## INFO TEKNIK

## PENGARUH ARUS TERHADAP KEKERASAN HASIL PENGELASAN BAJA ST 60 MENGGUNAKAN PENGELASAN SMAW

## Ma’ruf
Program Studi Teknik Mesin Universitas Lambung Mangkurat. Jl. A. Yani km 35,5 Banjarbaru teknik.masina@gmail.com

## Abstract
The purpose of this study was to determine the effect of the current violence SMAW welds on weld metal, HAZ and base metal regions ST 60 steel using E6013 electrodes. This study uses eksprimental,  hardness testing was conducted using the Rockwell B (HRB). Hardness testing with penetrator ball Ø 1/16 "with a 981 N load suppression (100 Kgf). Conclusion is that large currents  affect  the  hardness  of  steel  ST  60  welds  using  SMAW  welding.  Hardness  of  weld metal at the highest current 90 A, the area the highest hardness in the HAZ 90 A current and highest hardness of the parent metal in the current 70 A.
Keywords: Welding, Flow, Violence, SMAW

## 1. Pendahuluan
Pengelasan  merupakan  penyambungan  dua  bahan  logam  atau  lebih  yang  didasarkan pada prinsip-prinsip proses difusi, sehingga terjadi penyatuan bagian bahan yang disambung. Kelebihan  sambungan  las  adalah  konstruksi  ringan,  dapat  menahan  kekuatan  yang  besar, mudah dalam   pelaksanaannya, serta cukup ekonomis. Namun kelemahan yang paling utama adalah terjadinya perubahan struktur mikro bahan yang dilas, sehingga terjadi perubahan sifat fisik maupun mekanis dari bahan yang dilas.

## 2. Kajian Pustaka
Perkembangan  teknologi  di  bidang  konstruksi  yang  semakin  maju  tidak  dapat dipisahkan dari teknologi pengelasan karena mempunyai peranan penting dalam rekayasa dan reparasi  logam.  Pembangunan  konstruksi  menggunakan  pengelasan    logam  pada  masa sekarang  banyak  melibatkan  unsur  pengelasan  khususnya  bidang  rancang  bangun  karena sambungan  las  merupakan  salah  satu  penyambungan  yang  secara  teknis  memerlukan keterampilan  yang  tinggi  bagi  pengelasnya  agar  diperoleh  sambungan  dengan  kualitas  baik. Lingkup  penggunaan  teknik  pengelasan  dalam  konstruksi  sangat  luas  meliputi  perkapalan, jembatan, rangka baja, bejana tekan, sarana transportasi, rel, pipa saluran dan lain sebagainya. Menurut Siswanto Rudi (2012) bentuk kampuh berpengaruh terhadap panjang dan kedalaman
penetrasi  hasil  pengelasan,  tetapi  tidak  ada  pengaruh  yang  signifikan  terhadap  lebar  hasil pengelasan.
Las  busur  listrik  merupakan  salah  satu  proses  pengelasan  yang  banyak  digunakan dalam berbagai industri baik industri skala kecil, menengah maupun skala besar. Ada beberapa faktor  yang  menentukan  keberhasilan  dalam  pengelasan,  antara  lain;  pengetahuan,  skill, peralatan,  material,  prosedur  kerja,  keselamatan  dan  kesehatan  kerja,  kecepatan  pengelasan. Menurut  Arianto  Leman  S.  (2004) kecepatan  pengelasan  mempengaruhi  ketangguhan  impak daerah  lasan.  Ketangguhan  impak  tertinggi  sebesar  1,825  joule/mm 2 diperoleh  pada pengelasan dengan kecepatan 6,35 mm/s .
Elektroda  SMAW  terdiri  bagian  inti  yang  terbuat  dari  baja  yang  berfungsi  sebagai bahan  pengisi (filler) dan  bahan  pembungkus  yang  disebut  fluks.  Fungsi  dari  fluks    adalah sebagai  sumber  terak  untuk  melindungi  logam  cair  dari  udara  sekitar,  menjaga  busur  listrik agar tetap stabil,  sebagai  deoksidator, menghasilkan gas pelindung,  mengurangi percikan api dan  uap  pada  pengelasan,  dan  sebagai  sumber  dari  unsur  paduan.  Kode  elektroda  sudah distandarkan  atau  ditetapkan  dengan  standar  AWS  ( American  Welding  Society )  dan  ASTM ( American  For  Testing  Material ).    Gambar  1  memperlihatkan  prinsip  dasar  pengelasan SMAW.

## Gambar 1. Prinsip dasar pengelasan SMAW
Dalam pengelasan   dimana perubahan  logam  yang disambung diharapkan  mengalami deformasi yang sangat kecil sehingga kualitas las dapat lebih terjamin. Menurut Messler, R.W. (1999 ) , hal  yang perlu diperhatikan pada  hasil pengelasan adalah tegangan  sisa, karena pada
pengelasan  terjadi  tegangan  thermal  karena  perbedaan  suhu  antara  logam  induk  dan  daerah las,  selain  itu  tegangan  sisa  juga  terjadi  akibat  transformasi  fasa,  karena  logam  induk  yang digunakan adalah baja karbon.
Secara umum daerah las terdiri dari logam las, daerah pengaruh panas ( Heat Affected Zone )  dan  logam  induk (base  metal) yang  tidak  terpengaruh  panas.  Logam  las  merupakan bagian  dari  logam  induk  yang  pada  waktu  pengelasan  mengalami  pencairan  dan  kemudian membeku.  Dari  bagian  luar  logam  las,  dimana  terjadi  proses  siklus  termal  pemanasan  dan pendinginan cepat, merupakan daerah yang terkena panas HAZ. Daerah ini merupakan daerah kritis,  dimana  pengaruh  dari  pemanasan  dan  pendinginan  cepat  mengakibatkan  terjadinya perubahan  fase  dari  logam  induk  yang  menyebabkan  terjadinya  perubahan  struktur  logam. Dearah pengelasan yang meliputi logam las, daerah HAZ dan logam induk  diperlihatkan pada gambar 2 berikut:

## Gambar 2.  Daerah lasan
Metode  indentasi  merupakan  pengujian  yang  dilakukan  dengan  penekanan  benda  uji dengan  indentor  dengan  gaya  tekan  dan  waktu  indentasi  yang  ditentukan.  Kekerasan  suatu material  ditentukan  oleh  kedalaman  ataupun  luas  area  indentasi  yang  dihasilkan  (tergantung jenis  indentor  dan  jenis  pengujian).  Metode  ini  terdiri  metode  Brinell,  metode  Vickers  dan metode  Rockwell.  Metode  Rockwell  merupakan  uji  kekerasan  dengan  pembacaan  langsung ( directreading ).  Metode  ini  banyak  digunakan  dalam  industri  karena  praktis  dalam aplikasinya. Variasi dalam  beban dan  indetor yang digunakan  membuat metode ini  memiliki banyak  macamnya.  Metode  yang  paling  umum  dipakai  adalah  Rockwell  B  (dengan  indentor bola  baja  berdiameter  1/6  inci  dan  beban  100  kg)  dan  Rockwell  C  (dengan  indentor  intan dengan  beban  150  kg).  Skala  kekerasan  Rockwell  suatu  material  harus  dispesifikasikan dengan jelas. Contohnya 82 HRB, yang menyatakan material diukur dengan skala B: indentor 1/6 inci dan beban  100 kg. Alat uji kekerasan diperlihatkan pada gambar 3 berikut:
Gambar 3. Alat Uji Rockwell
Pada penelitian ini dilakukan variasi arus listrik dalam pengelasan.  Diameter elektroda yang digunakan adalah tetap dan tebal pelat baja  karbon 5  mm  pada  logam  las, daerah HAZ dan  logam  induk.  Dari  hasil  analisa  akan  didapat  suatu  kesimpulan  yang  menggambarkan pengaruh arus terhadap kekerasan logam las, daerah HAZ dan logam induk.

## 3. Metode Penelitian
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  metode  eksperimen  yang dilaksanakan di workshop dan laboratorium. Bahan plat ST 60 dibuat spesimen sesuai dengan standar yang telah ditentukan, kemudian dilas  menggunakan elektroda E6013 dengan  variasi gerakan elektroda yang sama. Arus yang digunakan dalam pengelasan 70 A, 80 A dan 90 A. Setelah  dilakukan  pengelasan,  spesimen  didinginkan  dengan  udara  bebas.  Setelah  spesimen dingin  kemudian  dipotong  dengan  gergaji  dengan  arah  memotong  arah  pengelasan. Selanjutnya  spesimen  yang  telah  dilakukan  finishing  dilakukan  pengujian  kekerasan  dengan penetrator  ball  Ø  1/16 " dengan  beban  penekanan  981  N  (100  Kgf)  pada  daerah  logam  las, daerah  HAZ  dan  logam  induk.  Variabel  dalam  penelitian  terdiri  dari  variabel  bebas  dan variabel  terikat.  Variabel  bebas  adalah  kuat  arus,  diameter  elektroda,  dan  bahan  yang digunakan dalam pengelasan. Variabel terikat adalah nilai kekerasan hasil pengelasan.

## 4. Hasil Dan Pembahasan

## Hubungan Kuat Arus dan Kekerasan Pada Logam Las
Grafik 1. Hubungan kuat arus dan nilai kekerasan pada logam las
Dari  grafik  1  memperlihatkan  hubungan  antara  arus  pengelasan  dan  nilai  kekerasan logam las. Pada pengelasan dengan arus 70 A nilai kekerasan rata-rata sebesar 86.6 HRB, 80 A nilai kekerasan rata-rata sebesar 87.0 HRB dan 90 A nilai kekerasan rata-rata sebesar 89.7 HRB. Kekerasan tertinggi diperoleh pada arus 90 Ampere dengan nilai kekerasan sebesar 89,0 HRB. Semakin besar arus pengelasan,  semakin besar nilai kekerasan pada daerah logam las.
84.5 85.0 85.5 86.0 86.5 87.0 87.5 88.0 88.5 89.0 89.5 90.0 70 80 90 N ila i Kek era sa n (H R B ) Arus (Ampere)

## Hubungan Kuat Arus dan Kekerasan Pada Daerah HAZ

## Grafik 2. Hubungan kuat arus dan nilai kekerasan daerah HAZ
Dari  grafik  2  memperlihatkan  hubungan  antara  arus  pengelasan  dan  nilai  kekerasan daerah HAZ. Pada pengelasan dengan arus 70 A nilai kekerasan rata-rata sebesar 90.54 HRB, 80 A  nilai kekerasan rata-rata sebesar  90.66  HRB dan 90  A  nilai kekerasan rata-rata sebesar 90.93  HRB. Nilai  kekerasan  yang tertinggi pada  90 A.  Kekerasan tertinggi pada derah HAZ pada  arus  90  Ampere  dengan  nilai  kekerasan  sebesar    90,  93  HRB.  Semakin  besar  arus pengelasan semakin besar nilai kekerasan pada daerah  HAZ.
90.30 90.40 90.50 90.60 90.70 90.80 90.90 91.00 70 80 90 N ia li Kek era sa n (H R B ) Arus (Ampere)

## Hubungan Kuat Arus dan Kekerasan Pada Logam Induk
Grafik 3. Hubungan kuat arus dan nilai kekerasan pada logam induk
Dari  grafik  3  memperlihatkan  hubungan  antara  arus  pengelasan  dan  nilai  kekerasan logam induk. Pada pengelasan dengan arus 70 A nilai kekerasan rata-rata sebesar 92.81 HRB, 80 A  nilai kekerasan rata-rata sebesar  92.12  HRB dan 90  A  nilai kekerasan rata-rata sebesar 92.56 HRB. Nilai kekerasan yang tertinggi pada 90 A. Kekerasan tertinggi pada logam induk pada  arus  70  Ampere  dengan  nilai  kekerasan  sebesar  92,81  HRB.  Kekerasan  terendah  pada arus 80 Ampere dengan nilai kekerasan sebesar 92,12 HRB.

## 5. Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  disimpulkan  bahwa  besar  arus  berpengaruh  terhadap  kekerasan hasil pengelasan baja ST 60 menggunakan pengelasan SMAW. Kekerasan logam las tertinggi pada  arus  90  A  dengan  nilai  kekerasan  sebesar  89,0  HRB,  pada  daerah  HAZ  kekerasan tertinggi pada arus 90 A dengan nilai kekerasan sebesar  90, 93 HRB dan kekerasan tertinggi logam induk pada  arus 70 A dengan nilai kekerasan sebesar 92,81 HRB.
91.60 91.80 92.00 92.20 92.40 92.60 92.80 93.00 70 80 90 N ila i Kek era sa n (H R B ) Arus (Ampere)

## 6. . Daftar Pustaka
American Welding Society, 1981, Welding Handbook, 1st Volume, Fundamental of Welding . Miami Florida.
Arianto Leman S, 2004 , Pengaruh Kecepatan Pengelasan pada Submerged Arc Welding Baja SM  490  Terhadap  Ketangguhan  Beban  Impak ,  Jurnal  Teknik  Mesin.  Vol.  6,  No.  2, 0ktober 2004:  71-74 , Jurusan Teknik Mesin,  Fakultas Teknologi Industri, Universitas Kristen Petra.
Cary,  H.B,  1994, Modern  Welding  Technology ,  Third  Edition,  Regents/Printice    Hall,  New Jersey, USA.
Easterling,K.E.,  1992, Introduction  to  the  Physical  Metallurgy  of  Welding ,    Butterworth- Heinemann, London, UK.
Kou S. 1999. Welding Metallurgy . John Wiley & Son. New York.
L.H. Van Vlak,1992 Ilmu Dan Teknologi Bahan , Erlanga, Jakarta.
Messler,  R.W.,  1999, Principles  of  Welding  (Processes,  Physics,  Chemistry,  and Metallurgy) ,   John Wiley and Sons, United States.
Saripuddin  M,  Dedi  Umar  Lauw,  2013 , Pengaruh  Hasil  Pengelasan  Terhadap  Kekuatan,
Kekerasan Dan Struktur Mikro Baja ST 42 , ILTEK,Volume 8, Nomor 15, April 2013, 1063- 1067.
Siswanto  Rudi,  2012. Pengaruh  Gerakan  Elektroda  Terhadap  Kedalaman  Penetrasi  dan Panjang  Hasil  Pengelasan  Menggunakan  Las    Busur  Listrik  (SMAW) .  Media  SainS, ISSN 2085-3548, Volume 4 Nomor 2, Oktober  2012, 146–153.
Suharto, 1991, Teknologi Pengelasan Logam , Jakarta: Rineka Cipta.
Widharto Sri, 2001, Petunjuk Kerja Las, Jakarta: Pradnya Paramita.
Wiryosumarto  H.,  dan  Okumura,  T.,  2000, Teknologi  Pengelasan  Logam ,  PT.  Pradnya Paramita, Jakarta.