http://ejournal.undip.ac.id/index.php/kapal
1829-8370 (p)
2301-9069 (e)

## Pengaruh Pengelasan TIG dan MIG Terhadap Kekuatan Tarik dan Bending Pada Sambungan Pelat Alumunium 5083
Muhammad Hafid Huda 1)*) , Sarjito Jokosisworo 1) , Hartono Yudo 1)
1) Departemen Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus Undip Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

## Abstrak
Proses pengelasan yang di lakukan pada material aluminium 5083 yang banyak di gunakan pada industri perkapalan yang khususnya digunakan pada bagian konstruksi. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan antara pengelasan TIG  (Tungsten  Inert  Gas)  dan  MIG  (Metal  Iert  Gas).  Pengelasan  ini  dilakukan  pada  aluminium  5083  dengan  jenis pengelasan TIG dan MIG dan jenis sambungan pengelasan single v butt joint 60 o , dengan kekuatan arus sama yakni 200 A. Dari hasil penelitian menunjukan bahwa pada pengujian tarik tingkat kekuatan pengelasan TIG lebih baik dan lebih  optimal  dibandingkan  dengan  pengelasan  MIG.  Pada  pengujian  bending  jenis  pengelasan  MIG  lebih  baik dibandingkan dengan jenis pengelasan TIG. Pada arus yang sama yaitu 200 A memberikan kekuatan tarik yang lebih optimal dan lebih baik pada jenis pengelasan TIG. Sedangkan untuk pengujian bending dengan perlakuan yang sama menghasilkan tegangan lentur yang lebih tinggi pada pengelasan MIG dibandingkan dengan pengelasan TIG.
Copyright © 2017, KAPAL , 1829-8370 (p), 2301-9069(e)
Kata Kunci : Aluminium 5083, GTAW, GMAW, Kekuatan Tarik, Kekuatan Bending

## 1. PENDAHULAN
Pada  bidang  perkapalan  biasanya  aluminium dipergunakan  untuk  konstruksi  pada  bagian tangki,  khususnya  tangki  air  tawar  atau  tangki bahan  bakar,  namun  dapat  juga  digunakan  secara keseluruhan  pada  konstruksi  kapal.  Namun demikian jika material aluminium paduan 5083 ini dilakukan  manufaktur  dengan  menggunakan proses  pengelasan,  sambungan  las  paduan aluminium  5083  pada  beberapa  komponen konstruksi tertentu masih terjadi hasil sambungan yang  kurang  sempurna  ditinjau  dari  segi spesifikasi dan kekuatan. [1]
Las  tipe  GMAW  atau  yang  biasa  disebut MIG  (Metal  Inert  Gas)  adalah  cara  pengelasan dimana  gas  dihembuskan  kedaerah  las  untuk melindungi  busur  dan  logam  yang  mencair terhadap  atmosfir.  Gas  yang  digunakan  sebagai pelindung  adalah  gas  helium  (He),  gas  Argon (Ar),  dan  gas  karbondioksida  (CO 2 )  atau
campuran  dari  gas  –  gas  tersebut.  Kemudian  las tipe  GTAW  atau  yang  biasa  disebut  TIG (Tungsten  Inert  Gas)  adalah  pengelasan  dengan memakai  busur  nyala  dengan  tungsten/elektroda yang  terbuat  dari  wolfram,  sedangkan  bahan penambahnya  atau  pengisinya  digunakan  bahan yang sama atau sejenis dengan material induknya. [2].  Adapun  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah medapatkan  perbandingan  hasil  dari  kekuatan tarik, bending dan regangan dari masing – masing variasi pengelasan.

## 2. METODE

## 2.1. Pengumpulan Data
Pengumpulan data diperoleh dari buku-buku, majalah,  modul,  artikel,  jurnal  dan  melalui internet. Sehingga dapat mempelajari karakteristik material  aluminium  5083,  tipe  pengelasan  dan sambungan, serta mempelajari pengujian tarik.
Aluminium  paduan  seri  5083  adalah  jenis aluminium  yang  banyak  digunakan  dalam  dunia
*) Penulis Korespondensi : Email : muhammadhafidhuda@gmail.com

## JURNAL ILMU PENGETAHUAN & TEKNOLOGI KELAUTAN KAPAL
industri,  khususnya  untuk  konstruksi  perkapalan dan  bejana  tekan  ( pressure  vessel ).  Paduan  seri 5xxx  adalah  tipe  paduan  aluminium  yang  tidak dapat  diperbaiki  sifat  mekaniknya  dengan perlakuan  panas  atau  tidak  dapat  diperlakukan panas,  karena  akan  terdapat  ketidak  sempurnaan dalam proses sambungan las, sehingga dinamakan non  heat  treatable  alloy [3].  Sedangkan  proses pengelasan  adalah  salah  satu  proses  teknik penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan atau  tanpa  tekanan  dan  dengan  atau  tanpa  logam penambah  dan  menghasilkan  sambungan  yang kontinyu [4].
Pengelasan  yang  digunakan  pada  penelitian ini  adalah  GTAW  ( Gas  Tungsten  Arch  Welding ) atau yang biasa disebut TIG ( Tungsten Inert Gas ).
Las  tipe  TIG  adalah  suatu  proses  pengelasan busur listrik elektroda dan tidak terumpan, dengan menggunakan  gas  mulia  sebagai  pelindung terhadap pengaruh udara luar.
GMAW  (Gas Metal Arc Welding) atau MIG merupakan proses penyambungan dua buah logam atau  lebih  yang  sejenis  dengan  menggunakan bahan  tambah  yang  berupa  kawat  gulungan  dan gas pelindung melalui proses pencairan.
Gambar 1. Skema Pengelasan TIG [3]
Gambar 2. Skema Pengelasan MIG [2]
Tipe  sambungan  las  yang  dipakai  pada penelitian ini Butt Joint. Penelitian ini menggunakan  tipe  sambungan single  V-butt  joint dengan sudut kampuh 60°.
Gambar 3. Sambungan las [5]
Masukan  panas  (heat  input)  pengelasan ditentukan  oleh  beberapa  parameter  pengelasan diantaranya adalah tegangan busur las, arus listrik las,  dan  kecepatan  pengelasan.  Yang  dinyatakan dalam satuan panas joule, atau kalori seperti pada Persamaan (1) :
𝐻𝐼 = 60. 𝐸. 𝐼 𝑣 (1)
dimana HI =  masukan  panas  (joule/cm), E = tegangan busur (volt), I   = arus las (ampere), v = kecepatan las (cm/menit).
Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi  rancangan  dasar  kekuatan  suatu  bahan dan  sebagai  data  pendukung  bagi  spesifikasi bahan.Berikut  adalah  sifat-sifat  yang  dihasilkan oleh pengujian tarik:
1. Kekuatan tarik maksimum ( σ)
Merupakan  tegangan  maksimum  yang  dapat ditanggung  oleh  material  sebelum  terjadinya perpatahan  ( fracture ).Pada  bahan  yang  bersifat getas, dimana tegangan maksimum itu merupakan sekaligus tegangan perpatahan (titik putus) sesuai dengan Persamaan (2)
𝜎 = 𝑃 𝐴 0 (2)
dimana, σ adalah  Tegangan  tarik  maksimum (MPa,  N/mm 2 ),  P  adalah  Beban  Maksimum  (N) dan Ao adalah  Luas  Penampang  Mula-mula (mm 2 ).
2. Regangan maksimum ( e )
Diukur  sebagai  penambahan  panjang  ukur setelah  perpatahan  terhadap  panjang  awalnya sesuai pada Persamaan (3)
𝑒 = Li − Lo Lo 𝑥 100% (3)
dimana,,  Li  adalah  Panjang  sesudah  patah  (mm), Lo  adalah  Panjang  mula-mula  (mm), e adalah Regangan (%).
3. Modulus elastisitas (E)
Merupakan  ukuran  kekakuan  suatu  material pada  grafik  tegangan-regangan  (gambar  4.2), modulus  kekakuan  tersebut  dapat  dihitung  dari slope  kemiringan  garis  elastic  yang  linier,  sesuai dengan Persamaan (4).
E = σ 𝑒 (4)
dimana, E adalah modulus elastisitas (GPa,KN/mm 2 ), σ adalah  Tegangan  Maksimum (MPa,N/mm 2 ), dan e adalah Regangan (%) [6].
Pengujian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui sejauh  mana  sifat  ulet  ( ductility )  dan  kegetasan dari  bahan  serta  mengetahui  mampu  deformasi dengan  radius  bengkok  tertentu.  Sedangkan metode  pengujian  yang  dipakai  adalah Triple Point yaitu  benda  uji  ditumpu  dengan  satu tumpuan dibagian atas benda uji dan dua tumpuan dibawah  benda  uji.  Perlakuan  pada  pengujian tekan sama dengan pengujian tarik dan
menggunakan mesin yang sama. Yang membedakan adalah posisi pengujiannya.

## 2.2. Parameter Penelitian

## Tabel 1. Spesimen dari Aluminium 5083 [8]
No Properti Bahan Nilai 1 Poisson’s Ratio 0,33 2 Modulus Of Elasticity 68,9 GPa 3 Density 2700 kg/m 3 4 Yield  stress 225MPa 5 Tangent Moudulus 633MPa 6 Failure Strain 0,39 7 Tensile Strength 317MPa Gambar 4. Bentuk spesimen uji bending [9] Tipe Pengelasan : TIG dan MIG Diameter Elektroda : 3,2 mm Voltage : 24 V Kuat Arus : 200 A Dimensi ukuran spesimen : Gambar 5. Bentuk Spesimen [7]
dimana  Gage  length  (G)  :  50,0  mm,  Length  of reduced  section  (A)  :  57  mm,  Width  (W)  :  12,5 mm,  Thickness  (T)  :10mm,  Radius  of  fillet  (R)  : 12,5 mm, Overall length (L) : 200 mm, Width of grip  section  (C)  :  20  mm,  Length  of  grip  section (B) :50 mm.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Masukan Panas (Heat Input)
Dalam pengelasan besar masukan panas yang kecil  akan  menyebabkan  penetrasi  yang  kurang dalam,  dan  masukan  panas  yang  sedang  akan menghasilkan penetrasi yang cukup baik, sedangkan  masukan  panas  yang  terlalu  besar menyebabkan  timbulnya  keretakan  pada  daerah yang terkena panas. Sesuai dengan Persamaan (1), maka  masukan  panas  yang  dibutuhkan  adalah sebagai berikut :
A mpere 200 TIG = 60. 24.200 8,1
= 35555,56     (joule/cm)
Ampere 200 MIG = 60.24.200
41,4 = 6956,52       (joule/cm)
Gambar 7. Grafik masukan panas ( Heat Input )

## 3.2. Hasil Pengujian Tarik (Tensile Strength)
Pengujian  tarik  dapat  menunjukan  beberapa fenomena  perpatahan  ulet  dan  getas,  perpatahan ini dapat dilihat dengan mata telanjang.Perpatahan ulet umumnya lebih disukai karena bahan ulet dan tangguh dan memberikan peringatan lebih dahulu sebelum terjadinya kerusakan. Sedangkan perpatahan  getas  memiliki  ciri-ciri  yang  berbeda dengan  patah  ulet,  yaitu  tidak  ada  atau  sedikit sekali terjadi deformasi plastis pada material.Patahannya  merambat  sepanjang  bidang [10].  Hasil  pengujian  terdapat  pada  Tabel  2  dan Gambar 8.
Tabel 3. Hasil Data egangan
Tabel 4. Hasil Data Pengujian Modulus Elastistas
Tabel 5. Hasil Data Pengujian Bending
Spesimen Tebal (mm) Lebar (mm) Tegangan,   σ (MPa) P Max (N) Ao (mm 2 ) Tegangan rata-rata (Mpa) TIG 1 TIG 2 TIG 3 TIG 4 10.14 10.62 10.15 9.98 12.50 12.83 12.32 12.47 134.91 123.37 115.48 128.97 17.10 16.81 14.44 16.05 128.78 136.25 125.05 124.45 125,68 MIG 1 MIG 2 MIG 3 MIG 4 9.70 10.25 10.20 10.20 12.80 12.70 12.65 12.62 50.58 110.31 67.43 123.36 6.28 14.36 8.70 15.88 124.16 130.18 129.03 128.72 87,92 Spesimen Tebal (mm) Lebar (mm) ∆ 𝐋 (mm 2 ) Regangan,     ε (%) Regangan rata-rata (%) TIG 1 TIG 2 TIG 3 TIG 4 10.14 10.62 10.15 9.98 12.50 12.83 12.32 12.47 9.27 8.24 6.84 8.18 18.54 16.48 13.68 16.36 16,26 MIG 1 MIG 2 MIG 3 MIG 4 9.70 10.25 10.20 10.20 12.80 12.70 12.65 12.62 3.01 5.75 3.88 6.63 6.02 11.50 7.76 13.26 9,64 Spesimen Tegangan Regan gan E (Mpa) E (Gpa) E Rata-rata (Gpa) TIG 1 TIG 2 TIG 3 TIG 4 134.91 123.37 115.48 128.97 18.54 16.48 13.68 16.36 727.67 748.60 844.15 788.32 0.728 0.75 0.845 0.79 0.78 MIG 1 MIG 2 MIG 3 MIG 4 50.58 110.31 67.43 123.36 6.02 11.5 7.76 13.26 840.20 959.22 868.94 930.32 0.84 0.96 0.87 0.93 0.90 Spesimen h0 (mm) b0 (mm) W (mm) Ls (mm) P max pengujian (KN/mm 2 ) 𝞼 Lentur
(KN/mm 2 ) 𝞼 Rata-rata (KN/mm 2 ) TIG 1 TIG 2 TIG 3 TIG 4 9.98 9.58 9.60 9.45 13.5 13.6 13.6 13.65 224.10 208.02 208.90 203.17 117 117 117 117 0.34 4.49 1.67 3.28 0.045 0.63 0.23 0.47 0.343
Gambar 8.Grafik Rata-rata Tegangan Tarik
Dari  hasil  pengujian  tarik,  dengan  arus  yang sama  yaitu  200  ampere,  dapat  terlihat  hasil pengelasan TIG memiliki kekuatan tegangan tarik yang  lebih  besar  di  bandingkan  dengan  hasil pengelasan  MIG.  Di  tunjukan  dengan  adanya tegangan  rata-rata  pada  pengelasan  TIG  sebesar 125,68  MPa  sedangkan  untuk  pengelasan  MIG sebesar 87,92 MPa.

## 3.3. Regangan
Merupakan perbandingan antara pertambahan panjang (ΔL) dengan
panjang mula- mula.Regangan dapat dinyatakan dengan presentasi panjang dengan satuan persen (%).
Gambar 9. Grafik Rata-rata Regangan
Berdasarkan Tabel 3 dan Gambar 9, regangan rata-rata  pada  arus  yang  sama  yaitu  200  ampere, dapat  terlihat  bahwa  pada  pengelasan  TIG memiliki  regangan  lebih  banyak  dibandingkan dengan  pengelasan  MIG  yakni  pada  pengelasan TIG sebesar 16,26 %, sedangkan pada pengelasan
MIG  sebesar  9,64  %.  Untuk  regangan  tertinggi terjadi  pada  spesimen  1  pengelasan  TIG  yakni sebesar          18,54  %,  sedangkan  pada  pengelasan MIG  regangan  terbesar  pada  spesimen  4  yakni sebesar  13,26  %.  Kemudian  untuk  regangan terendah  ada  pengelasan  TIG  terjadi  pada spesimen  3  yakni  sebesar  13,68  %,  sedangkan untuk  pengelasan  MIG  regangan  terendah  terjadi pada spesimen 1 yakni sbesar 3,01 %.
Gambar 10. Spesimen sebelum pengujian

## Gambar 11. Spesimen setelah pengujian

## 3.4. Modulus Elastisitas
Modulus  elastisitas  sering  disebut  Modulus Young  yang  merupakan  perbandinganantara tegangan  dan  regangan  aksial  dalam  deformasi yang  elastis.  Modulus  elastisitas  merupakan ukuran  kekakuan  suatu  material,  jika  rata-rata nilai dari modulus elastisitas besar, maka semakin kecil  regangan  elastis  yang  terjadi  atau  semakin kaku.Hal  tersebut  ditunjukan  pada  pengelasan MIG  dengan  bevel  60°  yakni  sebesar  0.90 KN/mm 2 .
Dapat  terlihat  dari  Tabel  4  dan  Gambar  12, bahwa  jenis  pengelasan  MIG  memiliki  tingkat kekakuan  yang  lebih  besar  di  bandingkan  dengan jenis  pengelasan  TIG,  sehingga  pada  jenis pengelasan  MIG  benda  uji  mudah  patah.  Dari hasil  penelitian  di  atas  menunjukan  bahwa pemilihan proses pengelasan dapat mempengaruhi kekuatan dari hasil pengelasn. Terlihat dari grafik di  atas,  bahwa  dalam  ampere  yang  sama  tingkat
MIG 1 MIG 2 MIG 3 MIG 4 9.45 9.57 9.20 9.30 13.50 13.55 13.54 13.45 200.93 206.83 191.01 193.88 117 117 117 117 1.82 3.02 3.01 3.51 0.26 0.42 0.46 0.52 0.415
kekuatan  dari  pengelasan  TIG  jauh  lebih  baik daripada pengelasan MIG.

## Gambar 12.Grafik Rata-rata modulus elastisitas

## 3.5. Hasil Pengujian Bending
Pada  data  hasil  pengujian bending diambil dari  sampel  hasil  yang  menunjukan  besarnya harga  gaya  beban  max  saat  menekuk.  Pengujian tekuk  tersebut  didapatkan  harga  gaya  beban (Pbeban)  dan  tegangan  lentur  max  (  max ) . Bending Test atau pengujian lengkung merupakan  salah  satu  bentuk  pengujian  untuk menentukan mutu suatu material secara visual.Selain  itu  uji  bending  digunakan  untuk mengukur  kekuatan  material  akibat  pembebanan dan kekenyalan hasil sambungan las baik di weld metal maupun pada daerah HAZ.
Adapun  rumus  –  rumus  untuk  pengujian bending  terdapat  pada  Persamaan  (4-6)  sebagai berikut :
𝑊  = 𝑏ℎ 2 6 (4)
𝐿𝑠  =  𝐿 − (𝐿×10%) (5)
σ lentur  = 𝑃𝑚𝑎𝑥 ×𝐿𝑠 4 𝑊 (6)
dimana  w,  b,  h,  l  adalah  luas,  lebar,  tebal  dan panjang  dari  spesimen.  Ls  adalah  panjang penumpu,  pmax  adalah  beban  maksimal  dan 𝞼 lentur  adalah tegangan lentur.
Berdasarkan  Tabel  5  dan  Gambar  13,  sudut kampuh  60º  dan  arus    sebesar  200  A  memiliki kekuatan  bending  yang  berbeda.  Berbeda  dengan pengujian tarik, dalam pengujian bending ini jenis pengelasan MIG memiliki kekuatan bending yang lebih  besar.  Hasil  perhitungan  yang  di  peroleh pada  jenis  pengelasan  TIG  sebesar  0,343 KN/mm 2 ,  sedangkan  pada  pengelasan  jenis  MIG memiliki kekuatan bending sebesar 0,415 KN/mm 2 .
Gambar 13. Grafik perhitungan bending

## 4. KESIMPULAN
Hasil dari pengelasan TIG rata-rata tegangan tarik  sebesar  125,68  MPa,  sedangkan  untuk pengelasan  MIG  sebesar  87,92  MPa  dengan regangan sebesar 16,26 % untuk TIG dan 9,64 % untuk  MIG.  Kemudian  dari  hasil  pengujian bending ,  hasil  yang  di  dapatkan  adalah  bahwa pengelasan  MIG  memiliki  kekuatan bending (tekuk)  lebih  besar  dari  peda  jenis  pengelasan TIG.  Untuk  hasilnya,  pada  pengelasan  TIG tegangan  rata-ratanya  sebesar  0,343  KN/mm 2 , sedangkan  pada  pengelasan  jenis  MIG  tegangan rata-ratanya sebesar 0,415 KN/mm 2 .
Hasil  pengujian  kekuatan  tarik  aluminium 5083  dengan  arus  ampere  200,  bahwa  jenis pengelasan  TIG  memiliki  kekuatan  baik  tarik yang  lebih  unggul  di  bandingkan  dengan  jenis pengelasan  MIG  karena  pada  pengelasan  TIG memiliki tegangan dan regangan yang lebih baik, sehingga  tidak  mudah  patah.  Namun,  pada  jenis pengujian bending jenis pengelasan MIG memiliki kekuatan yang lebih baik di bandingkan dengan  jenis  pengelasan  TIG  karena  pengelasan MIG memiliki tingkat elastisitas yang lebih tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Hartono  Y,  Mulyanto  I  P  .  2008.  Pengaruh Penggunaan  Gas  Pelindung  Argon  Grade  A dan  Grade  C  Terhadap  Kekuatan  Tarik Lasan  Sambungan Butt Pada  Material Kapal Aluminium 5083. Universitas Diponegoro [2] Wiryosumarto,H dan Okumura,Thoshie. 2000.  Teknologi  Pengelasan  Logam,  Jakarta :PT. Pradnya Paramita.
[3] Aljufri,  2008.  Variasi  Sudut  Kampuh  V Tunggal  dan  Kuat  Arus  Pada  Sambungan Logam  Aluminium-Mg  5083  Terhadap Kekuatan  Tarik  Hasil  Pengelasan  TIG. Universitas Sumatra Utara.
[4] Jones D (n.d) .2015.Pengertian Pengelasan.Retrievedfrom:http://www.pengel asan.com/2014/06/pengertianpengelasanadala h.html(Accessed: 01 September 2015)
[5] AWS D 1.2. 2004. Structural Welding Code - Aluminium.  Florida:  American  Welding Society.
[6] Fadhila,  Reza.  2014.  Buku  Pengujian Bahan1.Retrievedfrom:https://sites.google.co
m/site/bukupengujianbahan1/referens.
(Accessed: 01 September 2015) [7] ASTM E8/E8M-09. 2009. Standard
Specification  for  Aluminum  and  Aluminum-
Alloy Sheet and Plate. USA.
[8] Red  Cedar  Technology.  2009.  Optimization of  an  Armored  Plate  for  Light  Armored Vehicles Subjected to Blast Loading.
[9] ASTM  D290.  2009.  Standard  Specification for  Aluminum  and  Aluminum-Alloy  Sheet and Plate. USA.
[10] Setiaji, R. 2009. Pengujian Tarik. Retrieved from:http://www.scribd.com/doc/21704287/p engujian-tarik(Accessed: 01 September 2015