## Pengaruh variasi kampuh las terhadap ketangguhan sambungan hasil pengelasan material baja AISI 1050
Zulkiffli Purba, Samsul Bahri , Jenne Syarif
Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl.Banda Aceh-Medan Km.280 Buketrata Email: samsul@pnl.ac.id

## Abstrak
Pengelasan SMAW ( Shielded Metal Arc Welding ) adalah sebuah proses penyambungan logam yang menggunakan energi panas untuk mencairkan benda kerja dan elektroda (bahan pengisi). Bahan fluks yang digunakan untuk jenis E7016 , kawat elektroda hidrogen rendah yang biasanya digunakan penggelasan pelat dan struktur dengan tugas yang berat.  Penggunaannya  untuk  pengelasan  baja  karbon  sedang,  jembatan,  kapal  dan  mesin.  Hasil  dari  pengelasan elektroda E7016 sangat halus, penetrasi yang dalam, tahan retak, ulet, tampilan las yang bagus dan busur yang stabil, material  yang  digunakan  dalam  aplikasi  proses  pengelasan  SMAW  adalah  baja  AISI  1050.  Sementara  baja  AISI 1050 merupakan baja yang memiliki kadar karbon 0.50% sehingga tergolong dalam baja karbon sedang. Baja ini banyak digunakan di pasaran karena memiliki banyak keunggulan salah satunya adalah sebagai komponen otomotif. Baja ini memiliki karakteristik sifat mampu mesin yang baik ( machinability ), wear resistance -nya (keausan) baik dan sifat mekaniknya menengah. Penelitin ini bertujuan untuk mengetahui kekuatan kejut (impact) dan perbedaan waktu pembuatan kampuh las terhadap hasil pengelasan SMAW pada baja AISI 1050 dengan variasi kampuh Double Bevel dan Double V Groove . Pada pengujian di daerah Weld Metal dengan arus yang digunakan 110 Ampere. Dari pengujian yang telah dilakukan, diketahui bahwa nilai kekuatan kejut ( impact ) tertinggi pada kampuh Double Bevel yang  memiliki  nilai  1,91  Joule/mm 2 ,  untuk  pembuatan  kampuh  las  dimana  waktu Double  Bevel lebih  singkat dibandingkan Double V Groove , sehingga waktu yang dihasilkan Double Bevel yaitu  3.44 menit/detik.
Kata kunci : SMAW, impak, Kampuh Double Bevel dan Double V Groove .

## The effect of weld groove variations on the toughness of welding joints of AISI 1050 material

## Abstract
SMAW (Shielded Metal Arc Welding) welding is a metal joining process that uses heat energy to melt the workpiece and electrode (fill material). The flux material used for type E7016, a low hydrogen electrode wire typically used for welding heavy-duty plates and structures. Its use is for welding medium carbon steel, bridges, ships and machinery. The result of welding electrode E7016 is very smooth, deep penetration, crack resistant, ductile, good weld appearance and stable arc, the material used in the SMAW welding process is AISI 1050 steel. While AISI 1050 steel is steel that has a carbon content of 0.50 % so that it is classified as medium carbon steel. This steel is widely used in the market because it has many advantages, one of which is as an automotive component. This steel has the characteristics of good machinability, good wear resistance and medium mechanical properties. This study aims to determine the shock strength (impact) and the difference in the time of making weld grooves on SMAW welding results on AISI 1050 steel with variations of Double Bevel and Double V Groove grooves. In testing in the Weld Metal area with a current used of 110 Ampere. From the tests that have been carried out, it is known that the value of the highest impact strength is in the Double Bevel groove which has a value of 1.91 Joule/mm2, for the manufacture of welded  grooves where the Double  Bevel  time  is  shorter  than  Double  V  Groove,  so  the  time  produced  by  Double  Bevel  which  is  3.44 minutes/second.
Keywords: SMAW, Impact, Double Bevel and Double V Groove.
1. Pendahuluan
Indonesia merupakan sebuah negara berkembang  yang  mempunyai  potensi  yang
sangat  besar  dalam  pertumbuhan  ekonomi  di bidang  konstruksi  dan  manufaktur  untuk menjadi sebuah negara maju. Sektor konstruksi
dan  manufaktur  sangat  berperan  dalam pertumbuhan  ekonomi,  karena  mempengaruhi sebagian besar sektor perekonomian negara dan merupakan  konstributor  penting  bagi  proses pembangunan  infrastruktur  yang  menyediakan fondasi  fisik  dimana  upaya  pembangunan  dan peningkatan standar kehidupan dapat terwujud[1].
Pengelasan  merupakan  factor  penting dalam dunia industry. pengelasan adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam paduan yang terjadi  dalam  keadaan  lumer  atau  cair,  dengan kata    lain  pengelasan  adalah  penyambungan setempat dari dua logam dengan menggunakan energi  panas[2]. Pada setiap pekerjaan pengelasan  terutama  pada  penggunaan  pelat tebal maka  pembuatan  kampuh merupakan  hal yang  wajib  sehingga  pemilihan  jenis  kampuh menjadi  sesuatu  yang  harus  diperhatikan. Pemilihan  kampuh  yang  tidak  sesuai  akan mengakibatkan gagalnya proses las[3]. Sehingga  pemilihan  parameter  las  yang  tepat sangat dianjurkan sehingga menghasilkan hasil pengelasan yang sesuai dengan standar[4].
Kampuh  merupakan  bagian  dari  logam induk yang nantinya akan diisi oleh deposit las atau  logam  las  (weld  metal).  Kampuh  las awalnya  adalah  berupa  gabungan  las  (weld pool)yang kemudian diisi dengan logam las[2].
Beberapa  penelitian  telah  dilakukan  oleh berbagai  peneliti[5]–[8]  untuk  mendapatakan kampuh yang sesuai untuk mencegah kegagalan pada proses las.
Maka  berdasarkan  hal  tersebut  penulis akan melakukan penelitian
tentang
perbandingan  kekuatan  jenis  sambungan  pada kampuh dan waktu pembuatan kampuh. Adapun tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui pengaruh variasi kampuh las terhadap ketangguhan impact pada  material  baja  AISI 1050.

## 2. Metodologi Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini  baja  karbon  sedang  (AISI  1050)  dengan ukuran panjang 200 mm, lebar 30 mm, tebal 12 mm.  Elektroda  jenis  E7016  dengan  diameter 3,2 mm.
Baja merupakan  paduan  yang  terdiri  dari unsur besi (Fe), karbon (C), dan unsur lainnya. Baja  dapat  dibentuk  melalui  pengecoran,
pencairan, atau penemperan. Karbon merupakan  salah  satu  unsur  terpenting  karena dapat  meningkatkan  kekerasan  dan  kekuatan baja.  Baja  AISI  1050  merupakan  baja  karbon sedang dengan kandungan karbon berkisar 0,48 – 0,55 % dan termasuk golongan baja karbon menengah.  Baja  ini  juga  memiliki  komposisi yang baik, komposisi kimia dari baja AISI 1050 dapat dilihat pada tabel
Tabel 1. Komposisi Kimia Baja AISI 1050[10]
Setelah    itu  di  lakukan  pembuatan kampuh setengah v double dengan sudut 45º, kemudian  pembuatan  kampuh  tirus  dengan ukuran material 30 x 10 x 12 mm.
Gambar 1 Kampuh tirus
Pembuatan kampuh double V groove yang bersudut 30º dengan ukuran material  30 x 200 x 12 mm, kemudian digambar dengan spidol dan di  ukur  sudut  30º.  Setelah  bahan  digambar bagian  permukaan  lalu  masuk  ke  proses pemesinan.

## Gambar 2 Kampuh double bevel
Selanjutnya        melakukan        proses sambungan  material  menggunakan  proses  las SMAW dengan arus 110A. Shielded Metal Arc Welding ( SMAW )  dikenal  juga  dengan  istilah Manual Metal Arc Welding ( MMAW ) atau Las elektroda  terbungkus  adalah    suatu  proses penyambungan  dua  keping  logam  atau  lebih, menjadi  suatu  sambungan  yang  tetap,  dengan menggunakan  sumber  panas  listrik  dan  bahan tambah/pengisi  berupa  elektroda  terbungkus.
Pada proses las elektroda terbungkus, busur api listrik  yang  terjadi  antara  ujung  elektroda  dan logam  induk/benda  kerja (base  metal) akan menghasilkan  panas.  Panas  inilah  yang mencairkan  ujung  elektroda  (kawat  las)  dan benda kerja secara setempat. Busur listrik yang ada  dibangkitkan  oleh  mesin  las.  Elektroda yang dipakai berupa kawat yang dibungkus oleh pelindung  berupa  fluks.  Dengan  adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam  cair  yang  berasal  dari  elektroda  dan logam  induk,  terbentuklah  kawah  cair,    lalu membeku  maka  terjadilah  logam  lasan  dan terak[11].
Setelah dilas benda  kerja tersebut dilakukan  pengujian  NDT  Penetrant  untuk melihat  kemungkinan  cacat  las,  kalau  terjadi cacat  las  diluar  ambang  batas  maka  harus dilakukan pegelasan ulang
Kemudian  dilakukan  pengujian  impak untuk  mengetahui  ketangguhan  material.  Uji impak merupakan salah satu uji mekanik yang dapat  digunakan  untuk  menganalisis  sifat- sifat  mekanik  material  seperti  kemampuan bahan  terhadap  benturan  dan  karakteristik keuletan bahan terhadap perubahan suhu. Alat uji  impak  merupakan  suatu  alat  uji  sering digunakan  dalam  pengembangan  bahan struktur material dalam mengukur kemampuan bahan terhadap beban kejut[9].

## 3. Hasil dan Pembahasan
Dalam  Penelitian  ini  dilakukan  proses pengelasan  SMAW  pada  material  Baja  AISI 1050. Pada penelitian ini melakukan perhitungan  waktu  setiap  pembuatan  kampuh dan  material-  material  yang  terbuang.  setelah dilakukan  pengelasan,  material  akan  dilakukan pengujian  tidak  merusak  yaitu  pengujian penetrant  test  untuk  mengetahui  ada  tidaknya cacat  pada  hasil  pengelasan.  Lalu  dilakukan pengujian mekanik yaitu impak  metode charpy untuk mengetahui nilai kekerasan.
3.1  Waktu Proses Pembuatan Kampuh Pada kampuh double bevel setiap
pembutan satu sudut kampuh membutuhkan waktu sekitar 3.44 menit dengan sudut 45º.
Gambar 3. Gambar kampuh double bevel
Tabel 2 Waktu double bevel
No Pengerjaan double bevel Waktu (menit) /10cm 1 Kampuh bagian atas 3.58 2 Kampuh bagian bawah 3.30 Rata-rata 3.44 menit/10cm

## Kampuh Double V Groove
Pada  Kampuh double  V  groove ,  setiap pembutan  satu  sudut  kampuh  membutuhkan waktu sekitar 4.22 menit dengan sudut 30°.
Gambar 4. kampuh double V groove
Tabel 3 Waktu double V groove n Pengerjaan double Vgroove Waktu (menit) /10cm 1  Kampuh 1 bagian atas 4.13 2  Kampuh 1 bagian bawah 4.53 3  Kampuh 2 bagian atas 4.25 4  Kampuh 2 bagian bawah 3.98 Rata-rata 4.22 menit/10cm 3.2   Hasil Perhitungan Material Terbuang Hasil Double Bevel
• Panjang kampuh Y = 5 α= 45 °
X= Y tan  α X = 5 tan 45°
X = 5 1

## X =5
• Luas kampuh X = 5 t = 5 L = 1 2 × X × t
L = 1 2 × 5 × 5 L= 12,5 mm 2
• Volume kampuh
L = 12,5 mm 2
P = 10 mm V = L × P V = 12,5 mm 2 × 10 mm V = 125 mm 3
• Terdapat dua sisi bawah dan atas maka: V  = 125 × 2
V  = 250 mm 3

## Hasil dari Double V Groove
• Panjang kampuh
α = 30° Y =  5
X = 5 tan 30°
X = 5 × 1 3 √3 X = 2,88 mm
• Luas kampuh
L = 1 2 × 5 × 2,88 L = 7,2 mm²
• Volume kampuh
V = 7,2 × 10 mm
V = 72 mm³
• Terdapat empat sisi bawah dan atas maka:
V = 72 mm³ × 4
V = 288 mm³ Tabel 4 Hasil material terbuang Jenis kampuh Material terbuang Double bevel 250 mm³ Double V groove 288 mm³
Berdasarkan  tabel  di  atas  kampuh double bevel 250  mm³  sedangkan  kampuh double  V groove 288  mm³,  lebih  banyak  material  yang terbuang  di  bandingkan  kampuh double  bevel , dari penelitian ini material yang terbuang yang sedingkit yaitu double bevel 250 mm³.

## 3.3 Hasil Pengelasan
Setelah specimen di potong dalam ukuran
30 x 100 x 12 mm sebanyak 4 buah kemudian dilakukan  pengelasan  SMAW  pada  kampuh double  bevel dan double  V  groove dengan kemiringan  elektroda    60 0  s / d 80 0 ,  hasil  dari
proses pengelasan
Gambar 5. Hasil pengelasan kampuh double bevel dan double V groove
3Hasil Pengujian NDT Liquid Penetrant
Gambar 6. (a) kampuh double bevel dan (b) kampuh double v groove
Dari  Gambar  diatas  dapat  dilihat  bahwa tidak  terdapat  adanya  cacat  hasil  pengelasan SMAW  pada  material  baja  AISI  1050.  Hal  ini dapat  ditandai  dengan  tidak  adanya  bercak merah  pada  permukaan  logam  las.  apabila adanya  cacat  maka  akan  timbul  bercak  merah pada titik dimana cacat tersebut berada. Hal itu disebabkan  karena  cairan  penetran  yang disemprotkan  akan  mengisi  celah-celah  retak atau cacat pada permukan las.

## 3.6  Hasil Pengujian
Pengujian Impact merupakan suatu pengujian  yang  mengukur  ketangguhan  bahan terhadap  beban  kejut.  Dimana  pembebanan dilakukan  secara  tiba-tiba.  Pada  pengujian Impact ,  energi  yang  di  serap  oleh  benda  uji biasanya di nyatakan dalam satuan joule dan di baca langsung pada skala (dial) penunjuk yang telah terdapat pada mesin penguji. Harga Impact (HI)  suatu  bahan  yang  di  uji  dengan  metode Charpy di berikan oleh bandul ayunan
Gambar 7. Benda hasil pengujian impact
Dari hasil pengujian beban Impact dengan menggunakan  metode Charpy ,  maka  di  dapat energi yang di serap (E) pada kampuh spesimen uji tersebut dapat dilihat pada tabel 4.

## Tabel 5 Hasil pengujian impact
Pembacaan informasi dari data tersebut akan lebih mudah jika dilihat dalam bentuk grafik scatter seperti gambar 4.5
Gambar 8. Hasil energi yang diserap (E)
Berdasarkan    gambar  8  menunjukkan bahwa nilai energi yang diserap untuk kampuh double bevel sebesar 152,5 Joule, nilai ini naik dari  pada raw  material sebesar  125,5  Joule. Kemudian  diikuti  nilai  energi  yang  diserap kampuh double  v  groove sebesar  142  Joule, angka  naik  115  Joule.  Dari  kelompok Raw material sebesar  27  Joule,  lebih  rendah  dari kampuh double bevel dan double v groove .
Gambar 9. Hasil harga impact (HI)
Dilihat pada gambar 9 menunjukkan bahwa harga impact untuk  kampuh double  bevel 1,91 Joule/mm², nilai ini naik pada raw material 1,57 Joule/mm², selanjutnya diikuti dengan double v groove 1,77 Joule/mm², nilai ini naik pada raw material 1,43  Joule/mm²,  dan  diikuti  dengan kelompok raw  material sebesar  1,77  Joule/ mm²,.  Maka  didapat  nilai inpact tertinggi terdapat  pada  kampul double  bevel 1,91  Joule/ mm²,  selanjutnya  disusul  dengan  kampuh double  v  groove ,  1,77  Joule/  mm²  dan  yang terendah pada raw material 1,77 Joule/mm².
Berdasarkan  data  pengujian  bahwa  hasil pengujian Impact terdapat  nilai  yang  berbeda- beda,  Pada  pengujian Impact pada  kampuh double  bevel 1,91  J/mm²,  sedangkan  kampuh double v groove 1,77 J/mm², memiliki nilai yang berbeda  tetapi tidak  jauh  berbeda.  Nilai paling tinggi pada  kampuh double  bevel 1,91  J/mm²,,
nilai  Impact  terendah  terdapat  pada raw material yang memiliki nilai 0,34 J/mm².
Dari hasil pembuatan kampuh dari baja aisi 1050,  menunjukan  hasil  dari  kampuh double bevel membutuhkan  waktu  3.44  menit,
sedangkan pembuatan kampuh double v groove membutuhkan  waktu  4.22  menit,dari  hasil penelitian  waktu double  bevel lebih  singkat bandingkan double v groove . Analisa berdasarkan penggujian yang telah di lakukan di
dapatkan  nilai inpact dan  pembuatan  kampuh double bevel , double v groove sehingga dapat di analisa bahwa waktu double bevel lebih singkat di  bandingkan double  v  groove. dari  hasil  ini menunjukkan    Semakin  kecil  kemiringan kampuh  yang  di  buat  maka  semakin  cepat pengerjaanya.
Dari  hasil  penelitian  ini  menujukkan material  terbuang  pada  proses  pembuatan kampuh double bevel dan double v groove pada baja  AISI  1050  memiliki  hasil  yang  berbeda, Berdasarkan tabel di atas kampuh double bevel 250 mm³, sedangkan kampuh double V groove 288 mm³, lebih banyak material yang terbuang di bandingkan kampuh double bevel , dari hasil penelitian  ini  material  yang  terbuang  lebih sedingkit yaitu double bevel 250 mm³.

## 4.     Kesimpulan
Dari  hasil  penelitian  dapat  disimpulkan bahwa waktu pembuatan kampuh double bevel lebih  cepat  di  Bandingkan  dengan  kampuh double v groove. Pada pengujian Impact jenis kampuh double bevel menghasilkan 1,91 J/mm 2 sedangkan kampuh double v groove 1,77 J / mm 2 , memiliki  hasil  yang  tidak  jauh  berbeda.  Nilai Impact tertinggi  pada  Kampuh double  bevel yaitu 1,91 J/mm 2 . Dari hasil penelitian ini saya merekomendasikan  memakai  kampuh double bevel ,  karna  nilai  lebih  tinggi,  waktu  lebih singkat dan biaya lebih murah.

## Referensi
[1] 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.
[2] S.  Widharto,  “Welding  Inspection,” Jakarta:  Mitra  Wacana  Media ,  vol.  7,
2013.
[3] L. P. Ketaren, U. Budiarto, and A. W. B. Santosa,  “Analisa  Pengaruh  Variasi Kampuh  Las  dan  Arus  Listrik  Terhadap Kekuatan  Tarik  Dan  Struktur  Mikro
Sambungan Las GMAW (Gas Metal ARC Welding) Pada Aluminium 6061,” J. Tek. Perkapalan , vol. 7, no. 4, 2019.
[4] A.  Farhan  and  T.  A.  Fadhilah,  “Impact toughness of ASTM A36 low carbon steel by  metal  active  gas  (MAG)  welding process  using  different  cooling  media,”
Metalurgija ,  vol.  61,  no.  3–4,  pp.  641– 644, 2022.
[5] A.  Ginting,  A.  Hamsi,  and  H.  Sibarani, “Pengaruh  Variasi  Sudut  Kampuh  V Tunggal dan Kuat Arus pada Sambungan Logam  Aluminium–Mg  5083  terhadap Kekuatan  Tarik  Hasil  Pengelasan  TIG,” 2008.
[6] M.  Siddiq,  N.  Nurdin,  and  I.  Amalia,
“Pengaruh  jenis kampuh terhadap ketangguhan sambungan pengelasan material St37 dengan AISI 1050 menggunakan  proses  SMAW,” J.  Weld. Technol. ,  vol.  1,  no.  1,  pp.  11–16,  Jun. 2019.
[7] I. Arif Rahman Hakim, “Analisa pengaruh variasi kampuh terhadap hasil pengelasan SMAW pada stainless steel 304 menggunakan  pengujian  ultrasonic  dan kekuatan tarik.,” J. POLIMESIN , vol. 18, no. 1, pp. 30–38, 2020, doi: http://dx.doi.org/10.30811/jpl.v18i1.1057 . [8] V. A. Setyowati and S. Suheni, “VARIASI ARUS  DAN  SUDUT  PENGELASAN PADA MATERIAL AUSTENITIC STAINLESS  STEEL  304  TERHADAP KEKUATAN TARIK DAN
STRUKTURMAKRO,” J.  IPTEK ,  vol. 20,  no.  2,  p.  29,  Dec.  2016,  doi: 10.31284/j.iptek.2016.v20i2.40.
[9] S.  A.Jalil,  Z.  Zulkifli,  and  T.  Rahayu,
“ANALISA KEKUATAN IMPAK PADA PENYAMBUNGAN PENGELASAN  SMAW  MATERIAL
ASSAB 705 DENGAN VARIASI ARUS PENGELASAN,” J.  POLIMESIN ,  vol. 15,  no.  2,  p.  58,  Sep.  2017,  doi: 10.30811/jpl.v15i2.376.
[10] A.  Azwinur,  M.  Yudi,  and  Z.  Zulkifli, “Pengaruh  media  pendingin  terhadap kekerasan dan ketangguhan hasil pengelasan  material  AISI  1050  pada proses las MAG,” J. POLIMESIN , vol. 18,
no. 2, pp. 124–130, 2020.
[11] 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.