Copyright ©2023, JPLP, e ISSN 2654-251X

## Perbandingan Metode Arah Gerakan Elektroda terhadap Distorsi dan Kekerasan pada Hasil Pengelasan SMAW Baja Komersil

## Muhammad Rusdi, Asrul, Dian Rifany Kurniaty
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tadulako Palu *Corresponding Author : muhammadrusdi2381@gmail.com
Received: 14 th December 2020; Revised: 23 th July 2022; Accepted: 11 th January 2023;
Available online:09 th February 2023; Published regularly: January 2023

## Abstrack
The development of technology is increasing rapidly in the field of machine construction in desperate need of connection  techniques  between  interconnected  parts  of  the  machine  construction.  This  study  aims  to  compare  the method of electrode movement direction using commercial steel to the value of distortion and hardness. This study uses seam V with an angle of 600 and a current of 100 amperes. The electrode used is E 6013 with a diameter of 3.2 mm and the test object has a thickness of 10 mm and a length of one object is 100 mm. This research uses spiral, zigzag,  and  semicircular  (C)  electrode  movements.  This  research  was  conducted  at  the  Laboratory  of  the Department  of  Mechanical  Engineering,  Faculty  of  Engineering,  University  of  Tadulako.The  results  of  distortion testing in the welding process obtained the highest distortion angle value, namely the semicircular electrode motion (C)  with a value of 2.417 ° and the lowest angular distortion, namely the zigzag electrode movement with a value 1,857 °. This is because the contact area from the tip of the electrode to the parent metal is larger so that the peak temperature  of  the  HAZ  area  is  higher,  consequently  the  cooling  rate  is  greater.  Whereas  in  the  zigzag  electrode movement  is  the  opposite,  because  the  greater  the  heat  entering  and  the  slow  cooling  causes  the  distortion  angle value  which  initially  rises  to  fall  back  down.  For  the  hardness  test,  the  highest  value  was  obtained  in  the semicircular electrode motion (C), namely 163.65 Kg / mm2, while the lowest hardness  value was obtained in the spiral electrode movement, namely 154.44 Kg / mm2. . Key Words :  Electrode movement, distortion, hardness, SMAW

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  semakin  pesat  dibidang  konstruksi  mesin  sangat  membutuhkan  teknik penyambungan antara bagian yang saling berhubungan pada konstruksi mesin tersebut. Penelitian bertujuan untuk membandingkan  metode  arah  gerakan  elektroda  menggunakan  baja  komersil  terhadap  nilai  distorsi  dan kekerasan.Penelitian  ini  menggunakan  kampuh  V  dengan  sudut  60 0 dan  arus  100  ampere.  Elektroda  yang digunakan adalah E 6013 dengan diameter  3,2, mm serta benda uji memiliki ketebalan 10 mm dan panjang salah satu  benda  100  mm.  Penelitian  ini  menggunakan  gerakan  elektroda  spiral,  zig-zag,  dan  Setengah  Lingkaran  (C). Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium  Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Tadulako.Hasil pengujian  distorsi  pada  proses  pengelasan  didapatkan  nilai  sudut  distorsi  tertinggi  yaitu  pada  gerakan  elektroda setengah  lingkaran  (C)  dengan  nilai  2,417°  dan  distorsi  sudut  terendah  yaitu  pada  gerakan  elektroda  zig-zag dengan  nilai 1,857°.  Hal  ini disebabkan  bidang  kontak dari  ujung  elektroda  ke  logam  induk  lebih  besar  sehingga temperatur  puncak  daerah  HAZ  lebih  tinggi  akibatnya  laju  pendingan  lebih  besar.  Sedangkan  pada  gerakan elektroda zig-zag sebaliknya, karena makin besar panas yang masuk  dan pendinginan yang lambat menyebabkan nilai sudut distorsi yang mula-mula naik akan turun kembali. Untuk uji kekerasan nilai tertinggi didapatkan pada gerakan  elektroda    setengah  lingkaran  (C)  yaitu  163,65  Kg/mm 2 sedangkan  nilai  kekerasan  terendah  didapatkan pada gerakan elektroda  spiral yaitu 154,44 Kg/mm 2 .
Kata kunci : Gerakan elektroda, distorsi, kekerasan, SMAW.

## PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  yang  semakin  pesat  dibidang  konstruksi  mesin  sangat  membutuhka n  teknik  penyambungan  antara  bagian  yang  saling  berhubungan  pada  konstruksi  mesin  tersebut.  Teknik penyambungan  yang  paling  banyak  digunakan  adalah  pengelasan  dengan  metode  busur  menyala  logam terlindung  yang  biasa  disebut  Shielded  Metal  Arc  Welding  (SMAW).  Pengelasan  ini  ditinjau  dari  segi pengoperasian lebih mudah, praktis dan bisa digunakan dalam berbagai macam posisi pengelasan, begitu juga  dari  segi  ekonomis  pengelasan  ini  lebih  murah.  Adapun  permasalah  yang  sering  ditemukan  pada pengelasan  SMAW  berupa  cacat  las  pada  sambungan  yang  dapat  menurunkan  kualitas  sambungan.
Kualitas  sambungan  dapat  diperoleh  dengan  cara  memperhatikan  salah  satu  yang  menjadi parameter  pengelasan  yaitu  gerakan  elektroda.  Gerakan  elektroda  dalam  pengelasan  bertujuan  untuk mendapatkan deposit logam las dengan permukaan yang rata dan halus serta untuk menghindari terjadinya distorsi  dan  perubahan  bentuk.  Pada  penelitian  I  Gusti  Ngurah  Nitya  Santhiarsa  dan  Nyoman  Budiarsa (2018) didapat hasil nilai kekerasan pada (haz) dengan gerakan elektroda pola C bernilai kekerasan lebih tinggi.
Pada penelitian tersebut masih banyak gerakan elektroda lainnya yang perlu untuk diteliti. Dalam hal ini peneliti tertarik untuk membahas gerakan elektroda yang lain seperti gerakan elektroda alur spiral, alur  zig-zag,  dan  alur  pola  setengah  lingkaran  (C).  Adapun rumusan  masalahnya  adalah  berapakah  nilai kekerasan  pada  daerah  stir  zone,  HAZ,  dan  base  metal  baja  komersil,  dan  berapakah  nilai  derajat perubahan bentuk (Distorsi)  pada pengelasan SMAW jika menggunakan gerakan elektroda alur segitiga, alur zig-zag dan alur pola spiral (C). Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah arus pengelasan I = 100 Ampere, dengan elektroda E6013   diameter 3,2 mm dengan kampuh  V dengan sudut 60 derajat , posisi pengelasan 1 G I groove

## BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan pada bulan Oktober sampai bulan November 2020 di Laboratorium Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Tadulako. Bahan yang digunakan Elektroda E 6013 diameter 3,2mm dan  material  yang  digunakan  adalah  baja  komersil  dengan  tipe  besi  strep.  Kemudian  bahan  dipotong menggunakan  Cut  Off  sesuai  dengan  lebar  ±  3.5  mm  dan  panjang  ±  100mm,  pembentukan  kampuh  las bentuk  single  I  yang  pembentukannya  dilakukan  dengan  proses  penggerindaan  hingga  mencapai spesifikasi,  kemudian  dilakukan.  Proses  pengukuran  menggunakan  jangka  sorong  dan  busur  derajat. Kemudian dilanjutkan proses pengelasan dan pegujian hasil pengelasan.

## Setengah Lingkaran (C)
Spiral
Zig-Zag
Gambar 1 Bentuk Kampuh V dan Arah Pengelasan
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
Gambar 2. Elektroda Dimeter 3,2mm & dan Mesin Las Listrik DC denga arus 100 Ampere
Gambar 3. Dial Indikator Untuk mengukur Distorsi

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Distorsi
Hasil Pengukuran distorsi dilakukan menggunakan alat ukur dial indikator dengan ketebalan plat 10 mm dan  menggunakan  arus  100  Amper  dan  sudut  kampuh  60˚.  Hasil  distorsi  dapat  dilihat  pada  Tabel  di bawah ini.
Tabel 1 . Nilai Rata-rata Penelitian Distorsi Sudut.
NO Arah Gerakan Elektroda Spesimen Sudut Distorsi  θ (◦) 1 Spiral 1 1.851 2 2.096 3 2.146 4 1.818 5 2.391 Rata-rata 2.060 2 Zig-Zag 1 1.818 2 2.113 3 1.638 4 1.916 5 1.802 Rata-rata 1.857 3 Setengah Lingkaran (C) 1 2.211 2 2.293 3 2.047 4 2.735 5 2.801 Rata-rata 2.417
Dari  tabel  didapatkan  nilai  rata-rata  dari  hasil  pengujian  spesimen  sebanyak  5  kali  pengambilan data  dari  tiap-tiap  gerakan  elektroda  yang  berbeda.  Pada  tabel  hasil  distorsi  di  atas  dapat  dilihat  bahwa nilai distorsi dan perubahan bentuk yang didapatkan pada spesimen dengan gerakan elektroda pola Spiral dengan nilai sebesar 2,060˚, pada gerakan elektroda pola zig-zag didapatkan nilai sebesar 1,857˚ dan pada gerakan elektroda pola Setegah Lingkaran (C) didapatkan nilai sebesar 2,417˚
Gambar 4 Grafik Distorsi vs Gerakan Elektroda 0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 D ist orsi ( o) Distorsi vs Gerakan Elektroda Pola zig zag Pola Spiral Pola C
Berdasarkan  Gambar  4,  dapat  dilihat  bahwa  nilai  distorsi  yang  tertinggi  terdapat  pada  gerakan elektroda  setengah  lingkaran  dengan  sudut  distorsi  yaitu  2,417°,  Kemudian  diikuti  dengan  gerakan elektroda  spiral  yaitu  2,060°,  dan  yang  terendah  terdapat  pada  gerakan  elektroda  zig-zag  yaitu  1,857°. Gerakan elektroda  segitiga mempunyai sudut distorsi yang tinggi dibandingkan dengan gerakan elektroda zig-zag  dan    gerakan  elektroda  spiral  dikarenakan  bidang  kontak  dari  ujung  elektroda  ke  logam  induk lebih  besar  sehingga  temperatur  puncak  daerah  HAZ  lebih  tinggi  akibatnya  laju  pendingan  lebih  besar. Pola  gerakan  elektroda  segitiga  memiliki  masukan  panas  yang  tinggi  dan  laju  pendingan  yang  besar dimana masukan panas yang semakin tinggi dan laju pendinginan yang semakin besar menyebabkan sudut distorsi semakin tinggi (Puguh budi santosa dkk : 2018). Pada pola gerak elektroda spiral ini memiliki laju pendingingan  yang  besar  dan  dimensi  bahan  yang  kecil.  Dimana  semakin  besar  laju  pendinginan  dan semakin kecil dimensi bahannya akan semakin besar sudut distorsinya (Wiryosumarto, 1996). Pada pola gerak  elektroda  melingkar  terjadi  perbedaan  temperatur  antara  permukaan  yang  dilas  dan  sebaliknya. Dimana  perubahan  sudut  disebabkan  karena  adanya  perbedaan  temperatur  antara  permukaan  yang  dilas dan permukaan sebaliknya (Wiryosumarto,1996).

## Hasil Pengujian Kekerasan
Hasil pengujian kekerasan menggunakan metode vickers ASTM E92 pada spesimen menggunakan kampuh  V  dengan  variasi  gerakan  elektroda.  Hasil  kekerasan  yang  di  dapatkan  dilihat  pada  Tabel  2  di bawah ini:
Tabel 2 Tabel Hasil Nilai Rata-rata Uji Kekerasan Titik Nilai Rata-rata Kekerasan Spesimen VHN (Kg/mm²) Daerah Spiral Zig-zag Setengah Lingkaran (C) 1 Logam Induk 118.24 118.24 118.24 2 119.09 119.09 119.09 3 125.30 125.30 119.09 4 129.07 125.30 120.81 5 140.35 118.24 129.07 6 HAZ 145.98 127.16 156.99 7 LAZ 154.44 156.99 163.65 8 HAZ 145.98 136.08 150.72 9 Logam Induk 140.35 136.08 134.02 10 130.03 127.16 127.16 11 125.30 125.30 125.30 12 121.69 124.38 121.69 13 118.24 118.24 118.24
Dari tabel di atas didapatkan nilai kekerasan tertinggi terdapat pada spesimen gerakan elektroda pola setengah lingkaran (C) yaitu 163.65 kg/mm² , Kemudian diikuti dengan gerakan elektroda zig-zag yaitu 156.99 kg/mm² , dan gerakan elektroda spiral yaitu 154,44 kg/mm²
Copyright © 2023, JPLP, e ISSN 2654-251X
.

## Gambar 5 Kekerasan vs Gerakan Elektroda.
Berdasarkan  Gambar  6,  diatas  dapat  dilihat  bahwa  bentuk  tingkatan  kekerasan  pada  spesimen  lasan beda gerakan elektroda, yang mana kekerasan tertinggi terdapat pada area tengah yang merupakan daerah pengelasan  dan  daerah  HAZ.  Nilai  kekerasan  tertinggi  terdapat  pada  gerakan  elektroda  pola  Setengah lingkaran yaitu 163,65 kg/mm² , Kemudian diikuti dengan gerakan elektroda zig-zag yaitu 156,99 kg/mm² ,  dan  gerakan  elektroda  spiral  yaitu  154,44  kg/mm²  .  Adapun  kekerasan  pada  spesimen  uji  membentuk zig-zag  (tidak  beraturan)  disebabkan  oleh  pengambilan  titik  pengujian  kekerasan  pada  spesimen  uji membentuk  zig-zag  pula  dan  titik  yang  memiliki  kekerasan  yang  lebih  tinggi  terdapat  pada  area permukaan yang lebih dekat dengan daerah pengelasan. Hal ini disebabkan oleh siklus termal yang terjadi pada  waktu  pengelasan.  Karena  siklus  termal  yang  terjadi  sangat  rumit  maka  dengan  sendirinya perubahannya pun sangat rumit (Wiryosumarto & Okomura, 2000).
Dari  hasil  pengujian  kekerasan  ini,  dapat  dilihat  bahwa  gerakan  elektroda  memiliki  pegaruh terhadap sifat mekanis bahan, dan hasil kekerasan tertinggi terdapat pada gerakan elektroda pola setengah lingkaran (C) yaitu 163,65 kg/mm².

## KESIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  pengaruh  arah  gerakan  elektroda  terhadap  distorsi  dan  kekerasan  pada  hasil pengelasan SMAW baja  komersil,  dapat  disimpulkan;Nilai  distorsi  tertinggi  terdapat  pada  gerakan elektroda  setegah  lingkaran  (C)  yaitu  2,417°  dan  terendah  pada  gerakan  elektroda  zig-zag  yaitu  1,857°, dikarenakan bidang kontak dari ujung elektroda ke logam induk lebih besar sehingga temperatur puncak daerah HAZ lebih tinggi akibatnya laju pendingan lebih besar, Sedangkan pada gerakan elektroda zig-zag sebaliknya,  karena  makin  besar  panas  yang  masuk    dan  pendinginan  yang  lambat  menyebabkan  nilai sudut  distorsi  yang  mula-mula  naik  akan  turun  kembali.    Untuk  nilai  kekerasan  tertinggi  terdapat  pada pengelasan  dengan  gerakan  elektroda  setengah  lingkaran  yaitu  163,65  kg/mm 2 dan  yang  terendah  pada gerakan  elektroda  spiral  yaitu  154,44  kg/mm 2 ,  Hasil  pengamatan  struktur  mikro  yang  menunjukkan struktur  butir  yang  rapi  dan  rapat  serta  mempunyai  kandungan  perlit  dan  ferit  seimbang  terdapat  pada bagian logam lasan dan daerah HAZ dengan gerakan elektroda setengah lingkaran (C).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terima  kasih  disampaikan  kepada  Kementerian  Pendidikan  dan  Kebudayaan  Program Magang  2020,  Laboratorium  Teknik  Mesin  Universitas  Tadulako  atas  fasilitas  dan  peralatannya,  serta Universitas Diponegoro Semarang yang telah memberikan bimbingan dalam penyusunan Artikel ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Achmadi, (2020). Las listrik https://www.pengelasan.net/las-listrik/[Diakses pada tanggal 1 januari 2022 Annual Hand Book ASTM E23 – 02.Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials 1.
ASTM E92-82, (1997), Standard Test Methods for Vickers Hardness of Metallic Materials . ASTM E8, (2010), Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials . AWS D,1,1/D,1,1M Struktural Welding Code – Steel, ANSI (20100, 550 N,W Lejeuene Road Miami, FL,
33126.
Cary, H.B., (1998), Modern Welging Technology , 4 th Edition, Prentice Hall, New Jersey. DIN 17100, (1980), Steel For General Structural Purposes .
Djamiko, R.D., (2008), Teori Pengelasan Logam, Universitas Negeri Yogyakarta, Yogyakarta. Haikal,  2014,  Pengaruh  tegangan  listrik  dan  waktu  pengelasan  terhadap  sifat  fisik  dan  Mekanik sambungan las titik, jurusan teknik mesin fakultas teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Irzal, Orjela, W., & Syahrul. (2018). analisis kekuatan tarik kampuh V dan kampuh I sambungan las baja karbon rendah yang terdapat pada besi IWF 400
Hariyadi, Y. (2018). Analisis Variasi Arus Pada Hasil Pengelasan Baja Karbon Rendah Dengan Elektroda E 7018 Terhadap Kekuatan Tarik Dan Kekerasan Jalur Las. 43.
https://doi.org/10.31227/osf.io/7yqvr
Harsono  Wiryosumarto,  Toshi  Okumura,  2008,  Teknologi  Pengelasan  Logam,  PT  Balai  Pustaka (Persero), Jakarta.
Kusuma  Angga  Tutur,  2012,  Studi  metalografi  hasil  pengelasan  titik  (spot  welding  pengelasan dilingkungan  udara  dan  lingkungan  gas  argon,  jurusan  teknik  mesin  fakultas  teknik  Universitas Muhammadiyah Surakarta.
M.L. Lin and T.W. Eagar, 1983, “ Influence of Surface Depression And Convection On Arc Weld Pool Geometry “ dan “ Pressures Produced by Gas Tungsten Arcs “ ,
Ninien  Sckolastika,  dan  Ponimin,  2011,  Analisa  pengaruh  penggunaan  variasi,  besaran  arus  las  tig terhadap perubahan struktur mikro, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Bandung.
Pranawan, D.F.B., & Suwito, D., (2016), “Pengaruh Teknik Pengelasan Alur Spiral, Alur Zig – Zag dan Lurus Pada Arus 85 A Terhadap Kekuatan Tarik Baja St41”, Jurnal Teknik Mesin, Vol. 04, No. 02, Hal. 29-32.
Qomari,  dkk.  (2015),  “Pengaruh  Pola  Gerakan  Elektrode  Dan  Posisi  Pengelasan  Terhadap  Kekerasan Hasil Las Baja ST60”, Jurnal Teknik Mesin, No.2, Hal. 1-3.
Sonawan, H., & Suratman, R., (2006), Pengantar Untuk Memahami Proses Pengelasan Logam, Cetakan Ke-2, Alfabeta, Bandung.
Wahono, dkk. (2018), “Pengaruh Pola Gerak Elektroda Pada Proses Pengelasan Baja St 37 Dengan Las SMAW  Terhadap  Sudut  Distorsi  dan  Kekuatan  Tarik”,  Jurnal  Teknik  Mesin  dan  Pembelajaran, Vol. 1, No.1, Hal. 1-11.
Wiryosumarto,  H.,&  Okumura,  T.,  (2000),  Teknologi  Pengelasan  Logam,  Cetakan  Kedelapan,  Pradnya Paramita, Jakarta.
Widharto S., 2006, Petunjuk Kerja Las, Cetakan Keenam, PT Pradnya Paramita, Jakarta.