## Pengaruh Variasi Bentuk Permukaan Forging Dan Suhu

## Preheat Terhadap Kekuatan Tarik Friction Welding
1) Dimas Adi Perwira , 2) Henry Widya Prasetya
2,3) Program Studi Teknologi Mekanika Perkeretaapian Politeknik Perkeretaapian Indonesia, Jalan Tirta Raya, Madiun s – Indonesia s Telp : (0351) s 474777 E-Mail: dimas@ppi.ac.id

## Abstract
Most of the railway facilities use steel as the constituent material. The method of joining  (joining methods) of steel  materials,  especially  in  the  railroad  industry,  the  most  widely  used  is  the  welding  technique  (welding)  so  that knowledge  of  the  welding  process  is  very  important  for  welding  enginers  and  metallurgists  as  well  as  for  designers, fabricators, users of welding results. The purpose of this study was to determine the tensile strength of the joint resulting from the friction welding method with variations in the shape of the forging surface and preheat temperature. The shape of the forging surface is 8 mm, 10 mm and 12 mm. Variations in preheat temperature of 200 C, 400 C and 600 C. The results showed the highest tensile strength of the friction weld joint with an average tensile stress value of 407, 48 MPa on  the  forging  surface  shape  of  12  mm  and  a  preheat  temperature  of  600  C.  And  the  tensile  strength  of  the  joint  The lowest  friction  welding  with  an  average  tensile  stress  value  of  120  MPa  on  the  forging  surface  shape  of  8  mm  and  a preheat temperature of 200 C.

## Keyword: friction welding, forgings, preheat temperature

## 1. PENDAULUAN
Sebagian besar sarana perkeretaapian menggunakan bahan  baja  sebagai  bahan  penyusunnya.  Metoda penyambungan  ( joining  methods )  material  baja khususnya  dalam  bidang  industri  kereta  api  yang paling  banyak  digunakan  adalah  teknik  pengelasan ( welding ) sehingga ilmu pengetahuan mengenai proses pengelasan  sangatlah  penting  bagi welding  enginers dan metallurgist serta bagi para designers , fabricators , pemakai  hasil  pengelasan.  Pengelasan  adalah  suatu proses  penyambungan,  dimana  logam  yang  akan disambung dipanaskan hingga mencapai titik lebur dan dipadukan  bersama-sama  dengan  bahan  pengisi ( Filler ).  Pada  umumnya  bahan  pengisi  dari  material yang sama dan akan meleleh bersama dengan material yang akan disambung[6].
Teknologi pengelasan saat ini telah diimplementasikan  secara  luas  di  berbagai  aplikasi didunia  industri  mulai  dari  aplikasi  sederhana  hingga yang  rumit.  Pembuatan  tralis,  peralatan  rumah  tangga, lemari  besi,  dan  lainnya  adalah  sebagian  contoh aplikasi  yang  sederhana  dari  proses  pengelasan, selanjutnya pengelasan untuk konstruksi jalan, perkapalan,  dan  alat  transportasi  lain  serta  konstruksi mesin  merupakan  contoh  aplikasi  yang  lebih  rumit. Sambungan  las  merupakan  ikatan  metalurgi  pada sambungan  logam  paduan  yang  dilakukan  dalam keadaan  cair  ataupun  semi  cair  ( semi  solid ).  Dalam aplikasinya,  pemilihan  proses  pengelasan  dapat ditentukan berdasarkan pada
pertimbangan peningkatan kualitas, kecepatan produksi, dan peningkatan  efesiensi,  serta  penghematan  biaya produksi [5].
Pertimbangan  penggunaan  teknologi  las  didunia
industri juga relatif ringan dengan kekuatan tarik yang tinggi  dan  proses  yang  relatif  sederhana,  sehingga biaya  produk  yang  dibutuhkan  juga  relatif  murah. Keunggulan  proses  pengelasan  ini  menjadi  salah  satu pertimbangan aplikasi sambungan las sebagai pengganti sambungan paku keling, baut dalam struktur dan rancanagan mesin.
Oleh  karena itu dalam praktek rancangan las harus memperhatikan  kesesuaian  berdasarkan  sifat-sifat logam  dasar  diantaranya  unsur  paduan  kekuatan  tarik dari sambungan dan jenis sambungan  yang akan dilas, sehingga  hasil  dari  pengelasan  sesuai  dengan  yang diharapkan [1]. Untuk mendukung komitmen Politeknik  Perkeretaapian  Indonesia  Madiun  dalam menghasilkan  Sumber  Daya  Manusia  transportasi bidang  perkeretaapian  yang  prima,  professional  dan beretika serta memiliki daya saing yang tinggi di pasar kerja  Nasional  dan  Internasional  maka  PPI  Madiun harus  menghasilkan  penelitian-penelitian  terbaru  di bidang  perkeretaapian.  Salah  satu  tema  penelitian  di bidang  sarana  yang  dapat  dilaksanakan  adalah pengelasan baja.

## II. METODOLOGI PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah s metode penelitian eksperimental, yang dijelaskan pada Gambar 1 sebagai berikut.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pengujian Tarik ini merupakan salah satu pengujian yang  penting  dilakukan,  karena  dapat  memberikan berbagai  informasi  mengenai  sifat-sifat  baja.  Dengan adanya kurva tegangan regangan kita dapat mengetahui kekuatan  Tarik,  kekuatan  luluh,  keuletan,  modulus elastisitas,  ketangguhan,  dan  lain-lain.  Pada  pengujian Tarik  juga  harus  mengetahui  dampak  pengujian terhadap  sifat  mekanis  dan  fisik  suatu  baja.  Dengan mengetahui  parameter-parameter  tersebut  maka  kita dapat menganalisa data dasar mengenai kekuatan suatu bahan baja
Gambar 2. Specimen dengan variasi diameter bentuk permukaan forging .
Gambar 3. Proses uji tarik
Kekuatan  Tarik  hasil  las  gesek  dengan  variasi bentuk permukaan forging dan suhu preheat ditunjukkan pada Tabel 1. sebagai berikut.
Tabel  1.  Kekuatan  Tarik  las  gesek  dengan  variasi bentuk permukaan forging dan suhu preheat Diameter forging Suhu Preheat 200 C 400 C 600 C 8 mm 120 Mpa 301 Mpa 377 Mpa 10 mm 123 Mpa 304 Mpa 390 Mpa 12 mm 250 Mpa 376 Mpa 407 Mpa
Berdasarkan  Tabel  1.  Pada  bentuk  permukaan forging  8  mm  memberikan  nilai  kekuatan  tarik tertinggi dengan suhu preheat 600 C sebesar 377 MPa. Bentuk permukaan forging 8 mm dengan suhu preheat 400  C  memberikan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar  301 MPa.  Bentuk  permukaan  forging  8  mm  dengan  suhu preheat 200 C memberikan nilai kekuatan tarik sebesar 120  MPa.  Pada  Gambar  4.  menunjukkan  grafik tegangan  regangan  pada  kekuatan  tarik  sebesar  377 MPa.
Gambar 4. Grafik tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar 377 MPa Pada bentuk permukaan forging 10 mm memberikan nilai kekuatan tarik tertinggi dengan suhu preheat  600  C  sebesar  390  MPa.  Bentuk  permukaan forging  10  mm  dengan  suhu  preheat  400  C memberikan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar  304  MPa. Bentuk permukaan forging 8 mm dengan suhu preheat 200  C  memberikan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar  123 MPa.  Pada  Gambar  5.  menunjukkan  grafik  tegangan regangan pada kekuatan tarik sebesar 390 MPa.
Gambar 5. Grafik tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar 390 MPa
Pada bentuk permukaan forging 12 mm
memberikan nilai kekuatan tarik tertinggi dengan suhu preheat  600  C  sebesar  407  MPa.  Bentuk  permukaan forging 8 mm dengan suhu preheat 400 C memberikan nilai  kekuatan  tarik  sebesar  376  MPa.  Bentuk permukaan  forging  8  mm  dengan  suhu  preheat  200  C memberikan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar  250  MPa. Pada  Gambar  6.  menunjukkan  grafik  tegangan regangan pada kekuatan tarik sebesar 407 MPa.
Gambar 6. Grafik tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar 407 MPa

## Pembahasan
Gambar 7. Grafik hubungan variasi bentuk forging dan suhu preheat terhadap kekuatan tarik
Pada  Gambar  7.  Grafik  hubungan  variasi  bentuk forging  dan  suhu  preheat  terhadap  kekuatan  tarik menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu preheat akan memberikan  peningkatan  pada  kekuatan  tarik  hasil pengelasan  metode  friction  welding.  Suhu  Preheat yang  diberikan  sangat  membantu  dalam  proses penyambungan  material  pada  las  gesek.  Karena pengelasan  metode  friction  welding  ini  dipengaruhi oleh  tekanan  dan  gesekan  dari  kedua  sisi  yang mengakibatkan  kenaikan  suhu  hampir  mencapai  titik lebur kedua material tersebut. Suhu preheat membantu naiknya  suhu  tanpa  adanya  gesekan  kedua  specimen yang  akan  disambung,  sehingga  hal  ini  akan mengurangi  crack  atau  kegagalan  pada  bentuk permukaan  forging.  Dalam  Gambar  4.1  kenaikan bentuk permukaan forging (8mm, 10mm, 12mm) tidak memberikan  perbedaan  nilai  yang  signifikan.  Pada bentuk permukaan forging sebesar 12 mm memberikan nilai kekuatan tarik yang lebih tinggi sebesar 407 MPa dibandingkan bentuk permukaan forging 8 mm dan 10 mm.

## IV. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  pengolahan  data penelitian  dapat  diambil  beberapa  kesimpulan  sebagai berikut :
1. Kekuatan  tarik  sambungan  las  gesek  tertinggi dengan nilai rata-rata tegangan tarik sebesar 407, 48  MPa  pada  bentuk  permukaan  forging  12  mm dan suhu preheat 600 C.
2. Kekuatan  tarik  sambungan  las  gesek  terendah dengan  nilai  rata-rata  tegangan  tarik  sebesar  120 MPa  pada  bentuk  permukaan  forging  8  mm  dan suhu preheat 200 C.

## Saran
Saran  –  saran  yang  dapat  disampaikan  setelah melakukan penelitian adalah sebagai berikut :
1. Perlu dilakukan penelitian dengan variasi tekanan yang  diberikan  dan  durasi  waktu  terhadap kekuatan tarik.
2. Perlu  dilakukan  penelitian  dengan  mengamati kegagalan crack atau  keretakan  pada  hasil sambungan.

## V. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Agung  Prabowo,  2005.  Pengaruh  Parameter Traveling  Speed  Pada  Proses  Friction  Stir Welding  (FSW)  Pelat  Al  1100-H8  Terhadap Kualitas Hasil Lasan. Universitas Lampung
[2]. Arifin, S. (2004), Analisis Pengaruh Perlakuan  Pemanasan  Analisasi  Terhadap Ketahanan  Korosi  Aluminium  Seri  6063 Dalam  Lingkungan  Metanol-  Asam  Klorida Dengan  Metode  Elektrokimia,  Tugas  akhir, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. [3]. Callister  Jr.,W.D.,  2000,”  Fundamentals  of Materials Science and Engineering”, Interactive e Text, John Wiley & Sons, Fifth Edition, pp. 177 – 181. [4]. Fenny Setiawan, 2014. Karakterisasi penyalaan  magnesium  AZ31  pada  proses bubut  menggunakan  aplikasi  thermografi. Tugas Akhir. Universitas Lampung. Lampung.
[5]. Hendi  Saputra,  2014.  Analisis  pengaruh media  pendingin  terhadap  kekuatan  Tarik baja st37 pasca pengelasan menggunakan las listrik.  Jurnal  Ilmiah,  Universitas  Lambung Mangkurat. Kalimantan Selatan.
[6]. Heri  Wibowo,  2006.  Pengaruh  Bahan Dissimilar  Metal  Pada  Pengelasan  MAG (Metal  Aktive  Gas)  Terhadap  Laju  Korosi. Jurusan  Pendidikan  Teknik  Mesin,  Fakultas Teknik, Universitas Negri Yogyakarta.