Analisa pengaruh jenis elektroda pada pengelasan SMAW penyambungan baja karbon rendah dengan baja karbon sedang terhadap tensile strenght

## Rizki Wahyudi, Nurdin, Saifuddin
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280  Buketrata Email: wahyudirisky707@gmail.com

## Abstrak
Pengelasan merupakan proses penyambungan dua buah logam khususnya baja untuk menghasilkan sebuah kontruksi mesin dilaksanakan dalam keadaan lumer atau cair. Baja mempuyai jenis dan spesifikasi yang beragam tidak semua mempuyai  sifat  mampu  las  yang  baik.  Elektroda  yang  digunakan  pada  pengelasan  SMAW  mempunyai  perbedaan komposisi  selaput  maupun  kawat  Inti.  kuat  arus dan  komposisi  kimia  ini  dapat  mempengaruhi  sifat  mekanik  pada sambungan  material  hasil  pengelasan  yang  berdampak  pada  kekuatan  dan  ketangguhan  sambungan  pengelasan. Pemilihan  elektroda  yang  tepat  akan  menghasilkan  hasil  pengelasan  yang  baik  dan  sempuran  oleh  karena  itu pemilihan  jenis  elektroda  sangat  penting  sebelum  melakukan  proses  pengelasan.  Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk mengetahui  pengaruh  jenis  elektroda  terhadap  kekuatan  tarik  pengelasan  material  ASTM  A36  dengan  AISI  1050 menggunakan  proses  pengelasan  SMAW.  Material  ASTM  A36  dengan  AISI  1050  diberi  perlakuan  pengelasan dengan variasi jenis elektroda yaitu E7016, E7018 dan E7016 + E7018 . Dari hasil penelitian maka dapat dijelaskan bahwa  jenis elektroda berpengaruh terhadap kekuatan tarik  material dimana  nilai kekuatan  tarik  yang paling tinggi terdapat pada jenis elektroda E7016 + E7018 yaitu sebesar 55.06 kgf/mm 2 selanjutnya diikuti oleh elektroda E7016 yaitu sebesar 54.29 kgf/mm 2 dan terakhir dengan nilai terendah menggunakan elektroda E7018 yaitu sebesar 51.81 kgf/mm 2 .
Kata kunci :  SMAW, Elektroda, Kekuatan tarik, Material ASTM A36, AISI 1050

## Abstract
Welding is the process of connecting two metals, especially steel to produce a construction machine carried out in a melted  or  liquid  state.  Not  all  types  of  steel  have  various  specifications  and  specifications.  They  have  good weldability.  The  electrodes  used  in  SMAW  welding  have  different  compositions  of  membranes  and  core  wires. current strength and chemical composition can affect the mechanical properties of the welded material joints which have an impact on the strength and toughness of the welding joints. The selection of the right electrode will produce good welding results and therefore the choice of electrode type is very important before making the welding process. The purpose of this study was to determine the effect of electrode type on the tensile strength of ASTM A36 material welding with AISI 1050 using the SMAW welding process. ASTM A36 materials with AISI 1050  were treated  with various  types  of  electrodes,  namely  E7016,  E7018  and  E7016  +  E7018.  From  the  results  of  the  study  it  can  be explained that the type of electrode influences the tensile strength of the material where the highest tensile strength value  is  found  in  the  type  of  electrode  E7016  +  E7018  which  is  55.06  kgf  /  mm2  and  then  followed  by  E7016 electrode which is 54.29 kgf / mm2 and finally the lowest value using E7018 electrodes that is equal to 51.81 kgf / mm2.
Keywords: SMAW, Electrodes, Tensile Strength, ASTM A36 Material, AISI 1050

## 1. Pendahuluan
Pengelasan  merupakan proses penyambungan dua buah  logam  khususnya  baja  untuk  menghasilkan sebuah  kontruksi  mesin  dilaksanakan  dalam  keadaan lumer  atau  cair.  Baja  mempuyai  jenis  dan  spesifikasi yang beragam tidak semua mempuyai sifat mampu las yang  baik.  Penyambungan  logam  adalah  suatu  proses yang  dilakukan  untuk  menyambung  2  (dua)  bagian
logam  atau  lebih  baik  logam  yang  sejenis  maupun tidak  sejenis  .Setiap  metoda  penyambungan  yang digunakan  mempunyai  kelebihan  dan  kekurangan tersendiri dibandingkan dengan metoda lainnya.
Penggunaan  jenis  elektroda  yang  berbeda  dan jenis standard pengujian tarik yang berbeda menghasilkan kekuatan tarik  yang  berbeda. Perbedaan arus  pengelasan  dengan  menggunakan  elektroda  yang
sama  juga  berpengaruh  terhadap  kekuatan  tarik  hasil lasan.  Selain  arus  pengelasan  jenis  elektroda  juga sangat  berpengaruh  terhadap  kekuatan  sambungan hasil pengelasan terutama pada proses las SMAW.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui  pengaruh  jenis  elektroda terhadap  Tensile Strenght  dan  untuk  mengetahui  kualitas  hasil pengelasan  dengan  mengunakan  NDT  Penetrant  Test, dan Tensile Test.

## 2. Studi literatur
Pengelasan dapat diartikan dengan proses penyambungan dua buah logam sampai titik rekristalisasi  logam,  dengan  atau  tanpa  menggunakan bahan tambah dan  menggunakan energi panas sebagai pencair  bahan  yang  dilas.  Pengelasan  juga  dapat diartikan  sebagai  ikatan  tetap  dari  benda  atau  logam yang dipanaskan [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]
Elektroda  adalah  benda  yang  digunakan  untuk melakukan  pekerjaan  pengelasan  listrik,  fungsi  dari elektroda adalah sebagai pembahakar yang menimbulkan  busur  menyala.  Pada  prinsipnya, elektroda dibagi menjadi 3 kelompok yaitu :
 Elektroda tanpa salutan (fluks)
Elektroda  ini  sudah  tidak  dipergunakan  lagi untuk pengelasan SMAW dikarenakan elektroda  jenis  ini  susah  untuk  digunakan    dan hasil pengelasan yang kurang baik.
 Elektroda dengan salutan tipis
 Elektroda dengan salutan tebal Elektroda salutan tebal adalah jenis umum yang digunakan dalam  lapangan. Pada saat busur  las menyala,  salutan  ini  akan  berubah  menjadi  gas yang  akan  menetralkan  atau  mengurangi  gas karbon monoksida (CO) atau hydrogen (H2).
Arus pengelasan adalah besarnya aliran atau arus listrik  yang  keluar  dari  mesin  las.  Besar  kecilnya  arus pengelasan  dapat  diatur  dengan  alat  yang  ada  pada mesin  las.  Arus  las  harus  disesuaikan  dengan  jenis bahan  dan  diameter  elektroda  yang  di  gunakan  dalam pengelasan.
Besarnya  arus  pengelasan  yang  diperlukan tergantung  pada  diameter  elektroda,  tebal  bahan  yang dilas,  jenis  elektroda  yang  digunakan,  geometri sambungan, diameter inti elektroda, posisi pengelasan. Daerah  las  mempunyai  kapasitas  panas  tinggi  maka diperlukan arus yang tinggi.

## 2.1 Pengertian 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 [3]

## 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 [4]

## 2.3 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.

## 2.4 Kampuh V
Sambungan  kampuh  V  dipergunakan  untuk menyambung  logam  atau  plat  dengan  ketebalan  6-15 mm. Sambungan ini terdiri dari sambungan kampuh V terbuka dan sambungan kampuh V tertutup. Sambungan  kampuh  V  terbuka  dipergunakan  untuk menyambung  plat  dengan  ketebalan  6-15  mm  dengan sudut  kampuh  antara  60º-80º,  jarak  akar  2  mm,  tinggi akar 1-2 mm.

## 3. Metode Penelitian
Adapun dimensi  benda uji  yang di gunakan pada penelitian ini adalah :
1. Bentuk  spesimen  benda  uji  mengacu  standar ASTM E8.
2. Material  yang  digunakan  ASTM  A36  dan  AISI 1050
3. Elektroda  yang  digunakan  adalah  merek  kobe steel.
4. Peroses  pengelasan  dilakukan  oleh  panulis sendiri, serta dibantu oleh welder bersertifikat.
5. Arus  pengelasan  yang  digunakan  adalah  120 ampere.
6. Kampuh  yang  digunakan  jenis  kampuh  V tunggal,  dengan  jarak  celah  pelat  2  mm,  tinggi akar 2 mm dan sudut kampuh 35 o .
Bentuk spesimen uji dapat di lihat pada gambar 1. Berikut langkah-langkah pembentukan uji tensile:
1. Meratakan alur hasil pengelasan dengan mesin frais
2. Bahan dipotong-potong dengan ukuran panjang 200 mm dan lebar 20 mm, tebal 12 mm.
3. Membuat  gambar  pada  kertas  yang  agak  tebal atau mal mengacu ukuran standar ASTM E8.
4. Gambar atau mal ditempel pada bahan selanjutnya dilakukan pengefraisan sesuai dengan bentuk  gambar  dengan  menggunakan  pisau  frais diameter 60 mm.
5. Bahan  yang  sudah  terbentuk  tersebut  dirapikan permukaannya dengan kikir yang halus, selanjutnya benda diampelas sampai halus.

## Gambar 1 Spesimen Uji Tarik
3.4 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.  Mesin  uji  tarik  dapat  dilihat  seperti  pada gambar 2 di bawah ini:

## Gambar 2 Mesin uji tarik

## 4.   Hasil dan Pembahasan

## 4.1 Hasil Pengelasan
Pengelasan  SMAW  pada  penyambungan  baja karbon  rendah  dengan  baja  karbon  sedang  dengan menggunakan tiga jenis elektroda yaitu E7016, E7018, dan  E7016  +  E7018.  Hasil  dari  proses  pengelasan adalah seperti pada Gambar 3 berikut:
Gambar  3  Hasil  pengelasan  dengan  Elektroda  E7016, E7018, dan E7016+E7018

## 4.2 Hasil Pengujian Penetran
Adapun  hasil  inspeksi  pengujian  tidak  merusak padahasil  pengelasan  SMAW  dengan  mengunakan elektroda  E7016,  E7018,  dan  E7016  +  E7018  pada material  baja  AISI  1050  dan  ASTM  A36  dengan mengunakan metode penetran test.
Gambar  4  Hasil  pengujian  penetran  pada  pengelasan SMAW  dengan  mengunakan  elektroda  E7016,E7018 dan E7016 + E7018
Pada penelitian ini didapatkan cacat las pada specimen pengelasan menggunakan elektroda E7016,
Gambar 5 Spesimen yang mengalami cacat las
Menurut standar ASME cacat dari specimen termasuk rounded indication :
- Rounded indikasi pada pengelasan menggunakan  kawat  las  E7016,  tetapi  cacat
Rounded Indication
ini  dapat  diteriman  karena  cacat  tersebut memiliki panjang kurang dari 5 mm.
Dalam  hasil  uji  penetran  ini  dapat  disimpulkan bahwa  matrial  pada  pengelasan  menggunakan  kawat las  E7016  ditemukan  1  buah  cacat  las  tetapi  masih dapat  diterima,  tetapi  untuk  pembuatan  specimen  uji tarik bagian yang mengalami cacat las tidak digunakan untuk pembuatan spesimen.

## 4.3 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 6 dibawah ini:
Gambar  6  grafik  hubungan  persentase  Tegangan terhadap variasi arus pengelasan
Berdasarkan  gambar  6  terlihat  kekuatan  tarik  rata-rata tertinggi  pada  proses  pengelasan  menggunakan elektroda  E7016  +  E7018  sebesar  55,06  kgf/mm 2 , diikuti oleh pengelasan menggunakan elektroda E7016 dengan  54,29  kgf/mm 2 ,  dan  media  pengelasan menggunakan elektroda E7018 dengan 51,81 kgf/mm 2 . Dalam  pengujian  tarik  menggunakan  media  variasi elektroda E7016, E7018, E7016 + E7018 semua patah mendekati sambungan las.
Data dari hasil penelitian diketahui ada perbedaan kekuatan  tarik,  dari  proses  pengelasan  dengan  variasi elektroda  E7016,  E7108  dan  E7016  +  E7018. Berdasarkan  data  hasil  penelitian  terlihat  kekuatan tarik  rata-rata  tertinggi  pada  proses  pengelasan menggunakan elektroda E7016 + E7018 sebesar 55,06 kgf/mm 2 ,  diikuti  oleh  pengelasan  menggunakan elektroda  E7016  dengan  54,29  kgf/mm 2 ,  dan  media pengelasan  menggunakan  elektroda  E7018  dengan 51,81  kgf/mm 2 .  Dalam  pengujian  tarik  menggunakan media variasi elektroda E7016, E7018, E7016 + E7018 semua patah mendekati sambungan las.
Selama  proses  pengelasan,  siklus  thermal  terjadi pada  daerah  logam  las  dan  HAZ  diantaranya  yaitu pemanasan  hingga  mencapai  suhu  tertentu.  Hal tersebut  mempengaruhi  struktur  mikro  dan  sifat mekanik logam las dan HAZ, sehingga logam las akan mengalami  transformasi  fasa.  Siklus thermal yakni pencairan kemudian pembekuan. Kondisi ini menyebabkan  perubahan  struktur  mikro  dari  logam yang bersangkutan, sedangkan perubahan ukuran butir dan  struktur  yang  terbentuk  pada  struktur  mikro mengakibatkan nilai kekuatan tarik yang berbeda.
Kenaikan  kekuatan  tarik  yang  didapat  pada penelitian  ini  juga  disebabkan  karena  arus  yang digunakan  untuk  mengelas  baja  ASTM  A36  dengan AISI  1050  menghasilkan  panas  yang  cukup  untuk melelehkan  elektroda  dan  penembusan  yang  terjadi menjadi  maksimal.  Pengaruh  panas  ini  dapat menyebabkan  struktur  mekanis  dari  baja  itu  sendiri menjadi  berubah  dan  lebih  kuat  disamping  kuat  arus dan  suhu  yang  dapat  juga  mempengaruhi  nilai kekuatan tarik

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  pengujian  dapat disimpulkan  bahwa pada  pengujian  tarik  menunjukkan  bahwa  tegangan tarik maximum  Sebesar  55.06  kgf/mm 2 dan renggangan  tarik  tertinggi  sebesar  7.55  %  yang terdapat pada specimen dengan pengelasan menggunakan  elektroda  E7016  +  E7108.  Hasil penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  pengelasan SMAW  dengan  menggunakan  E7016  +  E7108 memiliki  kekuatan  tarik  yang  lebih  tinggi.  Sedangkan pada  pengujian  tarik  menunjukkan  bahwa  tegangan tarik  terendah Sebesar 51.81 kgf/mm 2 dan renggangan tarik  terendah  sebesar  7.08  %  yang  terdapat  pada specimen dengan pengelasan menggunakan elektroda  E7108.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan bahwa  pengelasan  SMAW  dengan  menggunakan E7108  memiliki  kekuatan  tarik  yang  rendah. Berdasarkan  hasil  yang  didapatkan  dari  variasi elektroda  diatas,  bahwa  hasil    pengelasan    dengan
E7016
E7018 E7016 + E7018 Rata - rata 54,29 51,81 55,06 50 51 52 53 54 55 56 Te ga n ga n (kg f/ m m 2)
menggunakan elektroda E7016 + E7018 nilai rata-rata uji tarik yang di dapat lebih baik.

## Referensi
[1]   Santoso, J. “Pengaruh Arus Pengelasan Terhadap Kekuatan  Tarik  dan  Ketangguhan  Las  SMAW dengan Elektroda E7018 ”, SKRIPSI . 2006
[2]   Wikipedia. (2017). Las Listrik. Retrieved  Januari 3, 2019, from https://id.wikipedia.org/wiki/las_listrik
[3]   Didit’s. (2015). Pengertian, Definisi Baja.
[4]    Endramawan,  T.,  Haris,  E.,  Dionisius,  F.,  & Prinka,  Y.  (2017). Aplikasi  Non  Destructive  Test Penetrant  Testing  (Ndt-Pt)  Untuk  Analisis  Hasil
Pengelasan  Smaw  3g  Butt  Joint.JTT  (Jurnal Teknologi Terapan) , 3 (2), 44–48.
[5]  Wiryosumarto,  H.  dan  Okumura, T.  Teknologi Pengelasan Logam. Jakarta: PT. Pradya Paramita. 1996.
[6]  A.  Azwinur  and  M.  Muhazir,  “Pengaruh  jenis elektroda  pengelasan  SMAW  terhadap  sifat mekanik  material  SS400,” J.  POLIMESIN ,  vol.
17, no. 1, pp. 19–25, Feb. 2019.