eISSN: 2721-5717; pISSN: 2747-2124

## ZONA LAUT

## JOURNAL OF OCEAN SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION
Times New Roman 11 Italic-
Pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) dan Underwater Welding (UW) pada Perbaikan Propeller berbahan Kuningan
* Dwisetiono dan Andre Anggriawan Jaisi Djailani Putra Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah, Indonesia *dwisetiono@hangtuah.ac.id
Times New Roman 11 Italic-

## - Abstrak
Seiring  berjalannya  waktu,  teknologi  bangunan  laut  mengalami  perkembangan  yang  sangat  signifikan  dan terdapat  beberapa  variasi  perbaikan  yang  dapat  dilakukan  disesusaikan  dengan  kebutuhan  dan  kondisi. Propeller kapal merupakan komponen kapal yang seringkali mengalami benturan dengan benda-benda keras yang  mengapung  diperairan  yang  dapat  menyebabkan  daun  dari propeller mengalami  kerusakan  seperti bengkok, retak, maupun patah. Dalam hal ini, propeller sesegera mungkin diperbaiki agar tidak mengganggu kelancaran  operasional  kapal.  perbaikan  daun propeller yang  mengalami  patah  dapat  dilakukan  dengan proses  pengelasan.  Pengelasan ( welding ) adalah  teknik  penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan  atau  tanpa  logam  penambah  dan  menghasilkan  logam kontinyu. Underwater  Welding merupakan  proses  pengelasan  berlangsung  dalam  keadaan  basah  dalam  arti bahwa elektroda maupun benda berhubungan langsung dengan air sedangkan pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)  adalah  suatu  proses  pengelasan  busur  listrik  yang  menggunakan  elektroda  tak  terumpan yang  tidak  ikut  mencair.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk  menganalisa  hasil  perbandingan  pengelasan Gas Tungsten  Arc  Welding (GTAW)  dan Underwater  Welding pada  material  berbahan  kuningan.  Untuk menunjang proses analisa tersebut, maka dilakukan kegiatan pengujian diantaranya uji tarik ( tensile test ), uji kekerasan ( hardness test ) dan pengamatan makrografi pada hasil pengelasan material.
Kata Kunci: Propeller , Gas Tungsten Arc Welding, Underwater Welding

## - Abstract
Over time, marine building technology has experienced very significant developments and there are several variations  of  improvements  that  can  be  made  to  suit  needs  and  conditions.  A  ship's  propeller  is  a  ship component  that  often  experiences  collisions  with  hard  objects  floating  in  the  water  which  can  cause  the blades  of  the  propeller  to  experience  damage  such  as  bending,  cracking  or  breaking.  In  this  case,  the propeller  should  be  repaired  immediately  so  as  not  to  disrupt the  smooth  operation  of the  ship.  Repairing broken  propeller  blades  can  be  done  using  a  welding process. Welding  is  a  technique  of  joining  metals  by melting part of the parent metal and filler metal with or without additional metal and producing continuous metal.  Underwater  Welding is a  welding  process  that occurs  in  wet  conditions,  meaning that  the  electrode and object are in direct contact with air, while Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) is an electric arc welding process  that  uses  an  untreated  electrode  that  does  not  melt.  This  research  was  conducted  to  analyze  the welding  measurement  results  of  Gas  Tungsten  Arc  Welding  (GTAW)  and  Underwater  Welding  on  brass materials.  To  support  the  analysis  process,  testing  activities  are  carried  out  including  tensile  tests  (tensile test), hardness tests (hardness test) and macrographic observations on the results of welding materials.
Keywords: Propeller , Gas Tungsten Arc Welding, Underwater Welding
Times New Roman 11 Italic-

## 1. LATAR BELAKANG
Seiring  berjalannya  waktu,  teknologi  bangunan  laut  mengalami  perkembangan  yang  sangat  signifikan  dan terdapat  beberapa  variasi  perbaikan  yang  dapat  dilakukan  disesusaikan  dengan  kebutuhan  dan  kondisi. Propeller kapal merupakan komponen kapal yang seringkali mengalami benturan dengan benda-benda keras yang  mengapung  diperairan  yang  dapat  menyebabkan  daun  dari propeller mengalami  kerusakan  seperti bengkok,  retak,  maupun  patah  [1]. Propeller kapal  sendiri  berfungsi  sebagai  penghasil  gaya  dorong  pada kapal yang mendapat daya dari mesin induk [2]. Dalam  hal ini, propeller sesegera mungkin diperbaiki agar tidak  mengganggu  kelancaran  operasional  kapal.  perbaikan  daun propeller yang  mengalami  patah  dapat dilakukan  dengan  proses  pengelasan  [3].  Pengelasan ( welding ) adalah  teknik  penyambungan  logam  dengan cara  mencairkan  sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan  atau  tanpa  logam  penambah  dan menghasilkan  logam  kontinyu  [4].  Proses  pengelasan  diperlukan  persiapan  dan  ketelitian  yang  cukup  besar agar hasil dari pengelasan baik dan mengurangi cacat dalam pengelasan [5].
Underwater  Welding adalah  proses  pengelasan  yang  digunakan  untuk  perbaikan  dan  pemeliharaan konstruksi  kelautan  seperti  pipa  bawah  laut, platform lepas  pantai  serta  alat-alat  Pelabuhan.  Proses pengelasan  ini  berlangsung  dalam  keadaan  basah  dalam  arti  bahwa  elektroda  maupun  benda  berhubungan langsung  dengan  air  [6].  Umumnya  metode  pengelasan  bawah  air  di  gunakan  sebagai  sambungan  darurat pada saat terjadi sebuah insiden yang terjadi di perairan dan bersifat sementara [7]. Pengelasan Gas Tungsten Arc  Welding merupakan  pengelasan  yang  biasa  disebut  TIG  ( Tungsten  Inert  Gas )  merupakan pengelasanvyang  memakai  busur  nyala  dengan tungsten /elektroda  yang  terbuat  dari wolfram dan  bahan pengisinya disesuaikan dengan bahan atau jenis material induknya. Elektroda tungsten adalah elektroda tidak terumpan ( nonconsumable electode ) yang berfungsi sebagai pencipta busur nyala saja yang digunakan untuk mencairkan  kawat  las  yang  ditambahkan  dari  luar  dan  benda  yang  akan  disambung  menjadi  satu  kesatuan sambungan [8].
Pada  penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan  Haryadi, et  al    Pengujian  kekuatan  tarik  pada  hasil  pengelasan media  air  laut  yaitu  45,45  kg/mm 2 dan  memiliki  kekerasan  sebesar  137.7  HVN  [9].  Selanjutnya  naskah publikasi  penelitian  dari  Suprapto  mengenai  pengaruh  kekuatan  las  berbahan  kuningan  terhadap  proses pengelasan  TIG  dan Oxy  Acetylene  Welding (OAW)  didapatkan  hasil  pengelasan  TIG  lebih  baik dibandingkan  dengan  OAW  melalui  uji  tarik.  Pada  uji  tarik  pengelasan  OAW  didapatkan  kekuatan  sebesar 304.437  N/mm 2 dan  pada  pengelasan  TIG  sebesar  375.422  N/mm 2 [10].  Selanjutnya  menurut  Mochammad mengenai  analisa  sifat  fisik  beserta  mekanik propeller kapal  pada  pengelasan Oxy-Acetyelene  Welding (OAW)  dan Tungsten  Inert  Gas (TIG),  didapatkan  hasil  pengelasan  TIG  lebih  baik  dibandingkan  dengan OAW  melalui  pengujian  uji  kekerasan,  uji  tarik,  dan  pengujian  struktur  mikro.  Nilai  kekerasan  pada spesimen uji sambungan las OAW sebesar 38,25 High Rise Building (HRB) dan spesimen uji sambungan las TIG  sebesar  38,70  HRB.  Sedangkan  hasil  uji  tarik  pada  spesimen  uji  las  OAW  sebesar  91,85  N/mm 2 dan spesimen uji las TIG sebesar 113,50 N/mm 2 dan untuk struktur mikro pada logam induk spesimen las OAW dan TIG tidak mengalami perubahan yaitu berupa struktur fasa alfa dan fasa beta.
Berdasarkan  perbedaan  metode  pengelasan  diatas,  maka  dilakukan  analisa  hasil  perbandingan  pengelasan Gas  Tungsten  Arc  Welding (GTAW)  dan Underwater  Welding pada  kekuatan  reparasi  material propeller berbahan  kuningan.  Untuk  menunjang  proses  analisa  tersebut,  maka  dilakukan  kegiatan  pengujian  uji kekerasan  ( Hardness  Test ),  uji  tarik  ( Tensile  Test ),  dan  uji  makrografi  pada  hasil  pengelasan  material berbahan kuningan. Metode  yang digunakan  dalam penelitian  ini adalah  metode  eksperimen, yaitu kegiatan percobaan  secara  langsung  terhadap  benda  uji  untuk  melihat  hasil  yang  terjadi  terhadap  proses  pengelasan Gas  Tungsten  Arc Welding (GTAW)  dan Underwater  Welding pada  perbaikan  material propeller berbahan kuningan.

## 2. METODE PENELITIAN

## 2.1. Diagram Alir

## Berikut ini disajikan diagram alir penelitian

## Gambar 1. Diagram Alir

## 2.2. Studi Literatur
.
Pengumpulan  sudi  literatur  meliputi  pengumpulan  jurnal  maupun  penulisan  yang  dibuat  sebelumnya mengenai  pengelasan Gas  Tungsten  Arc  Welding (GTAW), Underwater  Welding (pengelasan  bawah  air), bahan propeller yang digunakan, penggunaan filler , serta penggunaan bentuk bevel dan standar uji.

## 2.3. Persiapan Material
Material yang akan digunakan adalah pelat kuningan ( brass plate ) yang memiliki ukuran 300 mm x 30 mm x 5 mm sebanyak 2 buah dan memiliki spesifikasi sebagai berikut
Tabel 1. Spesifikasi Material
No Spec Inspection Item Chemical Composition (%) 1 FR 5 2 3 4 PB ZN CU 15 36 65
Tabel 2. Mechanical Properties Material tanpa perlakuan
No Mechanical Properties 1 Tensile Strength (MPa) 315 2 3 4 Yield Strength (MPa) Elongation (%) Sheer Strength (Mpa) 97 65 220

## 2.4. Proses Pengelasan
Sebelum  ke  proses  pengelasan  dilakukan  pembuatan  bevel  yang  dimesinya  mengikuti  standar  dari  AWS D1.1. Untuk lebih jelasnya seperti gambar 2.

## Gambar 2. Pembuatan Bevel
Setelah proses pembuatan bevel selesai,  material akan  dilakukan proses pengelasan dengan pengelasan Gas Tungsten Arc Welding dan Underwater Welding (UW).

## Gambar 3. Hasil Pengelasan GTAW

## Gambar 4. Hasil Pengelasan UW
Pada  Gambar  3  terdapat  2 layer pengelasan. Layer ke  1  digunakan  untuk  menyambung  bagian  pengelasan dasar  ( root  weld )  dan filler dengan ampere 145  A,  tegangan  22  V,  dan travel  speed 180  s  dan  untuk layer kedua digunakan untuk  menyambung bagian keeping atau daerah atas las ( finishing ) dengan ampere 160  A dengan tegangan 22 V, dan travel speed 255 s.
Pada  Gambar  4  terdapat  2 layer pengelasan. Layer ke  1  digunakan  untuk  menyambung  bagian  pengelasan dasar  ( root  weld )  dan filler dengan ampere 145  A,  tegangan  22  V,  dan travel  speed 170  s  dan  untuk layer kedua digunakan untuk  menyambung bagian keeping atau daerah atas las ( finishing ) dengan ampere 160  A dengan tegangan 22 V, dan travel speed 253 s.

## 2.5. Proses Pengujian
Uji  material  dilakukan  untuk  mengetahui  kualitas  material  setelah  dilakukan  perlakuan  berupa  pengelasan. Uji ini dilakukan dengan uji tarik ( Tensile Test ), uji kekerasan ( Hardness Test ), pengamatan makrografi.

## Gambar 5. Spesimen uji tarik

## 2.6. Hasil dan Pembahasan
Setelah  pengujian  selesai  selanjutnya  adalah  penyajian  berupa  hasil  dan  pembahasan  hasil  pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) dan Underwater Welding (UW)

## 2.7. Kesimpulan
Kesimpulan  didapatkan  dari  hasil  pengujian  dan  menganalisanya  untuk  menjawab  perumusan  masalah  dari penelitian ini dan memberikan referensi kepada penelitian selanjutnya sebagai penyempurna penelitian ini.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  dijelaskan  tentang  hasil  penelitian  yang  diperoleh  dari  proses  uji  material  yang  dilaksanakan sesuai  metode  penelitian  serta  menganalisa  data  atau  melakukan  pengolahan  data  yang  diperoleh  dari pengujian  baik  secara  fisik  maupun  secara  mekanis  dari  dua  proses  pengelasan.  Data  yang  diperoleh  yaitu hasil  Uji  Tarik  ( Tensile  Test ),  Uji  Kekerasan  ( Hardness  Test ),  dan  pengamatan  makrografi.  Proses pengelasan yang digunakan adalah:

## 3.1. Uji Tarik
Uji tarik adalah suatu uji terhadap bahan untuk mengetahui keuletan dan ketangguhan suatu bahan terhadap tegangan  tertentu  serta  pertambahan  panjang  yang  dialami  oleh  bahan  tersebut.  Hasil  uji  tarik  tersebut mencatat  fenomena  hubungan  antara  tegangan-regangan  yang  terjadi  selama  proses  uji  tarik  dilakukan. Mesin  uji  tarik  sering  diperlukan  dalam  kegiatan engineering untuk  mengetahui  sifat-sifat  mekanik  suatu material.
Gambar 6. Hasil Uji Tarik Spesimen Gas Tungsten Arc Welding
Gambar 7. Hasil Uji Tarik Spesimen Underwater Welding
Table 3. Hasil Uji Tarik Spesimen GTAW dan UW
No Kode A 0 (mm 2 ) Yield Strenght Tensile Elongation Modulus
Material (Mpa) Strenght (MPa) (%) Young (MPa) 1 UW 125 117.408 121.342 3% 3963.852 2 GTAW 125 120.516 208.574 13% 1564.312 Gambar 8. Grafik Uji Tarik
Dari hasil perhitungan kekuatan luluh ( yield strength ) pada pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) memiliki yield strength sebesar 120.516 Mpa, Tensile strenght 208.574 MPa dan Modulus Young 1564.312 Mpa. Hal ini menunjukan bahwa pengelasan GTAW memiliki modulus elastisitas yang lebih baik dibanding dengan  pengelasan  UW.  Hal  ini  dikarenakan,  apabila  nilai  modulus  young  lebih  tinggi,  maka  spesimen tersebut kurang elastis.

## 3.2. Uji Kekerasan
Uji kekerasan bertujuan untuk mengetahui tingkat kekerasan dari material uji yang berhubungan dengan sifat keuletan  material.  Uji  kekerasan  biasanya  dilakukan  pada  daerah  logam  dasar  ( base  metal ), Head  Affected Zone (HAZ), dan hasil pengelasan ( weld metal ) dengan mengacu pada standar BKI Vol. VI tahun 2022. Uji kekerasan pada penelitian ini menggunakan metode Brinell yaitu berupa bola pejal yang dikeraskan.
Table 4. Uji Kekerasan
No Kode Material Kekerasan (HB) 1 UW 89.8 2 GTAW 78.4 Gambar 9. Grafik Uji Kekerasan Hasil Uji PENGELASAN UW 78.44 PENGELASAN GTAW 89.82
78.44 89.82 70 75 80 85 90 95 Uji Kekerasan 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Mechanical
Properties UW GTAW Yield Strenght 97 117.408 120.516 Tensile Strenght 315 121.342 208.574 Elongation 65 3% 13% Modulus Young 484.6153846 3963.852 1564.312 97 117.408 120.516 315
121.342 208.574 65 3% 13% 484.6153846 3963.852 1564.312 Uji Tarik Yield Strenght Tensile Strenght Elongation
Modulus Young
Dapat  dilihat  bahwa  kekerasan  di  daerah weld  metal pada  pengelasan  UW  adalah  78.44  HB,  dan  untuk pengelasan  GTAW  adalah  89.82  HB.  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  pengelasan Gas  Tungsten  Arc Welding (GTAW)  memiliki  kekerasan  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  pengelasan Underwater  Welding (UW).

## 3.3. Pengamatan Makrografi
Pengamatan makrografi dilakukan untuk mengetahui  kondisi dalam pengelasan atau penetrasi dan cacat apa saja yang terjadi pada pengelasan.
Table 5. Pengamatan Makrografi
No Jenis Pengelasan Gambar Keterangan 1 Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) Crack 2 Underwater Welding (UW)
Exess Root Penetration
Pada  hasil  pengamatan  makrografi  yang  ditunjukkan  pada  table  3  ditemukan  cacat  pada  pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) yaitu retak ( Crack ), sedangkan pada pengelasan Underwater Welding juga terdapat  cacat  yaitu Excess  Root  Penetration .  Cacat  las Crack atau  retak  diakibatkan  karena  penekanan secara  paksa  pada  saat  material  mengalami  deformasi,  sedangkan  cacat  las excess  root  penetration diakibatkan oleh beberapa hal yaitu ampere yang digunakan terlalu besar, suhu lingkungan dingin.

## 4. KESIMPULAN
Bila  ditinjau  dari  kapal  yang  tidak  melakukan  proses docking ,  Pada  Analisa  teknis,  hasil  pengelasan Gas Tungsten  Arc  Welding (GTAW)  dan Underwater  Welding didapatkan  bahwa  pengelasan  GTAW  memiliki kekuatan tarik maksimum 208.574 MPa, kekerasan pada daerah weld metal 89.82 HB dan cacat pengelasan berupa  crack.  Sedangkan  untuk Underwater  Welding memiliki  kekuatan  tarik  maksimum  121.342  MPa, kekerasan  pada  daerah  weld  metal  78.44  HB  dan  terjadi  catat  pengelasan  berupa exess  root  penetration . Sehingga  dari  hasil  pengelasan  tersebut  didapatkan  perbandingan  bahwa  pengelasan Gas  Tungsten  Arc Welding (GTAW) lebih baik dibandingkan dengan pengelasan Underwater Welding . Pada analisa ekonomis yang  bertujuan  untuk  mengetahui  perbandingan  ekonomis  didapatkan  bahwa  pengelasan Underwater Welding lebih  efisien  dibandingkan  pengelasan Gas  Tungsten  Arc  Welding (GTAW).  Namun,  hasil pengelasan GTAW lebih baik dibandingkan pengelasan Underwater Welding .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] P. Daun, P. Yang, and P. Pada, “Analisa Teknis Dan Ekonomis Sistem Perbaikan Daun Propeller Yang Patah Pada Km. Mandiri Dua Tanpa Docking,” Kapal , vol. 6, no. 2, pp. 100–106, 2012, doi:
10.12777/kpl.6.2.100-106.
[2] A. Hendrawan, “Jurnal Saintara Vol 4 No. 1 September 2019 ANALISA PENGEBAB KEAUSAN POROS BALING BALING KAPAL,” J. Saintara , vol. 4, no. 1, pp. 1–8, 2019.
[3] A. Mardika and N. Chandra, “Perbandingan Hasil Pengelasan GMAW dan FCAW pada Welding Repair Propeller Berbahan Kuningan Comparison of GMAW and FCAW Welding Results on Welding Repair Propellers Made of Brass Universitas Hang Tuah , Indonesia Dalam pelayarannya di laut atau sungai , p,” vol. 7, no. 1, pp. 36–42, 2023, doi: 10.31289/jmemme.v7i1.7601.
[4] M. Bin Afan, P. Purwantono, M. Mulianti, and B. Rahim, “Pengaruh Kuat Arus Listrik Pengelasan Terhadap Kekuatan Tarik Dan Struktur Mikro Las Smaw Dengan Elektroda E7016,” J. Rekayasa Mesin , vol. 15, no. 1, p. 20, 2020.
[5] J. Inovasi et al. , “Zona laut,” vol. 2, no. 3, pp. 92–98, 2021.
[6] S. Nasional, T. Riset, and X. X. No, “PENGARUH VARIASI HEAT INPUT UNDERWATER WET WELDING PADA SAMBUNGAN BUT JOINT TERHADAP SIFAT MEKANIK Teknik Bangunan Kapal , Politeknik Negeri Madura , Jalan Raya Taddan Km 4 Taddan , Sampang , 69281 PENDAHULUAN Dalam 5 tahun terakhir terdapat kurang lebih ,” pp. 504–511, 2021.
[7] J. Hasil, K. Ilmiah, S. Lois, P. Manalu, U. Budiarto, and S. Jokosisworo, “Jurnal Teknik Perkapalan Analisa Hasil Pengelasan Bawah Air Baja a36 Dengan Elektroda Air Aws E7018,” J. Tek. Perkapalan , vol. 10, no. 3, pp. 32–40, 2022, [Online]. Available: https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval.
[8] R. C. Kusuma, S. Jokosisworo, and A. W. Budi, “Analisis Perbandingan Kekuatan Tarik, Impak, Tekuk Dan Mikrografi Aluminium 5083 Pasca Pengelasan Tig (Tungsten Inert Gas) Dengan Media Pendingin Air Laut Dan Oli,” J. Tek. Perkapalan , vol. 5, no. 4, pp. 585–593, 2017, [Online]. Available: http://ejournal3.undip.ac.id/index.php/naval.
[9] G. D. Haryadi, S. Tangkuman, and A. T. Hardjuno, “Pengaruh Elektroda RB 26 Berlapis pada Under Water Welding Process ditinjau dari Sifat Mekanis pada Lambung Kapal,” pp. 18–32, 2014.
[10] A. Suprapto, “Pengaruh Kekuatan Las Berbahan Kuningan Terhadap Proses Pengelasan TIG dan Oxy-Acetylene,” 2013.