## PENGARUH SUHU PREHEAT  DAN VARIASI ARUS PADA HASIL LAS  TIG ALUMINIUM PADUAN  TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN KEKERASAN

## Nurfi Ahmadi
Prodi T eknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Jalan Janti Blok R Lanud Adisutjipto, Yogyakarta

## Abstract
Aluminium has a good nature;  corrosion-resistant,  lightweight,  and able  to be recycled. But  the  connection  with  welding  aluminum  is  difficult  to  do  so  we  need  the  right  way  this study  aims  to  determine  the  characteristics  of  the  results  of  weld  aluminum  with  large variations  in preheat  temperature  and  current.  Aluminum Alloy AA  3003  TIG  welded with Filler  ER  5356,  a  variation  current  110  A,  130  A,  140  A   and preheat  temperature  o f  75 degree  celcius,  125  degree  celcius,  175  degree  celcius,  then  welds  tested  tensile,  hardness, and microstructure.  The results showed that the variation o f  the current 110 A  with a preheat temperature o f  175 degree  C has  the highest tensile strength and hardness.
Keywords: Aluminium Alloy AA  3003,  Hardness,  Tensile Strength

## Abstrak
Aluminium  mempunyai  sifat  yang  baik;  tahan  korosi,  ringan  dan  mampu  didaur  ulang. Namun  penyambungan aluminium dengan las  sulit dilakukan  sehingga diperlukan cara yang tepat.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  karakteristik  hasil  lasan  aluminium  dengan variasi  suhu preheat dan besar arus.  Aluminium Paduan AA 3003  dilas TIG dengan Filler ER 5356,  variasi  arus  110  A,  130  A,  140  A  dan  suhu preheat 75  derajat  celcius,  125  derajat celcius,  175  derajat celcius,  kemudian hasil las  diuji tarik,  kekerasan,  dan struktur mikro.  Hasil pengamatan menunjukkan bahwa variasi  arus  110  A dengan suhu preheat  175  derajat  celcius memiliki kekuatan tarik dan kekerasan tertinggi.
Kata kunci  :  Aluminium Paduan AA 3003,  Kekerasan,  Kekuatan tarik

## 1. Latar Belakang Masalah
Metode  penyambungan  material  dengan  teknik  pengelasan  dapat  diaplikasikan  secara luas  dalam  bidang  konstruksi  yang  meliputi  perkapalan,  jembatan,  rangka baja,  pipa  saluran dan  lain  sebagainya.  Dalam  teknik  pengelasan  harus  diperhatikan  kesesuaian  antara  sifat bahan  yang  dilas  dengan  metode  yang  digunakan  sehingga  menghasilkan  lasan  yang  baik. Aluminium  merupakan  material  yang  sensitif terhadap  suhu  tinggi  berkisar  antara  200  dan
250°  C  (392  dan 482° F)  dan dimungkin panas menyebabkan aluminium kehilangan beberapa sifat-sifat  baiknya.  Penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberikan  masukkan  untuk mendapatkan solusi untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas.

## 2 . T i n j a u a n   P u s t a k a
Penelitian  tentang  pengaruh preheat pengelasan  aluminium  telah  banyak  dilakukan, diantaranya;  penelitian oleh Radaj  (1992),  Teng dan Lin (1998)  menemukan bahwa tegangan sisa dan distorsi pada pengelasan alumunium paduan dapat dikurangi  melalui preheat dengan suhu  sekitar  200°C.  Sirama  (2011)  melakukan  penelitian tentang  pengaruh preheat pada Al 6061-T6  dengan  variasi  suhu  100°C,  150°C,  200°C  menunjukan  bahwa  perlakuan preheat mengakibatkan  perubahan  struktur  mikro  ditandai  dengan  pembesaran  dendrit  pada  logam las,  pembesaran  butiran  pada  daerah  HAZ  dan  logam  induk.  Myung  (1997)  melakukan penelitian  dengan  menggunakan  material  Aluminium  paduan  3003  menyatakan  bahwa preheat dapat  meningkatkan  kekuatan  tarik  dan  menpengaruhi  bentuk  struktur  mikro.  Pada penelitian  tersebut  menggunakan  parameter preheat dengan  suhu  100°C,  150°C  dan  200°C dengan hasil terbaik pada suhu 200°C.
Penelitian  pengaruh  besarnya  arus  listrik  pengelasan  telah  diteliti  oleh  Wardoyo  dan Sumiyarso  (2010),  mereka  menyatakan  bahwa  peningkatan  arus  listrik  pengelasan  TIG paduan  aluminium  6061-0  mengakibatkan  penurunan  kekuatan  luluh  dan  kekuatan  tarik maksimum,  untuk  kekuatan  luluh  dari  143.08  MPa  (pada  arus  listrik  50  Amper)  menjadi 135.26  (pada  arus  listrik  70  Amper),  sedang  untuk  kekuatan  tarik  maksimum  dari  245.80 MPa (pada arus  listrik 50  Amper)  menjadi  221.64  M Pa (pada arus  listrik  70  Amper).  Hal  ini diperkirakan  karena  adanya  pertambahan  masukan  panas  dengan  naiknya  arus  pengelasan. Riswanda  (2011),  melakukan  penelitian  tentang  pengaruh  variasi  arus  pada  proses  las  TIG dan  variasi  putaran  pada  Proses  FSW  terhadap  sifat  Mekanik  dan  korosi  sambungan  las  tak sejenis  aluminium paduan  5083  dan 6061-T6,  menggunakan  arus  100,  120  dan  140  A.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  secara  umum  proses  pengelas  TIG  masih  lebih  baik dibandingkan  dengan proses  las  FSW.  Nilai  kekerasan mikro  rata-rata pada logam las  proses FSW 46,42  (kg/mm2).  Hasil  ini  masih jauh dibawah las  TIG dengan nilai  kekerasan rata-rata 73,83  (kg/mm2).  Kekuatan  tarik  tertinggi  hasil  pengujian  las  FSW  terdapat  pada  parameter putaran  1600  rpm yaitu  151  MPa,  sedangkan kekuatan tertinggi hasil  las  TIG yaitu pada arus 120  A dengan  kekuatan tarik  201  MPa.  Selanjutnya  Riswanda  (2013),  melakukan penelitian tentang Pengaruh Variasi  Arus  Terhadap  Struktur  Mikro  dan  Sifat  Mekanik  Sambungan  Las Dissimilar  AA  5083-AA  6061-T6.  Variasi  arus  antara  lain:  100  A,  120  A  dan  140  A  pada
tegangan  20  V (constant voltage), sehingga  menghasilkan heat input  sebesar  1,09,  1,15  dan 1,30  kJ/mm,  pengelasan  menggunakan  las  TIG  Pengujian  yang  dilakukan  meliputi pengamatan visual,  foto  mikro,  kekerasan,  serta uji tarik.  Hasil penelitian menunjukan bahwa pengelasan  spesimen dengan arus  100  A menghasilkan penetrasi  logam pengisi  kedalam alur las  kurang,  dan  pada pengelasan  dengan  arus  140  A  terjadinya  percikan  busur (spatter) dan pelelehan  yang  berlebihan  serta  terjadi undercut. Hasil  uji  kekerasan  menunjukan  bahwa distribusi  terlihat  paling smooth (beraturan)  terjadi  pada  spesimen  dengan  arus  120  A,  serta hasil  uji  tarik  memperlihatkan  kekuatan  tertinggi  terjadi  pada  arus  120  A,  (heat  input  1,15 kJ/mm)  yaitu  201  MPa.  Aljufri  (2008),  melakukan penelitian tentang  pengaruh  variasi  sudut kampuh  tunggal  dan  kuat  arus  pada  sambungan  logam  aluminium  5083  terhadap  kekuatan tarik hasil  pengelasan  TIG.  Menggunakan  sudut  kampuh V,  dengan  arus  100  A,  125  A,  150 A.  Kekuatan tarik pada arus  100,  125,  150  A dengan variasi  sudut kampuh 700,  800,  dan 900, kekuatan tarik tertinggi  dihasilkan oleh sudut kampuh 900  dengan kuat arus  100  A sedangkan kekuatan  tarik  terendah  pada  kampuh  700  dengan  kuat  arus  150A.  Faktor  kuat  arus  sangat mempengaruhi  kekuatan tarik  hasil  lasan  disini  terlihat  kuat  arus  100A  dapat  menghasilkan kekuatan  las  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  arus  125,  150  A.  Setiawan  (2013), melakukan  penelitian  tentang  Perbedaan  kekuatan  tarik  dan  bending  akibat  variasi  arus  las Tungsten  Inert  Gas (TIG)  pada pengelasan  Austenitic  Stainless  Steel.  Hasil  penelitian  rata- rata  kekuatan  tarik  tertinggi  diperoleh  pada  pengelasan  dengan  arus  100A  sebesar  22,25 kgf/mm2,  pada  arus  150A  sebesar  18,77  kgf/mm2,  dan  kekuatan  tarik  terendah  diperoleh pada  pengelasan  dengan  arus  80  A  sebesar  18,49  kgf/mm2.  Utomo  (2009),  melakukan penelitian  tentang  Analisa  pengaruh  besar  arus  pada  pengelasan  TIG  metode striking dan weaving terhadap  kekerasan  dan  struktur mikro  stainless  steel  304.  Bahwa variasi  besar  arus 80  Amper  yang  digunakan  memberikan  nilai  kekerasan  metode  striking  pada jarak  2  mm sebesar 35,08  HRC  dan luas  daerah HAZ  3,138  mm,  sedangkan metode weaving 33,25  HRC dan  luas  daerah  HAZ  3,691  mm,  Nilai  kekerasan  metode  striking  dengan  arus  120  Ampere pada jarak  2mm  sebesar  29,92  HRC  dan  luas  daerah  HAZ  3,352  mm,  sedangkan  metode weaving  22,50  HRC  dan  luas  daerah  HAZ  3,485  mm,  Nilai  kekerasan  metode striking dengan  arus  160  Ampere  pada jarak  2mm  sebesar  23,67  HRC  dan  luas  daerah  HAZ  5,083 mm,  sedangkan metode weaving 24,75  HRC  dan luas daerah HAZ  5,266 mm.
Dari  uraian  diatas,  besarnya  arus  listrik  maupun  suhu preheat pengelasan  sangat berpengaruh  terhadap  hasil  lasan  oleh  karena  itu  perlu  dilakukan  penelitian  tentang penggabungan  kedua  metode  tersebut  sehingga  dapat  memberikan  masukan  guna meningkatakan sifat-sifat hasil lasan.

## 3.1 Bahan dan Alat.
Bahan  :
Bahan  yang  digunakan  adalah  alumunium  paduan  AA  3003  dengan  kandungan;  97,87  % Al,  0,186%  Si,  0,517%  Fe,  0,168%  Cu  dan  0,0242  Mn.  Ukuran  Panjang  (L): 150  mm  x  Lebar (W):  110 mm  x  Tebal (T)  :  3 mm.
Alat :
a.  Mesin Las TIG
b.  Elektroda jenis ER 5356
c.  Alat Uji Tarik
d.  Alat uji kekerasan
e.  Mikroskop optis

## 3.2 Pengelasan TIG
Proses  pengelasan  mengikuti  standart  JIS  Z  2201  Non  Ferrous  Metal  No.6.  dengan variasi preheat 75  oC,  125  oC,  175  oC  dan  besar  variasi  arus  pengelasan  110  A,  130A,  dan 140.

## 3.3 Pengujian Spesimen
Pengujian  struktur  mikro  untuk  mengetahui  perubahan  struktur  logam  yang mempengaruhi  sifat-sifat  pada  logam,  uji  tarik,  dan  uji  kekerasan  vickers  hasil  las  TIG dengan berbagai variasi pengelasan,.

## 3. M etodologi Penelitian

## 4 . H a s i l   d a n   P e m b a h a s a n

## 4.1 Pengaruh suhu preheat terhadap kekerasan hasil lasan
Besarnya nilai kekerasan hasil lasan akibat suhu preheat dapat dilihat pada Gambar 1.
70
— 60 I “ n  40 1 30 " 20 10 A ■ A A ■ ■ ♦ ♦ ♦ ♦ logam ¡rtduk ■ Haj *  Lasan 50 75 100 125 150 175 200 Suhu preheat (°C)
Gambar 1.  Grafik suhu preheat terhadap kekerasan hasil lasan pada logam induk, HAZ, dan lasan
Kekerasan tertinggi  pada logam induk  sebesar  30,3  HVN  terjadi  pada suhu preheat 75 oC,  daerah  HAZ  sebesar  32,6  HVN  terjadi  pada  suhu preheat 125oC,  dan  daerah  lasan sebesar  64,5  HVN terjadi pada suhu 75oC.

## 4.2 Pengaruh suhu preheat dan besar arus terhadap kekerasan hasil lasan
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  kenaikan  suhu preheat dan  besar  arus  pengelasan berpengaruh terhadap nilai kekerasan pada logam induk hasil lasan.
35 30 25 20 15 10 5 0 6 i 1 ♦ arus 110 A
■ arus 130 A a arus 140 A 50 75 100 125 150 175 200

## Suhu  preheat (°C)
Gambar 2.  Grafik suhu preheat terhadap kekerasan hasil lasan pada logam induk pada variasi arus 110oC,  130oC, dan  140oC
Nilai  kekerasan  tertinggi  pada  logam  induk  didapatkan  pada  hasil  pengelasan  dengan suhu preheat 175oC  dengan arus  110A dengan nilai 30,4 HVN
Gambar  3  menunjukkan  kekerasan  pada  daerah  HAZ  dipengaruhi  oleh  suhu preheat dan besarnya arus pengelasan.
Gambar 3.  Grafik suhu preheat terhadap kekerasan hasil lasan pada daerah HAZ pada variasi arus 110oC,  130oC, dan  140oC
Nilai  kekerasan  tertinggi  pada  daerah  HAZ  didapatkan  pada  hasil  pengelasan  dengan suhu preheat 175oC  dengan arus  110A dengan nilai 65,3 HVN
E ■X 01 sc 70 60 50 40 30 20 10 0 X * V £ ♦ arus 110 A
■ arus 130 A a arus 140 A 50 75 100 125 150 175 200
Suhu preheat (°C)
Gambar 4.  Grafik suhu preheat terhadap kekerasan hasil lasan pada daerah lasan pada variasi arus 110oC,  130oC, dan  140oC
Gambar 4 Memperlihatkan nilai  kekerasan tertinggi pada daerah lasan di  dapatkan pada suhu preheat 175oC  dengan besar arus pengelasan  110A.
Dari  data  yang  didapatkan  menunjukkan  bahwa  semakin  besar  suhu preheat pada daerah  logam  induk,  HAZ,  dan  lasan  nilai  kekerasan  cenderung  mengalami  kenaikan, semakin rendah arus pengelasan nilai kekerasan cenderung mengalami kenaikan.
4.3
5.

## Pengaruh suhu preheat dan arus pengelasan terhadap kekuatan tarik hasil lasan
Besarnya nilai kekuatan tarik hasil  lasan akibat suhu preheat dapat dilihat pada Gambar
CL S 1 m E ei 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 £ & ♦ ■ A ♦ arus 110 A ■ arus 130 A A arus 140 A 50 75 100 125 150 175 200 Suhu  preheat (°C)
Gambar 5.  Grafik suhu preheat terhadap kekuatan tarik hasil lasan pada variasi arus  110oC,  130oC, dan 140oC
Kekuatan tarik tertinggi hasil pengelasan dengan suhu preheat 175oC dengan arus  110A dengan nilai  81  MP a.
Suhu preheat dan  besarnya  arus  pengelasan  mengakibatkan  terjadinya  perubahan struktur mikro yang akan berdampak pada sifat fisis  dan mekanis material tersebut.

## 4.4 Pengaruh suhu preheat dan arus pengelasan terhadap struktur mikro hasil lasan
Pengelasan  akan  mengakibatkan  proses  pemanasan  pada  daerah  lasan  yang  akan merubah  struktur  mikro,  perubahan  struktur  mikro  pada  umumnya  terjadi  tergantung  dari kompisisi  kimia  logam  induk  dan  pengisi,  pengerjaan  sebelumnya  dan  teknik  yang digunakan.  Pada  Aluminium  AA  3003  struktur  utama  yang  terlihat  adalah  aluminium  dan mangan.  Struktur  aluminium  merupakan  komponen  utama  yang  memiliki  sifat  lunak sedangkan  mangan  terlihat  warna  abu-abu.  Hasil  pengujian  ditunjukkan  pada  Gambar  6 sampai  dengan Gambar 8.
Gambar 6.  Foto struktur mikro hasil lasan dengan suhu preheat 175 oC besar arus  110A
Pengelasan  dengan  suhu preheat 175oC  dan  besar  arus  110A  ditunjukkan  Gambar  6, Struktur  mikro  pada  daerah HAZ  terlihat  perubahan  struktur  Mn  cenderung  menyempit  dan mengecil,  pada  daerah  lasan  Mn  semakin  mengecil  dan  dan  menyebar  dan  cenderung kandungan aluminiumnya lebih jelas  dan terang.
Gambar 7.  Foto struktur mikro hasil lasan dengan suhu preheat 175 oC besar arus  130A
Gambar  7  Menunjukkan  perubahan  struktur  mikro  akibat  proses  pengelasan  dengan suhu preheat 175  oC  dengan arus  130A.  Struktur mikro pada daerah HAZ terlihat Mn terlihat mengecil dan merata pada daerah lasan Mn lebih mengecil  dan merata.
Gambar 8.  Foto struktur mikro hasil lasan dengan suhu preheat 175 oC besar arus  140A
Gambar  8  menunjukkan  perubahan  struktur  mikro  akibat  proses  pengelasan  dengan suhu preheat 175  oC  dengan arus  140A.  Struktur mikro pada daerah HAZ terlihat Mn terlihat mengecil  dan  menyebar  pada  daerah  lasan  Mn  lebih  mengecil,  struktur  Al  dominan  dan terlihat lebih terang.
Proses  pengelasan  dengan  variasi  suhu preheat dan  arus  pengelasan  dapat menyebabkan  perubahan  struktur  mikro  pada  daerah  HAZ  dan  lasan  dimana  struktur  Al merata dan butiran Mn berubah bentuk.
5 . K e s i m p u l a n
1. Dari  variasi  suhu preheat dan  besar  arus  pengelasan  didapatkan  nilai  kekerasan tertinggi  pada  daerah  HAZ  sebesar  65,3  HVN  dengan  suhu  suhu preheat 175oC  dan  besar arus  110A,  kekerasan  tertinggi  pada  daerah  lasan  sebesar  66  HVN  dengan  suhu preheat 175oC dan besar arus  110A.
2. Kekuatan tarik tertinggi sebesar  81  MPa didapatkan pada variasi suhu suhu preheat 175oC dan arus  110A.
3. Pada  suhu preheat 175oC  dan variasi  besar  arus  110,130,140  A pada logam  induk struktur  cenderung  tidak  mengalami  perubahan,  pada  daerah  HAZ  struktur  Mn  cenderung mengecil dan menyebar,  dan pada daerah lasan struktur Mn mengecil  dan didominasi  struktur Al.

## D aftar P ustaka
Aljufri,  2008, Pengaruh  Variasi  Sudut Kampuh  Tunggal Dan  Kuat Arus  Pada  Sambungan Logam  Aluminium -M g  5083  Terhadap  Kekuatan  Tarik  Hasil  Pengelasan  TIG, Universitas  Sumatera Utara,  Medan.
Fawwaz,  2009, Perlakuan  Preheat  Dalam  Pengendalian  Distorsi  Pada  Pengelasan  Swing Arm, Universitas Indonesia Radaj,  D.,  1992, Heat Effects o f  Welding, Berlin,  Springer-Verlag,  p.  182. Riswanda,  2011, Pengaruh  Variasi Arus  Pada  Proses  Las  TIG  dan  Variasi  Putaran  Pada Proses  Fsw  Terhadap  Sifat  M ekanik  dan  Korosi  Sambungan  Las  Tak  Sejenis Aluminium Paduan 5083 Dan  6061-T6, Universitas  Gadjah Mada. Setiawan,  A,  2013, Perbedaan  Kekuatan  Tarik  Dan  Bending  Akibat  Variasi  Arus  Las Tungsten  Inert  Gas  (TIG)  Pada  Pengelasan  Austenitic  Stainless  Steel, Universitas Negeri Malang.
Sirama,  2011, Pengaruh  Preheat  Terhadap  Laju  Perambatan  Retak Fatik  Sambungan  Las TIG Pada Pengelasan Aluminium Paduan  6061-T6
Teng,  Lin,  1998, Effect  o f   Welding  Conditions  on  Residual  Stresses  due  to  Butt  Welds, International Journal o f  Pressure  Vessels and Piping, Vol.  75,  857-864. Wardoyo,  J.T.,  Sumiyarso  B.,  2010, Pengaruh  Arus  Listrik  pada  Pengelasan  Paduan Aluminium  6006-1, Teknik Mesin Polines,  Rekayasa Mesin.