## Pendinginan Pengelasan dengan Metode SMAW pada Kekerasan Baja Karbon ST37 dengan Media Serbuk Semen Abu-Abu pada Beban Rockwell  100 kgf
Muh Anhar
Perawatan dan Perbaikan Mesin, Politeknik Negeri Ketapang, Jl. Rangga Sentap Dalong Email: anhar_dol@yahoo.com

## Abstract
Welding  is  an  inseparable  part  of  the  growth  of  industrial  improvements  because  it  plays  a  leading role  in  the  engineering  and  repair  of  metal  production.This  study  aims  to  determine  the  effect  of cooling  media  on  the  hardness  of  weld  metal  and  HAZ  (heat  Affected  Zone)  which  tested  hardness using  the  Rockwell  method.  This  research  was  conducted  on  ST  37  low  carbon  steel  material  which was  welded  using  2.6  mm  diameter  E6013  electrode  with  blunt  connection,  then  cooled  using  gray cement  powder.  Metal  materials  mounted  with  white  cement  powder  medium  have  more  hardness compared  with  gray  cement  powder  medium,  gray  cement  contains  C3S  which  has  a  hard  hydrated and rather hot content. After testing it can be obtained as a value or value from specimen material is 48.3 HRB, welding without media isolator 42.96 HRB and HAZ 46.4 HRB 46.4 HRB . Weld specimens with gray cement powder media  41.5 HRB and HAZ = 43.45 HRB. Seen from the phenomenon of gray cementation has a lower hardness value than air, where the HAZ in the hardness of gray cement has a value of 43.45 HRB while the value on air is 46.4 HRB.
Keywords: SMAW welding; cooling media; rockwell method hardness test; gray cement

## Abstrak
Pengelasan  merupakan  bagian  tak  terpisahkan  dari  pertumbuhan  peningkatan  industri  karena memegang  peran  utama  dalam  rekayasa  dan  reparasi  produksi  logam.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui pengaruh  media  pendingin terhadap  kekerasan logam las dan logam HAZ (heat  Affected Zone)  yang  diuji  kekerasan  menggunakan  metode  Rockwell.  Penelitian  ini  dilakukan  pada  material baja  karbon  rendah  ST  37  yang  dilas  menggunakan  elektroda  E6013  diameter  2,6  mm  dengan sambungan tumpul, kemudian diberikan pendinginan menggunakan serbuk semen abu-abu. Logam las yang didinginkan dengan media serbuk semen putih memiliki kekerasan yang lebih keras dibandingkan dengan  media  serbuk  semen  abu-abu,  semen  abu-abu  mengandung  C3S  yang  memiliki  kadar  sulit terhidrasi dan agak panas.Setelah dilakukan pengujian pada beberapa titik, hasil berupa nilai rata-rata dari spesimen raw material adalah 48,3 HRB, pengelasan tanpa media isolator = 42,96 HRB dan HAZ = 46,4 HRB. Spesimen las dengan media serbuk semen abu – abu = 41,5 HRB dan HAZ = 43,45 HRB. Dilihat dari fenomena tersebut semen abu-abu  memiliki  nilai kekerasan   yang lebih rendah dari pada udara, dimana  HAZ pada kekerasan semen abu-abu  memiliki  nilai 43,45 HRB sedangkan nilai pada udara 46,4 HRB.
Kata kunci: SMAW welding; cooling media; rockwell method hardness test; gray cement

## 1. Pendahuluan
Pengelasan  merupakan  proses  penyambungan  logam.Proses  pengelasan  banyak  faktor  yang  mempengaruhi kualitas  hasil  pengelasan  diantaranya:mesin  las  yang  digunakan,  bahan  yang  digunakan,  prosedur  pengelasan,  cara pengelasan,  arus  pengelasan  dan  juru  las  [1].  Kualitas  dari  hasil  pengelasan  dapat  diketahui  dengan  cara  memberikan gaya  atau  beban  pada  hasil  lasan  tersebut.  Gaya  atau  beban  yang  diberikan  dapat  berupa  pengujian  tarik  dan ketangguhan pada bahan tersebut [2]. Las SMAW,proses pengelasan busur listrik dengan penggabungan atau perpaduan logam yang dihasilkan oleh panas dari busur listrik yang dikeluarkan ujung elektroda terbungkus dan permukaan  logam dasar yang dilas dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber tenaga [3-5]. Jenis arus listrik yang digunakan 5 ada 2 yaitu arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC) [6]. Pengelasan dengan arus searah pemasangan kabel pada mesin las  ada  2  macam  yaitu  polaritas  lurus  (DC-)  dan  polaritas  terbalik  (DC+).Pada  polaritas  terbalik  (DC+)  panas  yang diberikan mesin las ⅓ untuk memanaskan benda dan ⅔ untuk memanaskan elektroda.SMAW merupakan suatu teknik pengelasan  dengan  menggunakan  arus  listrik  berbentuk  burus  arus  dan  elektroda  berselaput  dan  sudah  banyak  yang menggunakan  sistem  pengelasan  SMAW  karena  pengelasan  ini  sangan  mudah  dan  lebih  efektif  [7].Semen  (cement) adalah hasil industri dari paduan bahan baku: batu kapur atau gamping sebagai bahan utama dan lempung atau tanah liat atau bahan pengganti lainnya dengan hasil akhir berupa padatan berbentuk bubuk atau bulk, tanpa memandang proeses pembuatannya,  yang  mengeras  atau  membatu  pada  pencampuran  dengan  air  [8].  Semen  abu-abu  dijadikan  pengujian
pada  pengelasan  SMAW  bertujuan  mengetahui  hasil  dari  nilai  kekerasan  yang  diperoleh  dengan  pengujian  rockwell sebagai  bentuk  penganalisaan  suatu  media  pendinginan  [9-11].  Pembuatan  semen  abu-abu,  hanya  dalam  kandungan semen abu-abu  meliliki  kandungan besi. Pengujian ini dibuat untuk  mengetahui  fungsi  serbuk semen abu-abu sebagai media pendingin pada pengelasan SMAW ( Shilded Metal Arc Welding ) selain selain dengan pendinginan udara.

## 2. Material dan Metodologi
Metode yang dipakai pengujian kekerasan rockwell adalah sebagai kemampuan suatu bahan terhadap pembebanan dalam  perubahan  yang  tetap.  Dengan  kata  lain,  ketika  gaya  tertentu  diberikan  tekanan  pada  suatu  benda  uji  yang mendapat  pengaruh  pembebanan,  benda  uji  akan  mengalami  deformasi/perubahan.  Kita dapat  menganalisis  seberapa besar  tingkat  kekerasan  dari  bahan  tersebut  melalui  besarnya  beban  yang  diberikan  terhadap  benda  yang  menerima pembebanan tersebut. Dan material yang digunakan dalam penelitian ini yakni material baja karbon ST37 serta  media serbuk semen abu-abu sebagai komposit pendinginannya. Gambar 1 menunjukkan diagram alir penelitian.
Gambar 1. Diagram alir penelitian

## 3. Hasil Dan Pembahasan
3.1 Proses Pengelasan Dengan Semen Abu-abu
Kebanyakan semen abu–abu hanya sebagai bahan untuk menyatukan pasir yang biasa digunakan dalam membuat bangunan.  Tetapi  pada  dasarnya  semen  ini  dapat  digunakan  sebagai  bahan  pendingin  pada  proses  pengelasan.  Disini akan  dilakukan  pengelasan  dengan  menggunakan  media  pendingin  berupa  semen  abu-abu.  Pengelasan  merupakan proses penyambungan logam dengan menggunakan  panas sebagai media penyatunya.

## 3.2 Pengujian Rockwell
Pengujian kekerasan dengan metode rockwell bertujuan menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada  permukaan material uji tersebut pada pengujian ini  menggunakan  mesin Rockweel Motor Driven Hardness Tester model HRD-150. Gambar  2 menunjukkan mesin rockwell.
3.3 Pengujian Raw Materials
Langkah pemberian beban awal pada raw material  untuk  mengetahui angka awal dari kekerasan bahan sebelum bahan  diberi  beban  yang  lebih  berat.  Untuk  pemberian  beban  awal  pada  material  diberi  beban  10  kgf  dengan  waktu lama  penekanan  5  detik.  Pada  raw  material  dengan    mesin  rockwell.  Setelah  pemberian  beban  awal  selesai  maka langkah selanjutnya yaitu memeberikan beban akhir yaitu  sebesar 100 kgf dengan lama waktu tunggu selama 5 detik.
Mulai Mempersiapkan Spesimen Raw Material Di Las Arus 65 A Penambahan Serbuk Semen Abu-abu Uji Kekerasan Kesimpulan & Saran & Pengolahan Data Selesai
Gambar  memperlihatkan  proses  penambahan  beban.  Saat  proes  penekan  berlansung  pastikan  benda  uji  benar  -  benar dalam posisi yang pas dan tidak bergerak. Karena, jika benda uji tidak pas dan bergerak maka akan menyebabkan angka pengukuran berubah pada saat penekanan. Gambar 3 menunjukkan  posisi saat melakukan uji kekerasan dengan mesin rockwell.
Gambar 2. Mesin rockwell
Gambar 3. Uji kekerasan
Gambar 4. Angka hasil penekanan
Setelah semuanya selesai  maka didapatlah hasil berupa angka kekerasan pada mesin rockwell  yang dapat dilihat pada dial-gauge. Gambar 4 menunjukkan hasil akhir pengujian kekerasan.
Baja  karbon  rendah  memiliki  kepekaan  las  yang  rendah  bila  dibandingkan  dengan  baja  kartbon  lainnya,  atau dengan baja karbon paduan. Tetapi retak las pada baja karbon rendah dapat terjadi dengan mudah pada pengelasan plat tebal  atau  di  dalam  baja  tersebut  terdapat  belerang  bebas  yang  cukup  tinggi,  namun  hal  ini  bisa  dihindari  dengan pemanasan mula atau dilas dengan elektroda hydrogen rendah [12]. Gambar 5  menunjukkan bahan uji raw mateial.Dari proses pertama hingga terakhir yang telah dilakukan pada raw material telah didapatkan 10 titik data dengan pengujian kekerasan rockwell berat beban 100 Kgf danlebih jelas dapat dilihat pada Tabel 1.
Gambar 5. Raw material
Tabel 1. Data Raw Material
Titik Daerah Spesimen Raw Material
1
Plat Baja Karbon Rendah 48 HRB 2 47 HRB 3 47 HRB 4 49 HRB 5 51 HRB 6 48 HRB 7 47 HRB 8 49 HRB 9 49 HRB 10 48 HRB Rata - Rata 48.3 HRB
Raw  material  adalah  salah  satu  spesimen  uji  yang  akan  digunakan  untuk  penelitian  dan  digunakan  untuk perbandingan  dengan  spesimen  uji  las  dengan  media  semen  abu  –  abu  dan  udara.  Gambar  6  menunjukan  angka kekerasan pada spesimen uji raw material.
Gambar 6. Spesimen raw material

## 3.4 Uji Hasil Las dan Haz Tanpa Perlakuan
Langkah pemberian beban awal pada logam las untuk mengtahui angka awal dari kekerasan bahan sebelum bahan diberi beban yang lebih berat. Untuk pemberian awal pada material diberi beban 10 kgf dengan waktu lama penekanan 5  detik.  Gambar  dibawah  memperlihatkan  pemberian  beban  awal  pada  logam  las  tanpa  media  isolator  dengan    mesin rockwell. Setelah pemberian beban awal selesai maka langkah selanjutnya yaitu memberikan beban akhir yaitu sebesar 100 kgf dengan lama waktu tunggu selama 5 detik. Proses penambahan beban ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Pemberian beban penambahan Gambar 8. Po s i s iuji kekerasan Gambar 9 . Angka hasil penekanan
Saat proes penekan berlansung pastikan benda uji benar benar dalam posisi yang pas dan tidak bergerak, ini yang akan  menyebabkan  angka  pengukuran  berubah  pada  saat  penekanan  jika  posisi  benda  uji  tidak  dalam  posisi  sejajar. Gambar 8 menunjukkan posisi saat melakukan uji kekerasan dengan mesin rockwell. Setelah  semuanya  selesai  maka didapatlah  hasil  yang  berupa  angka kekerasan pada mesin rockwell yang dapat dilihat pada  dial-gauge. Hasil akhir pengujian kekerasan ditunjukkan pada Gambar 9.
Data  yang  didapat  dari  pengelasan  tanpa  media  isolator  telah  didapatkan  hasil  data  yang  telah  dilakukan  uji kekerasan rockwell berat beban 100 kgf ,dan lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Data tanpa media isolator
Titik Logam las / satuan HAZ / satuan 1 Sambungan Las Tanpa Media Isolator 45 HRB 46 HRB 2 45 HRB 47 HRB 3 47 HRB 47 HRB 4 48 HRB 46 HRB 5 46.5 HRB 46 HRB 6 47 HRB 46 HRB 7 47 HRB 46 HRB 8 48 HRB 46 HRB 9 50 HRB 46 HRB 10 48 HRB 48 HRB Rata – Rata 42.96 HRB 46.4 HRB
45 46 47 48 49 50 51 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H ar d n e ss (H R B ) Titik Pengujian Raw Material
Walau tanpa media pendingin seperti semen abu–abu dan putih yang digunakan untuk mendinginkan atau penahan panas pada logam las, media yang digunakan  hanyalah udara yang memiliki angka kekerasan 42,96 HRB pada bagian lasan dan dibagian HAZ  memiliki angka kekerasan 46,4 HRB yang lebih tinggi dibandingkan pada bagian logam las. Gafik nilai kekerasan pada logam las tanpa media isolator ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Spesimen tanpa media isolator dan HAZ
3.5 Ujian Hasil Las dan Haz dengan Serbuk Semen Abu-abu Langkah pemberian beban awal  pada sambungan las dengan media serbuk semen abu–abu untuk mengetahui angka awal  dari  kekerasan  bahan  sebelum  bahan  diberi  beban  yang  lebih  berat.  Untuk  pemberian  awal  pada  material  diberi beban  10  kgf  dengan  waktu  lama  penekanan  5  detik.  Gambar  11 menunjukkan  pemberian  beban  awal  pada sambungan  las dengan  media serbuk semen abu–abu.
Gambar 11. Pemberian beban awal
Gambar 12. Penambahan beban
Gambar 13. Benda Uji
Setelah  pemberian  beban  awal  selesai  maka  langkah  selanjutnya  yaitu  memberikan  beban  akhir  yaitu  sebesar  100 kgf  dengan  lama  waktu  tunggu  selama  5  detik.  Gambar  12  menunjukkan  proses  penambahan  beban.  Sama  halnya dengan  pengujian  raw  material  saat  proes  penekan  pastikan  benda  uji  benar-benar  dalam  posisi  yang  pas  dan  tidak bergerak.  Karena,  jika  benda  uji  tidak  dalam  posisi  yang  benar  dan  bergerak  akan  menyebabkan  angka  pengukuran berubah pada saat penekanan. Gambar 13 menunjukkan posisi saat  melakukan uji  kekerasan dengan   mesin rockwell. Setelah   semuanya  selesai   maka  didapatlah   hasil   yang  berupa  angka  kekerasan pada  mesin  rockwell  yang dapat dilihat pada dial-gauge. Gambar 14 menunjukkan hasil akhir pengujian kekerasan.
.
42 44 46 48 50 52 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H a rdnes s (H RB ) Titik Pengujian Raw Material Logam Las
HAZ
Data yang didapat dari pengelasan dengan metode pendingin serbuk semen abu-abu telah didapatkan hasil data yang telah dilakukan uji kekerasan rockwell berat beban 100 kgf danlebih jelas dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data semen abu-abu Titik Semen abu-abu / satuan HAZ semen abu-abu / satuan 1 Sambungan las dengan madia semen abu – abu dan bagian yang terkena perlakuan panas atau HAZ 45.5 HRB 46 HRB 2 44 HRB 44 HRB 3 43 HRB 44 HRB 4 41.5 HRB 43.5 HRB 5 41 HRB 43 HRB 6 40 HRB 43 HRB 7 40 HRB 42.5 HRB 8 40 HRB 42.5 HRB 9 40 HRB 43 HRB 10 40 HRB 43 HRB Rata – Rata 41.5 HRB 43.45 HRB
Nilai kekerasan pada sambungan las dengan media semen abu–abu memiliki kekerasan 41,5 HRB yang lebih rendah dibandingkan dengan bagian HAZ yang memiliki kekerasan 43,45 HRB lebih tinggi. Semen abu-abu mengandung C3S memiliki  kadar  yang  sulit  terhidrasi  dan  agak  panas,  jadi  karena  semen  ini  juga  agak  panas  maka  memberikan pendinginan  yang  sangat  lama  pada  proses  perlakuan  las.  Semakin  lama  pendinginan  maka  semakin  menurun  angka kekerasan. Gambar 15 menunjukan grafik nilai kekerasan logam las dan HAZ dengan media semen abu–abu.
Gambar 15. Grafik sepesimen semen abu – abu dan HAZ

## 4. Kesimpulan
Pendinginan  pengelasan  dengan  metode SMAW akan  mempengaruhi  logam  las  yang  didinginkan  dengan  media serbuk semen abu-abu memiliki kekerasan yang tidak terlalu signifikan,dikarenakan memiliki sifat panas semen abu-abu mengandung C 3 S yang memiliki kadar sulit terhidrasi dan agak  panas, dan dengan dilakukan pengujian pada beberapa titik didapathasil berupa nilai rata-rata dari spesimen raw material adalah 48,3 HRB, pengelasan tanpa media isolator = 42,96  HRB  dan HAZ =46,4  HRB.  Spesimen  las  dengan  media  serbuk  semen  abu–abu  =  41,5  HRB  dan HAZ =  43,45 HRB,  serta  dilihat dari  fenomena  tersebut  semen  abu-abu memiliki  nilai  kekerasan  yang  lebih  rendah  dari  pada  udara dan, dimana  HAZ pada kekerasan semen abu-abu memiliki nilai 43,45 HRB sedangkan nilai pada udara 46,4 HRB.

## Ucapanterimakasih
Penulis  mengucapkan  banyak  kepada  laboratorium  Perawatan  dan  Perbaikan  Mesin  Politeknik  Negeri  Ketapang dan  juga  tak  lupa  terimakasih  kepada  Team  Klinik  Penulisan  Artikel  Nasional  yang  dilaksanakan  di  Bandung  pada tanggal 20-22 Juni 2019.

## Daftar Pustaka
[1]   Lawrence, H. Van Vlack. Ilmu dan Teknologi Bahan . Terjemahan Oleh Sriati Djaprie. Jakarta : Erlangga, 1986
0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H a rdnes s (H RB ) Titik Pengujian Raw Material Logam Las
HAZ
[2]   M. Zaenal Mawahib, Sarjito Jokosisworo, Hartono Yudo,”Pengujian Tarik dan Impak pada Pengerjaan Pengelasan SMAW  dengan  Mesin  Genset  Menggunakan  Diameter  Elektroda  yang  Berbeda,”  Jurnal  Ilmu  Pengetahuan  & Teknologi Kelautan, Kapal, Vol. 14, No. 1, pp. 26 – 32, Februari 2017.
[3]   Malau,V., “ Diktat Kuliah Teknologi Pengelasan Logam ,”Yogyakarta, 2003.
[4]   Fajar Riyadi,Dony Setyawan,”Analisa Mechanical dan Metallurgical Pengelasan Baja Karbon A36 dengan Metode SMAW,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya , academia.edu, pp.1 – 12, 2013
[5 ] Abdul Hamid ,”Analisa Pengaruh Arus Pengelasan SMAWpada Material Baja Karbon Rendah Terhadap Kekuatan Material Hasil Sambungan,”  Jurnal Teknik Elektro Universitas Mercubuana, Vol.7, No.1, pp.26 – 36 Januari 2016
[6]   H Sapitra, A Syarief , “Analisis Pengaruh Media Pendingin Terhadap Kekuatan Tarik Baja ST & Pasca Pengelasan Menggunakan Las Listrik,” Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Unlam, Vol. 03,No.2, pp. 91-98, 2014.
[7]    Helanianto,  “Pengaruh  Variasi  Isolator  Panas  pada  Hasil  Pengelasan  Metode  SMAW  terhadap  Kekuatan Sambungan Logam yang Dihasilkan, Jurnal Cyber-Techn”,Vol. 11, No. 02,pp.1 – 11, 2017.
[8]   Li Ke Yan,Xue Dongfeng“Hardness Of Materials: Studies at Levels rrom Atoms Tocrystals,”January  2009, Vol. 54, No. 1, pp 131–136, 2009.
[9]    Saputra,  Hendi and Syarief,  Akhmad,  “Analisis  Pengaruh  Media  Pendingin  Terhadap  Kekuatan  Tarik  Baja  St37 Pasca Pengelasan Menggunakan Las Listrik , ”Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Unlam, Vol. 3, No. 2, pp. 91-98. ISSN 2338-2236, 2014.
[10]  Saputra,  Hendi and Syarief,  Akhmad,  “Analisis  Pengaruh  Media  Pendingin  Terhadap  Kekuatan  Tarik  Baja  St37 Pasca Pengelasan Menggunakan Las Listrik , ”Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Unlam, Vol. 3, No. 2, pp. 91-98. ISSN 2338-2236, 2014.