## Analisis Pengaruh Arus Pengelasan Dan Jenis Elektroda Pada Struktur Mikro Material Baja Karbon Rendah
Darsono 1) , Muhammad Hasbi 2) , Prinob Aksar 3)
¹ Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, universitas Halu Oleo
2 ’3 Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Makadompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232 Email: dar757833 @gmail.com Article Info Abstrak Available online Juni 10, 2021 Adapun tujuan  penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan struktur mikro yang  terjadi  pada  baja  karbon  rendah  akibat  pengelasan  menggunakan  jenis elektroda E6013 dan E7016 berdiameter 2,6 dengan arus 80, 90,dan 100 amper. Penelitian  ini  dilakukan  dengan  beberapa  proses  yaitu  pembuatan  spesimen, proses  pengujian  dan  analisis  data.  Pada  pengujian  spesimen  dilakukan pengamatan  struktur  mikro  baja  karbon  sedang  di  daerah  logam  induk,  daerah logam  HAZ,  dan  daerah  logam  las.  Pengujian  struktur  mikro  dilakukan  untuk melihat  terjadinya  perubahan  struktur  mikro  pada  spesimen  sebagai  akibat  dari proses  pengelasan  dan  hasil  pengujian  yang  diperoleh  berupa  gambar  struktur mikro dengan pembesaran 500x. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan struktur mikro yang terjadi pada daerah HAZ. Hal ini terdapat pada jenis elektroda E6013  menunjukkan  semakin  tinggi  arus  yang  digunakan  maka  ukuran butir  dari struktur  yang  dihasilkan  semakin  halus.  Sedangkan  pada  jenis  elektroda  E7016 justru  sebaliknya  dimana  semakin  tinngi  arus  yangdigunakan  maka  ukuran  butir dari struktur yang dihasilkan semakin kasar.
Kata kunci : Daerah HAZ, jenis elektroda, struktur mikro

## Abstract
The purpose of this study was to determine the changes in the microstructure that occur  in  low  carbon  steel  due  to  welding  using  the  type  of  electrodes  E6013  and E7016 with a diameter of 2.6 with a  current of 60-110. This research was carried out  by  several  processes,  namely  specimen  making,  testing  process  and  data analysis.  In  the  specimen  test,  the  microstructure  of  medium  carbon  steel  was observed  in  the  base  metal  region,  the  HAZ  metal  region,  and  the  weld  metal region. Microstructure testing was carried out to see the occurrence of changes in the microstructure of the specimen as a result of the welding process and the test results  obtained  were  in  the  form  of  microstructure  images  with  500x magnification.  The  results  showed  that  the  changes  in  the  microstructure  that occurred in the HAZ region. This is found in the type of electrode E6013 indicating the  higher  the  current  used,  the  finer  the  grain  size  of  the  resulting  structure. Meanwhile, for the E7016 electrode, it is the opposite where the higher the current used, the coarser the grain size of the resulting structure.
Keywords: HAZ area, microstructure, type of electrode

## 1. Pendahuluan
Pengelasan adalah salah satu teknik penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan
sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan  dan  menghasilkan  sambungan  yang berkelanjutan. Lingkup penggunaan teknik
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
pengelasan dalam konstruksi sangat luas, meliputi perkapalan,  bangunan  super  tanker,  pipa-pipa penyalur  gas  alam,  pressure  vessel,  anjungan minyak  lepas  pantai,  dan  lain  sebagainya  [1]. Mengelas  bukan  hanya  memanaskan  dua  bagian benda sampai mencair dan membiarkan membeku  kembali,  tetapi  membuat  lasan  yang utuh  dengan  cara  memberikan  bahan  tambah atau  elektroda  pada  waktu  dipanaskan  sehingga mempunyai  kekuatan  seperti  yang  dikehendaki. Kekuatan  sambungan  las  dipengaruhi  beberapa faktor  antara  lain:  prosedur  pengelasan,  bahan, elektroda  dan  jenis  kampuh  yang  digunakan  [2]. 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 [3].
Elektroda baja lunak dan baja paduan rendah untuk  las  busur  listrik  manurut  klasifikasi  AWS (American  Welding  Society)  dinyatakan  dengan tanda  E  XXXX  yang  artinya  sebagai  berikut:  E: menyatakan  elaktroda busur listrik XX: sesudah  E menyatakan  kekuatan  tarik  deposit  las  dalam ribuan Ib/in 2 . X (angka ketiga): menyatakan  posisi pangelasan.  Angka  1  untuk  pengelasan  segala posisi  angka  2  untuk  pengelasan  posisi  datar  di bawah  tangan.  X  (angka  keempat)  :  menyataken jenis  selaput  dan  jenis  arus  yang  cocok  dipakai untuk  pengelasan  lihat  table  [4].  Proses pemindahan  logam  dari  elektroda  terjadi  pada saat  ujung  elektroda  mencair  dan  membentuk butir-butir  yang  terbawa  oleh  arus  busur  listrik. Jika arus listrik yang digunakan besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus, sebaliknya arus listrik yang kecil menyebabkan butiran logam cair yang terbawa menjadi kasar [5]. Besi dan baja paling banyak dipakai sebagai bahan industri yang merupakan  sumber  sangat  besar,  dimana sebagian  di  tentukan  oleh  nialai  ekonominya. Tetapi  yang  paling  penting  karena  sifat-sifatnya yang  bervariasi.  Yaitu  bahwa  bahan  tersebut mempunyai  berbagi  sifat  dari  yang  paling  lunak dan  mudah  dibuat  sampai  yang  paling  keras  dan tajampun  untuk  pisau  pemotong  dapat  dibuat, atau apa saja dengan bentuk apapun dapat dibuat dengan  pengecoran  dari  usnsur  besi  berbagai bentuk  struktur  logam  dapat  dibuat,  itulah sebabnya  mengapa  besi  dan  baja  disebut  bahan yang kaya dengan sifat-sifat [6].
Kampuh  las  merupakan  bagian  dari  logam induk  yang  akan  diisi  oleh  logam  las.  Kampuh  las awalnya  adalah  berupa  kubungan  las  yang kemudian  diisi  dengan  logam  las  Sambungan kampuh  V  dipergunakan  untuk  menyambung logam  atau  plat  dengan  ketebalan  5-15  mm. Sambungan  ini  terdiri  dari  sambungan  kampuh  V terbuka  dan  sambungan  kampuh  V  tertutup. Sambungan  kampuh  V  terbuka  dipergunakan untuk  menyambung  plat  dengan  ketebalan  5-15 mm dengan sudut kampuh antara 60º -80º , jarak akar  2  mm,  tinggi  akar  1-2  mm  [7].  Pengamatan struktur  mikro  adalah  suatu  pengujian  untuk mengetahui  susunan  struktur  logam  pada  suatu benda  uji  atau  spesimen  dengan  perbesaran tertentu.  Struktur  mikro  dan  sifat  paduannya dapat  diamati  dengan  berbagai  cara  tergantung pada sifat yang dibutuhkan. Salah satu cara dalam mengamati  struktur  suatu  bahan  yaitu  dengan teknik metalographic (pengujian mikroskopik) [8].

## 2. Metode Penelitian
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini yaitu  mesin  las  listrik,  mesin  gerinda,  kaca  mata las, masker las, tang, dan mikropskop optik. Bahan yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu,  plat baja  karbon  rendah,  elektroda  E6013  dan  E7016, mata gerinda, dan kertas amplas.

## Proses Pembuatan Sampel Uji
Adapun langkah-langkah pembuatan sampel uji yaitu:
1. Sampel uji dipotong sesuai dengan kebutuhan pengujian,
2. Setelah  dipotong  dilakukan  pembentukan sudut kampuh.
3. Dilakukan  penyambungan  dengan  pengelasan pada  sudut  kampuh  yang  dibentuk  dengan menggunakan proses las listrik.
4. Pada  saat  pengelasan,  sampel  uji  dipisahkan berdasarkan  variasi  diameter  elektroda  yang akan dipakai.
5. Dilakukan  pembersihan  pada  sampel  uji  dari sisa pengelasan.
6. menghaluskan  permukaan  sampel  uji  dengan mesin gerinda
7. pengampelasan  dengan  tingkat  kekasaran yang  berbeda-beda,  dimulai  dari  yang  kasar hingga halus sampai mendapatkan permukaan sampel yang halus

## Prosedur Pengujian Sampel
Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dilakukan  proses  pemolesan  specimen  penelitian
menggunakan  kertas  gosok  Grit  100  sampai dengan Grit 5000. Kemudian selanjutnya dilakukan  pengetsaan.  Dalam  pengetsaan  larutan etsa  yang  digunakan  yaitu  campuran  asam  nitrat sebanyak  4  ml  dan  alcohol  95%  sebanyak  100ml. Dan  dalam  pengetsaan  ada  saja  beberapa spesimen  yang  rusak  akibat  terkontaminasi  oleh korosi.  Sedangkan  pembesaran  yang  digunakan dalam melihat struktur mikro adalah pembesaran500x.
3. Hasil dan Pembahasan

## Daerah Logam Induk
Gambar 1. Daerah logam induk Elektroda E6013 arus 80 amper
Gambar 2. Daerah logam induk Elektroda E6013 arus 80 amper
Gambar 3. Daerah logam induk Elektroda E6013 arus 100 amper
Gambar 4. Daerah logam induk Elektroda E7016 arus 80 amper
Gambar 5. Daerah logam induk Elektroda E7016 arus 90 amper
Gambar 6. Daerah logam induk Elektroda E7016 arus 100 amper
Pada  gambar  di  atas  adalah  hasil  dari  foto struktur  mikro  baja  karbon  rendah  dimana  baja dengan persentase kadar karbon kurang dari 0,8% disebut  baja  hypoeutectoid  (baja  dengan  kadar karbon rendah). Struktur mikro yang terlihat pada gambar  diatas  adalah  ferit  dan  perlit.  Butir-butir ferit  berwarna  terang  sedangkan  perlit  berwarna gelap  atau  kelabu.  Gambar  diatas  hasil  dari  foto struktur  mikro  baja  karbon  rendah  menunjukkan daerah-daerah  yang  didominasi  oleh  fasa  ferit yang  terpisah.  [9].  Pada  pegelasan  dengan menggunakan  jenis  elektroda  yang  berbeda memperlihatkan  persebaran  fasa  perlit  yang merata walau tidak sebanyak persebaran fasa ferit yang  sangat  mendominasi  daerah  logam  induk. Pada  daerah  logam  induk  relatif  tidak  ada perubahan  yang  berarti  karena  perlakuan  yang didapatkan  tidak  sampai  merubah  strukturnya secara signifikan.

## Daerah Logam HAZ
Gambar 7. Daerah logam HAZ Elektroda E6013 arus 80 amper
Gambar 8. Daerah logam HAZ Elektroda E6013 arus 90 amper
Gambar 9. Daerah logam HAZ Elektroda E6013 arus 100 amper
Gambar 10. Daerah logam HAZ Elektroda E7016 arus 100 amper
Gambar 11. Daerah logam HAZ Elektroda E7016 arus 100 amper
Gambar 12. Daerah logam HAZ Elektroda E7016 arus 100 amper
Daerah  HAZ  mencapai  daerah  berfasa  ferit dan  austenit  dan  iniyang  disebut  transformasi sebagian  yang  artinya  struktur  mikro  baja  mula- mula  ferit  dan  perlit  berubah  menjadi  ferit  dan austenit [10]. Namun dalam penelitian ini nampak jelas struktur mikro dari daerah logam HAZ seperti yang  terlihat  pada  gambar  diatas  fasa  yang terbentuk  hanyalah  fasa  ferit  dan  perlit.  Hal  ini karena pada baja dengan kandungan kadar karbon rendah  (hypoeutectoid)  kandungan  fasa  yang terbentuk  adalah  campuran  antara  fasa  ferit  dan perlit.  Bentuk  dan  ukuran  butir  serta  kandungan ferit  dan  perlit  pada  daerah  logam  HAZ  ini mempunyai  bentuk  yang  berbeda  jika  di bandingkan dengan bentuk dan ukuran butir pada daerah  logam  induk.  Hal  ini  dikarenakan  daerah HAZ mengalami siklus termal pengelasan. Semakin besar  masukan  panas  yang  terdistribusi  pada material akan menyebabkan luasan daerah logam HAZ  menjadi  lebih  besar  dan  merubah  struktur mikro dari material menjadi butir-butir yang kasar.

## Daerah logam Las
Gambar 13. Daerah logam Las Elektroda E6013 arus 80 amper
Gambar 14. Daerah logam Las Elektroda E6013 arus 90 amper
Gambar 15. Daerah logam Las Elektroda E6013 arus 100 amper
Gambar 16. Daerah logam Las Elektroda E7016 arus 80 amper
Gambar 17. Daerah logam Las Elektroda E7016 arus 90 amper
Gambar 18. Daerah logam Las Elektroda E7016 arus 90 amper
Pada  gambar  di  atas  menunjukan  pada  jenis elektroda E7016 dengan arus 80 A, 90 A, dan 100 A menunjukkan bahwa daerah logam las memiliki ukuran  butir  yang  relatif  lebih  kecil  dibandingkan logam  las  variasi  lain.  Dimana  terlihat  fasa  perlit yang berwarna gelap lebih dominan di bandingkan dengan ferit yang berwarna terang dengan ukuran butirnya yang relatif kecil. Hal ini disebabkan oleh komposisi yang terkandung dari masing elektroda. Karena  logam  las  terbentuk  dari  logam  cair campuran  antara  logam  induk  dan  elektroda. Ukuran  butir  ini  sangat  mempengaruhi  sifat mekanis  logam  las  dimana  semakin  kecil  ukuran butir,  maka  kekuatan  dan  kekerasan  yang dihasilkanpun akan bertambah [11].
4. Kesimpulan Berdasasrkan penelitian yang telah dilaksanakan yaitu pengaruh arus pengelasan dan jenis  elektroda  pada  struktur  mikro  material  baja karbon  rendah  ditarik  kesimpulan  bahwa perubahan struktur mikro yang terjadi yaitu pada daerah  HAZ.Sebagaimana  dapat  dilihat  bahwa pada jenis elektroda E6013 menunjukkan semakin tinggi arus yang digunakan maka ukuran butir dari struktur yang dihasilkan semakin halus.Sedangkan pada  jenis  elektroda  E7016  justru  sebaliknya dimana  semakin  tinngi  arus  yangdigunakan  maka ukuran butir dari struktur yang dihasilkan semakin kasar.

## Daftar Pustaka
[1]  P.  D.  I.  H.  Wiryosumarto, Teknologi Pengelasan  Logam ,  Vol.  8.  Jakarta:  PT Pradnya Paramita, 2000.
[2] D. Hermanto, “Kekuatan Tarik Dan Kekerasan Sambungan  Las  Baja  St  37  Dengan Menggunakan  Variasi  Elektroda,” Tek.  Mesin udayana , pp. 1 – 2, 2016.
[3] Sukaini, “Teknik Las SMAW 2,” p. 232, 2013.
[4] S.  Muhsin  Z,  Suardy,  “Analisis  Perbandingan Kualitas  Las  SMAW  Kampuh  V  dengan  Uji Bending  pada  Baja  ST  37,” TEKNOLOGI ,  Vol.
19 NO 1, pp. 45 – 56, 2018.
[5] Gunawarman dan Jon Aff, “Pengaruh Lapisan Oksida  Tambahan  Pada  Elektroda  E  6013 Terhadap  Sifat  Mekanik  Dan  Struktur  Mikro
Lasan Baja Karbon Rendah,” TeknikA , pp. 14 – 15, 2007.
[6]  D.  Amanto  Hari, Ilmu  Bahan .  Jakarta:  Smar Grafika Offset, 1999.
[7]   Rochim  suratman  Hery  sonawan, pengantar untuk  memahami  proses  pengelasan  logam . bandung: alfabeta, 2003.
[8]  M awan Hermawan, “Pengaruh Arus
Terhadap  Struktur  Mikro  Dan  Sifat  Mekanik
Produk Las Tembaga Dan Baja Karbon Dengan
Metode  Tungsten  Inert  Gas  (TIG ),” Univ. Muhammadiyah Surakarta , pp. 1 – 18, 2016.
[9]  Tjokorda Gde Tirta Nindha, Diktat Pengetahuan  Material  Teknik  I  Teknik  Mesin Universitas  Udayana .  Denpasar:  Universitas Udayana, 2018.
[10] Joko  santoso,  “Pengaruh  Arus  Pengelasan Terhadap  Kekuatan  Tarik  Dan  Ketangguhan Las SMAW Dengan Elektroda E7018,” Skripsi ,
pp. 1 – 125, 2006.
[11] R.  A.  himarosa  Priyo  Tri  iswanto,  Mudjijana, “Karakterisasi Sambungan Smaw Baja Karbon Rendah  Menggunakan  3  Jenis  Elektroda,”
Mater. dan Proses Manufaktur , Vol. 1, No. 2, pp. 103 – 109, 2017.