E-ISSN: 2548-1398
Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia  p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398 Vol. 7, No. 6, Juni 2022

## PENGARUH  ARUS  PENGELASAN  TIG  TERHADAP  KEKUATAN  TARIK SAMBUNGAN MATERIAL STAINLESS STEEL AISI 316

## Dionisius Himando Raditya, Rosehan, M. Sobron Y. Lubis
Program  Studi  Teknik  Mesin,  Fakultas  Teknik  Universtias  Tarumanagara  Jakarta, Indonesia Email: dionisius.515180033@stu.untar.ac.id, rosehan@ft.untar.ac.id, sobronl@ft.untar.ac.id

## Abstrak
Teknik  sambungan  las  dalam  pengelasan  harus  memiliki  kekuatan  yang  kuat. Las TIG  (Tungsten  Inert  Gas)  memiliki  paramater  pengelasan  yang  berbeda  beda tergantung  dari  material  pengelasan,  salah  satu  paramater  pengelasan  adalah  arus dalam  pengelasan  karena  akan  mempengaruhi  nilai  heat  input  yang  akan  keluar. Heat  input  akan  mempengaruhi  karakteristik  mekanis  daerah  lasan,  penelitian  ini bertujuan  untuk  melihat  nilai  kekuatan  tarik  dari  perbedaan  arus  pada  material stainless  steel AISI  316  dibentuk  sesuai  dengan  specimen  pengujian  tarik ASTM E8 , dan filler dari bahan pengelasan adalah AISI 316, dan gas pelindung berupa gas argon. Variasi arus yang akan digunakan adalah 3 variasi yaitu 110 A, 130 A, dan 150  A.  Pengujian  tarik  menggunakan universal  material  testing  machine untuk mencari  nilai  beban  maksimal  yang  dapat  ditahan  oleh  daerah  lasan  dengan pembebanan  statis.  Kekuatan  sambungan  las  tertinggi  diperoleh  oleh  arus pengelasan sebesar 130 A dengan nilai tegangan tarik sebesar 476,4978 MPa.
Kata Kunci: AISI 316, Las TIG, Pengelasan, Pengujian Tarik

## Abstract
Welded  connection  technique  in  welding  must  have  strong  strength.  TIG  (Tungsten Inert  Gas)  welding  has  different  welding  parameters  depending  on  the  welding material, one of the welding parameters is the welding current because it will affect the value of the heat input that will come out. Heat input will affect the mechanical characteristics of the weld area, this study aims to see the value of the tensile strength with  different  welding  current  in  the  AISI  316  stainless  steel  material  formed according to the ASTM E8 tensile test specimen, and the filler of the welding material is AISI 316, and the shielding gas  used is argon. The current variations that will be used  are  3  variations,  namely  110  A,  130  A,  and  150  A.  Tensile  testing  uses  a universal  material  testing  machine  to  find  the  maximum  load  value  that  can  be resisted by the weld area with static loading. The highest strength of the welded joint is obtained by a welding current of 130 A with a tensile stress of 476.4978 MPa.
Keywords: AISI 316, TIG Welding, Welding, Tensile Testing

## Pendahuluan
Stainless steel secara ilmiah merupakan logam tahan karat, dikarenakan paduan dari kromium (Cr) dan besi (Fe). Dengan karakteristik tahan karat penggunaan stainless steel  banyak  ditemui  dalam  kehidupan  sehari  hari,  mulai  dari  peralatan  rumah  tangga sampai  pembangunan  infrastruktur  kota  menggunakan  stainless  steel  sebagai  material pembangun yang melindungi dari korosi.
Penggunaan yang begitu banyak juga menimbulkan pembentukan stainless steel yang  beragam  begitu  banyak  metode  yang  dapat  dicoba  untuk  melakukan  sambungan antara  stainless  steel  atau  dengan  material  lain  untuk  dapat  mencapai  bentuk  sesuai dengan  fungsi  yang  ada  pada  rancangan.  Salah  satu  metode  yang  dapat  digunakan adalah dengan sambungan las, Sambungan las memiliki beberapa jenis salah satu adalah GTAW (Gas  Tungsten  Arc  Welding) atau  TIG  ( Tungsten  Inert  Gas )  merupakan  salah satu las listrik yang menggunakan busur dan elektroda tungsten.
Daerah  las  biasanya  tidak  dapat  menerima  beban  yang  terlalu  tinggi  atau  akan mengalami  patah  sambungan.  Patah  sambungan  akan  menyebabkan function  failure pada  mesin,  sangat  penting  pada  perancangan  untuk  mengetahui  batas  pembebanan yang dapat diterima daerah lasan sebelum menetapkan menggunakan sambungan las.
Pada  penelitian  sebelumnya  pengaruh  arus  pengelasan  pada  material  stainless steel  316  memiliki  analisa  semakin  tinggi  arus  pengelasan  maka  semakin  tinggi  nilai kekuatan tarik. Pada arus pengelasan sebesar 70 A, 80 A, 90 A nilai tertinggi diperoleh oleh arus sebesar 90 A.

## Metode Penelitian
Metode pelaksanaan penelitian menggunakan beberapa paramater dalam proses pembuatan  specimen.  Pembuatan  specimen  mengikuti  dengan  standar  pengujian  uji tarik  sesuai  dengan ASTM E8  ( American  Standard  Testing  and  Material )  dimensi specimen dapat dilihat seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Dimensi Specimen ASTM E8
Dimensi  material  sebesar  200  mm  X  20  mm  X  3  mm.  Setelah  pembuatan material  selesai  maka  akan  melakukan  pemotongan  material  pada  bagian  tengah material  dengan  menggunakan  mesin  potong  membentuk  kampuh  tipe  I  seperti  pada gambar 2.

## Gambar 2. Kampuh Las I
Proses  pengelasan  menggunakan  proses  pengelasan TIG ( Tungsten  Inert  Gas ) dengan menggunakan filler rod AISI 316  dengan diameter 1,6 mm dan gas pelindung gas argon dengan elektroda tungsten WTh-2, dan variasi arus pengelasan 110A, 130A, dan 150A. Hasil pengelasan dapat dilihat seperti pada gambar 3.

## Gambar 3. Hasil Pengelasan
Setelah  proses  pengelasan  sudah  dilakukan  maka  specimen  akan  dilakukan proses  penghalusan  permukaan  agar  mendapatkan  permukaan  yang  halus  dan  rata dengan  specimen,  berguna  pada  proses  uji  tarik  agar  tidak  adanya  beda  tebal permukaan yang menyebabkan patahan pada bagian pinggir daerah HAZ (Heat Affected Zone) . Hasil penghalusan dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 4. Specimen Pengujian Tarik
Proses pembuatan specimen sudah selesai dilanjutkan dengan proses pengujian specimen  yang  dilakukan  pada  Lab  Proses  Produksi  Universitas  Tarumanagara. Specimen  dengan  variasi  arus  yang  berbeda  akan  dilakukan  pengujian  tarik  masing masing  arus  memiliki  3  specimen  sehingga  pengujian  dilakukan  sebanyak  12  kali dengan  rincian,  3  specimen  dengan  arus  110  A,  3  specimen  dengan  arus  130  A,  3 specimen  dengan  arus  150  A,  dan  3  specimen  untuk  pengerjaan  tanpa  las.  Proses pengujian dapat dilihat seperti pada gambar 5.

## Gambar 5. Proses Pengujian Tarik

## Hasil dan Pembahasan
Pengujian tarik digunakan dengan tujuan untuk mengetahui ketahanan specimen terhadap  pembebanan  statis.  Pembebanan  akan  terus  ditambahkan  sampai  specimen mengalami  patah,  dengan  tujuan  untuk  mencari  pembeban  maksimal  yang  dapat diterima material. Hasil data dari pengujian tarik dapat dilihat pada tabel 1

## Tabel 1. Hasil Uji Tarik
Specimen No Lebar mm Tebal mm Luas Awal (A0) mm 2 Panjan g Awal (L0) mm Fmax Kgf Panjang Akhir (L1) mm Pertambaha n Panjang ( Δ L) mm TIG Arus 1 110 1 12,5 3 37,5 195 1710 210 15 2 12,5 3 37,5 195 1680 207 12 3 12,5 3 37,5 195 1730 208 13 Specimen No Lebar mm Tebal mm Luas Awal (A0) mm 2 Panjan g Awal (L0) mm Fmax Kgf Panjang Akhir (L1) mm Pertambaha n Panjang ( Δ L) mm TIG Arus 2 130 1 12,5 3 37,5 195 1860 215 20 2 12,5 3 37,5 195 1800 213 18 3 12,5 3 37,5 195 1810 208 13 TIG Arus 3 150 1 12,5 3 37,5 195 1560 202 7 2 12,5 3 37,5 195 1620 204 9 3 12,5 3 37,5 195 1660 202 7 Tanpa Las 1 12,5 3 37,5 195 2200 245 50 2 12,5 3 37,5 195 2160 243 47 3 12,5 3 37,5 195 2150 240 45
Pengaruh Arus Pengelasan TIG Terhadap Kekuatan Tarik Sambungan Material Stainless Steel AISI 316
Dari data yang di dapat maka analisa yang dilakukan adalah untuk mencari nilai tegangan maksimal ( , regangan ( , dan modulus elastisitas ( . Perhitungan tegangan maksimal ( Persamaan tegangan maksimal
Catatan:
= Tegangan maksimal (MPa)
= Beban (N)
= Luas Penampang Awal (m 2 )
Persamaan regangan
Catatan:
= Regangan
= Pertambahan Panjang (mm)
= Panjang Awal (mm)
Persamaan modulus elastisitas
Catatan:
= Modulus Elastisitas
= Tegangan maksimal (MPa)
= Regangan

## Tabel 2. Hasil Nilai Tensile strength
Specimen No Tensile strength Rata Rata Tensile strength TIG Arus 1 110 1 446,88 MPa 446,0089 MPa 2 439,04 MPa 3 452,1067 MPa TIG Arus 2 130 1 486,08 MPa 476,4978 MPa 2 470,4 MPa 3 473,0133 MPa TIG Arus 3 150 1 407,68 MPa 421,6178 MPa 2 423,36 MPa 3 433,8133 MPa Tanpa Las 1 574,9333 MPa 567,0933 MPa 2 564,48 MPa 3 561,8667 MPa
Tabel 3. Hasil Nilai Regangan Specimen No Regangan Rata Rata Regangan TIG Arus 1 110 1 7,7% 6,837607% 2 6,2% 3 6,7% TIG Arus 2 130 1
10,3%
8,717949% 2 9,2% 3 6,7% TIG Arus 3 150 1 3,6% 3,931624% 2 4,6% 3 3,6% Tanpa Las 1 25,6% 24,2735% 2 24,1% 3 23,1%

## Tabel 4. Hasil Nilai Modulus Elastisitas
Specimen No Modulus Elastisitas Rata Rata Modulus Elastisitas TIG Arus 1 110 1 5815,37 N/m 2 6581,86 N/m 2 2 7141,68 N/m 2 3 6788,52 N/m 2 TIG Arus 2 130 1 4744,12 N/m 2 5649,25 N/m 2 2 5101,20 N/m 2 3 7102,44 N/m 2 TIG Arus 3 150 1 11368,39 N/m 2 10882,56 N/m 2 2 9182,16 N/m 2 3 12097,13 N/m 2 Tanpa Las 1 2244,53 N/m 2 2342,05 N/m 2 2 2344,38 N/m 2 3 2437,24 N/m 2
Dari  tabel  2,  3,  dan  4  maka  nilai tensile  strength ,  regangan,  dan  modulus elastisitas dapat dibentuk menjadi grafik perbandingan nilai seperti pada grafik 6,7, dan 8 untuk mendapatkan visualisasi yang lebih jelas terhadap hasil pengujian.
Gambar 6. Grafik Nilai Tensile strength
Gambar 7. Grafik Nilai Regangan
Gambar 8. Grafik Nilai Modulus Elastisitas
Hasil  pengujian  tarik  material  dengan  perbedaan  arus  terlihat  perbedaan  nilai yang  cukup  besar  dari  specimen  yang  melalui  proses  pengelasan  dan  yang  tidak. Kekuatan  tarik  dari  specimen  yang  mengalami  proses  pengelasan  terdapat  pada  arus pengelasan sebesar 130 A. Patah yang terjadi dalam pengujian tarik rata rata di daerah yang  terkena  las  dikarenakan  yeild  strength  pada  daerah  tersebut  tidak  sekuat  daerah tanpa lasan.  Nilai  regangan  pada  specimen  hasil las  tidak  sebesar  nilai  regangan  pada specimen  tanpa  las,  dikarenakan  kekuatan  daerah  las  untuk  menerima  beban  tidak sekuat  material  specimen  mengakibatkan  daerah  las  sudah  terputus  sebelum  dapat meregang.

## Kesimpulan
Penelitian  ini  menunjukan  adanya  perbedaan  kekuatan  tarik  dari  specimen dengan  variasi  arus  yang  berbeda  yaitu  sebesar  110  A,  130  A,  150  A,  dan  tanpa  las. Arus  yang  berbeda  akan  menghasilkan  nilai  heat  input  yang  berbeda  dan  akan berpengaruh pad kualitas daerah pengelasan.
Nilai dari tegangan tarik paling tinggi diperoleh oleh arus sebesar 130 A dengan nilai rata rata  476,4978 MPa. Penurunan nilai tegangan tarik terjadi pada arus sebesar 110 A dan 150 A dengan nilai rata rata kedua tertinggi terjadi pada arus 110 A dengan rata rata 446,0089 MPa.
Nilai tegangan tarik dan regangan berbanding lurus sehingga jika tegangan tarik meningkat  maka  nilai  regangan  juga  akan  meningkat,  namun  berbanding  terbalik dengan  modulus  elastisitas.  Nilai  modulus  elastisitas  mengartikan  tingkat  kekakuan material  semakin  besar  nilai  modulus  elastisitas  maka  material  akan  semakin  kaku sehingga akan semakin sedikit mengalami perubahan bentuk pada material.

## BIBLIOGRAFI
J. G. P. Beddoes, Jonathan, Introduction to Stainless Steels. Materials Park, OH: ASM International, 1999.
L. F. Jeffus, Welding: Principles and Applications. Thomson/Delmar Learning, 2004.
J.  Hicks,  “Preface,”  in  Welded  Joint  Design  (Third  Edition),  Third Edition.,  J.  Hicks, Ed. Woodhead Publishing, 1999.
A. Kumar, B. Singh, and S. S. Sandhu, “Effect of thermal aging on metallurgical, tensile and impact toughness performance of electron beam welded AISI  316 SS joints,” Fusion Eng. Des., vol. 159, p. 111949, 2020
Sponsored by Aalco  - Ferrous and Non-Ferrous Metals Stockist May 18 2005, “Grade 316 stainless steel: Properties, fabrication and applications,” AZoM.com, 16-Oct- 2020.  Available:  https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=2868.  [Accessed: 23-Feb-2022].
A.  Ramakrishnan,  T.  Rameshkumar,  G.  Rajamurugan,  G.  Sundarraju,  and  D. Selvamuthukumaran,  “Experimental  investigation  on  mechanical  properties  of TIG welded dissimilar AISI 304 and AISI 316 stainless steel using 308 filler rod,” Mater. Today Proc., vol. 45, no. xxxx, pp. 8207–8211, 2021
S.  Lubis,  R.  Rosehan,  και  S.  Erlely,  ‘Analysis  of  Welding  Strength  S45C  Material  in Spot  Welding  Process  with  Variations  in  Welding  Press  Time  and  Electrode Diameter’, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, τ. 1007, σ. 012061, 12 2020.
F. Ostovan, E. Shafiei, M. Toozandehjani, I. F. Mohamed, και M. Soltani, ‘On the role of molybdenum on the microstructural, mechanical and corrosion properties of the GTAW  AISI  316  stainless  steel  welds’,  Journal  of  Materials  Research  and Technology, τ. 13, σσ. 2115–2125, 2021.
Y.  Balram,  T.  Vishu  Vardhan,  B.  Sridhar  Babu,  G.  Venkat  Ramana,  και  C.  Preethi, ‘Thermal stress analysis of AISI 316 stainless steels weldments in TIG and pulse TIG welding processes’, Materials Today: Proceedings, τ. 19, σσ. 182–187, 2019.
S.  Chatterjee,  S.  S.  Mahapatra,  V.  Bharadwaj,  B.  N.  Upadhyay,  K.  S.  Bindra,  και  J. Thomas,  ‘Parametric  appraisal  of  mechanical  and  metallurgical  behavior  of  butt welded joints using pulsed Nd: YAG laser on thin sheets of AISI 316’, Optics & Laser Technology, τ. 117, σσ. 186–199, 2019.

## Copyright holder:
Dionisius Himando Raditya, Rosehan, M. Sobron Y. Lubis (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: