Irna Sari Maulani, Heris Syamsuri, Ade Kurniawan JITTER (Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan) Volume 10, No 2, 15 April 2024
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333

## PERANCANGAN MESIN SPOT WELDING PORTABLE UNTUK SKALA LABORATORIUM
Irna Sari Maulani 1 , Heris Syamsuri 2 , Ade Kurniawan 3
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik 1, 2, 3
Universitas Galuh Ciamis, Jawa Barat irna.maulaini@unigal.ac.id, herissyamsuri@unigal.ac.id, kimmkurniawan1933@gmail.com

## Abstrak
Spot  Welding merupakan  salah  satu  jenis  las resistansi listrik yang penggunaannya khusus digunakan  untuk  penyambungan  plat.  Arus  listrik yang  tinggi  diberikan  pada  material  yang  berhimpit melalui  elektroda  saat  proses  penekanan  oleh  kedua elekroda. Spot  Welding banyak  digunakan  di  dunia industri  baik  skala  besar  maupun  kecil.  Pada Matakuliah  proses  manufaktur  di  Program  Studi Teknik,  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Galuh terdapat  materi  dan  praktik  pengelasan  tentu  untuk mencapai  hasil  pembelajaran  yang  maksimal  dalam praktiknya pengelasan sehingga diperlukan pembuatan  alat spot welding  portable . Dari pembahasan  permasalahan  diatasmembuat  penulis tertarik untuk merancang mesin spot welding portable untuk  skala  laboratorium  dari  mulai  penggambaran, perencanaan,  sketsa  atau  pengaturan  dari  beberapa elemen  yang  terpisah  kedalam  suatu  kesatuan  yang untuk  dan  penggambaran  alat  menggunakan  aplikasi solidwork  dan  Finite  Elemen  Methode  (FEM)  atau biasanya  disebut Finite  Element  Analysis (FEA) sebagai  alat  analisis.  Tujuan  Penelitian  adalah membuat  membuat  mesin  spot  welding  portable sakala  labolatorium.  Diharapkan  dengan  adanya  alat ini  dapat  menunjang  perkliahan  di  Labolatorium Teknik  Mesin.  Metode  yang  digunakan  pada  proses perancangan  mesin spot  welding  portable dibuat menggunakan software solidwork. Dimensi perancangan  mesin  spot  welding  adalah  panjang  63 cm,  Lebar  14cm,  tinggi  14  cm.  Dimensi  pedal  yang sudah  dilakukan  memiliki  Panjang  10  cm,  Lebar  38 cm  dan  Tinggi  98  cm.  Spesifikasi  kelistrikan membutuhkan daya 700-800 watt, Tegangan 220 volt, arus  Listrik  sebesar  5  ampere.  Analisis  rancangan yang  sudah  dilakukan  terbagi  menjadi  analisis tegangan yang mempunyai nilai sebesar 2.476.233N/m 2 ,  sementara  tegangan  luluh  material
ASTM  A36  sebesar  250  MPa  sehingga  rangka dinyatakan aman.  Analisis perpindahan dan regangan menghasilkan  nilai  0  dan  analisis safety  of  factor menghasilkan nilai 101.
Kata kunci: Las Titik, Perancangan, FEM, FEA

## Abstract
Spot  Welding  is  a  type  of  electric  resistance welding  which  is  specifically  used  for  joining  plates. A high electric current is applied to the material that is  pressed  together  through  the  electrode  during  the pressing process by the two electrodes. Spot Welding is widely used in the industrial world, both large and small  scale.  In  the  manufacturing  process  course  in the  Mechanical  Engineering  Study  Program,  Faculty of  Engineering,  Galuh  University,  there  is  welding material  and  practice  to  achieve  maximum  learning results in welding practice, so it is necessary to make a  portable  spot  welding  tool.  From  the  discussion  of the  problems  above,  the  author  is  interested  in designing  a  portable  spot  welding  machine  for laboratory  scale  starting  from  drawing,  planning, sketching or arranging several separate elements into a single unit for and drawing the tool using solidwork applications and the Finite Element Method (FEM) or usually  called  Finite  Element  Analysis  (FEA)  as  an analysis  tool.  The  aim  of  the  research  is  to  create  a portable spot welding machine in the laboratory. It is hoped  that  this  tool  can  support  lectures  in  the Mechanical  Engineering  Laboratory.  The  method used  in  the  design  process  for  portable  spot  welding machines  is  made  using  Solidwork  software.  The design dimensions of the spot welding machine are 63 cm long, 14 cm wide, 14 cm high. The dimensions of the pedal  that has been made are 10 cm long, 38 cm
Irna Sari Maulani, Heris Syamsuri, Ade Kurniawan JITTER (Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan) Volume 10, No 2, 15 April 2024
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
wide and 98 cm high. Electrical specifications require 700-800 watts of power, 220 volts, 5 amperes electric current. The design analysis that has been carried out is  divided  into  stress  analysis  which  has  a  value  of 2,476,233N/m2,  while  the  yield  stress  of  the  ASTM A36 material is 250 MPa so that the frame is declared safe.  Displacement  and  strain  analysis  produces  a value  of  0  and  safety  of  factor  analysis  produces  a value of 101.
Keywords: Spot Welding, Design, FEM, FEA

## I. P ENDAHULUAN
Dengan  kemajuan  yang  telah  di  capai  sampai dengan  saat  ini  teknologi  las  memegang  peranan penting  dalam  masyarakat  industri  modern.  Terbukti dengan  terwujudnya  standar-standar  teknik  dalam pengelasan  las  yang  akan  membatu  memperluas lingkup  pemakaian  sambungan  las  dan  memperbesar ukuran  bangunan  kontruksi  yang  dapat  di  las.  Pada tahap-tahap  permulaan  dari  pengembangan  teknologi las, pengelasan hanya dipergunakan pada sambungan- sambungan  dan  repasi-repasi  yang  kurang  penting. Tetapi, sekarang penggunaan proses-proses pengelasan  dan  penggunaan  konstuksi-kontruksi  las merupakan  hal  yang umum disemua  negara di dunia. Pada  saat  ini  telah  digunakan  lebih  dari  40  jenis pengelasan  termasuk  pengelasan  yang  dilaksanakan dengan  hanya  menekan  dua  logam  yang  di  sambung sehingga  terjadi  ikatan  antara  atom-atom  atau molekul-molekul  dari  logam  yang  tersambungkan. (Bakhori, 2017)
Spot Welding banyak digunakan di dunia industri baik  skala  besar  maupun  kecil.  Dalam  industri  besar spot  welding  mempunyai  desain  yang  solid  dan  fix artinya  dari  cara  penempatan  sudah  ditentukan  di sebuah  tempat  khusus  dan  ingin  dipindahkan  harus menggunakan alat bantu yang berat. Sementara untuk skala  kecil  spot  welding  ini  akan  sangat  dibutuhkan untuk  pengerjaan  plat-plat  tipis,  namun  harga  dan bentuknya  yang  susah  di  pindah-pindah  tentu  saja membutuhkan  inovasi  agar  kebutuhan  industri  kecil bisa terpenuhi. (A. Choironi and S. Huda, 2013)
Perancangan  mesin  adalah  suatu  usaha  yang dilakukan oleh  individu untuk memperoleh suatu alat yang  bermanfaat  dan  mempermudah  pekerjaan manusia  di  dalam  penyelesayan  nya.  (ZETRI,  2017) Kemajuan  zaman  yang  modern  ini  setiap  manusia dituntut  untuk  dapat  berpikir  inovatif  dan  kereatif
untuk  menciptakan  suatu  alat  menunjang  kebutuhan manusia  itu  sendiri  sebagai  tindakan  manusia  untuk memudahkan  suatu  pekerjaan  dan  memperoleh  hasil yang direncanakan. (Burhanul Aziz, 2020)
Mesin  spot  welding  portable  mempunyai  fungsi untuk  menyambung  plat-plat  tipis,  menyambung  plat nikel        pada  rangkaian  baterai  danjuga  dapat digunakan  sebagai soldering  iron .  Dalam  hal  ini penulis juga menggabungkan tipe mesin las titik SSW dan  PSW  dimana  penggabunggan  kedua  tipe  dalam satu  mesin  dimaksutkan  untuk  menghasilkan  desain mesin  las  titik  yang  ringkas  namun  cukup  flexible dalam  pengunaanya.    (Hidayat,  2022).  Diharapkan dengan adanya alat ini dapat memecahkan permasalahan  dan  menjawab  kebutuhan home industry akan  proses  produksi,  serta  dapat  menjadi pembelajaran  untuk  mahasiswa  Teknik  Mesin Universitas Galuh.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Penelitian  ini  dilaksanakan  di  Laboratorium Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas  Galuh. Tahapan  dimulai  dengan  mencentukan  desain  yang akan dikonversi dalam perangkat lunak. Metode yang dilakukan  dengan  membuat  desain  serta  analisis rancangan nya. Dalam proses perancangan ini penulis melakukan  tahapan-tahapan  yang  akan  dilakukan untuk  mencapai  hasil  yang  diinginkan,  dapat  dilihat pada diagram alir berikut.
Mulai
Identifikasi Masalah Studi Literatur
Membuat Alternatif Desain Desain 1 Desain 2 Desain 3 Menentukan Jenis Rancangan Menentukan Analisis Hasil Rancangan Melakukan Simulasi Rancangan Hasil Simulasi OK? Selesai Ya Tidak Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Irna Sari Maulani, Heris Syamsuri, Ade Kurniawan JITTER (Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan) Volume 10, No 2, 15 April 2024
E-ISSN : 2407 – 3911

## P-ISSN : 2686 - 0333

## III. A NALISIS DAN P ERANCANGAN

## III.1 Desain Gambar
Desain dibuat dari sketsa kasar yang telah dibuat oleh  perancang,  perancangan  mesin spot  welding portable dibuat  menggunakan software  solidwork . (Rizki, 2011)
Gambar 2 . Mesin Spot Welding
Gambar diatas adalah hasil perancangan menjelaskan  penggunakan software desain  yang digunakan oleh perancang, dari  hasil tersebut didapat perancangan  elemen  mesin  dimana  gabungan  dari beberapa  komponen  yang  saling  mempengaruhi  dan tidak dapat dipisahkan.

## III.2 Frame
Frame  yaitu  bagian  dasar  yang berfungsi mendukung  mesin,  transmisi,  tabung,  serta  untuk menjaga  stabilitas  alat  ingin  dibuat  karna  frame sendiri  akan  di  temple  oleh  komponen-komponen mesin,  maka  dalam  membuatnya  harus  memikirkan beban yang akan dialami oleh frame. (Harsokusoemo, 2000)
Gambar 3. Desain Rangka
Rangka  yang  didesain  dengan  ukuran  seperti yang  tertulis  pada  gambar  2  yang  berfungsi menompang gaya mesin.

## III.3 Pedal
Pedal untuk menarik tuas lengan las/menarik dua elektroda  kemdian  dilakukan  dengan  cara  di  injak. Dengan  pedal  kita  gunakan  untuk  mengelas memberikan  hasil  yang  lebih  baik  mesin  las  titik masih  dapat  berfungsi  dengan  baik  bahkan  lebih memudahkan bekerja.
Gambar 4. Pedal
III.4 Komponen Mesin Spot Welding
Dalam perancangan mesin spot welding dirancang  dengan  komponen  -  komponen  perancang seperti berikut:
1.  Motor Listrik
Transformator  yang  di  desain  dengan  ukuran seperti  yang  tertulis  pada  Gambar  5  yang  berfungsi untuk suatu alat  listrik  yang dapat  memindahkan  dan mengubah energy listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik  yang  lain  melalui  satu  gandingan  magnet  dan berdasarkan prinsip induksi tanpa mengubah frekuensinya.

## Gambar 5. DesainTransformator
Spesifikasi transformator ini Daya 700-800 watt, Tegangan 220 volt, Arus listrik 5 ampere.
Irna Sari Maulani, Heris Syamsuri, Ade Kurniawan JITTER (Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan) Volume 10, No 2, 15 April 2024
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333

## 2.  Blower
Blower yang didesain dengan ukuran seperti yang tertulis  pada Gambar  5 yang  berfungsi  sebagai pengisapan atau pemvakuman udara atau gas tertentu. Spesifikasi blower ukuran 8x8 cm dan daya 220 volt.
Gambar 6. Desain Blower
3.  Elektroda Tambaga
Elektroda yang umum digunakan untuk pengelasan resistansi listrik. Elektroda tembaga disini berfungsi  untuk  salah  satu  cara  pengelasan  resistansi listrik,dimana  dua  atau  lebih  lembaran  logam  dijepit diantara  dua  elektroda  logam,  sehingga  titik  diantara plat logam dibawah elektroda yang saling bersinggungan  menjadi  panas  akibat  resistansi  listrik hinnga  mencapai  pengelasan.Dengan  diameter  13mm
dengan panjang 6 cm.

## Gambar 7. Desain Elektroda
4.  Kabel Las Tembaga
Kabel las tembaga untuk mengalirkan arus ke dua elektroda tembaga dengan ukuran 16 mm panjang 1,5 meter.
III.5 Analisis Rancangan Menggunakan Finite Element Method (FEM)
Adalah  salah  satu  metode  yang  digunakan  untuk menghitung gaya, proses analisis dilakukan berdasarkan  metode  kekakuan  yang  disajikan  dalam formulasi  matriks,  area  permasalahan  yang  menarik termasuk  bidang  tradisional  analisis  structural, perpindahan  panas,  aliran  fluida,  transportasi  massa dan potensi elektromagnetik.
1. Tegangan ( Von Mises )
Dilihat dari Gambar 8 dinyatakan bahwa daerah terdistribusi tegangan maksimal di perlihatkan dengan warna  merah  dengan  hasil  2.476.233N/m^2  yang  di beri  beban  dari  kalkulasi  seluruh  komponen  mesin, Sementara  tegangan  luluh  material  ASTM  A36 sebesar 250MPa. Dengan demikian rangka dinyatakan aman.
Gambar 8. Tegangan (Von Mises )

## 2. Perpindahan ( Displacemet )
Dilihat  dari  Gambar  9  dinyatakan  bahwa  daerah terdistribusi  perpindahan  maksimal  di  perlihatkan dengan  warna  merah  dengan  hasil  0,  Dengan demikian beban mesin spot welding dan komponen  – komponen lainnya pada rangka dinyatakan aman.
Gambar 9. Perpindahan (Displacement)
3.  Regangan ( Strain )
Gambar 10 dinyatakan bahwa daerah terdistribusi regangan  maksimal  di  perlihatkan  dengan  warna kuning  dengan  hasil  0.  Dengan  demikian  beban  dari mesin  spot  welding  dari  komponen  –  komponenya tidak  terjadi  regangan  pada  struktur  elemen  dengan rangka dinyatakan aman.
Irna Sari Maulani, Heris Syamsuri, Ade Kurniawan JITTER (Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan) Volume 10, No 2, 15 April 2024
E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISSN : 2686 - 0333
Gambar 10. Regangan (Strain )
4.  Faktor Keamanan ( Safety of Factor )

## Gambar 11. Faktor Keamanan ( Safety of Factor )
Dilihat  dari  gambar  dinyatakan  bahwa,  daerah komponen  Rangka  yang  berwarna  merah  adalah daerah visualisasi faktor keamanan, hasil yang didapat adalah  101  hasilnya  lebih  besar  dari  1.  Dengan didapatkannya  hasil  safety  of  factor  101  maka dinyatakan  bahwa  dari  hasil  analisis  FEM  dengan beban beban dari mesin spot welding dan komponen – komponenya dinyatakan aman dengan nilai 101.

## IV. K ESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari perancangan mesin spot welding terbagi menjadi tiga yaitu dimensi perancangan, analisis perancangan dan analisis batang pedal.  Dimensi  perancangan  mesin  spot  welding adalah  panjang  63  cm,  Lebar  14cm,  tinggi  14  cm. Dimensi  pedal  yang  sudah  dilakukan  memiliki Panjang  10  cm,  Lebar  38  cm  dan  Tinggi  98  cm. Spesifikasi  kelistrikan  membutuhkan  daya  700-800 watt,  Tegangan  220  volt,  arus  Listrik  sebesar  5 ampere.
Analisis rancangan  yang sudah dilakukan terbagi menjadi  analisis  tegangan  yang  mempunyai  nilai sebesar  2.476.233N/m 2 ,  sementara  tegangan  luluh material  ASTM  A36  sebesar  250  MPa  sehingga rangka  dinyatakan  aman.  Analisis  perpindahan  dan regangan  menghasilkan  nilai  0  dan  analisis safety  of factor menghasilkan nilai 101.
Analisis  batang  pedal  tidak  dapat  dilakukan karena material yang digunakan adalah kayu sehingga tidak mempunyai tegangan luluh material.

## R EFERENCES
A.  Choironi  and  S.  Huda.  2013. Redesign  Dan Rancang  Bangun  Mekanisme  Spot  welding Elekroda  Tungtens  Dengan  alat  Microwave Oven  Transformator  Kapasitas  2  –  3  Volt, Undergraduate (SI) thesis, Malang University of Muhammadiyah Malang A  Fruhling.  2005.  Assessing  the  Reliability,  Validity and  Adaptability  of  PSSUQ. 9th  Americas Conference on Information Systems. Omaha, Nebraska Aziz,  B.,  Winarso.  2020.  RANCANG  BANGUN ALAT SPOT WELDING MENGGUNAKAN TRANSFORMATOR OVEN MICROWAVE DENGAN KENDALI DIMMER. Jurnal Riset
Rekayasa Elektro doi10.30595/jrre.v2i2.8274
Bakhori,  A.  2018. Perbaikan  Metode  Pengelasan SMAW  (Sheal  Metal  ARC  Welding  )  Pada Industri Kecil Di Kota Medan. Medan
Darmawan, H. 2000. Pengantar Perancangan Teknik. Jakarta. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi
Hidayat,  A.F.  2022.  RANCANG  BANGUN  MESIN SPOT  WELDING  AND  SOLDERING IRON SEMI PORTABLE. JRM07 019-17
Rizky,  Soetam.  2011. Konsep  Dasar  Rekayasa Perangkat Lunak. Jakarta. Prestasi pustaka
Zetri,  R.  2017. PERANCANGAN  SPOT  WELDING. Bandung. Universitas Pasundan