## ANALISA KUAT LENTUR DAN PENGELASAN PADA PEMEGANG KURSI MOBIL

## Syawaluddin, Thifti Ardiyansyah
Universitas Muhammadiyah Jakarta, Jurusan Teknik Mesin

## ABSTRAK
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  baja  karbon  rendah  yang  mengandung kadar  C  =  0,25%.  Bahan  diberi  perlakuan  kuat  lentur  tekan  dan  pengelasan dengan kecepatan las 80 m/s dengan menggunakan las MIG (metal Inert Gas) dan  elektroda  jenis  kawat  kontinu  MG-51T  berdiameter  1,2  mm.  Benda  uji dilakukan pengujian kekerasan, foto mikro untuk mengetahui kuat lentur dan penetrasi  welding.  Nilai  kuat  lentur  pada  base  metal  kekuatan  lenturnya memiliki nilai 16,66 N/mm sedangkan untuk  momen tahan lentur sebesar 27 mm  dan  pada  momen  lentur  sendiri  mempunyai  nilai  450  kN/mm 2 dapat dilihat bahwa dari ketiga hal  tersebut  dapat  kita mengetahui bahwa kekuatan lentur  sebesar  16,66  dan  momen  lentur  450  kN/mm 2 sehingga  base  metal tersebut  tidak  terlalu  getas  sehingga  tidak  dapat  mudah  patah  dan  kecepatan las  80  m/s  terhadap  benda  akan  berpengaruh  pada  daerah  base  metal  139,9 HV  lebih  rendah  nilainnya  dari  logam  yang  sudah  ada  perlakuan  diarea bending  sebesar  165,6  HV,  sedangkan  nilai  kekerasan  yang  didapat  dengan kecepatan  las  80  m/s  pada  daerah  HAZ  area  sebesar  251,0  HV  lebih  rendah dari pada nilai tertinggi yang telah dilakukan kekerasan dengan kecepatan 80 m/s  terdapat  pada  daerah  lasan  area  sebesar  254,8  HV,  hal  ini  terlihat  pada struktur  mikronya  yang  banyak  terdapat  martensit  dan  bainit  yang  cendrung keras  karena  mengandung  karbon  dan  dapat  dilihat  dari  hasil  bendingannya yang  terdapat  perubahan  dari  base  metal  tersebut  sehingga  menjadi  nilainya lebih keras tetapi dibandingkan dari daerah lasan nilainya lebih baik didaerah lasan  di  karenakan  dari  hasil  pemanasan  dan  nilai  carbon  yang  lebih  tinggi didaerah  lasan  sehingga  cendrung  lebih  keras.  penetrasi  weldingnnya  pada kecepatan las  80 m/s tembusan lasnya dangkal sebesar 0,473 mm, dikarnakan gerakan  elektroda  terlalu  cepat.  Seusai  hasil  penelitian  dapat  disimpulkan bahwa  dengan  pengaruh  bending,  pengelasan  maka  didaerah  HAZ  dan lasannya    terdapat  suatu  perbedaan  nilai  yang  besar  pengaruhnya  terhadap material tersebut sehingga dari hasil foto struktur mikro tersebut dapat dilihat pengaruh antara base metal yang belum ada perlakuan dengan yang sudah ada perlakuan terhadap base metal tersebut menghasilkan perubahan struktur dari bahan tersebut sehingga berpengaruh terhadap kekuatan bahan tersebut.
Kata kunci: pengaruh bending, las MIG, Kekerasan, penetrasi welding.

## 1. PENDAHULUAN
FBED119  adalah  komponen  kaki  untuk  penyanggah  terhadap  bangku  mobil  yang akan  menimbulkan  tumpuan  pada  benda  tersebut  yaitu  tumpuan  tekan.  FBED119  ini  akan mempunyai  kekuatan  yang  lebih  apabila  sudah  melalui  proses,  proses  yang  akan  dilakukan menentukan bahan yang akan digunakan yang sesuai fungsi yang akan dibuat ialah perlunya kekuatan oleh karena itu setelah bahan dipilih maka  akan menjalani proses bending dengan beberapa  tahap  sesuai  bentuk  yang  sudah  ditentukan  sehingga  menimbulkan  kekuatan  pada material yang akan digunakan.Karena fungsinya yang amat penting benda ini memubutuhkan
analisa  kekuatan  yang  baik  sehingga  benda  tersebut  dapat  berfungsi  dengan  optimal  sesuai fungsi  benda  tersebut  sebagai  tumpuan  dari  kursi  kendaraan  karena  perlunya  kenyamanan pada setiap kendaraan maka dibuatlah kaki kursi kendaraan agar dapat membuat jarak antara jok  kendaraan  dengan  lantai  kendaraan  sehingga  dapat  membuat  kenyamanan  penguna kendaraan  yang  dapat  dibuat  rel  yang  dapat  memaju  mundurkan  jok  kendaraan  untuk menyesuaikan  kenyamanan  pengunanya  kaki  jok  kendaraan  ini  selain  sebagai  penyangga kursi juga sebagai  penopang kekuatan dari kursi itu oleh karena itu kaki  kursi jok  ini harus dibuat  dengan  bahan  dan  pembentukan  yang  baik  agar  membuat  kenyamanan  pada  saat menopang  kursi  dengan  baik  dan  mempunyai  kekuatan  pembentukan  dari  siku-siku  yang dibuat karena disitu adalah sebagai pusat kekuatan tumpuan yang ditahan oleh FBED119 ini.

## 2. LANDASAN TEORI FBED 119
FBED119  adalah  berfungsi  sebagai  kaki  penopang  terhadap  jok  mobil  untuk  membuat kenyamanan terhadap pemakai kendaraan tersebut menjadi lebih nyaman dengan adanya kaki jok membuat posisi duduk pengguna kendaraan menjadi rilelks agar pada saat penggunaanya menggunakannya  tidak  membuat  cedera  atau  berefek  ketidak  nyamanan  terhadap  pengguna kendaraan.  FBED 119 ini sendiri dibuat dengan beberapa cara yang memperhitungkan aspek posisi  pada  pengguna  kendaraan  ini  sendiri  sehingga  posisi  yang  akan  dirasakan  pengguna kendaraan  dapat  menjadi  lebih  baik.  FBED119/kaki  jok  kendaraan  ini  fungsinya  sangat diperlukan  walaupun  keberadaanya  tidak  di  perhatikan  bila  tidak  ada  kaki  jok  untuk  jok kendaraan  maka  akan  menimbulkan  posisi  yang  dapat  memposisikan  pengguna  kendaraan menjadi tidak nyaman.
Gambar 1. FBED119/kaki kusi mobil
Gambar 2. FBED119/kaki jok mobil bagian depan

## Pengertian Las
Pengertian pengelasan adalah salah satu cara untuk menyambung benda padat dengan jalan  mencairkannya  melalui  pemanasan.  Berdasarkan  definisi  dari Deutche  Industrie Normen (DIN)  las  adalah  ikatan metalurgi  pada  sambungan  logam  atau  logam  paduan  yang dilaksanakan  dalam  keadaan  lumer  atau  cair.  Pengelasan  juga  dapat  diartikan  dengan penyambungan  setempat  dari  beberapa  batang  logam  dengan  menggunakan  energi panas.Penyambungan dua buah logam  menjadi  satu  dilakukan  dengan jalan pemanasan  atau pelumeran,  dimana  kedua  ujung  logam  yang  akan  disambung  di  buat  lumer  atau  dilelehkan dengan busur nyala atau panas yang didapat dari busur nyala listrik (gas pembakar) sehingga
kedua  ujung  atau  bidang  logam  merupakan  bidang  masa  yang  kuat  dan  tidak  mudah dipisahkan.  Paling  tidak  saat  ini  terdapat  sekitar  40  jenis  pengelasan.  Dari  seluruh  jenis pengelasan  tersebut  hanya  dua  jenis  yang  paling  populer  di  Indonesia  yaitu  pengelasan dengan menggunakan busur nyala listrik ( Shielded metal arc welding/ SMAW ) dan las karbit ( Oxy acetylene welding/OAW ).
Las MIG ( Metal Inert Gas )
Las MIG atau  las  logam  gas  mulia,  adalah  jenis  pengelasan  dimana  gas  dihembuskan ke  daerah  las  untuk  melindungi  busur  listrik  yang  terjadi  antara  kawat  pengisi  dan  logam induk  yang  mencair,  dan  kawat  las  pengisi  yang  juga  berfungsi  sebagai  elektroda diumpankan secara terus-menerus. 6)
gas Gambar 3.  Las MIG .
Gas  pelindung  yang  digunakan  adalah  gas  argon,  helium  atau  campuran  dari keduanya. Untuk memantapkan busur kadang-kadang ditambahkan gas O 2 antar 2 sampai 5% atau CO 2 antara 5 sampai 20%.

## Besar Arus Listrik
Besarnya arus pengelasan yang diperlukan tergantung pada diameter elektroda, tebal bahan yang dilas, jenis elektroda yang digunakan, geometri sambungan, diameter inti elektroda, posisi pengelasan. Daerah las mempunyai kapasitas panas tinggi maka diperlukan arus yang tinggi.

## Kecepatan Las
Kualitas hasil pengelasan dipengaruhi oleh energi panas yang berarti dipengaruhi tiga parameter  yaitu  arus  las,  tegangan  las  dan  kecepatan  pengelasan.  Hubungan  antara  ketiga parameter itu menghasilkan energi pengelasan yang sering disebut heat input . Bila kecepatan pengelasan  bertambah  maka  panas  yang  dihasilkan  akan  berkurang.  Masukan  panas  (H) adalah besarnya energi panas tiap satuan panjang las ketika sumber panas bergerak.

## Macam-macam cacat pada pengelasan
Ada  beberapa  cacat  pada  pengelasan  akibat  panas  yang  ditimbulkan  oleh  gaya  tarik menarik antara atom antara lain :
a. Retak (Cracks) b.Voids c. Inklusi d.Kurangnya fusi atau penetrasi e. Bentuk yang tak sempurna

## Gambar 4. Macam-macam cacat pada pengelasan.

## 3. METODOLOGI PENELITIAN
Metode yang dilakukan disini adalah metode pemilihan material yang akan di uji lalu diadakan uji komposisi kimia dan dilanjutkan dengan pengujian vicker dan brinell

## 4. DATA DAN HASIL PENGUJIAN
4.1  Komposisi Kimia Baja ASTM G 3141
Tabel .1 Komposisi kimia baja ASTM G3141. C Si Mn P S 0,12% 0,35% 0,60% 0,035% 0,035%

## Hasil Uji Kekerasan
Tabel 2.  Hasil Uji Kekerasan Vickers (HV) kg/mm 2 No Uji Nilai Kekerasan Mikro Vickers (HV) Beban 200 gf, Indentor Intan Keterangan Area Kuat Lentur Area Base Metal Area HAZ Area Lasan 1 164,4 145,4 231,8 231,8 Beban 200 gf,
Indentor Intan 120 0 2 164,4 137,2 250,2 246,4 3 167,9 137,2 270,9 286,2 RATA- RATA 165,6 139,9 251,0 254,8
Gambar 5. Area Bekas titik pengujian kekerasan Vickers
Area kuat lentur     Base Metal   A. HAZ        Area Lasan
Gambar 6. Posisi titik pengujian kekerasan.
Titik Pengujian Gambar 7. Nilai kekerasan bending pada base metal yang telah di lakukan pembendingan Titik pengujian Gambar 8. Nilai kekerasan base metal
1 2 3 Area Base Metal 145.4 137.2
137.2 130 135 140 145 150 H V (K g/ m m ) Area Base Metal 1 2 3
Area kuat lentur 164.4 164.4 167.9 162 163 164 165 166 167 168 169 H V (k g/ m m 2)

## Area Bending

## Titik Pengujian
Gambar 9. Nilai kekerasan kecepatan las 80m/s pada daerah HAZ
Titik pengujian
Gambar 10. Nilai kekerasan kecepatan las 80 m/s pada daerah lasan
Letak posisi spesimen
Gambar 11. Grafik nilai rata-rata kekerasan.
1 2 3
Area HAZ 231.8 250.2 270.9 200 220 240 260 280 H V (K g/ m m 2 ) Area HAZ 1 2 3 Area Lasan 231.8 246.4 286.2 0 100 200 300 400 H V (K g/ m m 2 ) Area Lasan 0 50 100 150 200 250 300 Area Bending Area Base Metal Area HAZ Area Lasan H V (K g/ m m 2 ) Nilai Rata-Rata Nilai Rata-Rata

## Hasil Perhitungan Kuat lentur
Dari hasil yang didapatkan oleh hasil dari data yang diperoleh dari lapangan sehingga harus diolah untuk menjadi data yang bisa diperoleh yaitu Mb momen lentur itu sendiri, Wb momen tahanan untuk lenturan dan σdb kekuatan lenturnya dari ketiga perhitungan tersebut dapat dijelaskan:
Mb = F . S                                            Wb = = 150 kN . 3 mm                                   = = 450 kN/mm                                         = 27 mm
σdb =
= = 16,66 N/mm 2

## Kuat lentur Gambar 12. grafik kuat lentur dari hasil perhitungan

## Hasil Uji Foto Makro
Pengujian foto makro dilakukan untuk mengetahui sejauh mana penetrasi  kedalaman cairan  elektroda  menembus  logam  induk.  Berikut  adalah  hasil  dari  pengujian  foto makrovisual dengan perbesara 8x dan nital 3%.
Gambar 12. Foto Makrovisual kecepatan las 80 m/s.
rdb
WB MB kuat lentur 16.66 27 450 0 100 200 300 400 500 N /m m 2 kuat lentur

## Hasil Uji Foto Struktur Mikro
Pengamatan  yang  dilakukan  pada  struktur  mikro  dilakukan  dengan  mengambil  gambar pada logam induk, sedangkan untuk logam las dan daerah HAZ pada lasan dengan kecepatan 80  mm/menit.  sehingga  gambar  yang  diambil  seluruhnya  5  buah.    Berikut  ini  hasil  uji  foto struktur  mikro  dari  benda  uji  daerah  logam  induk  1  dan  logam  induk  2  dengan  perbesaran 800x dan etsa nital 3% .
ferit perlit
Gambar 13. Foto Struktur mikro pada daerah bending
ferit
perlit
Gambar 14. Foto Struktur mikro pada daerah base metal.
Foto mikro yang ditunjukkan pada gambar 4.10 adalah foto struktur mikro pada benda uji logam induk 1 dan logam induk 2 . Struktur mikro pada logam induk 1 dan logam induk 2 didominasi kristal ferit yang nampak berwarna putih atau terang, banyaknya struktur ferit ini membuat  bahan  ini  akan  mempunyai  kekerasan  yang  rendah  dikarenakan  butir  ferit cenderung  lunak.  Sedangkan  kristal  perlit  tidak  dominan  dalam  material  ini.  Kristal  perlit yang  tampak  berupa  butiran  berwarna  hitam  atau  gelap,  butir  perlit  ini  cenderung  keras karena mengandung karbon.Struktur yang terjadi pada sambungan las, sangat ditentukan oleh temperatur pemanasan pada saat pengelasan dan laju pendinginan setelah pengelasan, selain itu juga tergantung pada komposisi kimia, logam induk, logam pengisi, cara pengelasan dan perlakuan  panas  yang  dilakukan.  Struktur  mikro  yang  terjadi  dan  laju  pendinginan  akan menentukan  sifat  mekanis  dari  bahan  tersebut.  Adanya  panas  dari  proses  pengelasan mengakibatkan  perbedaan  struktur  mikro  antara  daerah  las , daerah HAZ dan  logam induk.Berikut  akan  ditampilkan  foto  struktur  mikro  logam  las  pada  kecepatan  las  80  m/s, dengan perbesaran 800x dan etsa nital 3%
martensit                                  widmanstatten
bainit
Gambar 15. Foto Struktur mikro daerah lasan.
Logam las merupakan bagian yang mencair pada saat pengelasan, dimana bagian ini mendapatkan temperatur yang sangat tinggi. Strukturnya banyak dipengaruhi oleh komposisi kawat  las  dan  laju  pendinginannya.  Strukturnya  berupa  martensit,  bainit  dan  ferit widmanstatten dengan  butiran  yang  halus.  Ukuran  yang  lebih  halus  pada  kecepatan  las  80 m/s,  semakin  rendah  kecepatan  lasnya  maka  masukan  panasnya  semakin  besar  sehingga temperatur  pemanasannya  tinggi.  Maka  jumlah  kandungan  martensit  dan  bainitnya  semakin banyak  dan  bentuk  ferit widmanstatten nya  semakin  halus.  Dengan  banyaknya  jumlah kandungan  martensit  dan  bainit  yang  cenderung  keras  karena  mengandung  karbon,  maka akan membuat daerah ini memiliki kekerasan yang tinggi. Hal ini terbukti pada uji kekerasan yang telah dilakukan, bahwa daerah logam las memiliki nilai kekerasan tertinggi.Dan berikut akan ditampilkan foto struktur mikro daerah HAZ (B) daerah HAZ (D) dengan kecepatan las 80 m/s dengan pembesaran 800x dan  etsa nital 3%.
ferit
perlit
Gambar 16 Foto struktur mikro daerah BM dan HAZ . Widmanstantten          bainit
ferit

## 5.1 KESIMPULAN
a. Kekuatan  lentur  dari  σdb  menghasilkan  16,66  Nmm  sedangkan  untuk  hasil  kuat lentur  dari  momen  tahan  lentur  sendiri  memiliki  nilai  27  mm  yang  tidak  terkena pelenturan  proses  tersebut  dan  yang  memang  dibutuhkan  untuk  kekuatan  itu  sendiri dari  momen  lentur  dan  dengan  hasil  yang  tertinggi  sebesar  450  kN/mm 2 sehingga dapat  menghasilkan  pengaruh  kekuatan  terhadap  base  metal  tersebut  menjadi  lebih tinggi nilai kekuatannya.
b. Kecepatan pengelasan cukup berpengaruh terhadap kekerasan penetrasi welding, dan struktur mikro.
c. Gerakan  elektroda  sangat  berpengaruh  kepada  penetrasi  weldingnya  makin  cepat gerakan  elektroda  maka  makin  dangkal  tembusan  cairan  lasnya  pada  material, dikarenakan  kurangnya  waktu  pemanasan  bahan  dasar  dan  kurangnya  waktu  cairan elektroda menembus bahan dasar.
d. Nilai  kekerasan  pada  daerah  Base  metal  139,9  kg/mm 2 lebih  rendah  dibandingkan dengan  area  bending  165,6  kg/mm 2 .  begitu  pula  dengan  daerah  HAZ  area  251,0 kg/mm 2 dengan kecepatan las 80m/s lebih rendah dibandingkan dengan daerah pada base  metal,  area  bending,  dan  daerah  HAZ  dengan  kecepatan  las  80  m/s  yang tertinggi adalah daerah lasan area sebesar 254,8 kg/mm 2 dikarenakan bila kecepatan pengelasan  bertambah  maka  masukan  panasnya  kecil  maka  sambungan  las  akan menjadi besar.
e. Struktur  yang  terdapat  pada  daerah  logam  las  adalah  bainit,  martensit,  dan  ferit widmastatten. Hal  ini  dikarenakan  bainit  mempunyai  kekerasan  yang  lebih  tinggi dibandingkan  ferit,  tetapi  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  martensit  dikarenakan martensit  mempunyai  sifat  sangat  keras  dan  getas  sehingga  ketangguhanya  sangat rendah.  Struktur  pada  daerah  HAZ  adalah  ferit,  perlit  dan  bainit.  Hal  ini  kecepatan pendinginan  tidak  merata.  Sedangakan  struktur  yang  terdapat  pada  daerah  logam induk  adalah  perlit  dan  ferit,  banyak  struktur  ferit  membuat  bahan  ini  akan mempunyai  kekerasan  yang  rendah,  dikarenakan  butir  ferit  cendrung  lunak. Sedangkan  Kristal  perlit  tidak  dominan  dalam  material  ini,  hal  ini  cendrung  keras dikarenakan mengandung karbon.

## 5.2.SARAN
a. Pada  saat  pengelasan  FBED119  saran  penulis  agar  peletakan  benda  sesuaikan  agar mudah dalam pengelasan dan jangan terlalu cepat dalam pergerakan busur elektroda, hal ini menyebabkan penetrasi welding dangkal.
b. Jika mengelas dengan elektroda MG-51T sebaiknya kecepatan las jangan terlalu cepat, karena jika lebih cepat  maka penembusan  yang  terjadi akan kecil dan jika kecepatan las tidak terlalu cepat maka akan menyebabkan busur listrik yang terjadi tinggi sekali sehingga akan menyebabkan pecairan logam induk.
c. Sebaliknya  dilakukan  juga  pengujian  struktur  mikro  terhadap  penampang  las  bagian atas, agar terlihat bentuk struktur butir (columnar grains) pada logam lasnnya.
d. Penelitian  ini  perlu  dilanjutkan  dengan  kecepatan  las  yang  bervariasi  dalam pengelasan  FBED119  untuk  mengetahui  seberapa  kuat  lasan  dikarenakan  sangat berpengaruh  dengan  kekuatan  material  tersebut,  dikarenakan  FBED119  itu  sendiri berfungsi sebagai penopang kursi pada mobil.
e. Penelitian ini semoga dapat digunakan dalam bidang yang lebih luas dimasyarakat dan memudahkan pengguna atau yang memanfaatkan hasil penelitian ini untuk aplikasi di lapangan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Adnyana, D. N. 1989. Metalurgi Las. Jakarta
2. Amstead, BH. 1997. Teknologi Mekanik jilid 1. Jakarta. Erlangga
3. Djafrie, Sriati, “Teknologi Mekanik Jilid I” , Erlangga, Jakarta 1992.
4. George E Dieter, Sriati Djafri. “Metalurgi Mekanik” , Erlangga, Jakarta 1993.
5. http://engineeringtown.com/kids/index.php/penemuan/94-sejarah ditemukannya- mobil.
6. Http : // anggieferby.blog.com // Pengelasan
7. Http ://www.awandilangit.co.cc//2010 11 01 archive.html
8. PT. Abdi Metal Perkasa T. Prepare dan Dokumentasi.2014.Cibubur
9. Surdia. Ir. MS. Met. E. 1971. “Ilmu Logam 1” Institut Teknologi Bandung.
10. Surdia,  Tata  Prof.  Ir.  MS.  Met.  E  and  Saito,  Shiinroku  2005. “Pengetahuan  Bahan Teknik” .
11. Wiryosumarto.  Harsono.  Prof.  Dr.  Ir.  Okumura.  Toshie.  Prof.  Dr.  2000.  Teknologi Pengelasan logam. Jakarta. Paramita