## Analisa Pengaruh Arus Terhadap Kekuatan Tarik Material Baja Karbon AISI 1050 Hasil Pengelasan SMAW
Aris Mauliza 1, *Usman 2 , Saifuddin 2
Jurusan Teknik Mesin. Politeknik Negeri Lhokseumawe Lhokseumawe, 24301, Indonesia *Corresponding author: usman@pnl.ac.id

## Abstrak
Shield  Metal  Arc  Welding  (SMAW)  yang  juga disebut  Las  Busur  Listrik  adalah  proses  pengelasan  yang menggunakan  panas  untuk  mencairkan  material  dasar  atau  logam  induk  dan  elektroda  (bahan  pengisi). Sedangkan  pada  tahapan pengerjaan  akan dipilih kuat  arus  yang  sesuai  sampai pada posisi  pengerjaan.  Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh arus pengelasan terhadap kekuatan mekanik baja karbon sedang AISI  1050.  Arus  yang  digunakan  adalah  100  A,  125  A  dan  150  A.  Setelah  dilakukan  penelitian,  maka pengelasan  SMAW    pada  material  baja  karbon  sedang  AISI  1050  dengan  variasi  arus  mempengaruhi  nilai kekuatan tarik, tegangan dan regangan yang terjadi setelah pengelasan. Sebagaimana hasil yang didapat adalah untuk  arus  pengelasan  dengan  arus  150  A  memiliki  kekuatan  tarik  yang  tertinggi  74.36  kgf/mm 2 ,  sedangkan untuk  arus  100  A  memiliki  kekuatan  tarik  72.94  kgf/mm 2 ,  sedangkan  nilai  terendah  pada  arus  125  A  yang memiliki  kekuatan  tarik  51.45  kgf/mm 2 ,  sedangkan  rengangan  yang  terjadi  pada  arus  100  A  sebesar  10.13%, sedangkan pada arus 125 A rengangan yang terjadi sebesar 5.27%, dan pada arus 150 A yaitu sebesar 9.92%.
Kata kunci ; Pengelasan SMAW, arus pengelasan, kekuatan tarik.

## Analysis of the Effect of Current on Tensile Strength of AISI 1050 Material in the SMAW Welding process

## Abstract
Shield Metal Arc Welding (SMAW) which is also called Electric Arc Welding is a welding process that uses heat to  melt  the  base  material  or base  metal  and  electrodes  (fill  material).  Meanwhile,  at  the  processing  stage,  the appropriate current strength will be selected to the working position. The purpose of this study was to determine the effect of welding current on the mechanical strength of AISI 1050 medium carbon steel. The currents used were  100  A,  125  A  and  150  A.  After  doing  research,  SMAW  welding  on  AISI  1050  medium  carbon  steel  with variations in current affects the value tensile strength, stress and strain that occur after welding. As the results obtained are for welding currents with a current of 150 A having the highest tensile strength of 74.36 kgf/mm 2 , while for a current of 100 A having a tensile strength of 72.94 kgf/mm 2 , while the lowest value is at a current of 125  A  which  has  a  tensile  strength  of  51.45  kgf/mm 2 .  ,  while  the  strain  that  occurs  at  a  current  of  100  A  is 10.13%, while at a current of 125 A the strain that occurs is 5.27%, and at a current of 150 A that is 9.92%.
Keywords; SMAW welding, welding current, tensile strength.

## 1. Pendahuluan
Salah  satu  proses  terpenting  dalam  industry logam,  permesinan  dan  manufaktur  yaitu  proses penyambungan logam yang disebut sebagai pengelasan  (welding)[1],  [2].  Hal  ini  dikarenakan tidak  semua  kontruksi  dapat  dicetak  atau  melalui proses  casting.  Prosedur  pengelasan  terlihat  sangat sederhana,  tetapi  sebenarnya  banyak  terdapat masalah-masalah  yang  terjadi  dilapangan  pada  saat proses pengelasan itu dilakukan[3].
Pengelasan  dapat  diartikan  dengan  proses penyambungan  dua  buah  logam  sampai  titik rekristalisasi logam, dengan atau tanpa menggunakan  bahan  tambah  dan  menggunakan energy  panas  sebagai  pencair  bahan  yang  di  las.
Pengelasan juga dapat di artikan sebagai ikatan tetap dari logam yang di panaskan.
Penggunaan  teknik  pengelasan  pada  proses penyambungan  logam  akan  menjadi  salah  satu  cara untuk  dapat  menghemat  atau  meringankan  biaya produksi  menjadi  lebih  murah  dan  lebih  efisien[3]. Kekuatan  sambungan  hasil  pengelasan  dipengaruhi oleh  tegangan  busur,  besar  arus,  kecepatan pengelasan,  besarnya  penembusan  dan  polaritas listrik. Penentuan besarnya arus dalam penyambungan  logam  menggunakan  las  busur mempengaruhi  efisiensi  pekerjaan  dan  bahan  las. Permukaan yang bersih akan menghasilkan sambungan las yang jauh lebih kuat[4].
Maka  dari  itu  diperlukanlah  suatu  pengujian agar  data  yang  dihasilkan  bisa  valid[5].  Tujuan
dilakukannya  pengujian  adalah  untuk  menentukan kualitas  produk-produk  atau  spesimen-spesimen tertentu, sedangkan tujuan pemeriksaan adalah untuk menentukan  standar-standar  kualitas  tertentu  atau tidak  dengan  kata  lain  tujuan  pengujian  dan pemeriksaan  adalah  untuk  menjamin  kualitas  dan memberikan  kepercayaan  terhadap  kontruksi  yang dilas.
Beberapa  penelitian  tentang  variasi  arus  ini sudah  dilakukan  oleh  para  peneliti[6]–[10]  untuk mendapat kan arus yang sesuai dengan material yang akan di las.
Berdasarkan  uraian  diatas  maka  tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh variasi  arus  100  A,  125  A,  dan  150  A  terhadap kekuatan  tarik  pada  pengelasan  SMAW  di  material baja  karbon  sedang  (AISI  1050)  dengan  jenis sambungan Singel  Bevel  Groove .  Pengambilan  arus 100 A dimaksudkan sebagai batas arus terendah dan 150 A sebagai batas arus tertinggi.

## 2. Metode Penelitian
Material  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  Baja  Karbon  Sedang  AISI  1050  dengan dimensi  material  panjang  200  mm,  lebar  220,  dan ketebalan 12 mm.
Tabel 1 Komposisi Kimia Baja AISI 1050
Tabel 2. Mechanical properties AISI 1050
Material Baja AISI 1050 Keterangan Tensile Strength 682 Mpa 725 Mpa =  hhtp  (PT.  Sumin Surya Mesin Dolestari) = hhtp (Hasil Mesin  Uji  Tarik Politeknik  Negeri Lhokseumawe) Yield Strength 372 Mpa Reduction 45 % Elongation 17 %
Kemudia  material  tersebut  dibagi  menjadi  3 bagian  menggunakan  alat  potong  dengan  dimensi panjang 200 mm dan lebar 70 mm.
Gambar 1. Spesimen Pengujian
Material  yang  terlah  di  potong  3  bagian tersebut  kemudian  di  lakukan  pembuatan  kampuh, dalam penelitian ini kampuh yang digunakan adalah kampuh single  bavel  groove dengan  sudut  40 º , dengan arus  yang berbeda yaitu 100 A, 125 A, dan 150 A.

## Gambar 2. Sketch Pembuatan Kampuh

## Proses Pengelasan
Proses  ini  adalah  proses  menyambung material  yang  telah  di  potong  menjadi  6  bagian,  6 bagian  tersebut  akan  dilakukan  pengelasan  SMAW hingga  menjadi  3  bagian  material  yang  telah  dilas dengan kampuh Single Bevel Groove.

## Gambar 3. Posisi Pengelasan 1G
Setelah proses pengelasan dilakukan proses uji Non  Destructive  Test  jenis  penetrant  test  untuk melihat  indikasi  cacat  pengelasan.  Berdasarkan pengujian penetrant tidak ditemukan cacat las.
Gambar 4. Proses Pengujian NDT Penetrant Test
Setelah  proses  pengelasan  selesai  dilakukan, selanjut  nya  material  yang  telah  dilas  di  bentuk spesimen  pengujian  tarik  sesuai  dengan  standar ASTM E-8.
Pemotongan  spesimen  dengan  ukuran  200  x 20 mm, kemudian dilakukan pembentukan spesimen uji  tarik  dengan  dimensi  panjang  200  mm  lebar  20 mm, dan radius 12.5 dengan tebal specimen 12 mm dan grip section 50 mm. Spesimen  uji tarik standar ASTM E-8  dapat di  lihat pada Gambar
Gambar 5. Dimensi Uji Tarik Standar ASTM E-8

## 3. Hasil Dan Pembahasan
Setelah  spesimen  di  potong  dalam  ukuran 200  mm  x  70  mm  sebanyak  3  buah  kemudian dilakukan  pengelasan  SMAW  pada  sambungan Singel  Bevel  Groove dengan sudut  40 .  Selanjutnya dilakukan  proses  pengelasan  pada  arus  100  A,  125 A,  150  A.  Hasil  pengelasan  dapat  dilihat  pada gambar
Gambar 6. Hasil pengelasan arus 100 A, 125 A, dan 150 A
Setelah dilakukan proses pengelasan selanjutnya dilakukan proses NDT penetrant test.
(a) Hasil  pengujian  NDT  Penetrant  Test  pada arus 100 A
(b) Hasil  pengujian  NDT  Penetrant  Test  pada arus 125 A
(c) Hasil  pengujian  NDT  Penetrant  Test  pada arus 150 A
Gambar 7. Hasil Pengujian NDT Penetrant Test arus 100 A, 125 A, dan 150 A
Dari  gambar  diatas  terlihat  pada  pengelasan arus  100  A  tidak  terdeteksi  cacat  pada  permukaan logam  las,  kemudian  pada  pengelasan  arus  125  A terdeteksi  cacat  porosity  pada  permukaan  nya  yang sangat  kecil  ,  akan  tetapi  pada  area  ini  tidak  di jadikan  sebagai  sampel  uji,  selanjutnya  pada pengelasan  arus  150  Aterdapat  cacat  permukaan kulit luar sangat kecil, akan tetapi pada area ini tidak di jadikan sebagai sampel uji.

## Hasil pengujian tarik ( Tensile Test )
Hasil  pengujian  untuk  kekuatan  tegangan tarik  yang  diperoleh  dapat  dilihat  pada  gambar berikut
Gambar 8. Nilai Rata-Rata Tegangan Tarik Pada Spesimen Arus 100 A,  125 A,dan 150 A
Dari  ketiga  grafik  diatas  nilai  rata-rata tegangan  tarik  untuk  spesimenyang  dilakukan pengelasan  sambungan  single  bevel  groove  dengan arus  100A  dengan  elektroda  E  7016  adalah  sebesar 72.94  kgf/mm 2 ,  dan  untuk  spesimen  dengan  arus pengelasan  125  A  nilai  tegangan  tariknya  adalah sebesar  51.45  kgf/mm 2 ,  terdapat  perbedaan  nilai antara  pengelasan  arus  100  A  dengan  pengelasan arus  125  A  senilai  21.49  kgf/mm 2 ,  serta  untuk spesimen  dengan  arus  pengelasan  150  A  adalah sebesar  74.36  kgf/mm 2 ,  sedangkan  perbedaan  yang terjadi  antara  arus  pengelasan  125  A  dan  150  A senilai 22.91 kgf/mm 2 .
Maka  dapat  disimpulkan  bahwa  kekuatan tegangan  tarik  pada  spesimen  yang  dilakukan pengelasan  dengan  arus  150  A  lebih  besar  dari spesimen  yang  dilakukan  pengelasan  dengan  arus 100  A  dan  125  A  dikarenakan,  bila  arus  yang digunakan rendah maka akan menyebabkan sukarnya  penyalan  busur  listrik,  busur  listrik  listrik yang  terjadi  menjadi  tidak  stabil  dan  panas  yang terjadi  tidak  cukup  untuk  melelehkan  elektroda  dan bahan  dasar  sehingga    hasilnya  tidak  rata  serta penembusan  yang  kurang  dalam.  Bila  arus pengelasan  yang  digunakan  terlalu  tinggi  maka elektroda akan cepat mencair dan akan menghasilkan  permukaan  las  yang  lebih  lebar  dan penembusan  yang  dalam  sehingga  menghasilkan kekuatan  tarik  yang  rendah  dan  menambah kerapuhan dari hasil pengelasan.
Data  hasil  pengujian  regangan  tarik  yang diperoleh dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 9. Nilai Rata-Rata Regangan Tarik Pada Spesimen Arus 100 A,125 A,dan 150 A
Data  dari  grafik  di  atas  nilai  regangan  tarik paling  rendah  ada  pada  spesimen  yang  dilakukan pengelasan dengan arus 125 A yaitu sebesar 5.27 %, dan  untuk  spesimen  dengan  arus  150  A  terjadi regangan  sebesar  9.92  %,  terdapat  perbedaan  antara spesimen  dengan  arus  pengelasan  125  A  dan spesimen dengan arus 150 A adalah sebesar 4.65 %, sedangkan  untuk  spesimen  dengan  arus  pengelasan 100  A  nilai  regangannya  adalah  sebesar  10.13  %. Maka  terdapat  perbedaan  antara  spesimen  dengan arus  pengelasan  125  A  adalah  sekitar  4.86  %,  dan dengan  adanya  perbedaan  diatas  dapat  disimpulkan bahwa  spesimen  yang  dilas  dengan  arus  pengelasan 100  A  nilai  regangannya  lebih  besar  dibandingkan dengan spesimen yang dilas dengan arus 125 A dan 150 A.

## Analisa Patahan Hasil Pengujian Tarik
Setelah  melakukan  pengujian  tarik  semua patahan  terjadi  pada  area  HAZ,  dan  satu  specimen yang  terjadi  putus  daerah  Raw  metal,  diterangkan pada gambar 10
Gambar 10 Hasil Uji Tarik Spesimen Arus 100A, 125 A, dan 150
Dengan  gambar  10  diatas  menunjukan kekuatan tarik material tanpa pengelasan lebih besar di  bandingkan  kekuatan  tarik  pada  material  yang dilakukan  pengelasan  baik  arus  100  A,  125  A,  dan 150 A. Pada material baja karbon sedang AISI 1050 semua patahan terjadi pada area HAZ. Jadi pada arus 125  A  pada  spesimen    ke  2  terjadi  cacat  cluster porosity  dalam,  penyebabnya  :  bisa  terjadi  karena pengaruh udara luar, dan kerusakan pada elektroda.
Hal  itu  disebabkan  karena  adanya  faktor- faktor  panas  yang  dapat  mengubah  struktur  micro pada area lasan, bila prosedur pengelasan dilakukan dengan baik maka kekuatan tarik pada material yang dilakukan pengelasan lebih besar dari material tanpa perlakukan,  dalam  hal  ini  pengelasan  dengan menggunakan  kampuh  single  bevel  groove  dengan arus  yang  bervariasi  mempengaruhi  kekuatan tariknya.
Dapat kita lihat dari bentuk patahan dari hasil pengujian tarik didapat bahwa mateial hasil uji tarik pada  pengelasan  SMAW  dengan  variasi  arus  yaitu 100  A,  125  A  dan  150  A  mengalami  patah  ulet.
Patah  ulet  merupakan  patah  yang  diakibatkan  oleh beban statis yang diberikan pada material lasan, jika beban  dihilangkan  maka  penjalaran  retak  akan berhenti. Ciri-ciri patah ulet adalah ada reduksi luas penampang  patahan  akibat  tegangan  uniaksial,dan terjadinya  pengecilan  pada  daerah  patahan.  Patah ulet  ditandai  dengan  penyerapan  energi  disertai adanya deformasi plastis yang cukup besar di sekitar patahan, sehingga permukaan patahan tampak kasar, berserabut ( fibrous ), dan berwarna kelabu. Selain itu komposisi  material  juga  mempengaruhi  patahan yang dihasilkan, jadi bukan pengaruh beban saja.
Maka  dapat  disimpulkan  bahwa  kekuatan tegangan  tarik  pada  spesimen  yang  dilakukan pengelasan  dengan  arus  150  A  lebih  besar  dari spesimen  yang  dilakukan  pengelasan  dengan  arus 100  A  dan  125  A,  dan  nilai  regangannya  bahwa spesimen  yang  dilas  dengan  arus  pengelasan  100  A nilai  regangan  lebih  besar  dibandingkan  dengan spesimen yang dilas dengan arus 125 A dan 150 A.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  tersebut  dapat  ditarik kesimpulan  bahwa  variasi  kuat  arus  pengelasan SMAW  pada  penyambungan  single  bevel  groove mempegaruhi  kekuatan  tarik,  berarti  semakin  besar arus  pegelasan  yang  diberikan  maka  kekuatan  dari material  hasil  pegelasan  semakin  meningkat.  Nilai kekuatan tarik hasil pengujian adalah nilai kekuatan tegangan  tarik  pada  arus  100  A  dengan  nilai  72,94 kgf/mm 2 ,  dan  untuk  nilai  regangan  tarik  di  dapat dengan nilai 10,10 %. Nilai kekuatan tegangan tarik pada  arus  125  A  dengan  nilai  51,45  kgf/mm 2 ,  dan untuk nilai regangan tarik di dapat dengan nilai 5,27 %.  Nilai  kekuatan  tegangan  tarik  pada  arus  150  A dengan  nilai  74,36  kgf/mm 2 ,  dan  untuk  nilai regangan  tarik  di  dapat  dengan  nilai  9,92  %.  Nilai kekuatan  tegangan  tarik  tanpa  pengelasan  dengan nilai  81,50  kgf/mm 2 .  dan  untuk  nilai  regangan  tarik di dapat dengan nilai 13,50 %.

## Referensi
[1] A.  Azwinur  and  M.  Muhazir,  “Pengaruh jenis  elektroda  pengelasan  SMAW  terhadap sifat mekanik
material SS400,” J. POLIMESIN , vol. 17, no. 1, pp. 19–25, Feb.
2019, doi: 10.30811/JPL.V17I1.870.
[2] S. Widharto, “Welding Inspection,” Jakarta: Mitra Wacana Media , vol. 7, 2013.
[3] A. Tamlicha, I. Hasanuddin, Y. Muchlis, A. Z.  Mubarak,  T.  M.  Yusuf,  and  A.  Amri, “Numerical  Analysis  of  Traditional  Aceh
Fishing Boat with Various Scenario Loading and Hull Thickness, Manufacturing by Metal Plasma Cutting and
Welding,”
in
Proceedings  of  the  2nd  International Conference
on Experimental and Computational  Mechanics  in  Engineering ,
2021, pp. 301–318.
[4] Z. Fakri, B. Bukhari, and N. Juhan, “Analisa Pengaruh Kuat Arus Pengelasan Gmaw Pada Pengujian Impak Baja AISI 1050,” J. Weld. Technol. , vol. 1, no. 1, pp. 5–10, 2019.
[5] A.  Tamlicha,  A.  Farhan,  T.  A.  Fadhilah,  T. Firsa, R. Ghazilla, and R. Ariffin, “Evaluation  of  Welding  Distortion  and Hardness in the A36 Steel Plate Joints Using Different  Cooling  Media,” Sustainability , vol. 14, no. 3, p. 1405, 2022.
[6] Syahrani,  Awal  Mustafa,  and  Oktavianus, “PENGARUH VARIASI ARUS PENGELASAN GTAW TERHADAP SIFAT  MEKANIS  PADA  PIPA  BAJA KARBON  ASTM  A  106  Abstract :  The Influence  of  GTAW  Welding  Current Variation  on  Mechanical,”  vol.  8,  no.  1,  pp. 721–729, 2017.
[7] A.  Azwinur,  A.  S.  Ismy,  R.  Nanda,  and  F. Ferdiyansyah,  “Pengaruh  arus  pengelasan SMAW  terhadap  kekuatan  sambungan  las double lap joint pada material AISI 1050,” J.
Weld. Technol. , vol. 2, no. 1, pp. 1–7, 2020.
[8] L. Andewi, “PENGARUH VARIASI ARUS PADA HASIL PENGELASAN TIG (TUNGSTEN  INERT  GAS)  TERHADAP SIFAT  FISIS  DAN  MEKANIS  PADA ALUMUNIUM 6061,” 2016.
[9] A.  Muhyiddin,  “PENGARUH  VARIASI ARUS  LAS  SMAW  (Shielding  Metal  Arc
Welding)  TERHADAP  DISTORSI  DAN KUAT TARIK SAMBUNGAN
STAINLESS  STEEL  304.”  University  of Muhammadiyah Malang, 2019.
[10] Y.  Liang,  J.  Shen,  S.  Hu,  H.  Wang,  and  J. Pang,  “Effect  of  TIG  current  on microstructural and mechanical properties of 6061-T6  aluminium  alloy  joints  by  TIG– CMT  hybrid  welding,” J.  Mater.  Process. Technol. , vol. 255, pp. 161–174, 2018.