## Article Metrics
Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Kejuruan (JIPTEK)
Jurnal Homepage: https://jurnal.uns.ac.id/jptk
KAJI BANDING KUALITAS REPAIR WELDING DENGAN METODE OXY-ACITELYN, TIG DAN MIG PADA CAST WHEEL ALUMINIUM
Budi Harjanto 1
1 Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret E-mail: inibudi@fkip.uns.ac.id

## ABSTRAK
Penelitian  yang  telah  dilakukan  adalah  reparasi cast  wheel (velg)  aluminium  yang  telah  mengalami kerusakan (retak) dengan metode pengelasan. Pengalasan yang akan diteliti meliputi 3  metode yaitu: las  Oksi-Asitelin,  las  TIG  ( Tungsten  Inert  Gas )  dan  MIG (Metal  Inert  Gas) .  Pengelasan  pada  velg berbahan  Aluminium  memungkinkan  digunakan  untuk  memperbaiki  kerusakan  sejauh  kekuatan sambungan  las  tersebut  mendekati  kekuatan  dari  velg  utuh.  Sebelum  percobaan  pengelasan  Oksi- Asitelin, TIG dan MIG dilakukan, maka dilakukan dahulu beberapa pengujian untuk mengetahui data awal. Pengujian bertujuan untuk mengetahui kondisi material asli (base material) .  Dari pengujian awal diperoleh  bahwa  material  asli  adalah  Al-7,3%Si  yang  memiliki  kekerasan  sebesar  57,63  HBN  dan memiliki  kekuatan  impak  sebesar  0,108  Joule/mm 2. Data  yang  diperoleh  pada  pengujian  tersebut merupakan data acuan untuk menjadi pembanding hasil percobaan dengan pengelasan Oksi-Asitelin, TIG  dan  MIG.  Hasil  uji  kekerasan  masing  masing  proses  pengelasan  pada  daerah  perbatasan  antara logam induk dan logam lasan serta pada logam  lasan, untuk pengelasan Oksi-Asitelin sebesar 38,69 BHN dan 54,80 BHN, untuk pengelasan TIG sebesar 30,47  BHN dan 45,15 BHN, sedangkan untuk pengelasan  MIG  sebesar  36,16  BHN  dan  44,18  BHN.  Hasil  uji  impak  untuk  masing-masing  proses pengelasan, untuk pengelasan Oksi-Asitelin sebesar 0,085 Joule/mm 2 , untuk pengelasan TIG sebesar 0,096 Joule/mm 2 dan untuk pengelasan MIG sebesar 0,102 Joule/mm 2 . Dari hasi pengujian kekerasan dan  impak  dapat  diketahui  bahwa  nilai  kekerasan  dan  kekuatan  impak  hasil  lasan  masih  lebih  kecil dibandingkan dengn kekerasan dan kekuatan impak logam induk. Hal ini berarti bahwa hasil pengelasan belum layak digunakan, karena nilai kekerasan dari hasil pengelasan belum mendekati nilai kekerasan logam induk.
Kata Kunci: Pengelasan Oksi-Asitelin, TIG dan MIG, Al-7,3%Si

## ABSTRACT
The  research  that  has  been  done  is  the  repair  of  aluminum  cast  wheels  that  have  been  damaged (cracked) by the welding method. The explanation that will be examined includes 3 methods, namely: Oksi-Asitelin  welding,  TIG  welding  (Tungsten  Inert  Gas)  and  MIG  (Metal  Inert  Gas).  Welding  on aluminum alloy wheels allows it to be used to repair damage to the extent that the strength of the welded joint is close to the strength of the whole alloy wheels. Before the Oksi-Asitelin, TIG and MIG welding experiments were carried out, several tests were carried out first to find out the initial data. The test aims to determine the condition of the original material (base material). From the initial test it was found that the original material was Al-7.3% Si which had a hardness of 57.63 HBN and had impact strength of 0.108 Joule / mm2. The data obtained in the test is a reference data to compare the results of experiments  with  welding  Oksi-Asitelin,  TIG and MIG. The hardness  test  results of  each  welding process on the border area between the parent metal and welded metal and on the weld metal, for Oksi- Asitelin welding were 38.69 BHN and 54.80 BHN, for TIG welding of 30.47 BHN and 45.15 BHN while MIG welding is 36.16 BHN and 44.18 BHN.  Impact test results for each welding process, for Oksi-
Asitelin welding is 0.085 Joule / mm2, for TIG welding is 0.096 Joule / mm2 and for MIG welding is 0.102 Joule / mm2. From the results of hardness and impact testing it can be seen that the hardness and impact strength of the weld results are still smaller than the hardness and impact strength of the parent metal. This means that the welding results have not been feasible to use, because the hardness value of the welding results has not yet approached the hardness value of the parent metal.
Keywords: Welding of Oksi-Asitelin, TIG and MIG, Al-7.3% Si

## PENDAHULUAN
Cast wheel (velg) mobil merupakan salah satu  bagian  dari  mobil  yang  berfungsi  untuk menumpu ban roda pada kendaraan. Pada saat mobil melaju kencang, benturan yang  keras di bagian  roda  mungkin  saja  terjadi,  akibat  roda melindas  jalan  berlubang  maupun  jalan  yang bergelombang.  Akibat  benturan  yang  terjadi berulang-ulang ini, velg mobil dapat mengalami keretakan pada bagian tertentu. Jika dibiarkan, lama  kelamaan  retak  pada  velg  mobil  akan menjalar  dan  akan  menyebabkan  patah. Akibatnya  kecelakaan  fatal  dapat  saja  terjadi saat mobil melaju dengan kencang. Namun jika masih  memungkinkan,  retak  yang  terjadi  pada velg  dapat  diperbaiki  dengan  cara  pengelasan, sehingga dapat menghemat biaya.
Pengelasan  pada cast  wheel (velg)
berbahan aluminium memungkinkan digunakan untuk memperbaiki kerusakan sejauh kekuatan sambungan  las  tersebut  mendekati  kekuatan dari  velg  utuh.  Ada  beberapa  metode pengelasan yang sering dipakai untuk pengelasan  aluminium,  diantaranya  adalah pengelasan Oksi-Asitelin, TIG ( Tungsten Inert Gas ), dan MIG ( Metal Inert Gas ).
Pada pengelasan velg, diperlukan konstruksi  sambungan  las  yang  kuat  karena velg berfungsi sebagai penopang dari kendaraan yang  mengalami  beban  statis,  sementara  pada bagian  tepi  velg  sendiri  menerima  beban
tekanan gas dari dalam ban. Disamping itu velg juga  mengalami  beban  dinamis  akibat  dari benturan yang berulang-ulang dengan permukaan jalan pada saat mobil berjalan. Jika sambungan  las  tidak  kuat,  maka  velg  dapat pecah  dan  kecelakaan  fatal  dapat  saja  terjadi. Penggunaan  kampuh  yang  sesuai  juga  akan berpengaruh  pada  kekuatan  las,  karena  bentuk sambungan  berpengaruh  pada  distribusi  gaya, proses pengelasan dan juga efektifitas sambungan (Wiryosumarto, H., 2006)
Berkaitan  dengan  semua  latar  belakang permasalahan  tersebut,  maka  dalam  penelitian ini akan dibandingkan antara pengelasan Oksi- Asitelin, TIG dan MIG serta sifat-sifat fisis dan mekanisnya  pada  velg  aluminium  dan  akan dibandingkan dengan kekuatan dari velg utuh.

## TINJAUAN PUSTAKA
Menurut Deutsche  Industrie  Normen (DIN) las  adalah  ikatan  metalurgi  pada sambungan  logam  paduan  yang  dilaksanakan dalam  keadan  cair.  Proses  pengelasan  akan mengakibatkan logam di sekitar lasan mengalami  siklus  termal  berupa  pemanasan sampai temperatur maksimum, dengan di ikuti pendinginan sehingga menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan metalurgi dan deformasi.
Sebelum  melakukan  pengelasan,  ada beberapa  prinsip  dasar  yang  harus  dipahami tentang  bahan  aluminium  tersebut.  Hal

## Article Metrics
terpenting  adalah  tentang  tingginya  titik  leleh yang  bisa  menyebabkan  terbentuknya  lapisan oksida  pada  permukaan  logam  akibat  panas yang  ditimbulkan  dari  operasi  pengelasan. Lapisan  oksida  tersebut  harus  dihilangkan sebelum dilakukan pengelasan-pengelasan berikutnya.
Hasil  pengelasan  aluminium  rentan terhadap  berbagai  macam  cacat cracking .
Kecenderungan  terbentuknya solidification cracking berkaitan langsung dengan perbedaan antara  suhu  solidus  dan  likuidus  dari  logam aluminium.
Las Oksi-Asitelin (Oxy-acetilyn Welding)
Pada  las  oksi-asitelin , panas  dihasilkan dari  rekasi  pembakaran  anatara  gas  asitelin
dengan  oksigen.  Nyala  yang  dihasilkan  terdiri dari dari 2 daerah/zona, yaitu:
- Daerah  pembakaran  primer (primary combution) , menghasilkan panas sekitar 1/3 dari total panas pembakaran sempurna.
C 2 H 2 + O 2 (Silinder) = 2CO +H 2
- Daerah  pembakaran  sekunder  yang terjadi  setelah  pembakaran  primer berlangsung
2CO + O 2 (atmosfir) = 2CO
H 2 + 2 1 O 2 (atmosfir) = H 2 O
Gambar 1. Oxygen dan Regulator

## Las Wolfram Gas Mulia (Las TIG)
Las  TIG  sering  juga  disebut  las  GTAW (sangat banyak digunakan untuk mengelas pelat alumunium  yang  tipis  atau  bila  diperlukan  las dengan  masukan  panas  yang  rendah.  Las  TIG menggunakan  elektroda  yang  tidak  turut  cair, jadi  juga  berarti  arus  listrik  yang  digunakan tidak  terlalu  besar.  Hal  ini  pada  pengelasan logam  dengan  kapasitas  panas  yang  berbeda
dapat  menimbulkan  terjadinya  penembusan yang  tidak  sempurna  pada  logam  dengan kapasitas  panas  yang  lebih  besar.  Perbedaan kapasitas panas ini dapat karena perbedaan luas. Dalam  hal  ini  logam  dengan  kapasitas  panas yang  lebih  tinggi  harus  diberi  pemanas  mula atau mencampurkan gas He pada gas pelindung sehingga busur menjadi lebih terpusat.

## Article Metrics
Gambar 2 . Skema Gas Tungsen Arc-welding
Las Logam Gas Mulia (Las MIG )
Las MIG atau sering disebut las GMAW (  biasanya  dilaksanakan  secara  otoomatik  atau semi  otomatik  dengan  arus  searah  polaritas balik  dan  menggunakan  elektroda  berdiameter 1.2  sampai  2.4  mm.  Las  MIG  biasanya digunakan  dengan  kecepatan  kawat  elektroda yang tetap dengan cara pengumpanan tarik atau tarik-dorong.
Proses pengelasan di mana sumber panas berasal dari busur listrik antara elektroda yang sekaligus  berfungsi  sebagai  logam  yang terumpan (filler) dan logam yang dilas. Las ini disebut  juga metal  inert  gas  (MIG)  welding karena  menggunakan  gas  mulia  seperti  argon dan helium sebagai pelindung busur dan logam cair.
Gambar 3. Skema Pengelasan GMAW

## Keterangan:
1. Kecepatan pengelasan
2. Pengumpan filler/elektroda
3. Filler/elektroda
4. Inert gas
5. Kolam las (weld pool)
6. Logam las (weld metal)
7. Logam induk

## Article Metrics

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Komposisi Kimia
Setelah  dilakukan  pengujian  komposisi kimia  terhadap  base  material  dari  velg
aluminium didapatkan komposisi seperti gambar 4.
Gambar 4. Komposisi kimia base material

## Pengujian Kekerasan
Gambar 5. Diagram nilai kekerasan Daerah Lasan
Gambar 6. Diagram Nilai Kekerasan Daerah Sambungan (HAZ)
Dari  diagram  di  atas  terlihat  bahwa  di daerah pengelasan, material yang dilas dengan Las  Oksi-Asitelin,  TIG  dan  MIG  masing- masing  memiliki kekerasan 54.80 HBN, 44.18 HBN dan 45.15 HBN sedangkan base material memiliki kekerasan 59.59 HBN. Ini berarti dari berbagai  proses  pengelasan  seperti  yang dilakukan diatas masih memiliki nilai kekerasan yang lebih rendah dari base material yang tanpa mengalami proses pengelasan.
Begitu  juga  untuk  daerah  sambungan (daerah  HAZ),  di  sinilah  nilai  kekerasan  yang paling rendah terjadi yaitu untuk material yang dilas  dengan  Las  Oksi-Asitelin,  TIG  dan  MIG masing-masing    memiliki  kekerasan  38.69 HBN,  36.16  BHN  dan  30.47  BHN.  Nilai kekerasan itu jauh dibawah nilai kekerasan dari base  material  yang  tanpa  mengalami  proses pengelasan.

## Pengujian Impak
Dari pengujian impak Charpy didapatkan hasil:
Gambar 7. Diagram Kekuatan Impak Daerah Lasan
Dari  diagram  diatas  didapatkan  bahwa ketangguhan dari hasil uji impak, material yang mengalami  proses  pengelasan  Oksi-Asitelin, TIG  dan  MIG  masing-masing  memiliki kekuatan  impak  0.085  Joule/mm 2 ,  0.096
Joule/mm 2 dan  0.102  Joule/mm 2 .  Kekuatan impak  dari  masing-masing  proses  pengelasan masih  dibawah  dari  kekuatan  impak base material yang  tanpa  mengalami  proses pengelasan yaitu sebesar 0.108 Joule/mm 2 .

## Article Metrics

## Uji Struktur Mikro
Dari foto mikro didapatkan:
(a) (b) (c) (d)
Gambar 10. Hasil Uji Struktur Mikro (a) base material, (b) daerah sambungan (HAZ) Oksi- Asitelin, (c) daerah sambungan (HAZ) MIG, (d) daerah sambungan (HAZ) TIG
Tampak pada gambar bahwa didaerah sambungan  (HAZ)  kristal-kristal  Si  berukuran lebih kecil dibandingkan dengan kristal Si pada base  material karena  pada  daerah  tersebut terjadi  pendinginan  lebih  cepat.  Hal  ini  akan mempengaruhi  nilai  kekerasan  pada  daerah sambungan  (HAZ)  tersebut.  Bisa  dikatakan pada  daerah  tersebut  memiliki  nilai  kekerasan yang  lebih  rendah  dari base  material maupun logam lasan.

## Kesimpulan
1. Kekerasan  hasil  pengelasan  Oksi- Asitelin,  TIG  dan  MIG  berturut-turut adalah  54.80  HBN,  44.18  HBN  dan 45.15  HBN.  Sedangkan  untuk  daerah sambungan  las  (HAZ)  Las  Oksi- Asitelin, TIG dan MIG masing-masing memiliki kekerasan 38.69 HBN, 36.16 BHN dan 30.47 BHN. Dari semua hasil nilai  kekerasan  tersebut  masih  lebih rendah  dibandingkan  dengan  nilai
kekerasan base  material yaitu  sebesar 59.59 HBN.
2. Kekuatan  impak  hasil  pengelasan
Oksi-Asitelin,  TIG  dan  MIG  berturut- turut  adalah  0.085  Joule/mm 2 ,  0.096 Joule/mm 2 dan  0.102  Joule/mm 2 , sedangkan kekuatan impak base material sebesar 0.108 Joule/mm 2 .
3. Nilai  kekerasan  dan  kekuatan  impak base  material masih  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  material  yang mengalami  proses  pengelasan  Oksi- Asitelin, TIG dan MIG.
4. Dari pengamatan  struktur mikro  hasil proses  pengelasan  Oksi-Asitelin,  TIG dan  MIG  pada  daerah  sambungan (HAZ)  dapat  dilihat  kristal-kristal  Si berukuran  lebih  kecil  dibandingkan dengan  kristal  Si  pada base  material karena  pada  daerah  tersebut  terjadi pendinginan lebih cepat sehingga pada daerah tersebut memiliki nilai kekerasan yang lebih rendah dari base material maupun logam lasan.

## Daftar Pustaka
Aljufri, 2008. Pengaruh variasi sudut kampuh V  tunggal  dan  kuat  arus  pada sambungan aluminium Mg5083 Terhadap Kekuatan Tarik Hasil Pengelasan TIG , Thesis USU Medan
Balasubramanian. V,
Ravisankar. V, Madhusudhan  Reddy.  G ,  “Effect  of pulsed  current  welding  on  fatigue behavior  of  high  strength  aluminium alloy  joints” ,  Science  Direct.  Materials and Design 29 (2008) 492–500
Bambang  Pr.  2006 ,”Pengaruh  penggunaan jenis  fluks  pembungkus  elektroda  dan varian  arus  listrik  pengelasan  terhadap kekuatan  tarik  pada  plat  baja  EMS  -45 dengan kampuh V, UNS Surakarta D.J.  Tillack.  2007.“ Welding  superalloys  for aerospace applications ”, Welding Journal, pp.28-32
IN  Budiarsa.  2008,  “ Pengaruh  Besar  Arus Pengelasan dan Kecepatan Volume Alir Gas  Pada  Proses  Las  GMAW  terhadap Ketangguhan  Aluminium  5083” Jurnal Ilmiah  Teknik  Mesin  CAKRAM  vol.2 no.2 Desember 2008
Surasno, 2008 Pengaruh Masukan Panas pada Las Aluminium 2023 T3 , Berita Teknologi  Bahan  dan  Barang  Teknik No.22
Suharno,2008. Prinsip-Prinsip  Teknologi  dan Metalurgi  Pengelasan  Logam ,  UNS Press Surakarta
Wiryosumarto,  Harsono  dan  Okumura,  T. 2006. Teknologi  Pengelasan  Logam .
Jakarta: PT Pradnya
Paramita.
www.welding.com , diakses tanggal 27
Desember 2011
www.weldingengineer.com , diakses tanggel 27
Desember 2011