## ANALISA KEKUATAN IMPAK PADA PENYAMBUNGAN PENGELASAN SMAW MATERIAL ASSAB 705 DENGAN VARIASI ARUS PENGELASAN
Saifuddin A.Jalil 1 , Zulkifli 2 , Tri Rahayu 3
1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Lhokseumawe Jl. Banda Aceh-Medan Km. 280 PO Box 90 Buketrata, Lhokseumawe 24301 Email: ab1_tm@yahoo.co.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh arus pengelasan pada kekuatan dan ketangguhan las SMAW dengan  elektroda  E7018.Penelitian  ini  menggunakan  bahan  baja  ASSAB  705,  baja  ini  termasuk  baja  karbon rendah.  Bahan  di  beri  perlakuan  pengelasan  dengan  variasi  arus100  Ampere,  125  Ampere,  dan  150  Ampere dengan menggunakan las SMAW DC polaritas terbalik dengan elektroda di hubungkan dengan kutub positif dan logam  induk  di  hubungkan  dengan  kutub  negatif,  posisi  pengelasan  dengan  menggunakan  posisi  pengelasan mendatar atau bawah tangan, jenis kampuh yang di gunakan adalah kampuh V dengan sudut 70°.  Spesimen di lakukan  pengujian  Impak  metote  Charpy.  Hasil  pengujian  impak  pada  kelompok  specimen  base  metal  dan specimen  variasi  arus  menunjukkan  bahwa  nilai  kekuatan  impak  yang  paling  tinggi  terdapat  pada  base  metal yaitu sebesar 146 joule dan 1,825 joule/mm 2 , dibanding dengan kelompok variasi arus 100 Ampere, 125 Ampere dan 150  Ampere. Jenis-jenis perpatahan  yang terjadi adalah pada  base  metal dan kelompok spesimen arus 100 Ampere adalah patah getas, dan kelompok spesimen 125  Ampere dan kelompok spesimen 150 Ampere adalah patah ulet.
Kata kunci : Arus, SMAW, ASSAB 705, ketangguhan, E7018

## 1. Pendahuluan

## 1.1  LatarBelakang
Pada  saat    ini  pengelasan  merupakan  suatu pekerjaan  yang  sangat  penting  dalam  teknologi industri. Hampir semua penyambungan logam untuk segala  macam  jenis  dapat  dibuat  dengan  teknik pengelasan. Las busur  listrik atau umumnya disebut las listrik adalah termasuk suatu proses penyambungan  logam  dengan  menggunakan  tenaga listrik sebagai summber panas.salah satunya merupakan las SMAW ( Sheilded Metal Arc Welding /  las  busur  nyala  listrik  terlindung),  pada  logam induk  pengelasa  ini  mengalami  pencairan  akibat pemanasan dari  busur  listrik  yang timbul dari ujung elektroda  dan  permukaan  benda  kerja.  Busur  listrik dibangkitkan  dari  suatu  mesin  las.Elektroda  yang digunakan  berupa kawan  yang dibungkus pelindung berupa  fluks.Elektroda  ini  selama  pengelasan mengalami  pencairan  bersama  logam  induk  dan membeku bersama, menjadi kampuh las.
Prosedur  pengelasan,  kelihatannya  sangat sederhana  tetapi  dalam  pelaksanaannya  banyak masalah  yang  harus  diatasi  dimana  pemecahannya memerlukan  berbagai  macm  pengetahuan.  Secara
terperinci dapat dikatakan bahwa dalam perencanaan konstruksi  suatu  rangka  atau  mesin  sambungan  las, berdaya  guna  serta  aman,  maka  setiap  jenis pekerjaan  las  dimulai  dengan  menyusun  prosedur- prosedur  tersebut  lazim  disebut  WPS  (welding procedure spesification). Dalam spesifikasi prosedur pengelasan dimuat hal-hal seperti proses pengelasan dan  tipe  pengelasan,  desain  sambungan,  material dasar,  logam  pengisi,  posisi  pengelasan,  gas pelindung,  elektrikal  karkteristikpengelasan,  dan arus pengelasan.
Berdasarkan  studi  literatur,  perlu  dilakukan suatu    penelitian  untuk  mempelajari  cacat  yang terjadi pada sambungan las, studi literatur menujukan  bahwa  cacat    pada  sambungan  adalah akibat  kesalahan  pada  proses  penyambungan (pengelasan) dan mengetahui kekuatan dan ketangguhan logam las.
Terhadap  zat  warna  organik  tidak  terjadi, sehingga  diperlukan  proses  elektrolisa  (anodisasi) untuk  mempertebal  lapisan  oksida  aluminium  yang berpori-pori  yang  akan  mampu  menyerap  zat  warna jika  ingin  diwarnai  dan  sekaligus  membuat kekerasannya  jauh  berbeda  dibanding  tanpa  proses anodisasi.
Tujuan dilakukan penelitian ini adalah:
1. Mengetahui  kekuatan  dan  ketangguhan pada logam las.
2. Mengetahui perbandingan ketangguhan dengan variasi arus.
3. Mengetahui pengaruh beban impak
terhadap sifat mekanik material.

## 2.   Pengelasan
Berdasarkan  defenisi  dari  Deutsche  Industrie Normen  (DIN)  dalam  Harsono  dkk(1991:1), mendefinisikan  bahwa  pengelasan  adalah  ikatan metalurgi  pada  sambungan  logam  paduan  yang dilakukan  dalam  keadaan  lumer  atau  cair,  dengan kata lain pengelasan adalah penyambungan setempat dari  dua  logam  dengan  menggunakan  energi  panas. Pengelasan  merupan  salah  satu  bagian  yang  tidak terpisahkan dari proses manufaktur.
Pengelasan adalah salah satu teknik penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian  logam  induk  dan  logam  pengisi  dengan atau  tanpa  tekan  dan  dengan  atautanpa  logam tambahan  dan  menghasilkan  sammbungan  yang kontinu (Wiryosumarto,1996).

## 2.1 Las SMAW (sheilded metal arc welding)
Las  SMAW  (sheilded  metal  arc  welding)  las busur  listrik  nyala  terlindung  adalah  pengelasan dengan  menggunakan  busur  nyala  listrik  sebagai sumer panas pencair logam.
Logam induk dalam pengelasan ini mengalami  pencairan  akibat  pencairan  yang  timbul antara  ujung  elektroda  dan  permukaan  benda kerja.Busur  listrik  dibangkitkan  dari  suatu  busur las.Elektroda  yang  digunakan  berupa  kawat  yang dibungkus  pelindung  berupa  fluks.Elektroda  ini selama  pengelasan  mengalami  pencairan  bersamaan dengan  logam  induk  dan  embeku  bersama,  menjadi kampuh las.
Proses  perpindahan  logam  elektroda  terjadi daat  jung  elektroda  mencair  dan  membentuk  butir- butir  yang  terbawa  arus  busur  listrikyang  terjadi. Bila digunakan arus listrik besar maka butiran logam cair yang terbawa menjadi halus dan sebaliknya bila arus kecil maka butirannya menjadi besar.

## Gambar 2.1 Prinsip Kerja SMAW

## 2.2  Penguian Impak Pada Charpy Test
Pengujian  impak  merupakan  salah  satu  uji mekanik  yang  dapat  dipakai  untuk  menganalisis karakteristik  bahan  seperti  kemampuan  bahan terhadap  benturan  dan  karakteristik  keuletan  bahan terhadap  perubahan  suhu.Alat  uji  impak  merupakan salah  satu  alat  uji  yang  sering  digunakan  dalam pengembangan  bahan  struktur  material  dalam mengukur kemampuan beban kejut.
Pengujian  impak  merupakan  salah  suatu upaya  unruk  mensimmulasikan  kondisi  operasi material  yang  sering  ditemui  dalam  perlengkapan transportasi  atau  konstruksi  dimana  beban  tidak selamanya  terjadi  secara  perlahan-lahan  melainkan secara tiba-tiba.
Pada  pengujian  impak  banyaknya  energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. Material yang ulet akan menujukan  harga  impak  yang  besar  dengan menyerap  energi  potensial  dari  pendulum  beban yang  berayun  dari  suatu  ketinggian  tentu  akan menumbuk benda uji sehingga benda uji mengalami perubahan bentuk.

## 2.3   Jenis-jenis Metode Uji Impak
Secara umum metode pengujian impak terdiri dari dua jenis yaitu:
1.  Metode Charpy
Pengujian  tumbuk  dengan  meletakkan  posisi spesimen uji pada tumpuan dengan posisi horizontal/mendatar, dan arah pembebanan berlawanan dengan arah takikan. 2.  Metode Izod Pengujiantumbukdenganmeletakkanposisispe simenujipadatumpuandenganposisi,danarahpembeba nansearahdenganarahtakikan.

## 2.4    Bentuk Patahan Pada Uji Impak
1) Patahan Getas
Patahan  yang  terjadi  pada  benda  yang  getas, misalnya:  besi  tuang,  dapat  dianalisis  Permukaan
rata  dan  mengkilap,  potongan  dapat  dipasangkan kembali,  keretakan  tidak  dibarengi  deformasi,  nilai pukulan takik rendah
2) Patahan Liat
Patahan  yang  terjadi  pada  benda  yang  lunak, misalnya:  baja  lunak,  tembaga,  dapat  dianalisis Permukaan  tidak  rata  buram  dan  berserat,  pasangan potongan  tidak  bisa  dipasang  lagi,  terdapat deformasi pada keretakan, nilai pukulan takik tinggi.

## 3) Patahan Campuran
Patahan  yang  terjadi  pada  bahan  yang  cukup kuat  namun  ulet,  misalnya  pada  baja  temper Gabungan patahan getas dan patahan liat, permukaan  kusam  dan  sedikit  berserat,  potongan masih  dapat  dipasangkan,  ada  deformasi  pada retakan
Prinsip pengukuran secara skematis ditunjukan  pada  gambar  1dimana  sebagian  energi akan  diserap  dinyatakan  dalam  satuan  jouledan  di baca  langsung pada skala (dial) petunjuk  yang telah dikalibrasi  yang  terdapat  dimesin  penguji.  Harga impah  (HI)  suatu  bahan  yang  diuji  dengan  metode Charpy diberikan oleh:

## 𝑯𝑰 = 𝑬/𝑨
Dimana : HI = Harga Impak (joule/mm 2 ) E = Enegi yang diserap (joule) A = Luas Penampang dibawah takik (mm 2 )
Gambar 2.2 Prinsip Pengukuran Impak Pada Charpy Test

## 2.6  Material ASSAB
ASSAB  ( Assosiation  of  Swedish  Steel  AB ) merupakan  komponen  manufaktur  yang  sangat  baik tidak  terbantahkan  lagi,  tetapi  sesungguhnya  lebih dari  itu.  Ketika  portofolio  kelas  dunia  digunakan sebagai  komponen  jadi  dan  aplikasi,  maka  produk ini akan  memberikan hasil  yang  jauh  lebih  baik dan usia  pakai  yang  lebih  panjang  dibandingkan rekayasa dan stainless steel konvensional.
Tabel 2.1 Tabel Tira Mechanery Steel
Sumber : ( Quality Mechanery Steel )
*HQ = Hight Quality ** = Depend of sizes (N/mm 2 )

## 2.7 HQ 705
HQ  705  adalah  baja  konstruksi  paduan dengan  kemampuan  pengerasan  yang  baik  juga dalam  ukuran  yang  lebih  berat.  Ini  menggabungkan kekuatan tinggi dengan ketangguhan terbaik. Karena standar HQ 705 bersifat padat dan mudah dikeraskan (pengerasan  keras)  tanpa  sifat  mekanis  lebih  lanjut jika  diperlukan.  HQ  705  cocok  untuk  pengerasan pengantar dan  juga dapat diberi  nitrida dari tufrided ke permukaan kekerasan 600-650 vickers.

## Karakteristik dan Aplikasi
HQ  705  paduan  kualitas  tinggi  kekuatan mesin  baja  dengan  baik  hardenability  juga  dalam ukuran  yang  lebih  berat.  Ini  menggabungkan kekuatan tinggi dengan ketangguhan
terbaik.Aplikasitermasuk  gigi,  poros  dan  bagian mesin-mesin berat lainnya.
Standar  sebagai  HQ  705  adalah  mengeras dan  tempered  (mengeras  tangguh)  dengan  tidak jauh  perlakuan  panas  diperlukan.  Bisa  jadi  sifat mekanik yang lebih tinggi jika diperlukan.

## 3. Metodelogi
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium Produksi  &  Pemesinan,Laboratorium  pengujian bahan  dan  Laboratorium  pengelasan  Teknik  Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe.

## 3.1 Persiapan Penelitian
a. Persiapan Bahan Penelitian
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  ASSAB 705 dengan ukuran panjang 55 mm, lebar  10  mm,  tebal  10  mm.  Elektroda  jenis  E7016 dengan  diameter  2,6  mm  dan  E7018  dengan diameter 3,2 mm.
b. Persiapan Alat Penelitian
Adapun  persiapan  peralatan-peralatan  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  sebagai berikut :
1. Mesin gergaji serta kelengkapan nya.
2. Mesin frais dan gerinda
3. Mesin las SMAW DC dan perlengkapannya.
4. Mesin uji impak Model H060 Made in Italy
5. Stopwatch,  jangaka  sorong  dan  spidol permanen
3.2 Proses Pembuatan Sampel Benda Uji
1. Spesimen dipotong dengan ukuran 55 x 10 x 10 mm.
2. Setelah dipotong dilakukan pembentukan sudut kampuh  V  dengan  sudut  70 o menggunakan gerinda.
3. Dilakukan  penyambungan  dengan  pengelasan pada  sudut  kampuh  V.  Dengan  kuat  arus  100 Ampere, 125 Ampere, 150 Ampere.
4. Dilakukan  pembersihan  spesimen  dari  sisa pengelasan menggunakan mesin gerinda.
3.3 Pengujian Impak Metode Charpy
Proses  pengujian  impak  dilakukan  pada semua  material,  1  pada  material  yang  belum dilakukan  pengelasan  dan  9  material  yang  telah dilakukan proses pengelasan. Adapun prosedur yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Langkah-langkah  pengujian  impak  metode charpy sebagai berikut :
1. dengan  menggunakan  jangka  sorong  lakukan pengukuran  luas  area  dibawah  takik  dari sampel  uji.  Catat  hasil  pengukuran  didalam lembar data.
2. Hidupkan  kompresor  dan  tunggu  tekanan sampai 6 bar.
3. Buka safety  guard mesin,  siapkan  mesin  uji, pasang  spesimen  pada  pemegangnya  dan Angkat  hammer  dengan  tangan  dan  pasang kunci.
4. Pastikan jarum penunjuk ke posisi 300 joule.
5. Letakan spesimen yang akan diuji pada tempat dudukan  spesimen,  atur  posisi  spesimen  dan Tutup pengaman mesin (safety guards).
6. Tekan  tombol  yang  terletak  disafety  guards, lalu pendulum memukul spesimen uji.
7. Setelah  itu  bawa  pendulum  dengan  hati-hati keposisi  semula  dengan  menarik  pendulum break secara perlahan.
8. Baca  posisi  jarum  dan  baca  skala  dial,  catat hasil pembacaan.
9. Ambil  benda  uji  dan  amatilah  permukaan patahannya didalam lembar data.
10. Ulangi pengujian untuk sampel-sampel lainnya.

## 4.  Hasil dan Pembahasan

## 4.1 Pengujian Impak
Pengujian impak dilakukan untuk mengetahui perbedaan  ketangguhan    bahan  yang  mengalami yang  mengalami  perlakuan  pengelasan  dengan logam  induk.  Pengujian  impak  dilakukan  dengan menggunakan  mesin  uji  impak  charpy  Made  in
Italy.Hasil  dari  pengujian  ketangguhan  impak berupa  energi  yang  diserap  oleh  benda  uji dinyatakan  dalam  satuan  joule  dan  dibaca  langsung dalam  skala  ( dial )  petunjuk  yang  telah  dikalibrasi yang  terdapat  pada  mesin  pengujian.  Harga  Impak (HI)  suatu  bahan  yang  diuji  dengan  metode  charpy diberikan oleh
HI = E/A
Dimana E adalah Energi  yang diserap dalam  satuan joule  dan  A  luas  penampang  dibawah  takik  dalam satuan mm 2 . Diketahui :
A = 80 mm 2 , E = 97,33 joule
HI = E/A = 97,33/80 = 1,2583 joule/mm 2
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Ketangguhan Impak
Gambar  4.1  Diagram Energi Yang Diserap Terhadap Arus Pengelasan
Gambar  diagram  diatas  menunjukan  bahwa  nilai energi yang diserap untuk kelompok arus pengelasan 100 Ampere sebesar 97,33 joule, nilai ini turun  dari  pada  base  metal  sekitar  48,67  joule. kemudian diikuti nilai energi yang diserap kelompok arus  pengelasan  125  Ampere  sebesar  49,33  joule, angka turun sekitar 96,67 joule, dari kelompok nilai base  metal.  Selanjutnya  diikuti  nilai  energi  yang diserap nilai kelompok arus 150 Ampere yang hanya mencapai  sekitar  43,33  joule,  nilai  ini  turun  dari pada  base  metal  sekitar  102,67  joule,  dan  diikuti dengan kelompok base metal sebesar 146 joule.
Gambar  4.2  Diagram  Harga  Impak  Terhadap  Arus Pengelasan
Diagram  diatas  menunjukan  bahwa  harga  impak untuk  kelompok  arus  pengelasan  100  Ampere sebesar  1,2583  joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  pada  base metal  sekitar  0,5667  joule/mm 2 ,  selanjutnya  diikuti dengan  kelompok  arus  pengelasan  125  Ampere sekitar  0,6166  joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  pada  base metal  sekitar  1,209  joule/mm 2 ,  selanjutnya  diikuti dengan  kelompok  arus  pengelasan  150  Ampere sekitar  0,5416  joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  pada  base metal  sekitar  1,2834  joule/mm 2 ,  dan  diikuti  dengan kelompok base metal sebesar 1,825 joule/mm 2 .

## 4.2 Pembahasan Pengujian Impak
Gambar  4.3 Foto Makro Dari Spesimen Uji Impak
Base Metal
Dari hasil pengujian yang dilakukan perpatahan  pada  speimen  uji  impak  base  metal adalah patah getas.Patah getas Merupakan fenomena patah  pada  material  yang  diawali  terjadinya  retakan secara  cepat  dibandingkan  patah  ulet  tanpa deformasi  plastis  terlebih  dahulu  dan  dalam  waktu yang  singkat.Peristiwapatah  getas  dinilai  lebih berbahaya dari pada patah ulet, karena terjadi tanpa disadari begitu saja.
Gambar 4.4 Foto Makro Dari Spesimen Uji Impak Kelompok Arus 100 Ampere
Kemudian diikuti harga impak kelompok 100 Ampere  1,258  joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  pada  base metal  sekitar  0,5667  joule/mm 2 ,  dari  harga  impak base  metal.  Dari  hasil  pengujian  pada  spesimen kelompok 100 Ampere mengalami patah getas.Patah getas dapat dianalisis permukaan rata dan mengilap, potongan  dapat  dipasang  kembali,  keretakan  tidak diberangi deformasi, nilai pukulan takik rendah .
Gambar 4.5 Foto Makro Dari Spesimen Uji Impak Kelompok Arus 125 Ampere dan 150 Ampere
Selanjutnya  diikuti  harga  impak  kelompok 125  Amper  0,616  joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  pada base  metal  sekitar  1,209  joule/mm 2 dan  arus  150 Ampere  yang  mencapai  harga  impak  0,5416 joule/mm 2 ,  nilai  ini  turun  dari  pada  base  metal sekitar 1,2834  joule/mm 2 .
Dari  hasil  pengujian  yang  dilakukan  perpatahan pada  speimen  uji  impak  base  metal  adalah  patah ulet.Patah  ulet  merupakan  patah  yang  diakibatkan oleh  beban  statis  yang  diberikan  pada  material,  jika beban  dihilangkan  maka  penjalaran  retakakan berhenti.Patah  ulet  iniditandai  dengan  penyerapan energi disertai adanya deformasi plastis  yang cukup besar  di  sekitar  patahan,  sehingga  permukaan patahan  nampak  kasar,  berserabut  ( fibrous ),  dan berwarna kelabu.
Pada  pengujian  impak  ini  perpatahan  terjadi didaerah  lasan,  maksud  dilakukan  pengujian  ini dititik  beratkan  pada  kekuatan  pengelasan  pada material ASSAB 705 terhadap ketangguhan impak.
5. Kesimpulan
1. Nilai  energi  yang  diserap  dan  ketangguhan untuk  spesimen  kualitas  kekuatan  impak material ASSAB AQ 705 kelompok base metal mempunyai  nilai  paling  tinggi  dengan  nilai rata-rata  146  joule  dan  1,83  joule/mm 2 dibandingkan  dengan  kelompok  menggunakan variasi arus 100 Ampere, 125 Ampere, dan 150 Ampere.
2. Semakin tinggi  arus pengelasan  maka semakin rendah  nilai  kekuatan  impak  nya.  Hal  ini meunjukkan  bahwa  arus  150  Ampere  lebih rendah.
3. Jenis  perpatahan  yang  terjadi  pada  pengujian adalah  patah  ulet.  Ciri  patah  ulet tampak  lebih buram  maka  perpatahannya  tampak  berwarna keabu-abuan  dan  seperti  berserabut  atau dinamakan fibrous fracture.

## Daftar Pustaka
[1] Efendi Nizam, 2013, Studi Pengaruh Heat  Input Terhadap  Ketangguhan  Impak    Las  SMAW  Posisi Vertikal  Baja  St  60  Temper, Jurnal  Teknik  Mesin, Vol  9,  No  2,  Desember  2013,  Jurusan  Teknik Mesin,Fakultas Teknik, Universitas Islam Makasar.
[2]  Imam  Pujo  M,Sarjito  J.S,  2008, Analisis Kekuatan  Sambungan  Las  Smaw  (  Shielded  Metal Arc  Welding  )  Pada  Marine  Plate  St  42  Akibat Faktor
Cacat
Porositas Dan
Incomplete
Penetration ,  Jurnal  Teknik  Perkapalan,  Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
[3]  Neil Leo Kaban, 2013, Analisa Kekuatan  Impak Concrete Foam Dengan Variasi Komposisi Poliuretan  Yang  Diperkuat  Serat  Tandan  Kosong Kelapa  Sawit  Akibat  Impak  Jatuh  Bebas, Skripsi, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
[4]  Nurdin,  2009,  jon  sheet. Pengujian  impak metode  charpy .  Lhokseumawe  :  politeknik  negeri lhokseumawe.
[5] Santoso Joko, 2006, Pengaruh Arus  Pengelasan Terhadap  Kekuatan  Tarik  Dan  Ketangguhan  Las SMAW  Dengan  Elektroda  E7018 ,  Skripsi,  Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Semarang.
[6] Wiryo sumarto . h. Okumura. T, 2000, teknologi pengelasan  logam ,  PT.  Pradya  paramita,  jakarta, cetakan ke 8.