Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 17 No. 1 (2024) 1 - 6
ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Pengaruh Variasi Suhu Tempering Terhadap Hasil Pengelasan Elektroda SMAW E6013 Pada Baja SS400
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 , Mohammad Azwar Amat 5 1,2,3,4,5 Jurusan Teknik, Politeknik Negeri Indramayu
1 leovangunawan@polindra.ac.id 2 mhm.luthfi@polindra.ac.id 3 muhamadghozali@polindra.ac.id
4 sukroni1990@polindra.ac.id 5 azwar.amat@polindra.ac.id

## Abstract
E6013  is  a  Shield  Metal  Arc  Welding  (SMAW)  welding  electrode  which  is  often  used  in  the  building  construction  and shipbuilding industries. Apart from its cheap price, this electrode can also be used in all kinds of welding positions and can be used on AC / DC welding machines. SS400 is a type of low carbon steel that is most widely used in building and ship construction. SS400 steel is required to have metal mechanical properties that are able to withstand stress in building and ship construction, so a tempering process is required for the welding material to eliminate residual stress and increase the ductility of the material. The aim of this research is to determine the effect of variations in tempering temperature on welding SS400 steel. The welding position used in this research is 1G with a single V-Groove. The research method used is experimentation. The  specimens  were  divided  into  two  groups,  namely  the  control  group  and  the  experimental  group.  The  control  group contains welding specimens that were not given tempering treatment. The experimental group contains welding specimens that were given various tempering temperatures. The tensile test results of the material showed the highest increase due to the influence of the tempering temperature of 541.195 MPa at a temperature of 200°C. The highest decrease in material hardness at a temperature of 350°C was 165.69 HV. The growth of ferrite grains in the microstructure of the material also indicates that the welded  material becomes  more ductile after the tempering process. The results of  this research can be used as an alternative way to increase the ductility of welded materials, especially SS400 steel.
Keywords: Tempering, SMAW, E6013, SS400

## Abstrak
E6013 merupakan elektroda pengelasan Shield Metal Arc Welding (SMAW) yang sering digunakan dalam industri konstruksi bangunan  maupun  galangan  kapal.  Selain  harganya  yang  murah,  elektroda  ini  juga  dapat  digunakan  pada  segala  macam posisi pengelasan serta dapat digunakan pada mesin Las AC / DC. SS400 merupakan jenis baja karbon rendah yang paling banyak digunakan dalam pembuatan konstruksi bangunan maupun kapal. Baja SS400 dituntut memiliki sifat mekanik logam yang  mampu  menahan  tegangan  pada  konstruksi  bangunan  maupun  kapal,  sehingga  diperlukan  proses  tempering  pada material pengelasan  untuk  menghilangkan tegangan  sisa dan meningkatkan keuletan material.  Tujuan penelitian ini  adalah untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  suhu  tempering  terhadap  pengelasan  baja  SS400.  Posisi  pengelasan  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  1G  dengan  kampuh single  V-Groove .  Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  experimen. Spesimen  dibagi  menjadi  dua  kelompok  yaitu  kelompok  kontrol  dan  kelompok  experimen.  Kelompok  kontrol  berisi spesimen hasil pengelasan yang tidak diberikan perlakuan tempering. Kelompok experimen berisi spesimen hasil pengelasan yang  diberikan  variasi  suhu  tempering.  Hasil  pengujian  tarik  material  menunjukan  peningkatan  tertinggi  akibat  pengaruh suhu  tempering  sebesar  541,195 MPa  pada suhu  200°C. Penurunan  tertinggi  kekerasan material  pada suhu  350°C  sebesar 165,69  HV.  Tumbuhnya  butiran  ferrit  pada  struktur  mikro  material  juga  mengindikasikan  semakin  uletnya  material  hasil pengelasan  setelah  dilakukan  proses  tempering.  Hasil  penelitian  ini  dapat  digunakan  sebagai  alternatif  cara  untuk meningkatkan keuletan material hasil pengelasan khususnya pada baja SS400.
Kata kunci: Tempering, SMAW, E6013, SS400
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 ,
Mohammad Azwar Amat 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 17 No. 1 (2024) 1 – 6

## 1. Pendahuluan
Shield  Metal  Arc  Welding  (SMAW) adalah  jenis pengelasan  yang  umum  digunakan  di  Indonesia. SMAW  digunakan  dalam  berbagai  industri  seperti konstruksi  bangunan  dan  galangan  kapal.  Pengelasan SMAW merupakan proses  pengelasan yang menggunakan panas untuk mencairkan material dasar atau  logam  induk  dan  elektroda  (logam  pengisi)  [1]. Selama  proses  pengelasan fluks pada  elektroda  akan terbakar  dan  menghasilkan  gas  pelindung  untuk melindungi cairan logam las, menstabilkan busur dan melindungi dari kotoran seperti oksida dan nitride [2]. Beragamnya  elektroda  yang  dapat  digunakan  pada SMAW  seperti Basic  Low  Hydrogen (E7018), Rutile (E6013)  dan Cellulosa (E6010)  menjadikan  proses pengelasan  SMAW  menarik  untuk  dilakukan penelitian tentang sifat metalurginya [3].
E6013  merupakan elektroda  pengelasan Shield  Metal Arc  Welding  (SMAW) yang  sering  digunakan  dalam industri konstruksi bangunan maupun galangan kapal. Selain harganya yang murah, elektroda ini juga dapat digunakan pada segala macam posisi pengelasan serta dapat  digunakan  pada  mesin  Las  AC  /  DC.  Menurut American  Welding  Society  (AWS) Elektroda  E6013 memiliki  kandungan fluks titanium  oksida  tinggi dengan  kandungan  serbuk  besi  sebanyak  30%. Penggunaan  elektroda  ini  dapat  mengurangi spatter pada hasil pengelasan [4].
Salah  satu  proses  perlakuan  panas  yang  dapat mengurangi  tegangan  sisa,  merubah  susunan  butiran material,  mengurangi  kekerasan  material  dan meningkatkan  keuletan  material  setelah  proses pengelasan  adalah  tempering  [5].  Tempering merupakan  proses  perlakuan  panas  dengan  cara memanaskan  kembali  suatu  logam  yang  telah  di keraskan  melalui  proses quenching pada  suhu  di bawah suhu kritisnya selama waktu tertentu [6].
SS400  merupakan  jenis  baja  karbon  rendah  yang memiliki  kadar  karbon  di  bawah  0,3%.  Baja  SS400 paling banyak digunakan dalam pembuatan konstruksi lambung  kapal  [7].  Material  Baja  SS400  dituntut memiliki sifat mekanik logam yang mampu menahan tegangan  pada  konstruksi  lambung  kapal,  sehingga diperlukan  proses  tempering  pada  hasil  pengelasan untuk  menghilangkan  tegangan  sisa,  menurunkan kekerasan dan meningkatkan keuletan material.
Penelitian  terdahulu  tentang  pengaruh  variasi  suhu tempering  300°C,  400°C  dan  500°C  terhadap  Baja AISI 4140 di dapatkan bahwa semakin meningkatnya suhu  tempering  dapat  menurunkan  kekerasan  suatu material  dan  meningkatkan  kekuatan  tarik  material [8].  Penelitian  lain  tentang  pengaruh  variasi  suhu tempering  200°C,  400°C  dan  600°C  pada  Baja Karbon  NS  1045  dapat  memperbaiki  struktur  butir logam setelah dilakukan pengujian mikrostruktur [9].
Perbedaan penelitian ini dengan penelitian sebelumnya  adalah  spesimen  yang  diberikan tempering  merupakan  Baja  SS400  yang  telah dilakukan pengelasan SMAW menggunakan elektroda E6013.  Variasi  suhu  tempering  yang  digunakan adalah  200°C,  250°C,  300°C  dan  350°  yang  ditahan selama  60  menit.  Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk memperbaiki  struktur  butir  akibat  tegangan  sisa pengelasan,  menurunkan  kekerasan  material  dan meningkatkan keuletannya.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  ini  menggunakan  metode experiment . Material  logam  induk  yang  digunakan  untuk pengelasan  adalah  Baja  SS400  dengan  dimensi  pelat 200x100x10  mm.  Posisi  pengelasan  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  1G  dengan  dimensi kampuh seperti pada Gambar 1.

## Gambar 1. Dimensi Kampuh Single V-Groove
Elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah E6013 dengan polaritas DCEN untuk pengelasan Root dan  DCEP  untuk  pengelasan Fill dan Capping . Setelah  selesai  dilakukan  proses  pengelasan  maka spesimen  di  dinginkan  menggunakan  udara.  Adapun tahapan proses penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 2.
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 ,
Mohammad Azwar Amat 5
Setelah spesimen selesai dilakukan proses pengelasan maka  tahap  selanjutnya  adalah  dilakukan  proses inspeksi dan pengujian sebagai berikut :
1) Visual Inspection
Visual  Inspection dilakukan  dengan  memeriksa permukaan hasil pengelasan pada bagian capping dan root menggunakan  kaca  pembesar,  lampu senter  dan welding  gauge [10].  Hal  ini  untuk memeriksa  apakah  ada  cacat  pengelasan  pada permukaan  las  seperti undercut,  porosity dll. Spesimen  yang  lulus visual  inspection kemudian akan  dilakukan  inspeksi  menggunakan dye penetrant .
2) Dye Penetrant Dye  Penetrant dilakukan  untuk  menginspeksi cacat pada rongga permukaan hasil pengelasan di bagian capping ataupun root yang  tidak  bisa dilihat  secara  visual  menggunakan  kaca pembesar.  Spesimen  yang  lulus  inspeksi dye penetrant ditandai  dengan  tidak  munculnya cairan  warna  merah  pada  permukaan  hasil pengelasan.  Spesimen  yang  lulus  inspeksi dye penetrant seperti  Gambar  3  akan  digunakan sebagai  variabel  kontrol  penelitian  dan  sebagian lagi  akan  dilakukan  proses  tempering  dengan variasi  suhu  200°C,  250°C,  300°C  dan  350°C serta ditahan selama 60 menit.
Gambar 3. Hasil Inspeksi Dye Penetrant
3) Uji Tarik
Pengujian tarik merupakan jenis pengujian untuk mengetahui  kapasitas  tegangan  tarik  maksimum dan  regangan  dari  suatu  material.  Prosedur pengujian  dan  dimensi  spesimen  uji  tarik
menggunakan  standar  ASTM  E8  seperti ditunjukan oleh Gambar 4.

## Gambar 4. Dimensi Spesimen Uji Tarik

## 4) Uji Kekerasan
Pengujian  kekerasan  menggunakan  metode Vickers  dimana  piramida  intan  pada  indentor ditekan  dengan  tekanan  tertentu  sehingga meninggalkan  bekas  pada  material  yang  dapat dihitung  sebagai  nilai  kekerasan  Vickers  [11]. Pengujian  ini  menggunakan  standar  ASTM  92- 82.  Dimensi  indentor  yang  digunakan  untuk pengujian Vickers seperti pada Gambar 5.

## Gambar 5. Dimensi Indentor
5) Uji Struktur Mikro
Pengujian  struktur  mikro  ini  menggunakan standar  ASTM  E3  dengan  langkah-langkah pengujian  sebagai  berikut  :  pemotongan spesimen,  pengerindaan,  polishing,  etsa  dan pengamatan  menggunakan  mikroskop  [12]. Mikroskop  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah Olympus BX3M seperti pada Gambar 6.
Gambar 6. Olympus BX3M
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 ,
Mohammad Azwar Amat 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 17 No. 1 (2024) 1 – 6

## 3.   Hasil dan Pembahasan

## 3.1 Hasil Pengujian Tarik

## Gambar 7. Grafik Hasil Uji Kekuatan Tarik
Gambar  7  menunjukan  grafik  hasil  pengujian  tarik material hasil pengelasan baja SS400 tanpa perlakuan tempering  ( raw  material )  dan  dengan  variasi  suhu tempering 200°C, 250°C, 300°C dan 350°C. Kekuatan tarik  maksimum  tanpa  perlakuan  tempering  ( raw material )  didapatkan  470,615  MPa.  Kekuatan  tarik material  dengan  variasi  suhu  tempering  200°C, 250°C, 300°C dan 350°C mengalami peningkatan dari raw material . Hal ini menunjukan adanya peningkatan keuletan  material  karena  pengaruh  suhu  tempering. Hal  ini  selaras  dengan  hasil  penelitian  Harahap  [13].
Peningkatan  kekuatan  tarik  tertinggi  terjadi  pada spesimen dengan perlakuan tempering 200°C sebesar 541,195 MPa. Namun semakin tinggi suhu tempering maka  kekuatan  tarik  yang  dihasilkan  semakin menurun [14].
3.2 Hasil Pengujian Kekerasan

## Gambar 8. Grafik Hasil Uji Kekerasan
Gambar  8  menunjukan  grafik  hasil  pengujian kekerasan  hasil  pengelasan  baja  SS400  tanpa perlakuan  tempering  ( raw  material )  dan  dengan variasi  suhu  tempering  200°C,  250°C,  300°C  dan 350°C.  Setelah  melakukan  pengujian  kekerasan dengan menggunakan metode Vickers sebanyak tujuh
kali  percobaan  di  dapatkan  bahwa  rata-rata  hasil pengujian  kekerasan  pada  material  yang  diberikan tempering cenderung menurun nilai kekerasannya dari raw  material .  Penurunan  nilai  kekerasan  tertinggi terjadi  pada  spesimen  yang  diberikan  perlakuan tempering  dengan  suhu  350°C  sebesar  165,69  HV. Hal ini sesuai dengan tujuan dari proses dilakukannya tempering  yaitu  untuk  mengurangi  nilai  kekerasan dari  suatu  material  [15].  Nilai  kekerasan  material turun  akibat  berkurangnya  fasa Martensite akibat proses tempering pada material [16].
3.3 Hasil Pengujian Mikrostruktur
Gambar 9. Strukturmikro Tanpa Tempering
Gambar 10. Strukturmikro Suhu Tempering 200°C
Gambar 11. Strukturmikro Suhu Tempering 250°C
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 ,
Mohammad Azwar Amat 5
Jurnal Teknik Mesin (JTM)  Vol . 17 No. 1 (2024) 1 – 6

## Gambar 12. Strukturmikro Suhu Tempering 300°C

## Gambar 13. Strukturmikro Suhu Tempering 350°C
Hasil  pengujian  strukturmikro  pada  Gambar  9-13  di dapatkan  dua  bagian  yaitu Pearlite (bagian  berwarna hitam)  dan Ferrite (bagian  berwarna  putih). Pearlite memiliki  pengaruh  keras  dan  getas  pada  material. Ferrite memiliki  pengaruh  lunak,  ulet  dan  memiliki konduktivitas  tinggi  pada  material  [17].  Hasil pengujian strukturmikro di dapatkan bahwa pemberian  perlakuan  suhu  tempering  pada  material hasil  pengelasan  akan  menyebabkan  bertumbuhnya butiran Ferrite sehingga dapat meningkatkan keuletan material.

## 4.   Kesimpulan
Berdasarkan  analisis  data  penelitian  yang  telah dilakukan  maka  dapat disimpulkan bahwa  pemberian perlakuan  variasi  suhu  tempering  pada  hasil pengelasan  elektroda  E6013  pada  baja  SS400  dapat meningkatkan  keuletan  material  dan  menurunkan kadar  kekerasannya.  Peningkatan  kekuatan  tarik tertinggi  di  dapatkan  pada  suhu  tempering  200°C sebesar  541,195  MPa.  Penurunan  kadar  kekerasan tertinggi  di  dapatkan  pada  suhu  tempering  350°C sebesar  165,69  HV.  Semakin  tinggi  suhu  tempering akan  mempengaruhi  pertumbuhan  butiran ferrite semakin  banyak  sehingga  dapat  menambah  keuletan dan konduktivitas material.

## Ucapan Terimakasih
Terimakasih  kepada  Politeknik  Negeri  Indramayu yang  telah  memfasilitasi  laboratorium  untuk pengujian material.

## Daftar Pustaka
[1] B.  Surono, T.  C. Wahyudi,  E. Nugroho, and S. Santoso,
“Pengaruh  Jenis  Elektroda  Pada  Sambungan  Las  Plat Baja Terhadap,” vol. 12, no. 02, Hal. 363–371, 2023.
[2] D.  E.  P.  Klenam et  al. ,  “Welding  of  magnesium  and its alloys:  An  overview  of  methods  and  process  parameters and  their  effects  on mechanical  behaviour and  structural integrity  of  the  welds,” Manuf.  Rev. ,  vol.  8,  2021,  doi:
10.1051/mfreview/2021028.
[3] A.  Nassar,  R.  Lefta,  and  M.  Abdulsada,  “Experimental Study  of  the  Effect  of  Welding  Electrode  Types  on Tensile Properties of  Low Carbon Steel Aisi1010,” Kufa J.  Eng. ,  vol.  9,  no.  4,  pp.  163–173,  2021,  doi: 10.30572/2018/kje/090411.
[4] Suherman,  “Pengaruh  Jenis  Elektroda  E6013  Pada Pengelasan  Smaw  Terhadap,” Confrence  Pap. ,  no. March, 2019.
[5] Budiarto,  A.  H.  DIkki,  Adiman,  and  O.  D.  Fajar,  “The heat treatment of austenisation analysis of medium carbon steel  to  the  hardness,  microstructure,  and  tensile strength,” IOP  Conf. Ser.  Mater.  Sci. Eng. ,  vol. 725,  no.
1, 2020, doi: 10.1088/1757-899X/725/1/012036.
[6] L. Van Gunawan, P. S. Andika, T. Endramawan, and ..., “Analisis  Pengaruh  Variasi  Suhu  Tempering  Pada  Sifat Mekanik  Baja  ASTM  A36  Setelah  Pengelasan  SMAW Menggunakan  Elektroda  E  7016,” Infotekmesin ,  vol.  15, no. 01, Hal. 187–193, 2024, doi: 10.35970/infotekmesin.v15i1.2144.
[7] S.  J.  Mathews  Yose  Pratama,  Untung  Budiarto,  Wilma, “Analisa  Perbandingan  Kekuatan  Tarik,  Tekuk,  dan Mikrografi  Pada  Sambungan  Las  Baja  SS  400  Akibat Pengelasan  FCAW  (Flux-  Cored  Arc  Welding)  dengan Variasi  Jenis  Kampuh  dan  Posisi  Pengelasan,” Tek. Perkapalan , vol. 7, no. 2, Hal. 152–160, 2019.
[8] S.  Mahardika,  “Analisa  Rekayasa  Sifat  Mekanik  Baja Aisi  4140  Dengan  Variasi  Suhu  Tempering  Untuk Meningkatkan  Keuletan  Dan  Kekerasan  Material,” J.
Mekanova , vol. 6, no. 1, Hal. 1–6, 2020.
[9] B.  A.  Hanggara  and  M.  R.  Harahap,  “Pengaruh  Posisi Pengelasan  SMAW  Dengan  Variasi  Posisi  Elektroda E3086  Terhadap  Kekuatan  Impak  Pada  Stainless  Steel AISI 304,” Piston , vol. 4, no. 1, Hal. 22–28, 2019.
[10] A.  Wari,  H.  Nurdin,  and  K.  Z.  Ya,  “Porosity  Defect Analysis  in  ST  37  Steel  Welding  Joints  Using  the  Dye Penetrant Method,” Teknomekanik , vol. 3, no. 1, pp. 1–8, 2020, doi: 10.24036/tm.v3i1.5272.
[11] A.  Santoso,  A.  Sirajuddin,  Mustafa,  and  A.  Idhan, “Analisis Kekuatan Tarik, Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada  Pengelasan  SMAWYang  Menggunakan  Elektroda E6013 Dengan Variasi Gerakan Elektroda,” J. Mek. , vol.
9, no. 2, Hal. 855–864, 2018.
Leo Van Gunawan 1 , Muhammad Luthfi 2 , Muhamad Ghozali 3 , Sukroni 4 , Mohammad Azwar Amat 5
[12] B. Prabawanto,  A.  Hafizh,  and  A.  Rasyid,  “Pengaruh Annealing  Terhadap  Sifat  Mekanis  Daerah  HAZ Pengelasan  GMAW  Baja  SM490  Pada  Bogie  Kereta Api  Pengaruh  Annealing  Terhadap  Sifat  Mekanis Daerah  Haz  Pengelasan  Gmaw  Baja  Sm490 Normalizing  Dan  Tanpa  Normalizing  Pada  Bogie Kereta Api Di Pt.Inka Madiun,” J. Tek. Mesin Unesa , Hal. 75–82, 2018.
[13] M. R.  Harahap, “Pengaruh Tempering Terhadap Sifat Mekanik  Baja Karbon  Ns-1045  Yang  Dikarbonisasi,” Semin. Nas. Tek. UISU , Hal. 11–15, 2022
[14] Resky  Aditama,  “Studi  Ekseperimen  Kekuatan  Tarik Dan  Kekerasan  Baja  Karbon  Pegas  Daun  AISI  1095 Pada  Mobil  Kijang  Kapsul  7K-EFI  Tahun  2000 Dengan  Perlakuan  Panas  Tempering,” J.  Tek.  Mesin Unesa , vol. 7, no. 1, Hal. 1–10, 2019.
[15] M.  N.  Mujaddedy,  J.  Jufriadi,  and  A.  Ibrahim, “Analisa  Pengaruh  Qhuenching  Dan  Tempering Terhadap  Sifat  Mekanik  Pada  Baja  Aisi  1050,” J.
Mesin Sains Terap. , vol. 4, no. 2, Hal. 125, 2020, doi: 10.30811/jmst.v4i2.2020.
[16] A.  R.  S.  Nurhidayat,  N.  A.  S.  Laksana,  and  Y. Yurianto,  “Pengaruh  Metode  Quenching  dan Tempering  Terhadap  Kekerasan  Material  Hot  rolled
Plate  (HRP)  Steel,” Infotekmesin ,  vol.  14, no.  2, Hal. 362–367, 2023, doi: 10.35970/infotekmesin.v14i2.1927.
[17] L.  Farida,  M.  Hidayat,  and  M.  Fawaid,  “Pengaruh Variasi Sudut Pengelasan Gmaw Terhadap Kekerasan Dan Struktur Mikro Pada Baja Astm a36,” J. Pendidik. Tek.  Mesin ,  vol.  9,  no.  1,  Hal.  15–27,  2022,  doi: 10.36706/jptm.v9i1.15940.