Jurnal V-Mac, Vol. 6  No. 2 : 61 -66, 2021, ISSN 2528-0112 (online)
Pengaruh Variasi Diameter Filler Dan Kuat Arus Terhadap Kekuatan Tarik Hasil Pengelasan SMAW
Material Stainless Steel 304
1 Dimas Adi Perwira , 2 Henry Widya Prasetya, 3 Muh. Adib Kurniawan
1,2 Program Studi Teknologi Mekanika Perkeretaapian,
3 Program Studi Teknologi Bangunan Dan Jalur Perkeretaapian, Politeknik Perkeretaapian Indonesia,
Jalan Tirta Raya, Madiun s – Indonesia s Telp : (0351) s 474777 E-Mail: dimas@ppi.ac.id

## Summary
One  of  the  railway  facilities  uses  stainless  steel  as  the  main  construction  material.  The  method  of  joining stainless  steel  materials,  especially  the  most  widely  used  is  the  SMAW  welding  technique.  The  purpose  of this study was to determine the tensile strength of SMAW welding joints on stainless steel 304 material with variations  in  diameter  of  rod  filler  as  filler  material  and  variations  in  current    from  DC  inverter  electric welding machine. The diameter of rod filler as filler material is 1 mm, 2 mm and 3 mm. The variation of the current of the DC inverter of the electric welding machine is 70 A, 100 A and 120 A. The results show the highest tensile strength of the 304 stainless steel welded connection with an average tensile stress of 34.48 MPa on the current electric welding inverter. 120 A is used and the diameter of the rod filler is 2 mm. And the  tensile  strength  of  the  welding  connection  of  the  304  stainless  steel  material  is  the  lowest  with  an average tensile stress of 17.01 MPa at the electric welding inverter current used is 70 A and the diameter of the rod filler is 3 mm.
Keyword: SMAW welding, filler, current and stainless steel

## 1. PENDAHULUAN
Salah  satu  jenis  sarana  tanpa  penggerak dalam  dunia  perkeretaapian  menggunakan  bahan stainless  steel sebagai  bahan  kontruksi  penyusun utamanya. Proses penyambungan material stainless  steel khususnya  yang  paling  banyak digunakan  adalah  teknik  pengelasan SMAW , sehingga  ilmu  pengetahuan  mengenai  proses pengelasan  sangatlah  penting  bagi welding enginers ,  tenaga  perawat,  tenaga  perbaikan  dan lain-lain. 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]. Metal rod filler yang dimaksud disini adalah sebuah  batang  dengan  material  logam  sebagai bahan  pengisi  tambahan  pada  hasil  sambungan pengelasan.
Stainless  steel banyak  digunakan  dalam pembuatan bagian structural dan bagian mekanis, seperti  konstruksi carbody kereta  penumpang eksekutif,  konstruksi  tempat  duduk  penumpang kereta,  konstruksi  pada  toilet  kereta,  konstruksi yang  menggunakan  perancah  baja,  dan  lain-lain. Stainless  steel merupakan  bagian  dari  baja  tahan karat  dimana  tipe  ini  mempunyai  kandungan
kromium (Cr) sebesar 16-30 % dan  mengandung Nikel (Ni) sebesar 8 % [5].
Contoh  manfaat  proses  pengelasan  yang sederhana  seperti  dalam  proses  manufaktur  alat- alat  pertanian,  perabot  rumah  tangga  dan pembuatan  pagar  rumah  atau  tralis  dari  material logam.  Selanjutnya  contoh  aplikasi  yang  lebih rumit seperti proses manufaktur kereta, pembuatan rangka pada alat berat atau frame pada kendaraan  otomotif.  Sambungan  las  merupakan ikatan  metalurgi  pada  sambungan  logam  paduan yang dilakukan dalam keadaan cair ataupun semi cair ( semi solid ) [1]. Parameter proses pengelasan SMAW yang dapat mempengaruhi hasil sambungan antara lain: pengaturan kuat arus pada inverter  mesin  las  listrik,  pemilihan  jenis elektroda  yang  sesuai  dengan  spesifikasi  teknik material induk, pembentukan besar sudut kampuh antara  material  yang  akan  disambung,  posisi pengelasan,  dan  lain-lain.  Pemilihan  parameter dalam  proses  pengelasan  dapat  ditentukan berdasarkan  pada  peningkatan  kualitas,  jumlah angka  produksi,  dan  efesiensi  waktu  produksi, serta penurunan biaya produksi.
Pertimbangan penggunaan material tambahan sebagai bahan pengisi hasil pengelasan atau metal  rod  filler dari  material stainless  steel untuk proses penyambungan las SMAW , bertujuan  untuk  meningkatkan  efisiensi  waktu dan penurunan biaya produksi. Namun metode ini
tetap  mengutamakan  kualitas  sambungan  dan hasil  kekuatan  tarik  antar  sambungan  material induk,  dalam  penelitian  ini  menggunakan material stainless steel 304.
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  [4]. Salah  satu  topik  penelitian  di  bidang  perawatan sarana  perkeretaapian  yang  dapat  dilaksanakan adalah  pengelasan  pada  material stainless  steel 304.  Oleh  sebab  itu  sesuai  dengan  permasalahan proses  pengelasan  khususnya  pada  material stainless  steel maka  penelitian  ini  akan menganalisa  tentang:  “Pengaruh  variasi  diameter filler dan  kuat  arus  terhadap  kekuatan  tarik  hasil pengelasan SMAW material stainless steel 304”.

## 2. METODE PENELITIAN
Metode
penelitian yang digunakan adalah s metode  penelitian  eksperimental.  Metode penelitian ini yaitu s melakukan pengamatan untuk mencari  data  kuantitatif  dalam  suatu  proses melalui  penelitian  sehingga s dapat  mengetahui sebab-akibat [6], dimana alur penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
3. HASIL DAN s DISKUSI
Pengelasan  ( Welding )  adalah  salah  satu teknik  penyambungan  logam  dengan  cara mencairkan  sebagian  logam  induk  dan  logam pengisi  dengan  atau tanpa  tekanan.  Pengelasan definisi  oleh  DIN  ( Deutsche  Industrie  Normen ) adalah  ikatan  metalurgi  pada  sambungan  logam
atau  logam  paduan  yang  dilaksanakan  dalam keadaan lumer atau cair.  Atau pengelasan adalah suatu  proses  penyambungan  logam  menjadi  satu akibat  panas  atau  tanpa  pengaruh  tekanan  atau dapat juga didefinisikan sebagai ikatan  metalurgi yang  ditimbulkan  oleh  gaya  tarik-menarik  antar logam [5].
Las  busur  listrik  elektroda  terlindung  atau lebih dikenal dengan SMAW ( Shielded Metal Arc Welding )  merupakan  pengelasan  menggunakan busur  nyala  listrik  sebagai  panas  pencair  logam. Busur  listrik  terbentuk  dengan  logam  induk karena  panas  yang  dihasilkan  dari  busur  listrik sehingga  antara  logam  induk  dengan  ujung elektroda mencair dan membeku bersama [5].
Gambar 2. DC inverter
Pada Gambar 2  menunjukkan inverter  mesin las  listrik  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini dengan  produk  Lakoni  Falcon-121GE  120A. Mesin  las  ini  mempunyai  spesifikasi  teknis sebagai berikut : daya listrik yang dibutuhkan dari listrik  PLN  atau  dari  generator  set  sebesar  900 Watt,  Arus  output  yang  bisa  diatur  sampai  120 Ampere dan Diameter kawat las ( electrode ) mulai diameter 2mm sampai 3,2 mm.
Gambar 3. Elektroda material stainless steel Gambar  3  menunjukkan  elektroda  khusus material stainless  steel pada  las  busur  listrik manual ( SMAW ). Elektroda merupakan kawat las listrik  yang  terdiri  dari  inti  batang  kawat  dan dibalut dengan flux. Inti batang kawat ini dan flux akan  mencair  bersama  didalam  busur  selama proses  pengelasan  dan  membentuk  kampuh  las.
Jurnal V-Mac, Vol. 6  No. 2 : 61 -66, 2021, ISSN 2528-0112 (online)
Pada  Gambar  4  menunjukkan rod  filler dengan bahan  material  utama  adalah stainless  steel . Rod filler ini merupakan bahan pengisi tambahan yang melebur menjadi satu dengan batang elektroda las listrik  dan  membentuk  kampuh  las  antar sambungan material induk.
Gambar 4. Rod filler material stainless steel
Gambar 5. Proses pengelasan
Pada Gambar 5 menunjukkan proses pengelasan  listrik  ( SMAW )  material  induk stainless steel 304 dengan metode memberi bahan pengisi tambahan metal rod filler yang materialnya juga terbuat dari stainless steel . Pada Gambar  6  menunjukkan  hasil  sambungan pengelasan SMAW material stainless  steel 304 yang  sudah  dibentuk  specimen  uji  tarik berdasarkan Standar ASTM E8/E8M – 11 [4].
Gambar 6. Specimen uji tarik
Pengujian  Tarik  ini  merupakan  salah  satu pengujian  yang  penting  dilakukan,  karena  dapat memberikan  berbagai  informasi  mengenai  sifat- sifat  yang  terkandung  dalam  suatu  material, seperti stainless  steel 304.  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  material  [4].  Pada  Gambar  7 menunjukkan  mesin  uji  tarik  yang  digunakan untuk mengetahui kuat tarik hasil sambungan las. Dan  Gambar  8  menunjukkan  specimen  uji  tarik yang  patah  setelah  diberikan  pembebanan maksimal.
Gambar 7. Mesin uji tarik
Gambar  8.  Specimen  patah  setelah  dilakukan  uji tarik
3.1 Specimen 1 (Kuat arus las listrik 70 A dengan diameter rod filler 1 mm)
Gambar  9.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 1
Pada Gambar 9 menunjukkan grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  25,13  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  70  A  dan  diameter filler material stainless steel 1 mm.
3.2 Specimen 2 (Kuat arus las listrik 70 A dengan diameter rod filler 2 mm)
Gambar  10.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 2
Pada  Gambar  10  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  21,92  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  70  A  dan  diameter filler material stainless steel 2 mm.
3.3 Specimen 3 ( Kuat arus las listrik 70 A dengan diameter rod filler 3 mm )
Gambar  11.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 3
Pada  Gambar  11  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  17,01  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  70  A  dan  diameter filler material stainless steel 3 mm.
3.4 Specimen 4 (Kuat arus las listrik 100 A dengan diameter rod filler 1 mm)
Gambar  12.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 4
Pada  Gambar  12  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  29,08  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  100  A  dan  diameter filler material stainless steel 1 mm.
3.5  Specimen  5  (Kuat  arus  las  listrik  100  A dengan diameter rod filler 2 mm)
Gambar  13.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 5
Pada  Gambar  13  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik
sebesar  23,35  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  100  A  dan  diameter filler material stainless steel 2 mm.
3.6 Specimen 6 (Kuat arus las listrik 100 A dengan diameter rod filler 3 mm)
Gambar  14.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 6
Pada  Gambar  14  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  20,37  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  100  A  dan  diameter filler material stainless steel 3 mm.
3.7 Specimen 7 (Kuat arus las listrik 120 A dengan diameter rod filler 1 mm)
Gambar  15.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 7
Pada  Gambar  15  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  31,63  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  120  A  dan  diameter filler material stainless steel 1 mm.
3.8 Specimen 8 (Kuat arus las listrik 120 A dengan diameter rod filler 2 mm)
Gambar  16.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 8
Pada  Gambar  16  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  34,48  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  120  A  dan  diameter filler material stainless steel 2 mm.
3.9 Specimen 9 (Kuat arus las listrik 120 A dengan diameter rod filler 3 mm)
Gambar  17.  Grafik  hubungan  tegangan-regangan pada specimen 9
Pada  Gambar  17  menunjukkan  grafik hubungan tegangan-regangan pada kekuatan tarik sebesar  22,97  MPa,  pada  kuat  arus  listrik  yang diberikan  mesin  las  sebesar  120  A  dan  diameter filler material stainless steel 3 mm.

## 4. KESIMPULAN SAN SARAN

## 4.1 Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisa  data  penelitian dapat  diambil  beberapa  kesimpulan  sebagai berikut:
1. Kekuatan  tarik  sambungan  las material stainless  steel 304  tertinggi  dengan  nilai rata-rata  tegangan  tarik  sebesar  34,48  MPa pada  kuat  arus  inverter  las  listrik  yang digunakan  sebesar  120  A  dan  diameter rod filler sebesar 2 mm.
2. Kekuatan  tarik  sambungan  las material stainless  steel 304  terendah  dengan  nilai rata-rata  tegangan  tarik  sebesar  17,01  MPa pada  kuat  arus  inverter  las  listrik  yang digunakan  sebesar  70  A  dan  diameter rod filler sebesar 3 mm.

## 4.2 Saran
Saran  yang  dapat  disampaikan  setelah melakukan penelitian tentang metode pengelasan SMAW adalah:
1. Perlu dilakukan penelitian dengan variasi jenis dan diameter elektroda atau kawat las listrik yang digunakan.
2. Perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan  foto  makro  atau  foto mikro  pada  area  sambungan  hasil pengelasan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rochim,  T.  1993. Teori  Dan  Teknologi Proses  Pemesinan .  Laboratorium  Teknik
Produksi  Jurusan  Teknik  Mesin  ITB, Bandung.
[2] Surdia,  T.  &  Saito,  S.  1992. Pengetahuan Bahan  Teknik .  Cetakan  Kedua,  PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
[3] Callister Jr.,W.D., 2000,” Fundamentals of Materials  Science  and  Engineering”, Interactive  e  Text,  John  Wiley  &  Sons, Fifth Edition, pp. 177 – 181.
[4] Setyowati,  V.A.,  Suheni,  2016. Variasi arus  dan  sudut  pengelasan  pada  material austenitic  stainless  steel  304  terhadap kekuatan  tarik  dan  struktur  makro .  Jurnal IPTEK,  Institut  Teknologi  Adhi  Tama. Surabaya.
[5] Syahrani,  A.,  Naharuddin,  Nur,  M.,  2018. Analisis  kekuatan  tarik,  kekerasan,  dan struktur  mikro  pada  pengelasan  SMAW stainless  steel  312  dengan  variasi  arus listrik .  Jurnal  Mekanikal,  Jurusan  Teknik Mesin. Universitas Tadulako.
[6] Perwira,  D.A.,  Prasetya,  H.W.,  2020. Pengaruh  variasi  bentuk  permukaan forging  dan  suhu  preheat  terhadap kekuatan  tarik  friction  welding .  Jurnal  V- Mac, Universitas PGRI. Banyuwangi.