ANALISIS KEKERASAN, CACAT LAS, DAN STRUKTUR MIKRO PADA SAMBUNGAN T PADUAN ALUMINIUM 6061 T6511 HASIL GAS METAL ARC WELDING (GMAW) DENGAN VARIASI KUAT ARUS
Ahmad Jukliv Pandu Yoedhawan 1 , Sumarji 2
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: petroleum.qualified@gmail.com

## ABSTRACT
AA 6061 T6511 is an aluminum alloy with composition Al 96,61 Wt %, Cr 0,04 Wt %, Cu 0,15 Wt %, Fe 0,7 Wt %, Mg 1,15 Wt %, Mn 0,15 Wt %, Si 0,8 Wt %, Ti 0,15 Wt %, and Zn 0,25 Wt %. Gas Metal Arc Welding  (GMAW)  is  a  welding  process  that  the  energy  obtained  from  an  electric  arc.  Arc  welding  to occur between the surface of the workpiece with the electrode wire coming out of the nozzle together with the  protective  gas.  GMAW  AA  6061  T6511  using  filler  metal  ER  5356  with  composition  of  0,2%  Mn, 0,25% Si, 0,4% Fe, 5,5% Mg, 0,2% Cr, 0,1% Cu, 0,2% Ti, 0,1% Zn, and 0,0003% Be. From a visual test known GMAW process with strong currents 120 amperes generates heat input of 0,504 kJ/mm, GMAW process  with  strong  currents  of  150  amperes  generates  heat  input  of  0,837  kJ/mm,  and  the  GMAW process  with  strong  currents  of  180  amperes  generates  heat  input  of  1,168  kJ/mm.  From  inspection  of defects  on  the  surface  was  found  that  the  results  of  GMAW  are  undersize  weld,  excessive  convexity, excessive  undercut,  overlap,  and  incomplete  fusion.  From  inspection  of  surface  defects  in  GMAW welding  of  AA  6061  T6511  are  spherical  porosity  and  wormholes  porosity.  The  area  has  the  highest hardness in the heat affected zone is located at GMAW AA 6061 T6511 180 amperes is equal to 51,33 BHN, the lowest hardness of 24 BHN which is located on the base metal area on GMAW AA 6061 T6511 120 amperes, and microstructure observations show an increase in diameter the highest point on the AA 6061 T6511 from 61 μm after GMAW process 180 amperes becomes 21 μm.
Keywords: AA 6061 T6511, Gas Metal Arc Welding, hardness, microstructure, weld defects.

## PENDAHULUAN
AA  6061  T6511  merupakan  paduan  aluminium dengan  komposisi  Al  96,61  Wt  %,  Cr  0,04  Wt  %,  Cu 0,15 Wt %, Fe 0,7 Wt %, Mg 1,15 Wt %, Mn 0,15 Wt %, Si 0,8 Wt %, Ti 0,15 Wt %, dan Zn 0,25 Wt %. AA 6061  T6511  memiliki  sifat  dapat  diperlaku-panaskan, memiliki  sifat  yang  baik  dalam  daya  tahan  korosi terutama  korosi  oleh  air  laut,  ketangguhan  baik,  dan sifat  mampu  las  yang  sangat  baik  sehingga  material jenis  ini  banyak  sekali  digunakan  untuk  diaplikasikan pada  temperatur  dibawah  nol  derajat  ( cryogenic ), tangki-tangki  LNG,  bejana  tekan  temperatur  rendah ( unfired  pressure  vessel ),  peralatan  kelautan  ( marine component ), rig pengeboran, struktur rangka bangunan, pembangunan struktur pesawat seperti sayap dan badan pesawat, cano, gerbong kereta api, dan konstruksi kapal pesiar [1].
Gas  Metal  Arc  Welding (GMAW)  adalah  proses pengelasan  yang  energinya  diperoleh  dari  busur  listrik. Busur  las  terjadi  di  antara  permukaan  benda  kerja dengan  ujung  kawat  elektroda  yang  keluar  dari nozzle bersama-sama  dengan  gas  pelindung  [2].  Dalam pengelasan perlu diperhatikan prosedur-prosedur pengelasan  dan  menghindari  segala  bentuk  yang  dapat
menyebabkan cacat las. Terjadinya cacat las ini akan mengakibatkan  banyak  hal  yang  tidak  diinginkan dan  mengarah  pada  turunnya  tingkat  keselamatan kerja,  baik  keselamatan  alat,  pekerja/ user/ operator, lingkungan,  dan  perusahaan/industri/instansi.  Di samping itu juga secara ekonomi akan mengakibatkan  melonjaknya  biaya  produksi  dan pada gilirannya industri/perusahaan/instansi tersebut mengalami kerugian atau penurunan laba.
Untuk  mengetahui  pengaruh  variasi  kuat  arus terhadap heat  input, cacat  las,  struktur  mikro,  dan kekerasan,  maka  pada  penelitian  ini  dirancang sambungan  T  paduan  aluminium  6061  T6511  hasil Gas Metal Arc Welding (GMAW). Dalam penelitian ini, variasi yang digunakan adalah kuat arus.
Rumusan  masalah  pada  penelitian  ini  adalah bagaimana heat  input, cacat  las,  pengamatan struktur  mikro  metode planimetric ,  dan  kekerasan pada  sambungan  T  paduan  aluminium  6061  T6511 hasil Gas  Metal  Arc  Welding (GMAW)  dengan variasi  kuat  arus.  Batasan  masalah  pada  penelitian ini  adalah  pengelasan  menggunakan  metode GMAW  sambungan  T  dengan single  bevel 45 0 dengan  2 layer menggunakan  polaritas  balik  yaitu
120 A, 150 A, dan 180 A. Filler yang digunakan adalah ER  5356  ø  1,2  mm.  Gas  pelindung  busur  ( shielding gas ) adalah argon 99%. Material yang digunakan adalah aluminium alloy type 6061 T6511 dengan  ketebalan 12 mm dan dimensi AA 6061 T6511 280 x 100 x 12 mm. Analisis  cacat  las  menggunakan visual  test .  Pengujian sifat  mekanik  menggunakan  uji  kekerasan  metode brinell menggunakan standar ASTM A 370. Pengamatan  struktur  mikro  menggunakan micro  etsa test (metode planimetric )  menggunakan standar ASTM E  112  dan  ASM volume 9.  Kondisi  lingkungan dianggap  tidak  berpengaruh.  Penelitian  ini  tidak membahas  tentang  uji  ketangguhan  bahan  ( impact), uji kelelahan ( fatique), dan uji kepecahan ( fracture test ). Tujuan dari penelitian ini adalah menganalisis dan mengetahui  bagaimana  pengaruh heat  input, cacat  las, pengamatan  struktur  mikro  metode planimetric ,  dan kekerasan  pada  sambungan  T  paduan  aluminium  6061 T6511 hasil Gas  Metal  Arc  Welding (GMAW)  dengan variasi  kuat  arus.  Manfaat  dari  penelitian  ini  adalah memperoleh  informasi  secara  akademis  akibat  proses Gas  Metal  Arc  Welding (GMAW)  dengan  variasi  kuat arus pada sambungan T paduan aluminium 6061 T6511 terhadap heat  input ,  cacat  las  yang  ditimbulkan,  nilai kekerasan,  dan  pengamatan  struktur  mikro  metode planimetric .  Dan  sebagai  bahan  referensi  dalam  proses produksi  pembangunan  konstruksi  kapal  dan  struktur pesawat  seperti  sayap  dan  badan  pesawat,  khususnya yang  berbahan  AA  6061  T6511  dengan  metode pengelasan GMAW.

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  metode  eksperimental.  Pengelasan  dilakukan  di Bengkel  Las  Politeknik  Perkapalan  Negeri  Surabaya, pembuatan  spesimen  uji  dilakukan  di  Laboratorium Kerja  Bangku  dan  Pelat  dan  Laboratorium  Permesinan Jurusan  Teknik  Mesin  Fakultas  Teknik  Universitas Jember,  pengujian  cacat  las,  pengujian  kekerasan ( brinell ),  dan  pengamatan  struktur  mikro  dengan metode planimetric dilakukan  di  Laboratorium  Desain dan  Uji  Bahan  Fakultas  Teknik  Universitas  Jember. Penelitian  ini  dilakukan  selama  4  bulan.  Alat  yang digunakan  pada  penelitian  ini  antara  lain  mesin  las GMAW, helm las, baju las/apron, kaca mata las, mesin uji kekerasan ( brinell ), mikroskop optik, kamera digital, komputer,  penjepit  (klem),  mesin  gerinda,  mesin  frais, alat kerja bangku (gergaji tangan, jangka sorong, ragum tangan, dan kikir), s topwatch , gelas ukur, metallographic polishing table, penggaris, dan penggaris  busur.  Sedangkan  bahan  yang  digunakan pada  penelitian  ini  adalah aluminium  alloy  type 6061 T6511 dengan ketebalan 12 mm dimensi 280 x 100 x 12 mm,  ER  5356  ø  1,2  mm,  resin, catalyst ,  cairan  etsa (HCl, HNO 3, HF, dan CH 3 OH), gas argon 99,9%, pasta pembersih  (autosol),  kertas  amplas  nomor  400,  600, 800, 1000, 1200, dan kain selvyt (beludru). Material yang telah dilas dipotong untuk membuat spesimen  uji  seperti  terlihat  pada  Gambar  1,  dimensi dari  material  yang  dipotong  ini  disesuaikan  dengan dimensi  dari  spesimen  uji  yang  akan  dibuat.  Pengujian diawali  dengan  Pemeriksaan  visual  yang  dilakukan sebelum  pengelasan,  pada  waktu  pengelasan,  dan
setelah  pengelasan.  Kemudian  dilakukan  proses pengambilan data yakni pengamatan micro etsa test, pengamatan  struktur  mikro  (butir)  dengan  metode planimetric, dan uji kekerasan brinell.

## Gambar 1 Spesimen uji

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian
Dari  analisis  data  diperoleh  bahwa  terjadi peningkatan total heat input . Dari Tabel 1, Tabel 2, dan  Tabel  3  dapat  diketahui  bahwa heat  input dipengaruhi  oleh  kecepatan  pengelasan  ( travel speed ) dan kuat arus pengelasan.
Tabel 1 Hasil GMAW AA 6061 T6511 dengan arus
120 A Layer Voltage (V) Time (s) Speed (mm/min) Heat Input (kJ/mm) 1 16 64 262,418 0,439 2 16 83 202,458 0,569 Rata-rata 16 73,5 232,438 0,504 Tabel 2 Hasil GMAW AA 6061 T6511 dengan arus 150 A Layer Voltage (V) Time (s) Speed (mm/min) Heat Input (kJ/mm) 1 22 69 243,478 0,813 2 22 73 230,074 0,861 Rata-rata 22 71 236,776 0,837 Tabel 3 Hasil GMAW AA 6061 T6511 dengan arus 180 A Layer Voltage (V) Time (s) Speed (mm/min) Heat Input (kJ/mm) 1 23 68 247,132 1,005 2 23 90 186,667 1,331 Rata-rata 23 79 216,900 1,168
Setelah  dilakukan  pengelasan  dan  dilihat tampilannya secara visual didapatkan cacat pengelasan seperti pada Tabel 4.
Tabel 4 Cacat pengelasan pada GMAW AA 6061

## T6511
Kuat Arus Las (Am pere) Cacat Pengelasan (mm) Undersize Weld Excessive Convexity Excessive Undercut Over lap Incomp lete Fusion 120 280 280 - 3 2 150 - 68 6 - 1 180 - - 3 - -
Data pengujian Kekerasan Brinell dari hasil proses pengelasan  disajikan  pada  Tabel  5,  Tabel  6,  dan  Tabel 7.
Tabel 5 Data pengujian kekerasan Brinell pengelasan
GMAW AA 6061 T6511 dengan arus 120 A Daerah uji Harga kekerasan (BHN) Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Rata- rata (BHN) Logam induk 20 27 26 24,33 Daerah HAZ 36 38 37 37 Daerah lasan 24 25 24 24,33 Tabel 6 Data pengujian kekerasan Brinell pengelasan GMAW AA 6061 T6511 dengan arus 150 A Daerah uji Harga kekerasan (BHN) Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Rata- rata (BHN) Logam induk 24 25 23 24 Daerah HAZ 44 44 43 43,67 Daerah lasan 40 40 38 39,33 Tabel 7 Data pengujian kekerasan Brinell pengelasan GMAW AA 6061 T6511 dengan arus 180 A Daerah uji Harga kekerasan (BHN) Spesimen 1 Spesimen 2 Spesimen 3 Rata- rata (BHN) Logam induk 25 23 24 24 Daerah HAZ 57 48 49 51,33 Daerah lasan 53 47 47 49
Ada beberapa metode yang dapat dilakukan untuk mengukur besar butir dari struktur mikro suatu material salah  satunya  adalah  metode planimetric yang dikembangkan  oleh  Jeffries.  Dimana  metode  ini  cukup sederhana  untuk  menentukan  jumlah  butir  persatuan luas  pada  bagian  bidang  yang  dapat  dihubungkan  pada
standar  ukuran  butir  ASTM  E  112.  Dalam penggunaan metode Jaffries dapat dilakukan dengan menggambar  sebuah  lingkaran  pada  struktur  mikro yang  akan  dianalisis.  Jumlah  butir  yang  utuh  di dalam  lingkaran  dinamakan  (n 1 )  dan  jumlah  butir yang berpotongan dengan garis lingkaran dinamakan  (n 2 ).  Data  hasil  perhitungan  struktur mikro  (butir)  metode planimetric dari  hasil  proses pengelasan  disajikan  pada  Tabel  8,  Tabel  9,  dan Tabel 10.
Tabel 8 Hasil pengamatan struktur mikro GMAW AA 6061 T6511 pada base metal
Logam Induk ( Base Metal ) GMAW AA 6061 T6511
Jumlah Butir Rata-rata Luas Butir (mm 2 ) Rata-rata Diameter Butir (mm) Ukuran Butir 270,78 0,0037 0,061 5,13
Tabel 9 Hasil pengamatan struktur mikro GMAW AA 6061 T6511 pada heat affected zone
Heat Affected Zone GMAW AA 6061 T6511 Kuat Arus (Ampere) Jumlah Butir Rata-rata Luas Butir (mm 2 ) Rata-rata Diameter Butir (mm) Ukuran Butir 120 1150,82 0,00087 0,029 7,22 150 1669,81 0,00060 0,024 7,76 180 2279,07 0,00044 0,021 8,20

## Tabel 10 Hasil pengamatan struktur mikro GMAW
AA 6061 T6511 pada weld metal
Weld Metal GMAW AA 6061 T6511 Kuat Arus (Ampere) Jumlah Butir Rata-rata Luas Butir (mm 2 ) Rata-rata Diameter Butir (mm) Ukuran Butir 120 248,22 0,00403 0,063 5,01 150 1286,21 0,00078 0,028 7,38 180 2143,68 0,00047 0,022 8,12

## Pembahasan
Dari  Tabel  1,  Tabel  2,  dan  Tabel  3  dapat diketahui  bahwa heat  input dipengaruhi  oleh kecepatan  pengelasan  ( travel  speed )  dan  kuat  arus pengelasan. Peningkatan kuat arus akan mengakibatkan  laju  deposisi  yang  lebih  tinggi  dan penetrasi  yang lebih dalam. Pada sistem pengelasan current voltage , kenaikan kecepatan kawat pengumpan  dapat  meningkatkan  kuat  arus  listrik. Arus yang terlalu kecil akan menghasilkan penetrasi dan  penguatan  yang  rendah,  dan  bila  terlalu  besar akan  menghasikan  manik  berbentuk  buah  pir  dan akan mudah terjadi retak panas. Selain itu arus yang kecil  akan  menyebabkan  sukarnya  penyalaan  busur listrik  dan  busur  listrik  yang  terjadi  tidak  stabil.
Panas  yang  terjadi  tidak  cukup  untuk  melelehkan elektroda dan bahan dasar sehingga hasilnya merupakan rigi-rigi  las  yang  kecil  dan  tidak  rata  serta  penetrasi yang  kurang  dalam.  Sebaliknya  bila  arus  terlalu  besar maka  elektroda  akan  mencair  terlalu  cepat  dan menghasilkan  permukaan  las  yang  lebih  lebar  dan penetrasi yang dalam.
Kecepatan pengelasan berhubungan terbalik terhadap  ukuran weld  bead .  Bila  kecepatan  pengelasan meningkat maka ukuran weld bead berkurang sehingga heat  input juga  berkurang.  Kecepatan  pengelasan  yang rendah  akan  menyebabkan  pencairan  yang  banyak  dan pembentukan  manik  datar  yang  dapat  menimbulkan terjadinya  lipatan  manik.  Sedangkan  kecepatan  yang tinggi akan menurunkan lebar manik dan menyebabkan terjadinya bentuk manik yang cekung dan takik.
Heat  input ini  berbanding  lurus  dengan  arus  dan tegangan  yang  digunakan  serta  berbanding  terbalik dengan  kecepatan  pengelasan.  Bila  menggunakan heat input yang rendah, mengharuskan kecepatan pengelasan yang relatif pelan, maka energi panas banyak menyebar kebagian logam, sehingga semakin banyak daerah yang dipanasi,  berarti  lebih  banyak  daerah  yang  mengalami perubahan  struktur  kristal.  Sebaliknya  dengan heat input yang  tinggi,  aluminium  mencair  dengan  cepat, sehingga kecepatan pengelasan lebih besar, yang berarti daerah  yang  dipengaruhi  panas  las  sempit.  Semakin besar  masukan  panas  makin  besar  pula  perubahan bentuk  atau  distorsi  yang  terjadi.  Apabila heat  input dari  suatu  pengelasan  terlalu  tinggi  maka  daerah  HAZ akan menjadi lebar sehingga mudah terjadi cacat seperti undercut .  Akan  tetapi  apabila heat  input terlalu  kecil maka  juga  akan  menimbulkan  cacat  las  seperti inclusion .  Efek  dari heat  input terhadap  laju pendinginan hampir sama dengan temperatur pemanasan  awal.  Apabila heat  input atau  temperatur pemanasan awal dinaikkan maka laju pendinginan akan turun  yang  biasanya  digunakan  untuk base  metal yang tebal. Heat  input akan  mempengaruhi material properties pada  pengelasan.  Pada  pengelasan multiple- pass ,  bagian  dari  pengelasan pass sebelumnya  akan dihaluskan oleh pass selanjutnya, sehingga ketangguhan material  akan  meningkat.  Hal  ini  disebabkan  karena panas  dari  suatu pass akan  mengeraskan weld  metal yang sebelumnya.
Keseluruhan visual  test pada  permukaan  las  tidak didapat  adanya slag .  Dikarenakan  adanya  gas  mulia yang  melindungi  busur  dan  logam  yang  mencair terhadap  atmosfir  atau  udara  sekitar.  Sehingga  hasil pengelasan  tidak  menimbulkan spatter .  Alur  las  yang didapatkan kurang baik karena pada GMAW menggunakan mesin semi automatic sehingga pengumpanan filler metal tidak dapat diatur kecepatannya oleh welder . Setelah dilakukan pengelasan  dan  dilihat  tampilannya  secara visual didapatkan cacat pengelasan seperti pada Tabel  4. Dari pemeriksaan  cacat  pada  permukaan  didapatkan  bahwa hasil  GMAW  dengan  kuat  arus  120  ampere  terdapat undersize  weld disebabkan  oleh  ketidakstabilan  arus dan arus listrik yang terlalu kecil.  Cacat ini berdampak melemahkan  sambungan,  timbul  takik  ( notch )  yang berpotensi  retak,  mengawali  karat  permukaan,  yang menonjol  tampak  buruk  dan  tidak  efisien,  dan  timbul
kecurigaan  bahwa  sejumlah  lajur  las  dilaksanakan dengan ampere rendah sehingga dapat mengakibatkan fusi antar bahan dasar dengan bahan las  atau  antar  lajur  tidak  sempurna.  Hasil  GMAW dengan  kuat  arus  120  ampere  dan  150  ampere terdapat excessive  convexity disebabkan  oleh  arus las yang terlalu kecil, gerakan filler, dan sudut filler yang  tidak  tetap.  Cacat  ini  berdampak  timbulnya kecurigaan  bahwa  sejumlah  lajur  las  dilaksanakan dengan ampere rendah sehingga jalur las ditolak dan kondisi internal jalur las cukup baik.
Hasil  GMAW  dengan  kuat  arus  150  ampere dan  180  ampere  terdapat excessive  undercut disebabkan oleh pengendalian busur dan filler metal yang  kurang  baik,  teknik  pengelasan  yang  salah, sudut  pengelasan  yang  tidak  tepat,  penggunaan panas  atau  arus  terlalu  besar  atau  penentuan kecepatan pengelasan yang terlalu rendah. Excessive undercut dapat  membahayakan  daerah  lasan  karena mengurangi luasan penampang lasan dan menimbulkan konsentrasi tegangan pada sambungan,  melemahkan  sambungan,  mengawali karat  permukaan,  dan  menimbulkan  tegangan  geser ( displacement stress ) yang berpotensi retak.
Hasil  GMAW  dengan  kuat  arus  120  ampere terdapat overlap disebabkan  fusi  yang  kurang  pada ujung  muka  las,  arus  terlalu  rendah,  kecepatan pengelasan  rendah,  kesalahan  teknik  mengelas, kontaminasi  sekitar,  dan  terdapat  oksida  yang menutupi  permukaan  bahan  induk. Overlap dapat menimbulkan  takik  ( notch )  yang  berpotensi  retak dan  merusak cleaning  pig .  Hasil  GMAW  dengan kuat  arus  120  ampere  dan  150  ampere  terdapat incomplete  fusion disebabkan  pembersihan  daerah lasan  yang  kurang  baik,  arus  listrik  kurang  besar, travel  speed berlebihan,  penyimpangan  posisi filler terhadap  sumbu  pengelasan,  persiapan  sisi  yang tidak  sempurna  atau  penggunaan  teknik  pengelasan yang  salah. Incomplete  fusion dapat  menimbulkan takik  ( notch )  yang  berpotensi  retak,  melemahkan sambungan,  dan  mengawali  erosi  abrasi.  Cara mengatasi  cacat  las  yaitu  menyesuaikan  parameter pengelasan,  usahakan  gerakan/ayunan  filler  stabil, pertahankan sudut filler agar selalu tetap, menyesuaikan  panjang  busur,  memperbaiki  sudut filler,  posisi  filler  harus  tepat,  menstabilkan  nyala busur,  kecepatan  las  sesuai  dengan  prosedur  yang ditentukan,  arus  disesuaikan  dengan  prosedur  yang ditentukan,  mengurangi  kelembaban  dengan  cara memberikan pre  heat ,  meningkatkan  kebersihan material dengan cara digerinda terlebih dahulu, dan menghindari pendinginan terlalu cepat.
Weld  metal GMAW  AA  6061  T6511  120  A dengan perbesaran 50x mempunyai porositas berupa spherical  porosity dan wormholes porosity besar dan  banyak. Weld  metal GMAW  AA  6061  T6511 150 A dengan perbesaran 50x mempunyai porositas berupa spherical  porosity dan wormholes porosity kecil  dan  banyak. Weld  metal GMAW  AA  6061 T6511  180  A  dengan  perbesaran  50x  mempunyai porositas  berupa spherical  porosity dan wormholes porosity kecil  dan  sedikit.  Banyak  faktor  yang diketahui  berkontribusi  terhadap  cacat  porositas
lasan  aluminium.  Salah  satu  faktor  utama  penyebab porositas  adalah  gas  pelindung  yang  terkontaminasi oleh  atmosfir  udara  [3].  Porositas  atau  lubang  halus yang terjadi pada GMAW AA 6061 T6511 disebabkan nyala  busur  terlalu  panjang,  arus  terlalu  rendah, kecepatan  las  terlalu  tinggi,  pendinginan  logam  cair terlalu  cepat,  selang  gas  yang  terjepit  atau  rusak sehingga  tidak  memberikan suplay  shielding  gas yang cukup, aliran gas terlalu tinggi, lapisan galvanisasi, dan gas hidrogen yang larut ke dalam ER 5356 cair. Karena batas kelarutan turun pada waktu pendinginan maka gas hidrogen  keluar  dari  larutan  dan  proses  pembekuan yang  cepat  menyebabkan  gas  ini  terperangkap  dan membentuk  gelembung  halus.  Aliran  gas  yang  terbuka lebar  akan  menghasilkan  kecepatan  aliran  gas  yang tinggi,  menciptakan  turbulensi,  menarik  udara  luar  ke zona lasan, pemborosan gas, dan menambah biaya yang tidak perlu untuk suatu pengelasan. Lapisan galvanisasi dapat  membuat  masalah. Zinc meleleh  pada  sekitar 420 o C  dan  titik  didih  sekitar  920 o C.  Pada  temperatur pengelasan  jauh  melebihi  2.000 o C  terjadi  perubahan seng  ( zinc )  dari  solid  menjadi  gas  dalam  sepersekian detik.
Data pengujian Kekerasan Brinell dari hasil proses pengelasan  disajikan  pada  Tabel  5,  Tabel  6,  dan  Tabel 7.  Dalam  proses  pengujian  kekerasan  di  daerah base metal dari beberapa parameter arus 120 A, arus 150 A, dan  arus  180  A  tidak  terjadi perubahan  nilai  kekerasan yang cukup signifikan, hal ini dikarenakan daerah base metal tidak  terpengaruh  panas  secara  langsung.  Pada daerah base metal tidak  terjadi  perubahan  yang  besar karena  pada  daerah  ini  panas  yang  terjadi  relatif  kecil sehingga  tidak  sampai  merubah  struktur  butiran  pada material  induk  dan  nilai  kekerasan  cenderung  hampir sama atau mendekati.
Daerah HAZ sangat sensitif pada AA 6061 T6511 dan  hal  ini  yang  mengakibatkan  nilai  kekerasan  pada daerah  HAZ  meningkat  jika  dibandingkan  dengan daerah  material  induk  dan  daerah  kampuh  las.  Hal  ini disebabkan  karena  AA  6061  T6511  yang  telah  dilas memiliki  struktur  atom  FCC  ( Face  Centered  Cubic ). Fasa  ini  bersifat  non  magnetik  dan  ulet  ( ductile ).  Pada proses  GMAW heat  affected  zone AA  6061  T6511 dengan  kuat  arus  120  ampere  diameter  butir  adalah 0,029  mm,  tetapi  akibat  proses  GMAW heat  affected zone AA  6061  T6511  dengan  kuat  arus  150  ampere diameter  butir  bertambah  kecil  yaitu  0,024  mm.  Dan pada proses GMAW heat affected zone AA 6061 T6511 dengan  kuat  arus  180  ampere  besarnya  diameter  butir juga  bertambah  kecil  yaitu  0,021  mm,  karena  adanya panas ( heat ) yang diberikan pada AA 6061 T6511 akan merubah struktur metalurgi AA 6061 T6511.
Pada  proses  GMAW weld  metal AA  6061  T6511 dengan  kuat  arus  120  A  nilai  kekerasannya  adalah 24,33  BHN  lebih  kecil  bila  dibandingkan  dengan  arus 150 A yaitu 39,33 BHN yang mengalami kenaikan dan pada  arus  pengelasan  180  A  nilai  kekerasannya  adalah 49 BHN dan terlihat bahwa pada arus 180 A mengalami kenaikan kekerasan paling tinggi. Semakin kecil ukuran butir berarti semakin banyak jumlah butir. Jumlah butir yang  semakin  banyak  berarti  area  batas  butir  semakin luas  sehingga  semakin  banyak  terjadi  mekanisme pile up atau  penumpukan  dislokasi  pada  batas  butir
akibatnya material menjadi semakin keras. Dislokasi (cacat kristal) lebih dominan berperan dalam proses pengerasan  ( strengthening ),  hal  ini  karena  batas butir  ( grain  boundary )  merupakan  penghambat ( barier )  dalam  pergerakan  dislokasi.  Akibatnya semakin  banyak  hambatan  (batas  butir)  maka semakin  sulit  dislokasi  untuk  bergerak.  Jadi  untuk memperbayak  batas  butir,  maka  AA  6061  T6511 harus  diperhalus  (diperkecil)  butirnya.  Namun sebaliknya  di  atas  temperatur  rekristalisasi  seperti pada single crystall , maka proses diffusi (perpindahan  akibat  beda  konsentrasi atomic )  lebih berperan  dalam  proses  penguatan  ( strengthening ). Untuk  melihat  perbandingan  secara  keseluruhan nilai  kekerasan  antara  arus  120  A,  150  A,  dan  180 A, dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Grafik perbandingan kekerasan dengan pengaruh arus GMAW 135 A, 150 A, dan 175 A pada AA 6061 T6511
Menurut Atlas  Micro  Structure  of  Aluminium , AA  6061  T6511  terdiri  dari  senyawa  Mg 2 Al 3 dan (Fe,Mn) 3 SiAl 6 yang  menyatu  dengan  matrik aluminium. Kedua senyawa tersebut dapat menambah  kekuatan  dari  campuran  aluminium. Partikel  hitam  yang  terdispersi  merata  pada  matrik aluminium  yang  berwarna  putih  adalah  Mg 2 S i sedangkan  partikel  yang  berwarna  abu-abu  adalah (Fe,Mn) 3 SiAl 6 .  Untuk  partikel  berwarna  kebiru- biruan  merupakan  Mg 2 Al 3. Presipitasi  partikel Mg 2 Al 3 menurun  seiring  dengan  naiknya  masukan panas  pada  logam  las  [3].  Sedangkan  partikel (Fe,Mn) 3 SiAl 12 mengalami  penurunan  yang  tidak terlalu  besar.  Dan  partikel  Mg 2 Si  mengalami kenaikan, namun tidak terlalu drastis [4].
Aluminium yang berisi silikon (Si) mempunyai kepekaan  dalam  membentuk  formasi  presipitat Mg 2 Si, pembentukan Mg 2 Si ini dapat meningkatkan kekuatan  tarik  dan  kekerasan  pada  aluminium  6061 [5].  Pada  GMAW  AA  6061  T6511  terbentuk presipitat  (Mg 2 Si),  dengan  adanya  presipitat  ini, pergerakan  dislokasi  akan  terhambat.  Presipitat  ini (Mg 2 Si)  sangat  kecil,  tidak  tampak  di  mikroskop ( submicroscopic ),  dan  menyebabkan  terjadinya tegangan pada lattis kristal α di sekitar presipitat ini. Karena  presipitat  tersebar  merata  di  dalam  lattis kristal,  maka  dapat  dikatakan  seluruh  lattis  menjadi tegang  dan  ini  mengakibatkan  kekuatan  dan kekerasan menjadi tinggi [6].
Naiknya kekerasan dipengaruhi banyaknya kandungan  senyawa  Mg 2 Si,  dimana  Mg 2 Si  terbentuk adanya  kombinasi  antara  magnesium  dengan  silikon. Mg 2 Si  adalah  senyawa  yang  tidak  dapat  larut  dan tampak  sebagai  partikel  hitam  yang  terdispersi  merata pada  matrik  aluminium  yang  berwarna  putih.  Pada daerah  HAZ  tampak  butiran  partikel  yang  berwarna hitam.  Partikel  ini  mengandung  unsur  magnesium  dan silikon. Daerah HAZ ini memiliki struktur dengan butir- butir  yang  lebih  halus,  hal  ini  disebabkan base  metal yang menerima panas lebih akan melepaskan Mg, unsur Mg  ini  akan  bersenyawa  dengan  Si  yang  merupakan unsur  tambahan filler  metal .  Pada  arus  pengelasan  180 A  kandungan  (Fe,Mn) 3 SiAl 12 mengalami  penurunan, Mg 2 Si  dan  Mg 2 Al 3 mengalami  kenaikan.  Dengan adanya  kandungan  zirconium  (Zr)  dan  sedikit  titanium (Ti)  berperan  sebagai  paduan  penghalus  butir  ( grain- refiner ),  tingkat  penghalusan  butir  meningkat  dengan meningkatnya  masukan  panas  dan  kecepatan  las.  Jadi semakin  tinggi heat  input (arus  las),  maka  kandungan partikel  Mg 2 Al 3 dan  Mg 2 Si  akan  semakin  banyak  [7]. Semakin  banyak  kadar  Mg 2 Si  kekerasan  semakin meningkat [8].
Pada base  metal jika  dilihat  dengan  perbesaran 500x  maka  persentase  bintik  hitam  (magnesium silikat/Mg 2 Si)  sebesar  0,0127%,  (Fe,Mn) 3 SiAl 12 yang berwarna  abu-abu  sebesar  0,00818%,  Mg 2 Al 3 yang berwarna kebiru-biruan sebesar 0,0097%, dan (FeMn)Al 6 sebesar 0,017%. Pada heat affected zone jika dilihat  dengan  perbesaran  500x  maka  persentase  bintik hitam  (magnesium  silikat/Mg 2 Si)  sebesar  0,0147%, (Fe,Mn) 3 SiAl 12 yang berwarna abu-abu sebesar 0,0088%,  Mg 2 Al 3 yang  berwarna  kebiru-biruan  sebesar 0,0139%,  dan  (FeMn)Al 6 sebesar  0,023%.  Pada weld metal jika  dilihat  dengan  perbesaran  500x  maka persentase  bintik  hitam  (magnesium  silikat/Mg 2 Si) sebesar  0,0189%,  (Fe,Mn) 3 SiAl 12 yang  berwarna  abu- abu  sebesar  0,0089%,  Mg 2 Al 3 yang  berwarna  kebiru- biruan sebesar 0,017%, dan (FeMn)Al 6 sebesar 0,025% [9]. Pada GMAW AA 6061 T6511 terbentuk presipitat (Mg 2 Si),  dengan  adanya  presipitat  ini,  pergerakan dislokasi akan terhambat.
Pengujian  metallografi  dilakukan  terhadap  benda uji  pada  seluruh  kondisi  pengelasan.  Dalam  penelitian ini  spesimen  dicelupkan  ke  dalam  larutan keller’s reagent (1 drop HF, 30 mL HCl, 20 mL HNO 3 , dan 50 mL  CH 3 OH)  dan  ditahan  selama  10-60  detik  dengan suhu 20-25 o C. Perhitungan diameter butiran menggunakan metode planimetric sesuai standar ASTM E-112  dan  bentuk  butiran  diasumsikan spherical. Heat input dari  kuat  arus  GMAW memengaruhi  ukuran butiran.  Butir  kristal  tidak  sepenuhnya  berbentuk polyhedral ,  tetapi  dapat  mempunyai  bentuk  yang berbeda,  bergantung  pada  riwayat  termal  dan  mekanik bahan utuh. Sifat mekanik turut ditentukan oleh ukuran butir.  Makin  halus  butir,  makin  keras  bahan,  kekuatan luluh,  keuletan,  dan  ketangguhan  bahan    juga  lebih tinggi  [10].  Data  hasil  pengamatan  struktur  mikro  dari hasil  proses  pengelasan  disajikan  pada  Gambar  3, Gambar 4, dan Gambar 5.
(a)
(b)

## (c)
Gambar 3 Struktur mikro AA 6061 T6511 GMAW 120 A dengan perbesaran 500x (a) base metal , (b) heat affected zone , (c) weld metal
(a)
(c) Gambar 4 Struktur mikro AA 6061 T6511 GMAW 150 A dengan perbesaran 500x (a) base metal , (b) heat affected zone , (c) weld metal
(a) (b)

## (c)
Gambar 5 Struktur mikro AA 6061 T6511 GMAW 180 A  dengan  perbesaran  500x  (a) base  metal ,  (b) heat affected zone , (c) weld metal
Bila  logam  induk  direntangkan  melampaui  batas elastik  dan  mengalami  deformasi  tetap  sebagian  energi deformasi  tertumpuk  dalam  butir  sebagai  distorsi  kisi dan rangkaian dislokasi [11]. Pada proses GMAW base metal AA  6061  T6511  besarnya  diameter  butir  adalah 0,061  mm.  Pada  daerah base metal tidak  terjadi perubahan  yang  besar  karena  pada  daerah  ini  panas yang terjadi relatif kecil sehingga tidak sampai merubah struktur butiran pada material induk.
Gambar  6  Grafik  hubungan  antara  diameter  butir dengan  kuat  arus  GMAW  pada heat affected zone AA 6061 T6511
Dari  Gambar  6  dapat  dilihat  bahwa  semakin besar  kuat  arus  dan heat  input GMAW,  besarnya diameter  butiran  dari heat  affected  zone AA  6061
T6511  bertambah  kecil.  Pada  proses  GMAW heat affected zone AA 6061 T6511 dengan kuat arus 120 ampere  diameter  butir  adalah  0,029  mm,  tetapi akibat  proses  GMAW heat  affected  zone AA  6061 T6511 dengan  kuat  arus  150  ampere  diameter  butir bertambah  kecil  yaitu  0,024  mm.  Dan  pada  proses GMAW heat affected zone AA 6061 T6511 dengan kuat  arus  180  ampere  besarnya  diameter  butir  juga bertambah  kecil  yaitu  0,021  mm,  karena  adanya panas  ( heat )  yang  diberikan  ke  AA  6061  T6511 akan merubah struktur metalurgi AA 6061 T6511.
Gambar  7  Grafik  hubungan  antara  diameter  butir dengan kuat arus GMAW pada weld metal AA 6061 T6511
Dari  Gambar  7  dapat  dilihat  bahwa  semakin besar  kuat  arus  dan heat  input GMAW,  besarnya diameter  butiran  dari weld  metal AA  6061  T6511 bertambah  kecil.  Pada  proses  GMAW weld  metal AA  6061  T6511  dengan  kuat  arus  120  ampere diameter butir adalah 0,063 mm, tetapi akibat proses GMAW weld  metal AA  6061  T6511  dengan  kuat arus  150  ampere  diameter  butir  bertambah  kecil yaitu  0,028  mm.  Dan  pada  proses  GMAW weld metal AA 6061 T6511 dengan kuat arus 180 ampere besarnya  diameter  butir  juga  bertambah  kecil  yaitu 0,022  mm,  karena  adanya  panas  ( heat )  yang diberikan ke AA 6061 T6511 akan merubah struktur metalurgi  AA  6061  T6511,  selaras  dengan persamaan Hall  and  Petch dimana  semakin  besar diameter  butir  maka  kekerasan  menurun.  Semakin kecil  ukuran  diameter  butir,  semakin  tinggi  nilai kekerasan,  kekuatan  luluh,  kekuatan  fatik,  dan perambatan  retak  pada  butir  yang  lebih  besar berlangsung  lebih  cepat  dibanding  pada  butir-butir yang lebih kecil. Ini dikarenakan dengan
mengecilnya  diameter  butir  maka  batas  butir  yang terbentuk  akan  semakin  bertambah.  Batas  butir  yang banyak  ini  akan  mengakibatkan  gerakan  dislokasi semakin  sulit  karena  semakin  sedikit  hambatan sehingga  bahan  jadi  semakin  keras  akibat  adanya heat input yang besar dari GMAW AA 6061 T6511 .

## KESIMPULAN
Kesimpulan  dari  penelitian  proses  pengelasan paduan  aluminium  6061  T6511  dengan  proses gas metal arc welding (GMAW) dengan arus 120 A, 150 A, dan 180 A dan setelah melakukan visual test , kekerasan brinell ,  dan metalography  test maka  dapat  diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari  hasil visual  test ,  GMAW  AA  6061  T6511 dengan  kuat  arus  120  ampere  terdapat  cacat  las berupa undersize weld, excessive convexity , overlap , incomplete fusion, spherical porosity, dan wormholes porosity .  GMAW  AA  6061  T6511 dengan  kuat  arus  150  ampere  terdapat  cacat  las berupa excessive  convexity , excessive  undercut , incomplete fusion , spherical porosity, dan wormholes porosity .  GMAW  AA  6061  T6511 dengan  kuat  arus  180  ampere  terdapat  cacat  las berupa excessive  undercut,  spherical  porosity, dan wormholes porosity .
2. Daerah  yang  memiliki  kekerasan  tertinggi  terletak pada heat  affected  zone pada  GMAW  AA  6061 T6511  180  ampere  yaitu  sebesar  51,33  BHN, kekerasan  terendah  sebesar  24  BHN  yang  terletak pada  daerah base  metal pada  GMAW  AA  6061 T6511  120  ampere,  dan  pengamatan  struktur  mikro memperlihatkan  kenaikan  diameter  butir  tertinggi pada  AA  6061  T6511  dari  61  μm  setelah  proses GMAW 180 ampere menjadi 21 μm.
3. Jumlah  butir  yang  semakin  banyak  pada heat affected  zone dan weld  metal hasil  GMAW  AA 6061  T6511  mengakibatkan  area  batas  butir semakin  luas  sehingga  semakin  banyak  terjadi mekanisme pile up atau penumpukan dislokasi pada batas  butir  akibatnya  AA  6061  T6511  dan weld bead menjadi semakin keras.

## SARAN
Beberapa saran yang dapat diberikan oleh penulis dari hasil penelitian ini antara lain:
1. Dalam  pengujian  struktur  mikro  hendaknya menggunakan scanning  electron  microscope (SEM)  untuk  mendapatkan  data  yang  akurat  dan tepat tentang presipitat AA 6061 T6511.
2. Untuk  perkembangan  penelitian  selanjutnya, penulis  menyarankan  untuk  diadakan  penelitian lanjutan dari data hasil penelitian yang menyangkut  sifat  mekanis  lainnya,  seperti  uji ketangguhan  bahan  ( impact), uji  kelelahan ( fatique), dan uji kepecahan ( fracture test ).
3. Sebaiknya  dilakukan  pengujian  radiografi  untuk mengetahui adanya cacat internal pada proses gas metal arc welding (GMAW).

## UCAPAN TERIMA KASIH
Pimpinan  PT  Penataran  Angkatan  Laut  (PAL) yang  telah  memberikan  kesempatan  kepada  penulis untuk mendapatkan AA 6061 T6511.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Sunaryo,  H.  2008. Teknik  Pengelasan  Kapal Jilid  II .  Jakarta:  Pusat  Perbukuan  Departemen Pendidikan Nasional.
[2]  Wiryosumarto,  H  &  Okumura,  T.  1996. Teknologi  Pengelasan  Logam. Jakarta:  PT Pradnya Paramita.
[3] Prasetiyo, B. D. 2006. Studi Variasi Pengelasan Ulang  Terhadap  Cacat  Las  dan  Kekerasan Material Aluminium 5083 . Jurnal ITS. Surabaya: ITS.
[4]  Tranggono,  A.  C.  2009. Analisis  Pengaruh Pengelasan  Ulang  Gas  Metal  Arc  Welding (GMAW)  Terhadap  Sifat  Mekanik,  Struktur Mikro  dan  Ketahanan  Korosinya .  Jurnal  ITS. Surabaya: ITS.
[5]  Mirihanage,  W. 2004. Modification  Of  Al  6061 Weld Joint Characteristics. Moratuwa: Department of Materials Engineering, University of Moratuwa Sri Lanka.
[6]  Suherman,  W.  1988. Pengetahuan  Bahan. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[7]  Budi,  S.  G.  K.  2009. Analisa  Pengaruh  Variasi Kuat Arus Hasil Pengelasan Tungsten Inert Gas (TIG)  pada  Paduan  Aluminium  5083  terhadap Sifat  Mekanik  dan  Struktur  Mikro. Tidak Dipublikasikan. Skripsi. Jember: Jurusan Teknik Mesin  Strata  Satu    Fakultas  Teknik  Universitas Jember.
[8] Triawan, Y. I. 2010. Analisis Sifat Mekanik dan Struktur  Mikro  Paduan  Al  5083  pada  Hasil Pengelasan  Metal  Inert  Gas  (MIG)  terhadap Pengaruh Variasi Preheat dan Post Heat. Tidak Dipublikasikan. Skripsi. Jember: Jurusan Teknik Mesin  Strata Satu   Fakultas  Teknik   Universitas Jember.
[9]  Nafiyanto,  A.  V.  2009. Analisa  Perbandingan Kualitas  Hasil  Pengelasan  dan  Struktur  Mikro Material Aluminium 5083 dan 6082
Menggunakan  Metode  Pengelasan  GMAW  dan GTAW . Tidak Dipublikasikan. Skripsi. Surabaya: Jurusan  Teknik  Perkapalan  Fakultas  Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
[10] ASM Handbook. 1992. Volume 9: Metalography  and  Microstructure. Untited State Of America.
[11]  Murtiono,  A.  2012. Pengaruh  Quenching  dan Tempering  terhadap  Kekerasan  dan  Kekuatan Tarik  serta  Struktur  Mikro  Baja  Karbon Sedang  untuk  Mata  Pisau  Pemanen  Sawit. Tidak Dipublikasikan. Skripsi. Medan: Jurusan Teknik  Mesin  Strata  Satu    Fakultas  Teknik Universitas Sumatera Utara.