## MEKANIKA – JURNAL TEKNIK MESIN
Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Volume 4 No. 1 (2018)

## ANALISA PENGARUH VARIASI PENGELASAN ULANG DAN VARIASI DIAMETER KAWAT LAS PADA PLAT BAJA TERHADAP CACAT LAS DAN SIFAT MEKANIK

## Edi Santoso, Salman Al Farisyi
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Jalan Semolowaru No. 45 Surabaya 60118, Tel. 031-5931800, Indonesia email: edisantoso@untag-sby.ac.id

## ABSTRAK
Perkembangan  dalam  dunia  perindustrian  pada  saat  ini  mulai  mempertimbangkan material baja untuk bahan utama dalam proses produksinya. Baja salah satu logam ferro yang banyak dipergunakan di dunia teknik,misalnya digunakan dalam bidang kontruksi, membuat alat-alat  perkakas,alat-alat  pertanian,komponen  otomotif,dan  semua  struktur  logam  akan terkena pengaruh gaya luar yaitu berupa tekanan dan gaya tegangan gesek. Perbedaan paling mendasar adalah terdapat nilai keuletan pada logam las tersebut,dimana nilai keuletan logam las besi selalu lebih tinggi jika di bandingkan dengan logam induk. Proses pengelasan ulang atau  repair  dapat  terjadi  apabila  material  yang  mengalami  kerusakan  atau  cacat  akibat kesalahan  dalam  pekerjaan  di  lapangan  dan  pengulangan  pekerjaan.  Karena  terjadi  proses pengelasan ulang ini maka akan mengakibatkan perubahan sifat mekanik dan struktur mikro pada suatu material. Pada umumnya sifat logam las besi lebih ulet,sehingga perlu dilakukan pengujian ketangguhan material untuk mengetahui sampai berapa kali pengelasan ulang atau repair dapat di lakukan. Maka berdasarkan hal tersebut di Tugas Akhir ini akan menganalisa pengaruh pengelasan ulang pada besi karbon terhadap nilai kekerasan serta terjadinya cacat di bawah  permukaan  yang  mungkin  terjadi  akibat  dilakukanya  pengelasan  ulang.  Dari  variasi tegangan  dapat  mempengaruhi  hasil  pengelasan.  Terdapat  beberapa  hasil  cacat  las  yang timbul yaitu incomplete penetration dan incomplete fusion. Terdapat kategori cacat las yang berbeda-beda  pada  hasil  pengelasan  normal  dan  repair.  Pengujian  hardness  menunjukan bahwa nilai kekerasan dapat berubah disebabkan karena pengaruh perubahan deformasi pada saat  pengelasan.  Dari  hasil  diameter  filler  2,6  menghasilkan  nilai  kekerasan  diangka maksimum  3,2  HR A sedangkan  diameter  filler  3,2  volt  menghasilkan  nilai  kekerasan minimum 1,6 HR A . Kata kunci: bahan ST42,kekerasan (Rockwell),metalografi,radiografi,SMAW.

## PENDAHULUAN
Perkembangan
dalam dunia perindustrian pada saat ini mulai mempertimbangkan  material  baja  untuk bahan utama dalam proses produksinya. Baja salah  satu  logam  ferro  yang  banyak dipergunakan  di  dunia  teknik,misalnya digunakan dalam bidang kontruksi, membuat alat-alat perkakas,alat-alat
pertanian,komponen otomotif,dan semua struktur  logam  akan  terkena  pengaruh  gaya luar yaitu berupa tekanan dan gaya tegangan gesek.  Perbedaan  paling  mendasar  adalah terdapat  nilai  keuletan  pada  logam  las tersebut,dimana nilai keuletan logam las besi selalu lebih tinggi jika di bandingkan dengan logam induk.
Maka dari itu penelitian ini mengetahui  cacat  las  yang  timbul  akibat proses pengelasan ulang,mengetahui perbedaan  struktur  mikro  baja  yang  di  las dengan  variasi  pengelasan  sebanyak  2 kali,mengetahui  kekerasan  material  hasil pengelasan  ulang.  Dari  acuan  tersebut bermaksud  untuk  “ANALISA  PENGARUH VARIASI  PENGELASAN  ULANG  DAN VARIASI  DIAMETER  KAWAT  LAS PADA  PLAT  BAJA  TERHADAP  CACAT LAS DAN SIFAT MEKANIK” dan diharapkan  memperoleh  material  hasil  las dengan karakteristik yang terbaik.

## Pengaruh Unsur Paduan Terhadap Baja
Pada paduan baja, setelah mengalami proses metalurgi yang membentuknya, selain unsur  karbon  yang  sebagai  paduan  utama, masih  mengandung  berbagai  macam-macam unsur yang masing-masing memiliki pengaruh  terhadap  struktur  mikro  baja tersebut,  Pengaruh  unsur-unsur  tersebut dapat saling menguatkan maupun melemahkan baja tersebut.
Secara umum unsur-unsur baja adalah  Silikon  (Si),  Mangan  (Mn),  Fosfor (P),  Sulfur  (S),  Nitrogen  (N2),  Tembaga (Cu), Nikel (Ni), Chrom (Cr), Oksigen (O2), Aluminium  (Al),  Hidrogen  (H2)  dan  ada unsur  lainnya  tetapi  dalam  jumlah  yang sangat sedikit  serta beberapa senyawa bukan logam  lainnya baik  berwujud  sulfida, oksida maupun silikat.

## Sifat Mampu Las
1. Sifat Umum
Secara  umum  sifat  mampu  las,dapat didefinisikan  sebagai  kemampuan  bahan logam  yang  dapat  di  las  dan  mengalami penurunan mutu akibat terjadinya penggetasan,cacat  atau  retakan.  Mutu  hasil lasan  akan  terkait  langsung  denga  sifat mampu  las  dari  bahannya  yang  dilihat  dari sensitifitas sambungan las terhadap kemungkinan  terjadinya  penggetasan,cacat atau  retak.  Pengetasan,cacat  atau  retak
berdampak  langsung  terhadap  penurunan sifat mekanik dari logam yang di las.
2. Retak Las
Cacat  las  yang  sering  terjadi  pada proses  pengelasan  adalah  keretakan  pada hasil  las  yang  dapat  terbagi  menjadi  dua kategori  retak  las  yakni  retak  dingin  dan retak panas.
•Retak Dingin
Retak  yang  terjadi  pada  daerah  las pada suhu kurang lebih 300% C.
•Retak Panas
Retak  yang  terjadi  pada  suhu  diatas 500% C.

## Las SMAW
Proses  pengelasan  SMAW  (Shield Metal Arc Welding)  yang juga  biasa disebut dengan  las  stik  adalah  suatu  proses pengelasan  yang  menggunakan  arus  panas untuk  mencairkan material  dasar  atau  logam iduk  dan  elektroda  dan  menyambungkan suatu  benda  kerja  material  plat  baja.  Panas tersebut  dihasilkan  olehproses  lompatan  ion listrik  yang  terjadi  antara  katoda  dan  anoda (ujung  elektroda  dan  permukaan  plat  yang akan dilakukan pengelasan). Proses pengelasan  (welding)  merupakan  salah  satu proses  penyambungan  material.  Adapun untuk  definisi  dari  proses  pengelasan  yang mengacuh  pada  AWS  (American  Welding Societi),proses  pengelasan  adalah  suatu proses  penyambunga  antara  metal  atau  non metal yang dapat menghasilkan suatu bagian dimana material tersebut menjadi satu,dengan cara memanaskan material  yang akan dilakukan proses penyambungan sampai  pada  suhu  pengelasan  tertentu,tanpa atau dengan proses penekanan dan tanpa atau dengan  logam  pengisi.  Meskipun  dalam metode  pengelasan  tidak  hanya  berupa proses  penyambungan  material,tetapi  juga bisa berupa proses pemotongan dan brezing.

## Gambar 1. Skema pengelasan SMAW

## Pengujian Radiografi
Uji radiografi adalah suatu pengujian dimana  material  yang  akan  diuji  tidak mengalami  proses  perusakan.  Pengujian dalam  metode  ini  memiliki  keuntungan  dan kekurangan yaitu : [Hendro prasetiyo,2006].
Keuntungan uji radiografi : 1.Mampu mendeteksi cacat internal 2.Mampu  memeriksa  material  logam  dan non logam 3.Mampu  memeriksa  raw  material  dan  hasil las 4.Mampu  menghasilkan  rekaman  permanen dari komponen
Kekurangan uji radiografi ; 1.Harga  peralatan  dan  biaya  oprasional relatif mahal 2.Bahaya radiasi
3.Waktu setup lama
4.Cacat planar sulit di deteksi
5.Diperlukan  akses  dari  ke  dua  sisi komponen.

## Pengujian Metalografi
Metalografi  adalah  salah  satu  cabang bidang  metalurgi  yang  pada  intinya  adalah pengamatan  struktur  logam  baik  secara makro  atau  mikro.  Struktur  logam  secara makro  pengamatan  dapat  dilakukan  tanpa alat  bantu,sedangkan  mikro  harus  diamati menggunakan alat bantu. Alat bantu tersebut bisa berupa mikroskopik yang memanfaatkan lensa-lensa optis atau menggunakan  mikroskop  elektron  seperti
SEM  (scanning  electron  micrography). Pengamatan makro sering digunakanmisalnya untuk mengetahui keretakan  makro  atau  untuk  mengevaluasi hasil  pengelasan.  Sedangkan  pengamatan makro  banyak  dlakukan  untuk  mengetahui fase-fase pada logam dengan paduan tertentu [gene mathers,2002].
Pengujian kekerasan (metode rockwell) Kekerasan didefinisikan sebuah pengujian yang mencari karakteristik material yang dipengaruhi oleh sebua paduan material  dan  kekerasanya  dapat  diubah  bila dikerjakan  dengan  pengerjaan  outdore. Pengujian kekerasan mempunyai tiga metode yaitu metode brinell,rockwell dan vickers.
Pengujian  kekerasan  menggunakan mesin  uji  rockwell  yang  mengunakan indentor bola baja atau kerucut intan yang di ditekankan  pada  material  uji.  Dengan  rumus HR = E – e

## Pengujian rockwell
Pengujian  kekerasan  dengan  metode Rockwell  bertujuan untuk menentukan kekerasan  suatu  material  dalam  bentuk  daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja  ataupun  kerucut  intan  yang  dilakukan proses penekankan pada permukaan material uji  tersebut.  Untuk  mencari  suatu  besarnya nilai kekerasan material dengan menggunakan metode Rockwell sudah dijelaskan  pada  gambar  2,  yaitu  pada langkah  1  benda  uji  ditekan  oleh  indentor dengan  beban  minor  (Minor  Load  F0) setelah  itu  ditekan  dengan  beban  mayor (major  Load  F1)  pada  langkah    2,  dan  pada langkah  3  beban  mayor  diambil  sehingga yang  tersisa  adalah  minor  load  dimana  pada kondisi 3 ini indentor ditahan seperti kondisi pada  saat  total  load  F  yang  terlihat  pada Gambar 2.
Gambar 2. Skema kondisi indentor
Dibawah  ini  merupakan  rumus  cara mencari  besarnya  kekerasan  dengan  metode Rockwell.
HR = E – e keterangan : F0 = Beban Minor(Minor Load) (kgf) F1 = Beban Mayor(Major Load) (kgf) F  = Total beban (kgf) e      =  Jarak  antara  kondisi  1  dan  kondisi  3 yang dibagi dengan  0.003 mm E    =  Jarak  antara  indentor  saat  diberi  minor load dan zero reference  line  yang untuk  tiap jenis indentor berbeda-beda HR    =  Besarnya  nilai  kekerasan  dengan metode hardness.

## Pengujian radiografi
pengujian radiografi adalah pengujian yang  tak  merusak  material  tersebut  dimana pengujian  tersebut  untuk  mengetahui  sebuah cacat yang terdapat didalam hasil pengelasan. Pengujian radiografi pada dasarnya adalah proses penyinaran benda uji (spesimen)  dengan  menggunakan  sinar elektromagnetik  seperti  sinar  x  atau  sinar gama yang dapat menembus material. Kedua sinar  elektromagnetik  tersebut  memiliki panjang gelombang sebagai berikut :
Sinar x =  2  x  10-12  sampai 10-9 meter Sinar gama =  10-13  sampai  2  x
10-12 meter
Sinar x dan sinar gama memancarkan cahaya  yang  berwarna  putih  yang  dapat menembus  material.  Jumlah  penyerapan radiasi  tergantung  pada  kerapatan  dan ketebalan  suatu  material  serta  intensitas radiasi.  Penyerapan  radiasi  juga  tergantung dengan ada tidaknya cact las yang
timbul,seperti
porosity,incomplete penetration,incomplete
fusion, atau
inclusion.  Cacat  tersebut  akan  mengurangi ketebalan  material  sehingga  akan  lebih banyak menyerap radiasi yang akan diterima film  dan  menghasilkan  gambar  yang  lebih hitam [Gene mathers,2002].

## Prosedur eksperimen

## Hasil pengujian kekerasan
Dari  percobaan  ini  akan  diperoleh data  berupa  nilai  kekerasan  pada  masing- masing  posisi  weld  metal  5  titik.  Pengujian dilakukan pada posisi top,bottom,and center. Jumlah  masing-masing  spesimen  adalah  5 titik.

## Hasil metalografi
Hasil  pengujian  menunjjukan  bahwa partikel  cacat  las  tersebar  disemua  variable karena  benda  uji  mengalami  perubahan deformasi yang terjadi pada saat pengulangan pengelasan.

## Kesimpulan dan saran
1.Dari variasi tegangan dapat mempengaruhi hasil  pengelasan.  Travel  speed  dan  sudut filler  juga  sangat  berpengaruh  pada  hasil pengelasan. Terdapat kategori cacat las yang berbeda-beda  pada  hasil  pengelasan  normal dan repair  yaitu   incomplete penetration dan incomplete fusion.
2.Pengujian  hardness  menunjukan  bahwa nilai  kekerasan  dapat  berubah  disebabkan karena  pengaruh  perubahan  deformasi  pada saat  pengelasan.  Dari  hasil  tegangan  80 amper    menghasilkan  nilai  kekerasan diangka  maksimum  2,6  sedangkan  kuat  arus 160  amper  menghasilkan  nilai  kekerasan minimum 0,5.

## SARAN
1.  Supaya  tidak  terjadi  cacat  las  pada  saat pengelasan  sebaiknya  perhatikan  trevel speed,sudut  filler,kuat  arus  dan  tegangan disesuaikan dengan posisi pengelasan. 2. Supaya tidak terjadi distorsi pada material saat pengelasan sebaiknya material diberi las ikat dan klem pada kedua sisi kiri dan kanan benda kerja.
3.  Selain  uji  hardness  rockwell  disarankan untuk  menguji  kekerasan  material  hasil pengelasan dengan metode pengujian impact.

## REFERENSI
Anderson,  Tony,  “Aluminium-Q&A  By TONY

## ANDERSON
Ceng”,ESAB
Group,Michigan USA,2008 Anderson,  Tony,  “Understanding  The Alloys”,ESAB Group,Michigan USA,2008 DET NORSKE VERITAS,”Inspection certificate of material” No:NV1100293,DNV-Rules for Ships Pt.2,Ch.2Sec.9
Gene  Mathers,”The  Welding  of  Aluminium and its alloys”,Woodhead Publising Limited,England,2002 Hendroprasetyo,Wing,”Handout Inspeksi Las”,Jurusan teknik perkapalan,ITS,Surabaya,2006 Smallman,R.E&Bhisop,R.J,”Metalurgi  Fisik Modern  dan  Rekayasa  Material”,Edisi Keenam,Erlangga,Jakarta,2000 Suherman,Wahid,”Pengetahuan Bahan”,Jurusan Teknik Mesin,ITS,Surabaya,1988 Vander Vort,George.V,”ASM Vol 9:Metallography  and  Microstructur”,ASM Internasional,Material Park,USA,2004 Wiryosumarto,H.dan Okumura,T,”Teknologi Pengelasan Logam”,PT Pradnya
Paramita,Jakarta,1996 http://novotest.id/metode-pengujian-brinnell- vickers/
Robutec.com