Jurnal FORTECH https://journal.
org/index.
php/fortech/ DOI: https://doi.
org/10.
56795/fortech.
p-ISSN: 2721-2858 e-ISSN: 2720-9253 Optimasi Sudut Elektroda dan Kuat Arus Terhadap Kekuatan Tarik Pada Baja ST37 Mualifi Usman, 2 Muhammad Fakhrurozi, 3 Kadaryono Program Studi Teknik Mesin.
Universitas Darul Ulum.
Jombang mualifiusman7@gmail.
com, 2 rozilibra65@gmail.
com, 3 yonokadaryono11@gmail.
Article Info
ABSTRACT
Article history:
Welding technology is an important process in the field of manufacturing in metal welding.
SMAW welding uses electrical energy as a heat source and additional electrodes in joining metal welding.
The angle of the electrode and the current strength greatly affect the welding strength.
In this research, the design and analysis of variations in electrode angle and current strength in SMAW welding were carried out on tensile strength.
The material used for testing is ST37 steel.
The electrode angles used are 65 o, 70o and 75o.
The magnitude of the current used is 3 variations, namely 90 A, 95 A, and 100 A.
In this research, the data processing method used is a factorial design with data from the results of tensile strength testing.
In this study, the largest tensile strength test results were obtained at an electrode angle of 70o with a current strength of 100 A, getting a result of 32.
668 kg/mm2, while the smallest result was obtained at an electrode angle of 65o with a current strength of 90 A, getting a result of 19.
96 kg/mm2.
The results of this research will be used as a reference for further research using different angle variations, currents, and test materials.
Received March 15th, 2024 Revised April 17th, 2024 Accepted May 9th, 2024 Keyword:
SMAW welding electrode angle current strength tensile strength ST37 steel.
Copyright A 2024 Jurnal JEETech.
All rights reserved.
Corresponding Author:
First Author.
Email: mualifiusman7@gmail.
AbstrakAiTeknologi pengelasan merupakan proses penting dalam bidang manufaktur pada pengelasan Pengelasan SMAW menggunakan energi listrik sebagai sember panas dan elektroda tambahan dalam penyambungan pada pengelasan logam.
Sudut elektroda dan kuat arus sangat mempengaruhi kekuatan Pada penelitian ini dilakukan desain dan analisa variasi sudut elektroda dan kuat arus pada pengelasan SMAW terhadap kekuatan tarik.
Bahan yang digunakan untuk pengujian yaitu baja ST37.
Sudut elektroda yang digunakan yaitu sudut 65o, 70o, dan 75o.
Besar arus yang digunakan yakni 3 variasi yaitu 90 A, 95 A, dan 100 A.
Dalam penelitian ini metode pengolahan data yang digunakan desain rancangan faktorial dengan data dari hasil pengujian kekuatan tarik.
Pada penelitian ini didapatkan hasil pengujian kekuatan tarik yang terbesar didapatkan pada sudut elektroda 70o dengan kuat arus 100 A mendapatkan hasil sebesar 32,668 kg/mm2, sedangkan hasil terkecil didapatkan pada sudut elektroda 65o dengan kuat arus 90 A, mendapatkan hasil sebesar 19,96 kg/mm2.
Hasil penelitian ini akan dipakai acuan untuk penelitian berikutnya dengan variasi sudut, arus, dan bahan uji yang berbeda.
Kata Kunci: Las SMAW, sudut elektroda, kuat arus, kekuatan tarik, baja ST37
PENDAHULUAN
Pada era globalisasi teknologi pengelasan merupakan proses penting yang sulit dipisahkan dalam kaitannya bidang manufaktur.
Pengelasan SMAW (Shield Metal Arc Weldin.
adalah suatu proses pengelasan logam yang menggunakan energy listrik sebagai sumber panas dan elektroda tambahan dalam penyambungan.
Proses pengelasan SMAW dipilih karena prosesnya lebih Jurnal FORTECH sederhana dan biayanya cukup terjangkau, dan untuk hasil pada pengelasannya memiliki sifat mekanik yang baik.
Teknologi pengelasan memiliki banyak jenis saat ini telah dipergunakan lebih dari 40 jenis pengelasan, termasuk yang dimana sebuah elektroda dipanaskan sampai meleleh dan kemudian di endapkan pada logam yang akan disambung untuk membentuk sambungan las.
Dimana disebut dengan pengelasan shield metal arc welding (SMAW).
Perubahan posisi sudut atau kemiringan elektroda dapat mempengaruhi bentuk deposit las pengelasannya juga, oleh karena itu sudut elektroda sangat penting dalam proses pengelasan.
Tidak hanya posisi sudut elektroda , pemilihan besar atau kecilnya arus juga berpengaruh terhadap hasil pengelasan yang dihasilkan pada proses pengelasan baja ASTM A36 menggunakan kuat arus 100 A, 120 A, dan 130 A dengan rata-rata hasil pengelasan terbaik terdapat pada kuat arus 100 A, hasil pengelasan yang di inginkan seperti kekuatan dari sambungan las yang diperoleh harus kuat dan baik.
Perbandingan besar dan kecilnya arus tergantung dari jenis kawat las yang akan digunakan, tebal material, serta jenis material yang hendak di proses las.
Material yang banyak digunakan adalah baja karbon rendah seperti baja ST37 dimana baja ini bukan baja keras karena mengandung sedikit karbon.
Baja ini disebut baja ringan atau baja perkakas yang mengandung karbon kurang dari 0,3%.
Baja karbon rendah kuat, mudah ditempa dan dapat dikerjakan panas atau dingin.
Arti dari ST sendiri adalah singkatan dari steel .
, sedangkan 37 menunjukkan batas minimum kekuatan tarik, dimana benda uji ditarik hingga patah atau putus sehingga dapat diketahui seperti apa benda uji bereaksi atas gaya tarik yang METODE PENELITIAN Metode dideskripsikan secara rinci yang memuat desain, populasi, sampel dan teknik pengambilan sampel, cara kerja penelitian, parameter yang diamati, serta teknis analisis.
Metode ditulis dalam bentuk naratif dengan Segala bentuk instruksi, manual atau manual teknis dalam kegiatan penelitian yang terlalu rinci tidak boleh dimasukkan.
Vol.
No.
1, .
kuat arusb .
A, 95 A, dan 100 A), untuk variabel dependen adalah kekuatan tarik baja ST37.
Dalam penelitian ini sudut elektroda yang di gunakan yaitu sudut elektroda 65o, sudut elektroda 70o, dan sudut elektroda 75o yang dapat dilihat seperti di bawah ini.
Gambar 1.
sudut elektroda 65o, .
sudut elektroda 70o, .
sudut elektroda 75o.
Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam proses penelitian ini adalah sebagai berikut.
Alat yang digunakan Berikut dibawah ini adalah alat-alat yang digunakan dalam proses penelitian :
Mesin las SMAW Mesin las listrik yang digunakan merk Lakoni Falcon berdaya 900 watt dengan kuat arus maksimal 120 ampere.
Mesin las litrik ini menggunakan sistem pembangkit frekuensi rendah di ubah menjadi frekuensi tinggi, menjadikan mesin las ini hemat dalam pemakaian listrik.
Spesifikasi :
Daya listrik : 900 Watt .
Arus output : 10 - 120 Ampere .
Diameter kawat las : 2.
0 - 4 mm .
Ukuran soket : 25 mm .
Dimensi : 270 x 200 x 110 mm, .
Pendingin : Kipas .
Duty cycle : 60% .
ada 120 A), 100% .
ada 100 A) Pada penelitian ini penulis menggunakan metode kuantitatif statistik deskriptif dengan variabel independen dimana faktor a yaitu variasi sudut elektroda .
o, 70o, dan 75.
dan faktor b yaitu Jurnal FORTECH Gambar 2 Mesin las SMAW Mesin miling Mesin ini berfungsi untuk pembuatan spesimen uji tarik.
Mesin ini merk FIRST model LC 1 1/2 TM.
Mesin yang digunakan mempunyai dimensi meja kerja 100cm x 23cm.
Mesin ini mempunyai kecepatan putaran 80-2760 rpm.
Gambar 3 Mesin miling Mesin uji tarik Mesin uji tarik yang digunakan memiliki tekanan hidrolik maksimal 150 bar atau 152,96 kg/cm2.
Dan memiliki kekuatan tarik lebih dari 200 KN.
Vol.
No.
1, .
Bahan yang digunakan Berikut dibawah ini adalah bahan yang digunakan untuk penelitian :
Baja ST37 Baja karbon rendah (ST.
bukan baja keras karena mengandung sedikit karbon.
Baja ini disebut juga baja ringan .
ild stee.
atau baja perkakas yang mengandung karbon kurang dari 0,3% setiap0 satu ton baja karbon rendah mengandung 10 - 30 kg karbon.
Baja karbon rendah kuat, mudah ditempa dan dapat dikerjakan panas atau dingin.
Arti dari ST sendiri adalah singkatan dari steel .
Sedangkan angka 37 menunjukkan batas minimum kuat tarik sebesar 37 kg/mm2 .
Elektroda E6013 Elektroda SMAW/kawat las E6013 sesuai AWS 5.
1 atau E4313 sesuai SFA 5.
atau CSA W48 adalah elektroda yang paling banyak digunakan untuk lembaran logam, fabrikasi umum & pekerjaan pengelasan Elektroda E6013, sangat mirip dengan elektroda E6012 tetapi E6013 memiliki perbedaan yang jelas dalam pelapisan, pembentukan terak & polaritas pengelasan.
Elektroda E6013 memiliki daya tembus yang rendah, terak beku yang cepat dan ini dapat mengakibatkan penetrasi yang tidak sempurna pada sambungan las filet.
Pembuatan Spesimen Las Ada beberapa tahap untuk pembuatan spesimen las yakni :
Persiapan alat dan bahan.
Potong logam baja ST37 dengan ukuran sesuai pada gambar 3.
5 dibawah ini.
Gambar 4 Mesin uji tarik Mesin uji tarik ini digerakkan oleh motor konduksi 3 pashe dengan merk TECO tipe AEEB dengan spesifikasi sebagai berikut :
Voltase : 380 V
Frekwensi
: 50 HZ
Ampere
: 5,08 A
RPM
: 1425 rpm Ambient Temperature : 40o C Gambar 5 Dimensi awal material Bentuk potongan logam sesuai dengan standar ASTM E8.
Pada saat proses pengujian kekuatan tarik akan diperoleh data pengujian, setelah mendapatkan data, langkah selanjutnya adalah menganalisanya.
Jurnal FORTECH Vol.
No.
1, .
Kemudian masukkan data hasil uji ke persamaan yang ada untuk mendapatkan data kuantitatif, yaitu data yang berbentuk angka.
Betikut persamaan :
Tegangan tarik (E) dapat didefinisikan dalam rumus:
Diketahui P = Tekanan hidrolis Hasil perhitungan peralihan dari Tekanan Hidrolis (P) ke kekuatan tarik (E) :
Gaya tekan hidrolis (F) .
Diketahui: E = Tegangan tarik .
g/mm.
= Gaya .
g/cm.
A = Luas penampang .
Prosedur Pengujian Tarik Ada beberapa langkah prosedur dalam pengujian tarik yaitu sebagai berikut :
Mempersiapkan spesimen uji tarik.
Mempersiapkan mesin pengujian tarik dalam keadaan hidup.
Memasang spesimen dengan menentukan titik tumpuan dan titik tengah benda dan alat tarik.
Menjalankan mesin uji tarik dimana pada kondisi ini fenomena uji tarik terjadi Disaat mesin uji tarik bekerja dan mulai menarik benda kerja perhatikan jarum Pada saat benda kerja patah catat hasil Masukkan data pada rancangan tabel penelitian kekuatan tarik.
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL PENELITIAN
Adapun hasil penelitian di lapangan pada tekanan hidrolis, dihasilkan data pengujian tarik pada spesimen di tekanan hidrolis seperti yang di tunjukkan pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1 Data tekanan hidrolis pada mesin uji tarik
Sudut
Elektr
90 Ampere
Kg/ Kg/ cm2 mm2
0,15
0,25
0,25
Kuat Arus
95 Ampere
Kg/ Kg/ cm2 mm2
0,25
0,25
0,25
0,25
Luas penampang piston (A.
Jika luas penampang piston diketahui maka gaya tekan hidrolis dapat dihitung Gaya tekan hidrolis (F) Kekuatan tarik (E) Jika gaya tekan hidrolis (F.
= gaya tarik spesimen (F.
Luas penampang penampang spesimen (A.
Jika luas penampang spesimen diketahui, maka kekuatan tarik dapat dihitung.
Kekuatan tarik (E) Dimana kekuatan tekanan hidrolis menunjukan luas penampang piston sebesar .
Jika luas penampang piston diketahui maka gaya tekan
hidrolis dapat dihitung Gaya tekan hidrolis sebesar , untuk luas penampang spesimen
diketahui, maka kekuatan tarik dapat dihasilkan , hasil bisa dilihat pada tabel 2
Tabel 2 kekuatan tarik
100 Ampere
Kg/ Kg/ cm2 mm2
0,25
0,25
0,25
Kuat Arus Sudut Ampere Ampere Ampere Elektroda g/mm ) .
g/mm ) .
g/mm.
16,334 21,778 21,778 21,778 27,223 32,668 21,778 21,778 27,223 27,223
21,778
32,668
21,778
32,668
32,668
27,223
27,223
32,668
21,778
27,223
27,223
21,778
21,778
27,223
21,778
27,223
21,778
Vol.
No.
1, .
Hasil perhitungan rata-rata hasil pengujian kekuatan Rata-rata Rata-rata Rata-rata E = 19,96 kg/mm2 Dari seluruh data kekuatan tarik sudah diketahui, selanjutnya rata-rata kekuatan tariknya dapat ditulis pada tabel 4.
Tabel 4.
Rata Ae rata kekuatan tarik
Sudut
Kuat Arus
Ampere
19,96
23,593
27,223
kg/mm2 kg/mm2 kg/mm2 25,408 27,223 32,668 kg/mm2 kg/mm2 kg/mm2 21,778 25,408 25,408 kg/mm2 kg/mm2 kg/mm2 Dari hasil rata Ae rata kekuatan tarik menunjukan E = 19,96 kg/mm2, maka tabel diatas dapat ditunjukkan pada grafik dibawah ini.
Kekuatan Tarik kg/mmo Elektroda 90 Ampere 95 Ampere Kekuatan Tarik kg/mm2 Jurnal FORTECH Sudut 65 Sudut 70 Sudut 75 90 Ampere 95 Ampere Ampere Kuat Arus (Amper.
Gambar 7.
Grafik rata-rata kekuatan tarik variasi kuat Sedangkan jika dibaca dari grafik diatas rata-rata kekuatan tarik pada baja ST37 menggunakan pengelasan SMAW, pada kuat arus 90 Ampere, 95 Ampere, dan 100 Ampere dengan menggunakan sudut elektroda 65o, 70o, dan 75o memiliki tren yang tidak sama pada kuat arus 100 Ampere dengan sudut 70o mengelami kenaikan hasil yang signifikan dengan nilai 32,668 kg/mm2, sedangkan pada kuat arus 95 Ampere dan 100 Ampere dengan sudut 75o menghasilkan nilai yang sama yaitu sebesar 25,408 kg/mm2.
KESIMPULAN
Pengelasan SMAW merupakan suatu proses pengelasan logam yang menggunakan energi listrik sebagai sumber panas dan elektroda tambahan dalam penyambungan.
Dalam pengelasan SMAW perubahan posisi sudut atau kemiringan elektroda dapat mempengaruhi bentuk deposit las sehingga akan mempengaruhi kekuatan pengelasannya.
Tidak hanya posisi sudut elektroda saja pemilihan besar atau kecilnya arus juga berpengaruh terhadap hasil pengelasan yang dihasilkan.
Oleh karena itu pada penelitian kali ini peneliti ingin mengetahui kekuatan tarik sambungan baja ST37 dengan menggunakan variasi sudut elektroda 65o, 70o, dan 75o serta kuat arus 90 A, 95 A, dan 100 A, didapatkan hasil kesimpulan pengujian seperti Nilai rata-rata kekuatan tarik sudut 70o dengan kuat arus 90 Ampere dan sudut 75o dengan kuat arus 95 Ampere, 100 Ampere memiliki hasil yang sama yaitu sebesar 25,408 kg/mm2.
Dan pada sudut 65o kuat arus 100 Ampere dengan sudut 70o kuat arus 95 Ampere juga memiliki rata-rata kekuatan tarik yang sam sebesar 27,223 kg/mm2.
Sedangkan pada sudut 65o kuat arus 90 Ampere menghasilkan nilai sebesar 19,96 kg/mm2, sudut 65o kuat arus 95 Ampere dengan hasil 23,593 kg/mm2, sudut 75o kuat arus 90 Ampere menghasilkan nilai sebesar 21,778 kg/mm2.
Nilai kekuatan tarik terkecil terdapat pada sudut 65o dengan menggunakan kuat Kuat Arus 90 A Kuat Arus 95 A Kuat Arus 100 A Sudut Elektroda Gambar 6.
Grafik rata-rata kekuatan tarik variasi sudut Jika dibaca dari grafik diatas rata-rata kekuatan tarik pada baja ST37 menggunakan pengelasan SMAW pada sudut elektroda 65o, 70o, dan 75o dengan menggunakan kuat arus 90 Ampere, 95 Ampere, dan 100 Ampere memiliki tren yang sama, namun pada sudut 70o kuat arus 100 Ampere mengalami kenaikan yang signifikan yaitu senilai 32,668 kg/mm2, sedangkan pada posisi sudut 75o dengan kuat arus 95 Ampere dan 100 Ampere, memiliki hasil yang sama yaitu senilai 25,408 kg/mm2.
Jurnal FORTECH arus 90 Ampere menunjukkan nilai sebesar 19,96 kg/mm2, sedangkan nilai rata-rata kekuatan tarik terbesar terdapat pada sudut elektroda 70o dengan kuat arus 100 Ampere menunjukkan hasil sebesar 32,668 kg/mm2 Vol.
No.
1, .
PENGELASAN,An ALE Proceeding, vol.
6Ae8, 2021, doi: 10.
30598/ale.
Test.
Strenght, and L.
Cell.
AiAnalisis Pengujian Tarik ( Tensile Test ) Pada Baja St37,An Anal.
Penguji.
Tarik (Tensile Tes.
Pada Baja ST 37 Dengan Alat Bantu Ukur Load Cell, vol.
3, no.
1, pp.
9Ae13, 2016.
Ilahi.
MasAoud, and M.
Huda.
AiPENGARUH JENIS ELEKTRODA E6013
PADA
PENGELASAN
SMAW
TERHADAP
SIFAT
FISIK
DAN
MEKANIS BAJA KONTRUKSI JIS
G3350,An J.
Mech.
Manuf.
Technol.
, vol.
68Ae76, 35891/jmmt.
Mohruni and B.
Kembaren.
AiPengaruh Variasi Kecepatan Dan Kuat Arus Dengan Elektroda E6013,An J.
Rekayasa Mesin, vol.
13, no.
1, pp.
1Ae8, 2013.
DAFTAR PUSTAKA