hantaran  listrik  Al,  kira-kira  65%  dari  hantaran  listrik  tembaga,  tetapi  massa  jenisnya kurang  lebih  sepertiga  dari  tembaga  sehingga  memungkinkan  untuk  memperluas penampangnya.  Oleh  karena  itu,  dapat  dipergunakan  untuk  kabel  dan  dalam  berbagai  bentuk. Misalnya sebagai lembaran tipis (foil). Dalam hal ini dapat dipergunakan Al dengan kemurnian 99,0%.  Untuk  reflector  yang  memerlukan  reflektifitas  yang  tinggi  juga  untuk  kodensor elektrolitik dipergunakan Al dengan angka Sembilan empat.
Tabel 2.1 komposisi kimia alumunium seri 1xxx 6 Designa tion Si,% Fe,% Cu,% Mn,% Mg,% Zn,% Ti,% Others, % Al, % min 1050 0,25 0,4 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,03 99,5 1060 0,25 0,35 0,05 0,03 0,03 0,05 0,03 0,03 99,6 1100 0.95 Si + Fe 0.05- 0.2 0,05 - 0,1 - 0,15 99 1145 0.55 Si + Fe 0,05 0,05 0,05 0,05 0,03 0,03 99,45 1200 1.00 Si + Fe 0,05 0,05 - 0,1 0,05 0,15 99 1230 0.70 Si + Fe 0,1 0,05 0,05 0,1 0,03 0,03 99,3 1350 0,1 0,4 0,05 0,01 - 0,05 - 0,11 99,5

## 2.3.2.Alumunium paduan
Alumunium  paduan  dikelompokkan  dalam  berbagai  standard  oleh  berbagai  Negara  di dunia.  Namun,  pengklasifikasian  yang  paling  terkenal  dan  sempurna  adalah  standard Alumunium  Association  (AA)  di  Amerika  yang  didasarkan  pada  standard  sebelumnya  daro Alcoa ( Alumunium Company of America). 1
a. Alumunium copper alloy (seri 2xxx)
Paduan ini dapat di heat treatment terutama yang mengandung (2,5-5%) Cu. Dari seri ini yang terkenal  seri  2017  dikenal  dengan  nama  “duralimin”  mengandung  4%Cu,  0,5%Mg,  0,5%Mn pada  komposisi  standard.  Paduan  ini  Mg  ditingkatkan  pada  komposisi  standard  dari  Al, 4,5%Cu, 1,5%Mg, 0,5%Mn, dinamakan paduan 2024 yang bernama Duralumin Super. Paduan yang  memiliki  Cu  mempunyai  ketahanan  korosi  yang  jelek,  jadi  apabila  ketahanan  korosi khusus  diperlukan  permukaannya  dilapisi  dengan  Al  murni  atau  paduan  Al  yang  tahan  korosi yang  disebut  pelat  alkad.  Paduan  ini  banyak  digunakan  untuk  alat-alat  yang  bekerja  pada temperatur tinggi misalnya pada piston dan silinder head motor bakar.
Tabel 2.2 komposisi alumunium seri 2xxx 62 . Design ation Si,% Cu,% Mn,% Mg,% Ni,% Ti,% Others,% 2014 0.5-1.2 3.9-5.0 0.4-1.2 0.2-0.8 - 0.15 max - 2017 0.2-0.8 3.5-4.5 0.4-1.0 0.4-0.8 - 0.15 max - 2018 0.9 max 3.5-4.5 - 0.4-0.9 1.7-2.3 - - 2024 0. 5 max 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 - 0.15 max - 2025 0.5-1.2 3.9-5.0 0.4-1.2 - - 0.15 max -
Ramsden, 2004, Mechanical Property of Aluminium Casting Alloys , http://www.ramsden.on.ca/alloys.html
2036 0. 5 max 2.2-3.0 0.1-0.4 0.3-0.6 - 0.15 max - 2117 0. 8 max 2.2-3.0 0.2-0.5 - - - -
Berdasarkan  data dari PT GMF komposisi Kimia dapat dilihat dalam tabel1.3 berikut ini
Tabel 2.3 komposisi kimia paku keling 1 Alumunium Balance 2 Chromium 0.1 max 3 Copper 2.2-3 4 Iron 0.7 max 5 Magnesium 0.2 – 0.5 6 Manganese 0.2 max 7 Remainder Each 0,05 max 8 Remainder Total 0.15 max 9 Silicon 0.8 max 10 Zinc 0.25 max

## 2.4.Data Pengujian Tarik
Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis dan perubahan-perubahan yang terjadi  dari  benda  uji    baja  karbon  rendah  yaitu  amunium  2024  yang  sudah  dikeling  dengan menggunakan  pengelingan  4  dan  pengelingan  2.  pengujian  tarik  ini  menggunakan  mesin  uji  tarik hidrolik  UPM  1000  pada  skala  beban  1  kN.  Hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian  tarik  adalah  kurva tegangan regangan, gaya maksimum, tegangan tarik maksimum dan data-data ukuran penampang setelah pengujian tarik, dapat dilihat pada tabel 4.2 dibawah ini:
Tabel 2.4 Hasil Uji Tarik
PENAMPANG

## BENDA UJI BULAT
Do PERSEGI ( ao  x bo ) (mm) LUAS PENAMPANG AWAL So ( mm 2 ) GAYA MAKSIMUM Fm ( Kn ) TEGANGAN TARIK ( Rm) (N/mm 2 ) 3.18 7,93 3,2 403,53 3,17 7,88 3,9 494,92 3,18 7,93 3,4 428,75 3,17 7,88 3,8 492,23
2.4.1.Kekuatan Tarik
Setelah  melakukan  pengujian  dan  mengetahui  hasil  pengujian  tarik,  maka  dapat  ditentukan tegangan tarik (σu), elongasi (e), dan reduksi penampang ( 𝘲 ) dengan rumus :
 Tegangan Tarik

## Ao
Fm u  
Dimana : σu
= Tegangan tarik maksimum dalam (N/mm 2 ) Fm = Gaya hasil tarik maksimum (kN) A 0 = Luas penampang dalam (mm 2 )
Tegangan yang terjadi pada penampang bahan yaitu : Tegangan Geser (   ) :
g= F ( N / mm 2 ) A Bila diameter paku adalah (d), maka luas penampang yang akan putus adalah
A = . d 2
4 Sehingga:
g= f        =F
A . d 2 = 4F
4
. d 2
Maka diameter paku keling : d=4.F
2.4.2.Perhitungan Pengujian Tarik
Perhitungan  pengujian  tarik  yang  dihitung  peneliti  menggunakan  rumus    tegangan  tarik  (σu) benda  uji  hasil  pengelingan  2  dan  benda  uji  pengelingan  4  pada  plat  almunium  2024  yang  sudah melakukan pengujian tarik sebagai berikut:
1. Perhitungan kekuatan tarik pada pengelingan 4
a. Tegangan tarik
2 / 53 , 403 / 40353 , 0 93 , 7 2 , 3 mm N mm kN Ao Fm    
2. Perhitungan kekuatan tarik pada pengelingan 2
a. Tegangan tarik
2 2 / 75 , 428 / 42875 , 0
93 , 7 4 , 3 mm N mm kN Ao Fm      Tabel 2.5 Hasil Perhitungan Uji Tarik
Jenis pengelingan
Tegangan tarik
u  N/mm 2
Pengelingan 2 403,53 Pengelingan 4 428,75
Gambar 2.8 Diagram Tegangan Tarik Maksimum Hasil Benda keling 4 Dan keling 2

## 2.5. Analisis Hasil Pengujian Tarik
Berdasarkan data pengujian dan gambar 4.1, diatasa tegangan tarik maksimum (σu). penjelasan data hasil pengujian tarik diatas yang sudah dihitung dari pengujian tarik hasil benda uji  pengelingan 4 dan pengelingan 2 sebagai berikut:
 Tegangan tarik (σu)
Hasil data pengujian tarik pada hasil benda uji pengelingan 4 dan benda uji pengelingan 2 nilai tegangan tarik  maksimum  pengelingan  4  lebih  tinggi  tegangan  tariknya  yaitu  sebesar  428,94  N/mm 2 dengan pengelingan  2  yang  sebesar  403,53  N/mm 2 ,  selisish  tegangan  tarik  maksimum  pada  hasil  benda pengelingan 2 dan pengelingan 4 adalah 25,22 N/mm 2 .

## 2.5.1.Hasil Pengujian Struktur Mikro
Hasil  pengujian  struktur  mikro  bertujuan  untuk  mengetahui  dan  menunjukan    butiran-butiran yang  terdapat  pada  masing-masing  daerah  pada  benda  uji  hasil  pengelingan  2  dan  pengelingan  4. struktur  mikro  yaitu  daerah  pengelingan  keling  utuh  dan  daerah  pengelingan  sudah  ditarik.  hasil pengamatan  struktur  mikro  melalui  foto–foto  atau  gambar-gambar  hasil  pemotretan  mikroskop  optic diambil 10 buah gambar dengan pembesaran 90  etsa nital 2%.
Pearlite ferrit
Gambar 2.9 Struktur Mikro  benda uji pengelingan 2 utuh
403.53 428.75 0 100 200 300 400 500 keling 2 keling 4 N/mm 2 Benda Uji keling2 keling 4
Pada  gambar  struktur  mikro  2.9  diatas  pada  daerah  pengelingan  utuh  hasil  proses  pengelingan  2 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang dan pearlite yang berwarna pudar.

## Pearlite ferrit
Gambar 2.10 Struktur Mikro  benda uji pengelingan 2 efek tarik / deformasi Pada  gambar  struktur  mikro  4.3  diatas  pada  daerah  pengelingan  efek  tarik/  deformasi  hasil  proses pengelingan 4 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang dan pearlite yang berwarna pudar.
Pearlite ferrit
Gambar 2.11 Struktur Mikro  benda uji pengelingan 4 utuh Pada  gambar  struktur  mikro  4.4  diatas  pada  daerah  pengelingan  efek  tarik/  deformasi  hasil  proses pengelingan 4 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang dan pearlite yang berwarna pudar.
Ferrit pearlite
Gambar 2.12. Struktur Mikro  benda uji pengelingan 4 efek tarik / deformasi Pada  gambar  struktur  mikro  4.5  diatas  pada  daerah  pengelingan  efek  tarik/  deformasi  hasil  proses pengelingan 4 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang dan pearlite yang berwarna pudar.
2.5.2.Analisis Hasil Pengujian Metalografi Struktur Mikro.
Berdasarkan  hasil  pengujian  metalografi  struktur  mikro  diatas  pada  daerah  utuh  dan  daerah  efek tarik/deformasi  pada  benda  uji  hasi  pengelingan  2  dan  benda  uji  hasil  pengelingan  4  dapat  dijelaskan sebagai berikut:
1.Daerah  utuh  pada  benda  uji  pengelingan  2  dan  pengelingan  4  terdapat  butiran  ferrit  dan  butiran pearlite. Butiran ferrit dan pearlite akan tampak pada almunium dikarnakan ferrit adalah besi dan pearlit adalah karbon.
2.Daerah efek tarik/deformasi pada benda uji pengelingan 2 dan pengelingan 4 terdapat butiran ferrit dan butiran pearlite. Butiran ferrit dan pearlite akan tampak pada almunium dikarnakan ferrit adalah besi dan pearlit adalah karbon.

## 3.SKEMA NUMERIK
MULAI Persiapan bahan Plat 3 Pengelinagn 4 Pelat 2 Pengelingan 2 Proses pembentukan almunium 2024

## 4.1 KESIMPULAN
1.Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  mengenai  pengaruh  hasil  keling  dan terhadap  plat  alumunium  2024  dengan  kekuatan  tarik  dan  struktur  mikro  .dapat  diammbil beberapa kesimpulan antara lain :
2.Pada  hasil  pengujian  tarik  paku  keling  4  lebih  tinggi  keling  2  dengan  selisih  setengah  tarik maksimum sebesar 428,94 N/mm 2 selisih setengah tarik adalah 25,22 N/mm 2 . pengelingan 2 yang sebesar 403,53 N/mm 2 lebih tinggi pengelingan 4 dengan selisih 25,22
3. Hasil penelitian pengujian struktir mikro pengelingan 2 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang  dan  pearlite  yang  berwarna  pudar.  Dan  pengelingan  4  deformasi  hasil  proses pengelingan 4 terdapat butiran ferrit yang berwarna terang dan pearlite yang berwarna pudar.
4. Setelah pengujian kekuatan tarik , dan struktur mikro hasil pengelingan 4 lebih kuat dan keras dibandingkan hasil pengelingan 2  terhadap plat almunium 2024

## 4.2.SARAN
Adapun saran yang ingin penulis smpekan agar terciptanya hasil yang lebih baik dan maksimal adalah sebai berikut :
1  dalam  proses  pengelingan  harus  menggunakan  mesin  yang  modern  agar  dalam  proses pengelingan biasa lebih baik.

## REFERENSI
1. Surdia, T. dan Shinroku, 2005, Pengetahuan Bahan Teknik , PT Pradnya Paramita, Jakarta
2. R.S.Khurmi J.K. 1974. A Text Book Of Chine Design , PT Gupta, Jakarta
3. Roberge, P.R. Handbook of Corrosion Engineering . New york; Mc Graw Hill Book Company
4. B. H. Amstead, Teknologi Mekanik , Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 1985
Data Hasil pengujian Pembahasan Selesai 1. Uji Tarik 2. struktur mikro
5. Ferdinand L. Singer. dan Andrew Pytel, Kekuatan Bahan , Terjemahan Ir. Darwin Sebayang, Erlangga, 1980
6. Ramsden, 2004, Mechanical Property of Aluminium Casting Alloys , http://www.ramsden.on.ca/alloys.html
7. George E, Dieter, Metalurgi Mekanik , Terjemahan Sriati Djaprie, Erlangga, Jakarta, 1988