ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/72868/12/Naskah Publikasi.pdf · Memateri (brazing) adalah penyambungan ... Untuk meningkatkan efektifitas dan

ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

PADA PENGELASAN BRAZING ANTARA ALUMINIUM SERI 1000 DAN

STAINLESS STEEL SERI 304 DENGAN PENAMBAHAN SERBUK TEMBAGA

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menyelesaikan Progam Studi Strata 1

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Oleh:

YOGA SAPUTRO

D200150277

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

1

2

3

1

ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)

PADA PENGELASAN BRAZING ANTARA ALUMINIUM SERI 1000 DAN

STAINLESS STEEL SERI 304 DENGAN PENAMBAHAN SERBUK TEMBAGA

Abstrak

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan serbuk tembaga

dalam proses mematri baja aluminium-steel untuk mikro-struktur dan sifat mekanik. Spesimen

dalam penelitian ini digunakan aluminium seri 1000, stainless steel seri 304, alusol ER4043,

dan bubuk tembaga. Pada penelitian ini standart untuk pembuatan spesimen adalah ASTM

D1002. SEM dan EDX dilakukan untuk menganalisis senyawa mikro-struktur dan kimia. Hasil

penelitian menunjukkan bahwa kekuatan tarik meningkat dengan penambahan bubuk tembaga.

Kekuatan tarik tertinggi adalah 14,703 MPa. Sementara spesimen tanpa bubuk tembaga

didapatkan kekuatan tarik lebih rendah sebesar 10,850 MPa. Pengujian EDX ini menunjukkan

bahwa konsentrasi Si meningkat pada spesimen dengan bubuk tembaga yaitu sebesar 3,69%.

Ini bisa meningkatkan kekuatan tarik karena karakteristik Si yang menguatkan ikatan. Dengan

menggunakan SEM, senyawa antar logam terdeteksi pada semua spesimen selama pembesaran

1000x. Panjang lapisan antar-logam dari spesimen dengan bubuk tembaga lebih rendah dari

spesimen lainnya. Itu 11 µm. Spesimen tanpa bubuk tembaga panjangnya 94 µm dari lapisan

antar-logam. Sedangkan ketebalan lapisan antar-logam yang terdeteksi dalam berbagai

ketebalan karena butir-butir bahan pengisi.

Kata kunci: pemateri, Scanning Electron Microscope, intermetallics, bubuk tembaga.

Abstract

The purpose of this study is to investigate the influence of copper powder addition in the

brazing process of aluminium-stainless steel to the micro-structure and mechanical properties.

The specimens in this research were used aluminium series 1000, stainless steel series 304,

ER4043 alusol, and copper powder. The specimen was manufactured based on the ASTM

D1002 standard for tensile test. SEM and EDX were performed to analyse the micro-structure

and chemical compounds. The results show that the tensile strength was increased by the

addition of copper powder. The highest tensile strength was 14.703 MPa. While the specimen

without copper powder was delivered lower tensile strength of 10.850 MPa. The EDX test was

shown that the concentration of Si was increased in the specimen with copper powder. It was

3.69%. It could increase the tensile strength due to the characteristic of Si in the brazing line.

By using SEM, the inter-metallic compound was detected in all specimens during the

magnification of 1000x. The length of inter-metallic layer of specimen with copper powder

was lower than the other specimen. It was 11 µm. The specimen without copper powder was

94 µm length of inter-metallic layer. While the thickness of inter-metallic layer were detected

in various thickness due to the grain of filler material.

Keywords: Brazing, Scanning Electron Microscope, Intermetallics, copper powder.

1. PENDAHULUAN

Di dunia industri yang berkaitan dengan logam, banyak sekali proses – proses penyambungan

logam. Salah satu proses penyambungan dua bagian logam adalah dengan cara mengelas, yaitu

2

menyambung dua bagian logam atau lebih secara permanen dengan menggunakan energi

panas.

Bahan dari ilmu pengelasan yang sangat penting dalam dunia industri penyambungan

logam adalah brazing atau mematri. Memateri (brazing) adalah penyambungan logam melalui

penyaluran panas dan penggunaan logam pengisi yang memiliki suhu leleh diatas 840°F

(450°C) tetapi di bawah titik leleh dari logam yang bergabung. (Milhaupt, 2004)

Menurut Milhaupt (2004), brazing banyak digunakan dalam industri karena

mempunyai banyak kelebihan, antara lain:

a. Sambungan yang dibrazing kuat. Pada logam dan baja non-ferro, kekuatan tarik dari

sambungan yang dibuat dengan benar akan sering melebihi dari logam yang bergabung.

Pada baja tahan karat, dimungkinkan untuk mengembangkan sambungan dengan

kekuatan tarik sebesar 130.000 pon per inchi persegi. (896,3 MPa)

b. Sambungan yang di brazing bersifat ulet, mampu menahan guncangan dan getaran yang

cukup besar.

c. Sambungan yang di brazing biasanya mudah dan cepat dibuat, sesuai dengan

ketrerampilan operator.

d. Mematri ideal untuk menggabungkan logam yang berbeda. Anda dengan mudah

menggabungkan besi dengan logam non-ferro, dan logam dengan titik leleh yang sangat

bervariasi.

e. Mematri pada dasarnya adalah proses satu operasi, sehingga jarang ada kebutuhan untuk

grinding, filling atau mekanis finishing setelah sambungan selesai.

f. Mematri dilakukan pada suhu yang relatif rendah, mengurangi kemungkinan

melengkung, terlalu panas atau melelehkan logam yang bergabung.

Aluminium memiliki sifat ringan dan harga lebih murah (Möller et al., 2011).

Aluminium dan paduannya (alloy aluminium) memiliki film oksida yang kuat dan stabil di

permukaannya. Hal ini menghambat pembasahan oleh solder cair. Untuk mengatasi hal ini

mematri bisa dilakukan dengan menggunakan fluks aktif secara kimia yang mengandung

klorida seperti NaCl, KCl, LiCl, dan juga sejumlah kecil fluoride. Karena konduktivitas termal

dan ketahanan korosi yang baik, aloy aluminium banyak digunakan untuk perpindahan panas.

Mengikuti perkembangan industri mobil, aplikasi paduan aluminium telah terus berkembang,

dari komponen AC seperti kondensor dan evaporator (paling baru) radiator. (Sugiyama, 1989)

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perbedaan penambahan serbuk tembaga

dengan tidak ditambahkannya serbuk terbaga terhadap kekuatan uji tarik atau geser dan

struktur morfologi antara plat aluminium seri 1000 dengan stainless steel seri 304. Foto

3

Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS)

digunakan untuk menganalisis struktur mikro guna mengetahui formability hasil

penyambungan dengan metode Tocrh Brazing.

2. METODE

2.1 Diagram Alir Penelitian

Untuk meningkatkan efektifitas dan efisiensi dalam pengelasan Brazing, maka diperlukan

tahapan penelitian yang dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

2.2 Langkah Pengujian

a. Pemotongan Spesimen

Pemotongan spesimen menggunakan standart ASTM D1002

4

Gambar 2. Ukuran standart ASTM D1002

b. Pengujian Komposisi Kimia

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui unsur kimia yang terkandung didalam

material yang akan digunakan. Jika sesuai yang diharapkan maka penelitian akan

dilanjutkan pada tahap selanjutnya namun jika belum sesuai maka harus mencari

material yang sesuai.

c. Pengujian Tegangan Geser

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tegangan geser maksimal dari spesimen yang

telah dilakukan penyambungan dengan metode brazing.

d. Pengujian SEM dan EDX

Pengujian ini untuk mengetahui detail permukaan dari sambungan dan untuk

mengetahui komposisi unsur dari material yang disambung.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil Pengujian Komposisi Kimia

Pengujian komposisi kimia dilakukan di Laboratorium Teknik Mesin Universitas Gajah Mada,

Yogyakarta. Hasil uji komposisi kimia seperti terlihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 1. Hasil pengujian komposisi kimia aluminium

No Unsur Presentase (%)

1 Si 0,1907

2 Fe 0,4491

3 Cu 0,0603

4 Mn 0,0484

5 Mg 0,0127

6 Cr 0,0013

7 Ni 0,0032

5

8 Zn 0,0047

9 Ti 0,0169

10 Pb 0,0011

11 Sb 0,0020

12 Al 99,2095

Tabel 1. menunjukan hasil pengujian komposisi kimia, diambil tiga unsur paling

banyak kemudian dimasukkan ke dalam “MatWeb Material Property Data” dan didapatkan

bahwa material aluminium tersebut termasuk ke seri 1xxx, jika dibandingkan dengan hasil dari

“MatWeb Material Property Data” maka hasilnya mendekati aluminium seri 1000 dengan

property Al = 99.0% - 100%, Fe = 0.00600 – 0.800% Si + Fe = 0.0200 – 1.00%.

3.2 Analisa Pengujian Tarik

Pengujian tarik geser dilakukan untuk mengetahui kekuatan sambungan lap joint

dengan metode brazing dalam menahan beban yang diberikan. Pengujian tarik geser

menggunakan alat uji Universal Testing Machine milik bengkel pengelasan Balai Latihan

Kerja (BLK) Surakarta. Pada pengujian ini menggunakan standar ASTM D1002.

3.2.1 Hasil Pengujian Tarik untuk Sambungan Aluminium dan Aluminium

Gambar 3. Grafik rata-rata hasil pengujian tarik geser sambungan lap joint

antara aluminium dan aluminium dengan dan tanpa serbuk tembaga

Gambar 3, menunjukan hasil analisa grafik rata – rata tegangan dan regangan

pengujian geser, peneliti mendapatkan hasil pengujian geser pada sambungan lap joint antara

aluminium dengan alumunium tebal 2 mm menggunakan filler alusol dan tambahan filler

serbuk tembaga. Pada sambungan tanpa tambahan serbuk tembaga didapatkan hasil rata – rata

tegangan geser tertinggi sebesar 11.306 MPa dan rata – rata regangan sebesar 22.835 %,

sedangkan pada sambungan dengan tambahan serbuk tembaga didapatkan hasil rata – rata

tegangan geser tertinggi sebesar 10.933 MPa dan rata – rata regangan sebesar 25.509 %.

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30

Teg

angan

(M

pa)

Regangan (%)

Al - Al Tanpa Cu Al - Al Dengan Cu

6

Gambar 4. Hasil pengujian tarik geser sambungan aluminium dengan aluminium

(a) Tanpa serbuk tembaga (b) Dengan serbuk tembaga

Seperti yang ditunjukan gambar 4, spesimen yang telah dilakukan pengujian geser,

semua spesimen mengalami putus pada bagian base metal. Hal ini terjadi karena sambungan

brazing lebih kuat dibandingkan base metal dan juga kemungkinan dipengaruhi oleh HAZ

(Heat Affected Zone). Karena sambungan brazing masih terlalu kuat untuk plat aluminium tebal

2 mm, maka peneliti menambahkan spesimen stainless steel dengan stainless steel tebal 2 mm

dengan dan tanpa tambahan serbuk tembaga untuk dilakukan pengujian tarik geser kembali.

3.2.2 Hasil Pengujian Tarik untuk Sambungan Stainless steel dan Aluminium


antara stainless steel dan aluminium dengan dan tanpa serbuk tembaga



stainless steel dengan aluminium tebal 2 mm menggunakan filler alusol dan tambahan filler





Gambar 6. Hasil pengujian tarik geser sambungan stainless steel dengan aluminium


0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15 20 25 30

Teg

angan

(M

pa)

Regangan (%)

Ss - Al Tanpa Cu Ss - Al Dengan Cu

7

Seperti yang ditunjukan gambar 6, spesimen yang telah dilakukan pengujian geser, 2

spesimen putus dari variasi tanpa penambahan serbuk tembaga putus pada sambungan, dan

sisanya putus pada area base metal. Dua dari spesimen yang putus pada base metal ini terjadi

karena sambungan brazing kurang kuat atau saat proses brazing belum mencapai temperature

dari brazing sendiri. dibandingkan base metal dan juga kemungkinan dipengaruhi oleh HAZ

(Heat Affected Zone). Dari hal ini peneliti menambahkan spesimen stainless steel dengan

stainless steel tebal 2 mm dengan dan tanpa tambahan serbuk tembaga untuk dilakukan

pengujian tarik geser kembali.

3.2.3 Hasil Pengujian Tarik untuk Sambungan Stainless steel dan Stainless Steel


antara stainless steel dan stainless steel dengan dantanpa serbuk tembaga



stainless steel dengan stainless steel tebal 2 mm menggunakan filler alusol dan tambahan filler





Seperti yang ditunjukan gambar 8, spesimen yang telah dilakukan pengujian geser,

semua spesimen mengalami putus pada bagian sambungan. Hal ini terjadi karena sambungan

brazing kurang kuat dibandingkan base metal dan juga kemungkinan dipengaruhi jenis filler

yang kurang cocok, karna dalam proses ini menggunakan filler seri ER 4043 yang sebagaian

besar dengan kandungan aluminium.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 0.5 1 1.5 2

Teg

angan

(M

pa)

Regangan (%)

Ss - Ss Tanpa Cu Ss - Ss Dengan Cu

8

Gambar 8. Hasil pengujian tarik geser sambungan stainless steel dengan stainless steel


Seluruh spesimen yang telah dilakukan pengujian tarik geser, semua spesimen

mengalami putus pada bagian logam las (nugget). Hal ini terjadi karena pada bagian logam

induk stainless steel lebih kuat dibandingkan sambungan brazing sekaligus membuktikan

bahwa penambahan filler serbuk tembaga dapat mempengaruhi kekuatan tarik geser pada

sambungan brazing.

3.2.4 Hasil Rata – rata Pengujian Tarik Sambungan Tanpa Serbuk Tembaga

Gambar 9. Grafik rata – rata pengujian tarik geser tegangan dan

regangan tanpa penambahan serbuk tembaga

Gambar 9. menunjukan hasil analisa grafik rata – rata tegangan dan regangan tanpa

penambahan serbuk tembaga, nilai rata – rata tegangan tertinggi pada sambungan stainless

steel dengan stainless steel yaitu sebesar 12.910 MPa dibandingkan pada sambungan

aluminium dengan aluminium sebesar 11.306 MPa, dan pada sambungan dan stainless steel

dengan aluminium sebesar 10.850 MPa.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25

Teg

angan

(M

pa)

Regangan (%)

Ss - Al Tanpa Cu Ss - Ss Tanpa Cu Al - Al Tanpa Cu

9

3.2.5 Hasil Rata – rata Pengujian Tarik Sambungan Dengan Serbuk Tembaga

Gambar 10. Grafik rata – rata pengujian tarik geser tegangan dan

regangan dengan penambahan serbuk tembaga

Gambar 10. menunjukan hasil analisa grafik rata – rata tegangan dan regangan dengan

penambahan serbuk tembaga, nilai rata – rata tegangan tertinggi pada sambungan stainless

steel dengan stainless steel yaitu sebesar 14.703 MPa, dibandingkan pada sambungan

aluminium dengan aluminium sebesar 10.933 MPa dan pada sambungan stainless steel dengan

aluminium sebesar 10.901 MPa.

3.3 Hasil Pengujian SEM dan EDX

Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) dan EDS (Energy Dispersive X-Ray)

pada penelitian ini untuk melihat penggambara struktur lapisan dan untuk mendeteksi

keberadaan copper powder pada spesimen yang diuji. Selain itu dengan EDX juga dapat

mengetahui unsur – unsur apa saja yang berada khususnya pada area base metal dan

sambungan.

3.3.1 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX untuk Brazing antara Aluminium dan

Aluminium dengan Penambahan Serbuk Tembaga.

Gambar 11. Mikrograf SEM dari sambungan aluminium dan aluminium

dengan penambahan serbuk tembaga

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15 20 25 30

Teg

angan

(M

pa)

Regangan (%)

Al - Al Dengan Cu Ss - Ss Dengan Cu Ss - Al Dengan Cu

10

Gambar 11, menunjukan hasil pemindaian dengan SEM sambungan las brazing antara

aluminium dan aluminium dengan penambahan serbuk tembaga pada perbesaran 1000 kali.

Pada perbesaran ini tidak terindikasi adanya cacat yang terjadi, namun terlihat jelas unsur dari

Si atau silicon dengan ukuran panjang dan lebar sekitar 20 µm dan 1.7 µm. Pada hasil SEM ini

tidak terindikasi adanya unsur Cu atau tembaga yang ada, namun dari hasil EDX unsur Cu

terindikasi sebesar 0.17% atom. = 0.07 % atom, Mn = 0.06 % atom, Fe = 0.32 % atom, Zn =

0.49 % atom.

Gambar 12. Mikrograf SEM untuk line analysis sambungan aluminium

dan aluminium dengan tambahan serbuk tembaga

Gambar 12. menunjukan dimana proses dari Line analysis EDX diambil, kandungan

Si atau silikon yang sangat mendominasi pada area sambungan, seperti yang ditunjukan pada

hasil EDX (tabel 4.2) menunjukan kandungan Si terbesar kedua setelah Al yaitu sebesar 3.69

% atom, sedangkan unsur Al = 94.21 % atom, dan unsur – unsur lain seperti Mg = 1 % atom,

atom, Si = 3.69 % atom, Cr = 0.07 % atom, Mn = 0.06 % atom, Fe = 0.32 % atom, Zn = 0.49

% atom. Sesuai sifat dari Si yang dapat menguatkan ikatan maka pada sambungan ini semua

spesimen putus pada area base metal bukan pada sambungan, seperti yang ditunjukan pada

gambar 4(b).

Gambar 13. Line analysis sambungan aluminium dan aluminium

dengan tambahan serbuk tembaga

11

Tabel 2. Hasil line analysis EDX untuk sambungan aluminium dan aluminium dengan

tambahan serbuk tembaga

3.3.2 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX untuk Brazing antara Stainless steel dan

Aluminium tanpa Penambahan Serbuk Tembaga.

Gambar 14. Mikrograf SEM dari sambungan stainless steel dan

aluminium tanpa penambahan serbuk tembaga perbesaran 10000x

Gambar 14, menunjukan perbesaran 1000 kali, dengan pengambilan gambar

berdasarkan BSE (Back Scattered Electron) terindikasi adanya lapisan intermeatallics pada

interface stainless steel dengan filler sepanjang 94 µm dan lebar yang bervariasi. Lapisan

intermeatallics yang terbentuk menunjukan unsur Al-Fe-Si (Al2 FeSi, Al3 FeSi2 dan Al5

FeSi)seperti yang dikemukakan oleh D.Narsimhachary dkk (2018) dengan metode yang sama

yaitu brazing sambungan antara aluminium dengan baja galvanis.

Element Weight % Atomic % Error % Net Int. K Ratio Z R A F

Mg K 0.89 1 3.47 93.2 0.0086 1.0416 0.9902 0.8869 1.0466

Al K 92.88 94.21 1.72 9255.19 0.8849 1.0026 0.9976 0.9486 1.0019

Si K 3.79 3.69 7.41 160.44 0.0162 1.0241 1.0046 0.4174 1.0021

Cr K 0.12 0.07 28.11 3.16 0.0011 0.8624 1.0532 0.9783 1.0661

Mn K 0.11 0.06 40.12 2.4 0.001 0.8433 1.0555 0.9869 1.0825

Fe K 0.65 0.32 9.3 12.25 0.0061 0.8554 1.057 0.9928 1.0993

Cu K 0.4 0.17 21.9 4.41 0.0038 0.8149 1.0556 1.0015 1.1779

Zn K 1.16 0.49 11.39 10.21 0.0113 0.8104 1.0527 1.0029 1.1954

12


aluminium tanpa penambahan serbuk tembaga perbesaran 3000x

Gambar 4.13, menunjukan perbesaran 3000 kali, terlihat daerah antar substrat yang di

brazing. Butiran butiran dari filler terlihat jelas dengan ukuran yang bervariasi, dan terindikasi

adanya unsur dari filler yang terdifusi ke area substrat dari aluminium berupa Si atau silikon

yang pada hasil EDX dari aluminium berupa menunjukan komposisi sebesar 5.82 % atom.

Gambar 16. Mikrograf SEM untuk line analysis sambungan stainless steel

dan aluminium tanpa tambahan serbuk tembaga

Gambar 16, menunjukan dimana proses dari Line analysis EDX diambil yaitu pada

perbesaran 3000 kali, line analysis diambil pada tittk ini ditujukan untuk mendeteksi butiran –

butiran yang terdifusi ke area substrat dari aluminium, dan sesuai dari hasil line analysis EDX

pada butiran yang terdifusi kandungan dari Al menurun dibandingkan kandungan dari substrat

Al. Menurunnya kandungan Al pada area difusi disebabkan kandungan dari filler alusor yang

tidak sebanyak kandungan Al dari base metal Aluminium. Unsur yang terdeteksi dari line

analysis adalah O = 8.61% atom, Se = 0.76 % atom, Al = 73 % atom, Si = 5.82 % atom, Fe

adalah O = 8.61% atom, Se = 0.76 % atom, Al = 73 % atom, Si = 5.82 % atom, Fe = 11.56 %

atom.

13

Gambar 17. Line analysis sambungan stainless steel dan

aluminium tanpa tambahan serbuk tembaga

Tabel 3. Hasil line analysis EDX untuk sambungan stainless steel dan aluminium tanpa


3.3.3 Analisis Hasil Pengujian SEM dan EDX untuk Brazing antara Stainless steel dan

Aluminium dengan Penambahan Serbuk Tembaga


aluminium dengan penambahan serbuk tembaga perbesaran 5000x

Gambar 18. menunjukan perbesaran 5000 kali, terlihat adanya void dan unsur dari

filler yang terdifusi ke daerah aluminium dengan panjang sekitar 4 µm. Dengan pengambilan


O K 4.62 8.61 8.47 60.11 0.018 1.1543 0.9369 0.3368 1

Se L 2.02 0.76 3.21 32.72 0.0156 0.8012 1.1387 0.9383 1.0242

Al K 66.24 73.24 3.82 1914.09 0.5057 1.0265 0.9816 0.7416 1.0029

Si K 5.48 5.82 7.05 95.58 0.0267 1.0489 0.9891 0.464 1.0034

Fe K 21.64 11.56 2.52 144.55 0.1983 0.8794 1.0475 0.9951 1.0473

14

gambar berdasarkan BSE (Back Scattered Electron) terindikasi danya unsur dari filler yang

terdifusi ke area substrat dari aluminium berupa Si atau silikon.


aluminium dengan penambahan serbuk tembaga perbesaran 5000x

Gambar 19. menunjukan perbesaran 5000 kali, terlihat adanya unsur dari stainless

steel yang terdifusi ke area filler dan alumunium dengan panjang dan lebar sekitar 2,8 µm dan

1 µm. Dan terindikasi juga area void pada interface stainless steel dengan filler. Lapisan

intermetallics dengan ketebalan kurang dari 1 µm muncul pada interface stainless steel akibat

dari proses brazing. Seperti penelitian yang dilakukan oleh Yang Jinlong dkk (2014),

menemukan daerah intermetallics yang membentuk unsur Fe4Al13.

Gambar 20. Mikrograf SEM untuk line analysis sambungan stainless steel

dan aluminium dengan tambahan serbuk tembaga

Pada gambar 20. menunjukan dimana proses dari Line analysis EDX diambil yaitu pada

perbesaran 5000 kali, line analysis diambil pada titik ini ditujukan untuk mendeteksi butiran –

butiran yang terdifusi ke area substrat dari aluminium, hasilnya menunjukan kandungan Al

yang lebih kecil yaitu sebesar 51.16 % atom, kandungan dari Al yang kecil dipengaruhi oleh

unsur C yaitu sebesar 13.13 % atom dan unsur lain seperti Fe = 23% atom, Si = 7.28 % atom,

O = 7.18 % atom, Cr = 3.03 % atom, F = 2.25 % atom, Zn 1.88 % atom, Cu = 0.85 % atom,

15

Mg = 0,56 % atom, Mn = 0.41 % atom. Pada sambungan ini terdeteksi unsur dari Cu yaitu

sebesar 0.85 % atom, tidak ditemukannya banyak kandungan dari Cu atau serbuk tembaga yang

dimaksud dapat disebabkan oleh tidak mencairnya serbuk tembaga, ataupun tidak terdeteksi

pada titik dimana proses line analysis diambil.

Gambar 21. Line analysis sambungan stainless steel dan aluminium

dengan tambahan serbuk tembaga

Tabel 4. Hasil line analysis EDX untuk sambungan stainless steel dan aluminium dengan


4. PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

a. Hasil pengujian komposisi kimia pada aluminium menunjukan bahwa aluminium tersebut

merupakan seri 1000.

b. Pada sambungan aluminium dan aluminium tanpa tambahan serbuk tembaga didapatkan

hasil rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 11.306 MPa dan rata – rata regangan sebesar


C K 5.34 13.13 11.49 24.5 0.0083 1.2198 0.907 0.1276 1

O K 3.88 7.18 8.61 76.99 0.017 1.1653 0.9308 0.3757 1

F K 1.45 2.25 8.4 36.78 0.0069 1.0822 0.9411 0.438 1

Na K 0 0 81.13 0 0 1.056 0.9596 0.4382 1.0054

Mg K 0.46 0.56 10.03 13.82 0.0028 1.0734 0.968 0.5657 1.0103

Al K 46.69 51.16 4.51 1573.01 0.3354 1.033 0.976 0.6928 1.0035

Si K 6.92 7.28 6.27 178.42 0.0407 1.0551 0.9834 0.5562 1.0039

Cr K 5.34 3.03 4.24 57.82 0.0537 0.8872 1.0356 0.9895 1.1466

Mn K 0.76 0.41 17.53 6.31 0.0071 0.8671 1.0378 0.994 1.0872

Fe K 23.19 12.28 3.12 155.18 0.2129 0.8791 1.0392 0.9926 1.0519

Cu K 1.83 0.85 17.85 5.97 0.0163 0.8353 1.0364 0.9877 1.0822

Zn K 4.15 1.88 11.41 10.07 0.0372 0.8299 1.033 0.9917 1.0875

16

22.835 %, sedangkan pada sambungan dengan tambahan serbuk tembaga didapatkan hasil

rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 10.933 MPa dan rata – rata regangan sebesar

25.509 %. Pada stainless steel dan aluminium tanpa tambahan serbuk tembaga didapatkan

hasil rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 10.850 MPa dan rata – rata regangan sebesar

6.509 %, sedangkan pada sambungan dengan tambahan serbuk tembaga didapatkan hasil

rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 10.901 MPa dan rata – rata regangan sebesar

25.722 %. Pada stainless steel dan stainless steel tanpa tambahan serbuk tembaga

didapatkan hasil rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 12.910 MPa dan rata – rata

regangan sebesar 1.575 %, sedangkan pada sambungan dengan tambahan serbuk tembaga

didapatkan hasil rata – rata tegangan geser tertinggi sebesar 14.703 MPa dan rata – rata

regangan sebesar 1.678 %.

c. Pada hasil uji tarik sambungan yang diindikasikan terdapat lapisan intermetallics

menunjukan hasil rata – rata yang lebih rendah yaitu sebesar 10.850 MPa dan hasil rata –

rata yang lebih tinggi pada sambungan dengan serbuk tembaga yaitu sebesar 10.901 MPa.

Hasil analisis SEM, daerah intermetalics terlihat di sambungan stainless steel dan

aluminium tanpa serbuk tembaga sepanjang 94 µm lebih besar dari yang terlihat pada

sambungan yang sama namun dengan tambahan serbuk tembaga yaitu sepanjang 11 µm.

5.1 Saran

Berdasarkan hasil penelitian sambungan brazing antara plat alumunium dan stainless

steel dengan dan tanpa penambahan serbuk tembaga yang telah dilakukan, penulis

menyarankan beberapa hal antara lain:

a. Untuk mendapatkan hasil tegangan geser yang sama rata setiap variasi sangat perlu

memperhatikan heat input dan parameter suhu yang dibutuhkan.

b. Sebelum melakukan proses brazing lebih baik memahami tentang standart yang akan

digunakan dan jurnal yang berkaitan.

c. Sebelum melakukakan proses penyambungan, diusahakan material bersih dari kotoran

maupun kerak.

d. Untuk penelitian selanjutkan disarankan dengan aluminium seri 5xxx atau lebih serta

dengan ditambahkannya variasi proses etsa sebelum dilakukannya proses pengelasan

dengan sambungan Butt Joint maupun Lap Joint.

DAFTAR PUSTAKA

A.D.N. Rizha. 2018. Pengaruh Material Pengisi (Filler) dan Lebar Celah Pada Sambungan

Brazing Terhadap Kekuatan Tarik dan Struktur Mikro. Teknik Mesin. Universitas

Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.

17

ASM Handbook Vol 6. Pdf, 1993, Welding, Brazing and Soldering, ASM Handbook Commite,

United State

ASM Handbook Vol 9. Pdf, 1998, Metallography and Microstructures, ASM Handbook

Commite, United State

ASM Handbook Vol 10. Pdf, 1998, Material Characterization, ASM Handbook Commite,

United State

Bin Liu, dkk. 2018. Interaksi dan Fasa Intermetalik antara Aluminium dan Stainless steel.

Teknik Material. Universitas China Utara. China.

Bing Xiao, dkk. 2015. Pengembangan ZrF4 mengandung CsF-AlF3 Fluk dengan Brazing

Aluminium seri 5052 dengan Zn-Al sebagai Filler. Teknik Material. Universitas Tianjin.

China

Davis, J. R. 1993. Aluminum and aluminum alloys. ASM international. Hlm 319.

Ernawan Nanang. 2019. Analisis Sifat Mekanis dan Metalografi Pada Sambungan Aluminium

dan Kuningan Menggunakan Metode Brazing. Teknik Mesin. Universitas


G.H.S.F.L. Carvalho, dkk. 2018. Pembentukan struktur intermetalik antarmuka pada stainless

steel dan aluminium dengan metode brazing. Teknik mesin. Universitas Coimbra.

Portugal

Guanxing Zhang, dkk. 2015. Pengembangan Zn -15Al – x Zr filler logam pengisi untuk brazing

paduan aluminium seri 6061 dan stainless steel seri 304. Institute Technology Harbin.

China.

Hidayat Roni. 2017. Analisa Kekuatan Tarik Sambungan Tipe Simple Lap Joint Plat

Aluminium Tebal 2 mm Dengan Metode Brazing. Teknik Mesin. Universitas


Wiryosumarto,H dan Okumura,T. 2000. Teknologi Pengelasan Logam Cetakan Kedelapan.

Pradnya Paramita.

W. Kenyon. 1985. Dasar-Dasar Pengelasan (Basic Welding and Fabrication). Alih Bahasa

Dines Ginting. Erlangga:Jakarta.

Zulfikri Endriansyah. 2017. Analisa Kekuatan Mekanik dan Struktur Metalografi Pada Metode

Brazing Antara Aluminium dan Besi Dengan Menggunakan Filler Alusol. Teknik Mesin.

Universitas Muhammadiyah Surakarta. Surakarta.

Documents

ANALISIS SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM) PADA ...eprints.ums.ac.id/72868/12/Naskah Publikasi.pdf · Memateri (brazing) adalah penyambungan ... Untuk meningkatkan efektifitas dan