URL: http://scholar.ummetro.ac.id/index.php/armatur
Analisa pengaruh media pendingin dan arus listrik pada proses pengelasan titik (spot welding) stainlees steel terhadap nilai kekuatan tarik
Tri Cahyo Wahyudi 1* , Sulis Dri Handono 2 , Hendi Ahmad Sanjaya 3 , Abdul Basir Sulaiman Azis 4
1,2 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Kota Metro, Lampung, Indonesia
3,4 Prodi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Metro Jl. Ki Hajar Dewantara 15 A Kota Metro, Lampung, Indonesia
* Corresponding author : tricahyowahyudi3@gmail.com

## Abstract
Welding is one of the metal joining techniques by melting some of the parent metal and filler metal under pressure and with or without additional metal so as to produce a continuous welded joint. The cooling medium and electric current in this welding process greatly affect the  welding  results.  Lap  joint  is  one  type  of  welding connection that exists in  spot  welding, namely the type of pile connection. This study uses AISI 316 Stainless Steel plate. The purpose of this study was to determine the tensile strength and the type of coolant with which current is the most optimal for tensile loading. The welding time is equalized, which is 2 seconds and the parameters used are ordinary water, salt water, mineral water and variations in currents of 660 Ampere, 880 Ampere and 1100 Ampere. The tests carried out were tensile tests using the Ultimate Testing Machine. In the test results, it was found that the most optimum type  of lap joint connection to be given tensile loading from the yield strength value was ordinary water cooling at 1100 Ampere currents of 159.17 kg/mm 2 , tensile strength with mineral water cooling at  1100  Ampere  currents  of  195.92  kg/mm 2 ,  and  the  elongation  value  with  mineral  water cooling at a current of 1100 Ampere is 11.19 %.
Keywords: Spot welding, lap joint, stainlees steel, tensile strength.

## Abstrak
Pengelasan  adalah  salah  satu  teknik  penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan  tekanan  dan  dengan  atau  tanpa  logam penambah  sehingga  menghasilkan  sambungan  las  yang  kontiyu.  Media  pendingin  dan  arus listrik  pada  proses  pengelasan  ini  sangat  mempengaruhi  hasil  pengelasan. Lap  joint adalah salah satu jenis sambungan las yang ada pada las titik yaitu jenis sambunga tumpuk. Penelitian ini menggunakan  plat baja Stainlees Steel AISI 316. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan tarik dan jenis pendingin dengan arus berapa yang paling optimal untuk diberikan  pembebanan  tarik.  Untuk  waktu  pengelasan  disamakan    yaitu  2  detik  dan  untuk parameter  yang digunakan adalah media pendingin air biasa, air garam, air mineral dan variasi arus 660 Ampere , 880 Ampere dan 1100 Ampere . Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik menggunakan alat Ultimate Testing Machine . Pada hasil pengujian didapat bahwa jenis sambungan lap joint yang paling optimum untuk diberikan pembebanan tarik dari nilai yield strength yaitu    pendingin  air  biasa  pada  arus  1100 Ampere sebesar  159,17  kg/mm 2 , tensile strength dengan  pendingin air mineral pada Arus 1100 Ampere sebesar 195,92 kg/mm 2 , dan nilai elongation dengan pendingin air mineral pada arus 1100 Ampere sebesar 11.19%.
Kata kunci: Spot welding , lap joint , stainlees steel , kekuatan tarik.

## Pendahuluan
Teknologi,  maka  industri  pada  saat ini mengalami kemajuan yang sangat pesat. Karena pesatnya kemajuan teknologi, maka banyak  sekali  proses  produksi  yang menggunakan  proses  pengelasan,  karena pengelasan  mempunyai  kelebihan  seperti hasil  sambungan  lebih  kuat,  mudah  untuk pemakaian,  murah  dan  efisien  [1].  Las dalam  bidang  konstruksi  sangat  luas penggunaannya meliputi konstruksi jembatan, perkapalan, industri karoseri dan sebagainya.  Disamping  untuk  konstruksi, las juga dapat untuk mengelas cacat logam pada hasil pengecoran logam dan mempertebal logam yang aus [2].
Dari berbagai macam jenis pengelasan  di  Indonesia  proses  pengelasan yang  populer  digunakan  dalam  industri otomotif  terutama  mobil  untuk  pengerjaan body atau kerangka mobil adalah menggunakan las titik [3].
Las titik (Spot Welding) adalah salah satu  metode  pengelasan  yang  prinsip kerjanya  menggunakan  arus  listrik  untuk menyambung pelat logam. Proses pengelasannya  yaitu  dengan  menjepit dimana  satu  atau  lebih  pelat  menggunakan elektroda.  Siklus  pengelasannya  yaitu dengan  memberikan  tekanan  pada  pelat kemudian  mengalirkan  arus  listrik  dalam jumlah  yang  besar.  Akibat  besarnya  arus listrik  yang  diberikan,  maka  bagian  pelat yang ditekan dan diberi arus akan memanas dan  meleleh,  tekanan  elektroda  yang diberikan  pada  pelat  akan  dilepas  sesaat setelah  arus  dialirkan  agar  pelat  yang  dilas dapat menempel dengan sempurna [4].
Kualitas  dan  kekuatan  lasan  titik sangat  penting  terhadap  perancangan  umur dan  keamanan  dari  suatu  kendaraan. Prosesnya yang mudah, ekonomis, dan cepat sehingga  cocok  untuk  produksi  masal, suplai  panas  yang  diberikan  cukup  akurat dan  reguler,  sifat  mekanik  hasil  las kompetitif  dengan  logam  induk  dan  tidak memerlukan kawat las [5]. Proses pengerjaan  las  ini  lebih  rapi  hasilnya  dan tidak  mengandung  terak  las.  Media pendingin  dan  besarnya  arus  listrik  pada
pengelasan ini sangat mempengaruhi karakteristik hasil pengelasan karena pengontrolan  ini  mempengaruhi  kualitas hasil  las  yang  optimal,  seperti  kekuatan geser,  kekerasan  dan  kekuatan  terhadap pengaruh dari luar [6].
Penggunaan stainlees steel dalam las titik  dikarenakan  bahan  tersebut  tahan terhadap korosi, mudah dibentuk dan dilas, tahan  terhadap  temperatur  panas  tinggi maupun  rendah,  dan  desain  produk  yang sangat  berkualitas.  Untuk  mengetahui  sifat mekanik  dari  sambungan  baja  dapat dilakukan melalui uji tarik pada material/logam  tersebut.  Kekuatan  tarik pada sambungan las sangat dipengaruhi oleh sifat  logam  induk,  daerah  HAZ (heat affacted zone) , sifat logam las, dan geometri serta  distribusi  tegangan  dalam  sambungan [7].
Berdasarkan pemaparan diatas, peneliti melakukan analisa beberapa parameter pengelasan yaitu pengaruh media pendingin  dan  arus  listrik  pada Stainlees Steel terhadap nilai kekuatan tarik. Dengan demikian  diharapkan  penelitian  ini  akan diketahui  kondisi  optimal  dari  sambungan material/logam tersebut yang paling baik.

## Tinjauan Pustaka

## Pengelasan
Pengelasan merupakan teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan  sebagian  logam  induk  dan logam  pengisi  dengan  atau  tanpa  tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontiyu.

## Sambungan las
Sambungan antara dua logam dengan cara pemanasan, dengan atau tanpa logam  pengisi.  Sambungan  terjadi  pada kondisi  logam  dalam  keadaan  plastis  atau leleh.  Sambungan  las  banyak  digunakan pada konstruksi serta pada permesinan. Ada lima jenis sambungan dasar pada pengelasan, antara lain, yaitu Jenis sambungan  las butt  joint,  lap  joint,  t-joint, edge joint, corner joint.

## Gambar 1. sambungan pada pengelasan

## Las titik (Spot Welding)
Pada  las  titik,  logam  yang  akan disambungkan di jepit dengan elektroda dari paduan  tembaga  dan  kemudian  dialiri  arus listrik yang besar dalam waktu yang sangat singkat.  Karena  aliran  listrik  antara  kedua elektroda  tersebut  harus  melalui  (logam) plat yang dijepit, maka pada tempat jepitan timbul  panas  yang  menyebabkan  logam ditempat tersebut  mencair  dan tersambung. Pada  tempat  kontak  antara  elektroda  dan logam  yang  tidak  di  las  juga  terjadi  panas karena  tahanan  listrik,  tetapi  tidak  sampai mencairkan  logam  karena  ujung  elektroda didinginkan [8].
Gambar 1. Proses Pengelasan Titik

## Pendingin dan arus listrik
Pemilihan  media  pendingin  dan penggunaan arus listrik sangat mempengaruhi  hasil  penyambungan  logam optimal atau tidaknya, menggunakan media pendingin yang berbeda separti air biasa, air garam,  dan  air  mineral.  Fungsi  media pendingin pada pengelasan titik yaitu untuk mendinginkan  elektroda  pada  saat  proses pengelasan  dengan  fase  sirkulasi  melalui lengan tekan sehingga hasil pengelasan bisa optimal.

## Metode Penelitian
Diagram Alir Penelitian Secara skematik, prosedur penelitian ini  dapat  digambarkan  dalam  bentuk diagram alir seperti berikut:
Gambar 3. Diagram alir penelitian

## Alat Yang digunakan
1. Mesin las titik 2. Alat uji tarik 3. Penggores plat 4. Mesin pemotong plat 5. Sikat dan amplas 6. Gerindra
7. Mistar

## Bahan yang digunakan
Pada  penelitian  ini  bahan  yang digunakan adalah baja tahan karat AISI 316 dengan  komposisi  kimia  yang  ditunjuka pada tabel 1.
Tabel. Komposisi kimia plat baja  stainless steel   AISI 316.
Mate rial C Si Mn P S Cr Stain lees steel 0.1 49 0.4 64 10. 52 0.0 661 0.0 062 14. 56

## Prosedur pengelasan
Plat  baja stainlees  steel dengan ketebalan 0,8 mm dilas dengan
memvariasikan  media  pendingin  air,  air garam dan air mineral serta arus pengelasan 660 Ampere, 880 Ampere, dan  1100 Ampere, dengan waktu pengelasan dilakukan selama 2 detik.

## Uji kekuatan Tarik
Pembuatan  spesimen  uji  kekuatan tarik  didasarkan  pada  standar  JIS  Z  3139, bentuk spesimen uji kekuatan tarik berukuran  panjang  150  mm,  lebar  30  mm, serta jarak antara titik las dan ujung tumpuk an plat 15 mm.
Gambar 4. Bentuk spesimen uji kekuatan tarik standar JIS Z 3139 [9].
Setelah dilakukan uji kekuatan tarik, didapatkan  nilai  yang  berbeda  –beda menurut  variasi  media  pendingin  dan  arus listrik.  Seperti  yang  ditunjukkan  pada  nilai tensile strength pada pendingin air biasa.
Gambar 5. Nilai perbandingan variasi pendingin terhadap yield strength
Pada  gambar  5  di  atas  dapat  dilihat nilai Yield  Strength tertinggi  yaitu  pada media  pendingin  air  biasa  sebesar  159,17 kg/mm 2 pada arus listrik 1100
Ampere ,kemudian  mengalami  penurunan pada  pendingin  air  garam  pada  arus  880 Ampere sebesar 104.95 kg/mm 2 , mengalami penurunan  kembali  pada  arus  110 Ampere
dengan pendingin air mineral sebesar 40.03 kg/mm 2 .  Bisa  kita  lihat  dari  perbandingan variasi media pendingin yang berbeda pada nilai  maksimum yield  strength ,  hal  ini disebabkan  karena  arus  listrik  yang  tinggi maka timbul fasa bainit dan martensit yang kekerasannya  tinggi,  maka  kekuatan  tarik sambungan  las  berkurang  ,bahwa  semakin tinggi  arus  listrik  pada  pengelasan  ini, semakin  besar  daerah  HAZ,  akibatnya menurunya kandungan perlit diiringi terjadi peningkatan ferrite pada HAZ, karena pada daerah las, panas yang diterima logam lebih besar.
Hal  ini  terbukti  pada  perubahan bentuk  yang  terjadi  pada  material  tersebut lebih  tinggi  yaitu  pada  kekuatan  luluhnya, walaupun  beban  yang  bekerja  ditiadakan [10].
Gambar 6. Nilai perbandingan variasi pendingin terhadap tensile strength
Seperti  pada  gambar  6  di  atas  nilai tensile  strength dari  perbandingan  media pendingin dapat dilihat nilai tensile strength tertinggi  yaitu  pada  media  pendingin  air mineral  pada  arus 1100  Ampere sebesar 195,92 kg/mm 2 , kemudian mengalami pada pendingin air biasa pada arus 660 Ampere sebesar  178,62  kg/mm 2 ,  serta    pada pendingin air garam pada arus 880 Ampere sebesar  160  kg/mm 2 .  Semakin  besar  kuat arus dan waktu pengelasan pada proses spot welding yang  digunakan  maka  nilai kekuatan  tarik  pada  material  juga  akan semakin tinggi [11].
16,87 25,98 33,45 85,22 104,95 35,15 159,17 50,08 40,03 0 30 60 90 120 150 Air Biasa Air Garam Air Mineral Perbandingan Variasi Media Pendingin Terhadap … Arus 660 A Arus 880 A Arus 1100 A 25,18 34,4 61,81 125,67 132,24 117,5 178,62 160,09 195,92 0 30 60 90 120 150 180 Air Biasa Air Garam Air Mineral Perbandingan variasi media pendingin terhadap  nilai Tensile Strength Arus 660 A Arus 880 A Arus 1100 A
Gambar 7 Nilai Perbandingan variasi pendingin terhadap Elongation
Seperti  pada  tabel  gambar  7  di  atas nilai Elongation dari  perbandingan  variasi media pendingin dapat dilihat nilai elongation tertinggi  yaitu  pada  media pendingin  air  mineral  dengan  arus 1100 Ampere sebesar  11.19  %,  kemudian  pada pendingin  air  biasa  pada  arus  660 Ampere sebesar  9.62  %,  mengalami  serta  pada pendingin  air  garam  dengan  arus  880 Ampere sebesar 8,57 %. Bisa dilihat   pada gambar 13, dari variasi arus pada pendingin air  mineral  nilai  tertinggi elongation masing-masing  berbeda.  Hal  ini  terbukti semakin  getas  suatu  material,  maka keuletannya akan semakin rendah, sehingga material  mudah  dipatahkan  dengan  energi yang  relatif  lebih  rendah.    Variasi  media pendingin dan arus listrik sangat berpengaruh  terhadap  kekuatan  lasan, tegangan  luluh  dan  perubahan  sifat mekanisnya, besar kecilnya arus listrik dan media  pendingin,akan    mempengaruhi kecepatan  rambatan  yang  terjadi,  baik  saat atau  setelah  pengelasan,  Sehingga  akan berpengaruh  pada  pembentukan  fasa  akhir yang  terbentuk  dan  akan  menentukan kekuatan sambungan las.
Semakin tinggi arus pengelasan yang digunakan  maka  nilai  kekuatan  tarik  pada material  juga      akan  semakin  tinggi [12], terlihat  pada  grafik  di  atas  nilai  rata-rata kekuatan  tarik  maksimal  yaitu  pada  media pendingin air mineral pada arus listrik 1100 Ampere sebesar  195,92    kg/mm 2 .  Hal  ini membuktikan bahwa media pendingin pada proses  pengelasan  titik  sangat  berpengaruh pada  hasil  pengelasan.    Untuk  jenis sambungan  tumpuk  ( lap  joint) pada pengelasan  titik  yang  paling  optimal  ini
terjadi  pada  variasi  media  pendingin  air mineral dengan arus listrik 1100 Ampere , ini dikarenakan  diameter nugget (manik  las) yang terbentuk lebih besar, dan pengelasan pun  dilakukan  secara  tumpuk  pada  dua permukaan yang mengakibatkan panas tidak hanya  terjadi  pada  satu  sisi  material,  maka hasil  sambungan  las  titik  pada  plat  baja stainlees  steel ini  akan  semakin  kuat sehingga gaya tarik yang dibutuhkan untuk diameter manik las tersebut semakin besar. Pemilihan  parameter  las  titik  yang  tepat, akan  berpengaruh  terhadap  kekuatan  lasan dan  perubahan  sifat  mekanisnya.  Besar- kecilnya arus listrik dan lama waktu operasi las akan mempengaruhi kecepatan rambatan yang  terjadi,  baik  saat  atau  setelah pengelasan.  Sehingga  akan  berpengaruh pada pembentukan fasa akhir yang terbentuk dan akan menentukan kekuatan sambungan las [13].

## Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan  bahwa jenis  sambungan lap joint yang paling optimum untuk diberikan pembebanan  tarik  dari  nilai yield strength yaitu    pendingin  air  biasa  pada  arus  1100 Ampere sebesar  159,17  kg/mm 2 , tensile strength dengan  pendingin air mineral pada Arus 1100 Ampere sebesar 195,92 kg/mm 2 , dan  nilai elongation dengan  pendingin  Air mineral  pada  arus  1100 Ampere sebesar 11.19%.

## Referensi
[1] Purwaningrum, Yustiasih, Fatchan M. 2013“ Pengaruh Arus Listrik Terhadap Karakteristik Fisik- Mekanik Sambungan Las Titik Logam
Dissimilar  Al-Steel ’’ROTASI  –  Vol. 15, No. 1, Januari 2013: 16−22.
[2] Haryono Wiryosumarto, Teshi Okumura.  1991.  “Teknik  pengelasan logam”.  Cetakan  kedelapan.  Jakarta: PT Pradnya Paramita.
[3] Pouranvari,  M  &  Marashi,  S.P.H. 2011. Dissimilar  Spot.Weld  of AISI
304  /  AISI  1008: Metallurgical  and
2,05 3,47 9,62 7,59 8,57 6,11 9,62 5,7 11,19 0 2 4 6 8 10 12 Air Biasa Air Garam Air Mineral Perbandingan variasi media pendinngin terhadap nilai Elongation Arus 660 A Arus 880 A Arus 1100 A
Mechanical  Characterization . Steel
Research Journal ,  82  (12):  1355-
1360.
[4] Amstead,  B.H.,  (1995), Teknologi mekanik ,  Edisi  ke7  jilid  1,  PT. Erlangga, Jakarta.
[5] Anis,  M.,  Irsyadi,  A.,  &  Ferdian,  D. 2009.  Studi  lapisan  intermetalik Cu 3 Sn  pada  ujung  Elektroda  dalam pengelasan titik baja galvanis. Jurnal teknologi, 13 (2): 91-95.
[6] Arifin,  1997.  Las  listrik  dan  otogen. Jakarta: Ghalia Indonesia.
[7] Wiryosumarto,  H.  1996.  “ Teknologi Pengelasan  Logam ”,  PT.  Pradnya Paramita journal  of  Manufacturing
Science  and  Engineering ,  August
2001 Vol. 123.
[8] Hendri, 2012. “Analisa kekuatan tarik hasil spot  welding baja  karbon rendah”  Jurnal  teknik  mesin  Vol.1, No.2, Institut Teknik Padang.
[9] JIZ, hand book, Ferrous Material and, Tokyo  Japanase  Standart  Acociation 1984.
[10] Nurhidayat  Achmad,  Triyono,  2012 .
“ Pengaruh  Waktu  Dan  Arus  Listrik
Pengelasan Rsw Terhadap Sifat Fisik Dan  Mekanik  Pada  Sambungan Logam  Tak  Sejenis  Antara  Baja Tahan Karat SS 316 Dan Baja Karbon ST37 ” .
[11] Agustriyana,  L, Yudi  S.I &  Sugiarto. 2011.  “ Pengaruh  Kuat  Arus  dan Waktu  Pengelasan  Pada  Proses  Las
Titik (Spot Welding) Terhadap Kekuatan  Tarik  dan  Mikrostruktur Hasil  Las  Dari  Baja  Fasa  Ganda (Ferrite Martensite) ’’. Jurnal
Rekayasa Mesin, 2 (3): 175-181.
[12] Purwaningrum,  Y.,  &  Fatchan,  M. 2013. “ Pengaruh arus listrik terhadap karakteristik
fisik - mekanik sambungan  las  titik  logam  dissimilar
Al  –  steel ’’.  Jurnal  teknik  mesin,  15
(1): 16-22.
[13] Wiryosumarto,  H.,  2004,  Teknologi Pengelasan Logam, PT. Pradya
Paramita, Jakarta.