TEKNIKA
Volume 8 Nomor 2 Oktober 2023 pp 19 Ae 24 DOI: https://doi.
org/10.
52561/teknika.
Url: https://jurnal.
id/index.
php/jte/article/view/285 E-ISSN : 2337-3148
P-ISSN : 1693-6329
OPTIMASI PENGELASAN DISIMILAR METAL SS 304 DAN
MILD STEEL UNTUK MEMINIMALKAN EFEK DISTORSI
Bambang Margono1*.
Edy Suryono1.
Petrus Heru Sudargo2.
Abdul Fatah1 Program Studi D-i Teknik Mesin.
Sekolah Tinggi Teknologi "Warga" Surakarta.
Surakarta.
Indonesia Program Studi Teknik Mesin.
Fakultas Teknik.
Politama.
Surakarta.
Indonesia *E-mail: edysuryono@sttw.
ABSTRAK
Industri manufaktur berkembang sangat pesat termasuk di dalamnya pengelasan.
Proses pengelasan memiliki tren yang meningkat terutama bidang rangka kapal, struktur jembatan, konstruksi kereta api dan lain-lain.
Pengelasan memiliki karakter sambungan yang kuat, ringan dan sederhana.
Sambungan las untuk logam yang berbeda memiliki perkembangan yang cukup signifikan dan memiliki tantangan tersendiri.
Logam yang banyak digunakan misalnya material SS 304 dan Mild Steel.
Salah satu kendala pengelasan beda logam adalah terjadinya distorsi.
Distorsi terjadi dikarenakan tegangan thermal yang berlebih pada saat proses pengelasan, sehingga mengakibatkan perubahan dimensi pada logam tersebut.
Hal ini mengakibatkan proses perakitan yang cukup sulit.
Tujuan penelitian ini adalah mencari nilai pengaturan parameter pengelasan yang optimal untuk pengelasan antara material SS 304 dan Mild Steel, menggunakan pengelasan Gas Tungsten Arc Welding (GTAW).
Parameter pengelasan dicari menggunakan metode Taguchi.
Variabel parameter pengelasan meliputi tebal plat .
, panjang pengelasan .
, kuat arus (A), dan sudut pengelasan .
Hasil penelitian menunjukkan kombinasi faktor dan level optimal untuk pengelasan plat SS 304 dan Mild Steel yang direkomendasikan adalah menggunakan ketebalan plat 3 mm, panjang pengelasan 100 mm, arus las 100 A, dan sudut pengelasan 80o.
Kata kunci: pengelasan.
SS 304.
Mild Steel.
metode Taguchi ABSTRACT The manufacturing industry is growing very rapidly, including welding.
The welding process has an increasing trend, especially in the fields of ship trusses, bridge structures, railway construction, and others.
Welding has the character of a strong connection, lightweight and simple.
Welded joints for dissimilar metals have developed quite significantly and have their challenges.
Metals that are widely used include SS 304 and Mild Steel.
One of the problems with meta-dissimilar welding is distortion.
Distortion occurs due to excessive thermal stress during the welding process, resulting in a change in the dimensions of the metal.
This results in a fairly difficult assembly process.
The purpose of this study was to find the optimal welding parameter setting value for welding between SS 304 material and Mild Steel, using Gas tungsten arc welding (GTAW).
Welding parameters were searched using the Taguchi method.
Welding parameter variables include plate thickness .
, welding length .
, strong current (A), and Welding Angle .
The results of the combination of factors and optimal levels for welding SS 304 and Mild Steel plates that are recommended are using the plate thickness of 3 mm, a welding length of 100 mm, a welding current of 100 A, and a welding angle of 80o.
Keywords: welding.
SS 304.
Mild Steel.
Taguchi method JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 19-24 A Margono.
Bambang, et.
al, 2023
PENDAHULUAN
Pengelasan adalah salah satu proses manufaktur yang paling banyak digunakan dalam industri manufaktur dan konstruksi, baik dalam produksi dan pemeliharaan yang sangat luas, termasuk navigasi, jembatan, rangka baja, pipa, kendaraan kereta api, dll.
Pengelasan logam berbeda banyak digunakan dalam industri kimia minyak bumi, pengolahan makanan, pembangkit listrik, kapal, kereta api, dan sebagainya .
, .
, .
, .
Banyak perusahaan di bidang konstruksi mengaplikasikan pengelasan logam tidak sejenis.
, hal ini bertujuan untuk memenuhi ketahanan korosi dan penghematan material, karena tidak ekonomis seluruh material menggunakan baja tahan karat.
Distorsi merupakan salah satu permasalahan yang muncul pada pengelasan sambungan dua logam berbeda .
Distorsi adalah berubahnya ukuran dimensi hasil pengelasan yang disebabkan oleh tegangan thermal .
Ukuran presisi menjadi tidak didapat karena distorsi dimensi, sehingga menyulitkan pada proses perakitan selanjutnya.
Salah satu Teknik yang digunakan untuk mengurangi distorsi adalah teknik Post Weld Heat Treatment (PWHT).
Idra Putra .
, hasil penelitian menunjukkan nilai kekuatan tarik tertinggi diperoleh untuk spesimen dengan waktu pemanasan 80 detik sebesar 398,23 MPa.
Kekuatan Tarik terendah terjadi pada waktu 70 detik sebesar 232,4 MPa.
Hasil kekuatan impact tertinggi terdapat pada waktu 90 detik dengan harga impact sebesar 813,75 N/m.
Secara umum penelitian menunjukkan bahwa semakin lama waktu gesek akan meningkatkan nilai kekuatan tarik dan kekuatan impact .
Adi Frayudi .
telah melakukan penelitian berupa efek waktu gesek untuk pengelasan gesek baja karbon rendah terhadap kekuatan tarik dan kekerasan.
Hasil penelitian didapat kekuatan tarik tertinggi pada perlakuan pemanasan selama 8 menit sebesar 305,15 MPa.
Nilai kekerasan tertinggi terdapat pada area las sebesar 212,8 VHN, sedangkan daerah HAZ rata-rata kekerasannya adalah 174,08 VHN, dan rata-rata kekerasan di logam induk sebesar 158,96 VHN.
Hamdi .
, penelitian yang difokuskan pada posisi pengelasan dan heat Hasilnya menunjukkan bahwa posisi pengelasan 1G memiliki distorsi paling besar dibanding posisi pengelasan 2G dan posisi pengelasan 3G.
Posisi pengelasan 1G nilai distorsi sebesar 5,42 mm dan heat input 1,7 kJ/mm, distorsi pada posisi pengelasan 2G adalah 2,39 mm dan heat input 0,7 kJ/mm.
Penelitian ini menyimpulkan bahwa posisi pengelasan mempengaruhi nilai heat input, dimana peningkatan heat input akan mengakibatkan peningkatan nilai distorsi.
Metode Taguchi .
dipilih dalam rangka meminimalkan jumlah spesimen penelitian yang akan dilakukan.
Sehingga dapat lebih fokus pada permasalahan yang diteliti dan lebih menghemat biaya penelitian.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari nilai setting optimal untuk meminimalkan efek tegangan thermal berupa distorsi pada sambungan logam berbeda jenis SS 304 dan Mild Steel pada pengelasan GTAW dengan metode Taguchi.
METODE
Penelitian menggunakan bahan utama berupa SS 304 dan Mild Steel.
Sedangkan peralatan yang digunakan adalah alat bantu pencekaman dan penekanan, clamp/klem, dial, indicator, las GTAW, welding torch, filler, topeng las, gerinda potong, tang kombinasi, jangka sorong, kunci ring dan pas set, gergaji JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 19-24 A Margono.
Bambang, et.
al, 2023 besi, dan ragum.
Penelitian ini menggunakan cara eksperimental, maka persiapan didasarkan pada persiapan alat dan bahan, pembuatan spesimen dan pengujian atau pengukuran.
Metode Taguchi didasarkan pada perhitungan nilai rata-rata dalam mendapatkan pengaturan level optimal, sehingga diharapkan mendapatkan nilai rata-rata penyimpangan yang rendah.
Signal Noise Ratio (SNR) digunakan untuk mendapatkan faktor-faktor yang memiliki pengaruh pada pengurangan variasi karakteristik kualitas.
Rasio SNR yang dipilih lebih kecil lebih baik dengan level faktor pada Tabel 1.
Tabel 1.
Data nilai peringkat .
Faktor Level 1 Level 2 Level 3 Tebal plat .
Panjang lasan .
Kuat arus (A) Sudut lasan ( ) HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian ditorsi pada material sampel dilakukan sebanyak yang masingmasing faktor dan level dilakukan pengujian 3 kali sehingga jumlah keseluruhan untuk pengujian faktor dan level sebanyak 27.
Data anava pengujian distorsi ada pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Dengan faktor tebal plat, panjang pengelasan, kuat arus dan sudut pengelasan terhadap nilai rata-rata disorsi angular.
Variasi Tabel 2.
Data anava pengujian distorsi angular
F hitung
F tabel
3,55
3,55
3,55
3,55
Berdasarkan hasil perhitungan yang ditunjukkan pada Tabel 2 diperoleh faktorAefaktor yang berkontribusi besar terhadap variabel respon distorsi meliputi arus las (Amper.
, ketebalan plat .
, sudut pengelasan .
, dan panjang pengelasan .
, dimana F hitung < F tabel.
Tabel 3.
Data anava pengujian distorsi angular Level Level 1 Level 2 Level 3 Selisih Ranking Minimum JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 19-24 A Margono.
Bambang, et.
al, 2023 Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor yang mengakibatkan terjadinya distorsi pada proses pengelasan SS 304 dan Mild Steel adalah faktor tebal plat (A), panjang pengelasan (B), kuat arus (C), dan Sudut pengelasan (D).
Tebal plat sangat mempengaruhi terjadinya distorsi, semakin tipis material terjadinya distorsi semakin tinggi seperti ditunjukan pada Tabel 3.
Tabel 4.
Data nilai optimal tiap faktor nilai distorsi Faktor Level 1 Level 2 Level 3 Selisih Ranking Optimum Metode Taguchi dilakukan untuk memilih level dan faktor memberikan rata-rata nilai distorsi yang optimal.
Seperti yang tercantum dalam Tabel 4 level faktor optimal yang dihasilkan dalam proses pengelasan terhadap bahan SS 304 dan Mild Steel adalah A3 B1 C3 D2.
Hal ini menunjukkan bahwa untuk nilai optimal distorsi pada proses pengelasan terhadap bahan SS 304 dan Mild Steel diperlukan setting parameter sebagai berikut tebal plat 3 mm, panjang pengelasan 100 mm, kuat arus 100 A, dan sudut pengelasan 80o.
Gambar 1.
Grafik nilai optimal tiap level Faktor dominan adalah variabel yang diperkirakan berpengaruh terhadap proses terjadinya distorsi pada hasil pengelasan.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor yang berpengaruh terjadinya distorsi pada proses pengelasan SS 304 JTe (Teknik.
: 8 .
, pp 19-24 A Margono.
Bambang, et.
al, 2023 dan Mild Steel adalah faktor tebal plat (A), panjang pengelasan (B), kuat arus (C), dan Sudut pengelasan (D).
Kuat arus mempengaruhi nilai distorsi, di mana distorsi terendah terjadi pada kuat arus 100 A, dan distorsi tertinggi terjadi pada kuat arus 80 A, hal ini sesuai dengan penelitiannya Amir Arifin .
Peningkatan arus sebanding dengan peningkatan panas yang terjadi yang berakibat meningkatnya tegangan sisa dan distorsi .
, sedangkan hasil penelitian menunjukkan bahwa tebal plat sangat mempengaruhi terjadinya distorsi, semakin tipis material terjadinya distorsi semakin tinggi seperti ditunjukkan dalam Gambar Selain itu sudut pengelasan dengan distorsi rendah didapat dengan posisi sudut sebesar 800 dan 900.
Panjang lasan memberikan nilai distorsi yang tinggi ketika lasan semakin naik.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa parameter pengelasan yang optimal untuk meminimalkan terjadinya distorsi pada sambungan logam tidak sejenis antara SS 304 dan Mild Steel pada pengelasan GTAW dengan metode Taguchi diperoleh kombinasi faktor dan level optimal untuk pengelasan plat SS 304 dan Mild Steel menggunakan ketebalan plat 3 mm, panjang pengelasan 100 mm, arus las 100 A, dan sudut pengelasan 80o.
DAFTAR PUSTAKA