PENGARUH STRESS RELIEF ANNEALING

DARI HASIL PENGELASAN SMAW

PADA BAJA ASTM A36 TERHADAP UJI TARIK

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Mesin

Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin

OLEH

FAISAL AKBAR TANJUNG

NIM : 201410120311183

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2018

Scanned by CamScanner

iv

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR (SKRIPSI)

Nama : Faisal Akbar Tanjung

NIM/ NIRM : 201410120311183

Dosen Pembimbing 1 : Drs. M. Jufri, ST, MT.

Judul Tugas Akhir : Pengaruh Stress Relief Annealing dari hasil pengelasan

SMAW Pada baja ASTM A36 terhadap Uji Tarik

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 10-04-2018 Konsultasi judul TA

2 30-04-2018 Konsultasi judul Ok, Perbaiki Latar

Belakang

3 07-05-2018 ACC BAB I

4 16-08-2018 Penambahan Spesifikasi Bahan

5 21-08-2018 ACC BAB II

6 03-09-2018 Konsultasi Metode Penelitian

7 05-09-2018 Perbaiki BAB III

8 08-09-2018 ACC BAB III

9 25-09-2018 Perbaiki Pembahasan

10 11-10-2018 ACC BAB IV

11 12-10-2018 ACC BAB V + Naskah Publikasi

Malang, 1 November 2018

Dosen Pembimbing 1,

(Drs. M. Jufri, ST, MT.)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK - TEKNIK MESIN

JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

v

LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR (SKRIPSI)

Nama : Faisal Akbar Tanjung

NIM/ NIRM : 201410120311183

Dosen Pembimbing 2 : Ir.Ali Saifullah, MT.

Judul Tugas Akhir : Pengaruh Stress Relief Annealing dari hasil pengelasan

SMAW Pada baja ASTM A36 terhadap Uji Tarik

NO TANGGAL URAIAN ASISTENSI TTD

1 11-04-2018 Konsultasi judul

2 10-07-2018 BAB I ACC, Lanjut BAB II

3 27-07-2018 BAB II ditambahi berkaitan

dengan judul

4 31-07-2018 ACC BAB II

5 01-10-2018 Perbaiki Diagram Alir dan

penulisan

6 03-10-2018 Penambahan Spesifikasi Bahan

7 04-10-2018 ACC BAB III , Data penelitian

dimasukan di BAB III

8 08-10-2018 Penulisan pembahasan

berdasarkan variasi

9 09-10-2018 Penambahan pembahasan

10 11-10-2018 ACC BAB IV

11 12-10-2018 ACC BAB V

Malang, 1 November 2018

Dosen Pembimbing 2,

(Ir. Ali Saifullah, MT.)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK - TEKNIK MESIN

JL. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144

vi

SURAT PERNYATAAN

KEASLIAN TULISAN

Yang bertanda tangan di bawah ini

Nama : Faisal Akbar Tanjung

NIM : 201410120311183

Jurusan : Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

: Universitas Muhammadiyah Malang

Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Tugas Akhir dengan judul:

“Pengaruh Stress Relief Annealing dari hasil pengelasan SMAW pada baja

ASTM A36 terhadap uji tarik” adalah hasil karya saya, dan dalam naskah

tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang

lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu Perguruan Tinggi, dan tidak

terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang

lain, baik sebagian ataupun keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip

dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka.

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat

unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini DIGUGURKAN

dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA PEROLEH

DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan hukum yang

berlaku.

3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK

BEBAS ROYALTI NON EKSKLUSIF.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan

sebagaimana mestinya.

Koordinator

Plagiasi

Koordinator

Naskah Publikasi

Malang, 1 November 2018

Yang Menyatakan

M. Irkham Mamungkas, ST., MT Ary Dwiastuti, S. Pd Faisal Akbar Tanjung

vii

ABSTRAK

Tanjung, Fasial.Akbar. 2018. Pengaruh Stress Relief Annealing dari hasil

pengelasan SMAW pada baja ASTM A36 terhadap uji tarik. Tugas Akhir, Jurusan

Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang. Pembimbing

I. Drs. M.Jufri ST,MT, Pembimbing II Ir.Ali Saifullah ST, MT.

Kata kunci: Annealing, Stress Relief Annealing, Pengelasan SMAW

Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengurangi efek dari tegangan sisa

yang membuat suatu material mempunyai tegangan tarik yang berlebih disebabkan

oleh proses pengelasan. Pengelasan merupakan penggabungan dua baja atau lebih

dengan menggunakan energi panas. Energi panas yang ada pada pengelasan akan

menyebabkan terjadinya tegangan sisa pada suatu logam, tegangan sisa biasanya

berada pada daerah logam yang terkena panas dari proses pengelasan maupun pada

daerah pengelasan itu sendiri, tegangan sisa akan menyebabkan logam menjadi

getas, kurangnya ketahanan lelah, kurangnya kekuatan las, dan juga menyebabkan

ketahanan korosi berkurang. Untuk mengurangi efek tegangan sisa yang terjadi

pada logam tersebut salah satunya menggunakan metode Stress Relief Annealing

dengan memanaskan pada suhu 500℃,600℃ dan ditahan pada waktu 60 menit

dilanjutkan dengan pendinginan yang sangat lambat di dalam dapur pemanas

selama 3 jam lamanya.

Hasil dari penelitian ini mendapatkan nilai yang cukup memuaskan. Nilai

kekuatan baja ASTM A36 dengan pengelasan tanpa Stress Relief Annealing

mendapatkan nilai kekuatan tarik rata-rata 333,850 Mpa, nilai kekuatan pada baja

ASTM A36 dengan pengelasan dan di beri perlakuan Stress Relief Annealing suhu

500℃ mendapatkan nilai kekuatan tarik rata-rata 312,474 Mpa. Nilai kekuatan baja

ASTM A36 dengan pengelasan dan di beri perlakuan Stress Relief Annealing suhu

600℃ mendapatkan nilai kekuatan tarik rata-rata 299,547, diketahui dimana nilai

kekuatan tarik ASTM A36 Asli mempunyai rata-rata 328,099 Mpa. Dari data hasil

penelitian tersebut dapat diketahui bahwa variasi suhu Stress Relief Annealing dapat

menurunkan kekuatan tarik yang disebabkan oleh proses pengelasan, nilai

penurunan paling tinggi pada suhu 600℃.

viii

ABSTRACT

Tanjung, Fasial.Akbar. 2018. The Effect of Stress Relief Annealing from SMAW

welding results on ASTM A36 steel towards tensile test. Thesis. Mechanical

Engineering Department. Faculty of Engineering. University of Muhammadiyah

Malang. Advisor I Drs. M.Jufri ST,MT, Advisor II Ir.Ali Saifullah ST, MT.

Keywords: Annealing, Stress Relief Annealing, SMAW Welding

This current study was aimed to reduce the effects of residual stresses that

make a material have excessive tensile stress caused by welding process. Welding

is a combination process of two or more steels by using heat energy. The heat

energy contained in the welding process can caused residual stresses in a metal, the

residual stress is usually in the metal heat-affected area from welding process or the

welding area itself, and the residual stress can caused the metal become brittle, lack

of fatigue resistance, lack of weld strength, and also cause reduced corrosion

resistance. To reduce the effects of residual stress on the metal, one of them was

conducted by means of Annealing Stress Relief method by using heating

temperature of 500℃, 600℃ and held for 60 minutes then proceed with a slow

cooling process in the heating room for 3 hours.

The result of the study obtained gratifying value. The strength value of

ASTM A36 steel with welding without Stress Relief Annealing has an average

tensile strength value of 333,850 Mpa, while the strength value of ASTM A36 steel

conducted by welding process and given Stress Relief Annealing treatment

temperature of 500℃ obtained an average tensile strength value of 312,474 Mpa.

The strength value of ASTM A36 steel conducted by welding process and given

Stress Relief Annealing treatment temperature of 600℃ an average tensile strength

value of 299,547, it is known that the original tensile strength value of ASTM A36

obtained an average of 328,099 Mpa. Based on the result of the study known that

temperature variations of Stress Relief Annealing can reduce the tensil strength that

caused by welding process, and the highest reduction value in the temperature of

600℃.

ix

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan

rahmat dan hidayah Nya dapat menyelesaikan naskah tugas akhir ini. Penulis dalam

menyusun naskah tugas akhir ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak. Oleh

karena itu, penulis tidak lupa menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Drs. M. Jufri ST, MT, Selaku Dosen Pembimbing 1 yang telah

memberikan pengarahan, wawasan dan bimbingan dalam penyusunan

naskah tugas akhir ini.

2. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT, Selaku Dosen Pembimbing 2 yang telah

memberikan pengetahuan, pengarahan dan koreksi dalam penyusunan tugas

akhir ini.

3. Bapak Murjito ST, MT. Selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin yang telah

memberikan kesempatan dan fasilitas dalam memperlancar penelitian dan

penyusunan naskah tugas akhir ini.

4. Rekan-Rekan penulis, terutama Mbak Mufa, Bella, Hairu, Roni, Sutrisno,

Hefry, dan teman-teman seperjuangan Teknik Mesin D 2014, yang telah

banyak memberikan bantuan berupa jasa,waktu,buku,jurnal maupun artikel

yang diperlukan dalam penelitian dan penyusunan naskah tugas akhir ini.

5. Ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada kedua orang

tua tercinta Bpk. Pamudji dan Ibu Nurhayati yang telah mendukung dan doa

serta memberikan motivasi kepada penulis dalam penyelasaian penyesunan

naskah tugas akhir ini.

Akhirnya semoga Allah SWT memberikan balasan yang baik kepada semua

pihak yang membantu dalam penyusunan naskah tugas akhir ini.

Malang, 1 November 2018

Penulis,

Faisal Akbar Tanjung

x

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

LEMBAR KONSULTASI ASISTENSI ....................................................... iv

LEMBAR SURAT PERNYATAAN PLAGIASI ........................................ vi

ABSTRAK ...................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR .................................................................................... ix

DAFTAR ISI ................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

DAFTAR TABEL........................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah............................................................................ 2

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 2

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah .............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 4

2.1 Baja .................................................................................................. 4

2.1.1 Pengertian Baja ......................................................................... 4

2.1.2 Baja Karbon .............................................................................. 4

2.1.3 Baja ASTM A36 ....................................................................... 6

2.2 Penegelasan ..................................................................................... 6

2.2.1 Pengertian Pengelasan .............................................................. 6

2.2.2 Pengelasan SMAW ................................................................... 7

2.3 Terminologi Hasil Lasan ................................................................. 8

2.4 Mampu Las (Weld Ability) .............................................................. 10

2.5 Tegangan Sisa (Residual Stress)...................................................... 10

2.5.1 Pengertian Tegangan Sisa ......................................................... 10

2.5.2 Proses Terjadinya Tegangan Sisa ............................................. 11

2.5.3 Dampak dari Tegangan Sisa ..................................................... 12

2.6 Pengerjaan Panas (Hot Working) ..................................................... 12

2.7 Perlakuan Panas (Heat Treatment) .................................................. 13

2.7.1 Post Weld Heat Treatment ........................................................ 13

2.7.2 Stress Relief Annealing ............................................................. 14

2.7.3 Penelitian Sebelumnya PWHT ................................................. 15

2.8 Uji Tarik .......................................................................................... 17

BAB III METODE PENELITIAN ............................................................. . 18

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian.......................................................... 18

3.2 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 18

3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................... 19

3.3.1 Alat ........................................................................................... 19

3.3.2 Bahan ........................................................................................ 26

xi

3.4 Prosedur Penelitian .......................................................................... 26

3.4.1 Pembuatan Spesimen Las ......................................................... 26

3.4.2 Proses Pengelasan ..................................................................... 28

3.4.3 Pembuatan Spesimen Uji Tarik ................................................ 29

3.4.4 Perlakuan Stress Relief Annealing ............................................ 30

3.4.5 Pengujian Tarik ........................................................................ 31

3.5 Metode Analisa Data ....................................................................... 38

BAB IV HASL DAN PEMBAHASAN ....................................................... . 39

4.1 Hasil Perhitungan ............................................................................ 39

4.2 Pembahasan ..................................................................................... 41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... . 43

5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 43

5.2 Saran ................................................................................................ 43

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR GAMBAR

2.1 Las Busur Dengan Elektroda Terbungkus............................................ 7

2.2 Kondisi Tegangan Selama Pemanasan................................................. 11

2.3 Kondisi Tegangan Selama Pendinginan............................................... 11

2.4 Siklus Thermal Post Weld Heat Treatment.......................................... 14

2.5 Grafik Tegangan dan Regangan........................................................... 17

3.1 Diagram Alir Penelitian....................................................................... 18

3.2 Mesin Las SMAW................................................................................ 20

3.3 Mesin Frais........................................................................................... 21

3.4 Mesin Potong Hidrolik......................................................................... 22

3.5 Mesin Uji Tarik.................................................................................... 23

3.6 Dapur Pemanas..................................................................................... 24

3.7 Jangka Sorong...................................................................................... 25

3.8 Sisir Kawat........................................................................................... 25

3.9 Gerinda................................................................................................. 26

3.10 Pemotongan Pelat 1200cm x 2400cm pada mesin potong hidrolik..... 27

3.11 Hasil dari potongan berukuran 60cm x 60cm...................................... 27

3.12 Pelat untuk pengelasan ukuran 150mm x 220mm sebanyak 2 pelat... 27

3.13 Proses Pembuatan Kampuh................................................................. 28

3.14 Ukuran dari Kampuh............................................................................ 28

3.15 Spesimen hasil pengelasan................................................................... 29

3.16 Perataan hasil pengelasan dengan gerinda........................................... 29

3.17 Spesimen Uji Tarik ASTM E8............................................................. 30

3.18 Hasil potongan pelat setelah pengelasan.............................................. 30

3.19 Proses perataan spesimen menggunakan frais...................................... 30

3.20 Proses perlakuan Stress Relief Annealing............................................ 31

3.21 Spesimen ASTM A36 Asli Sebelum.................................................... 31

3.22 Spesimen ASTM A36 Asli Sesudah.................................................... 31

3.23 Grafik hasil pengujian tarik pada ASTM A36 Asli Nomer 1............... 32

3.24 Grafik hasil pengujian tarik pada ASTM A36 Asli Nomer 2............... 32

3.25 Grafik hasil pengujian tarik pada ASTM A36 Asli Nomer 3............... 32

3.26 Spesimen ASTM A36 Las tanpa perlakuan Stress Relief Annealing

Sebelum................................................................................................

33

3.27 Spesimen ASTM A36 Las tanpa perlakuan Stress Relief Annealing

Sesudah.................................................................................................

33

3.28 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 dengan

pengelasan tanpa stress relief annealing nomer 4................................

33

3.29 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 dengan

pengelasan tanpa stress relief annealing nomer 5................................

33

3.30 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 dengan

pengelasan tanpa stress relief annealing nomer 6................................

34

3.31 Spesimen ASTM A36 las dengan perlakuan stress relief annealing

500℃ sebelum......................................................................................

34

xiii

3.32 Spesimen ASTM A36 las dengan perlakuan stress relief annealing

500℃ sesudah.......................................................................................

34

3.33 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing suhu 500℃ nomer 7........................

35

3.34 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing suhu 500℃ nomer 8........................

35

3.35 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing suhu 500℃ nomer 9........................

35

3.36 Spesimen ASTM A36 las dengan perlakuan stress relief annealing

600℃ sebelum......................................................................................

36

3.37 Spesimen ASTM A36 las dengan perlakuan stress relief annealing

600℃ sesudah.......................................................................................

36

3.38 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing 600℃ nomer 10...............................

36

3.39 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing 600℃ nomer 11...............................

37

3.40 Grafik hasil dari pengujian tarik spesimen ASTM A36 las dengan

perlakuan stress relief annealing 600℃ nomer 12...............................

37

4.1 Grafik tegangan pengujian tarik baja ASTM A36 .............................. 40

4.2 Grafik regangan pengujian tarik baja ASTM A36............................... 40

4.3 Grafik Hubungan antara tegangan dan regangan pada baja ASTM

A36.......................................................................................................

41

xiv

DAFTAR TABEL

3.1 Unsur Elektroda................................................................................... 20

3.2 Nilai Kekuatan Elektroda.................................................................... 20

3.3 Persentase Unsur Baja ASTM A36..................................................... 26

3.4 Nilai Kekuatan pada ASTM A36........................................................ 26

3.5 Hasil Penelitian Pengujian .................................................................. 38

4.1 Hasil Perhitungan dari Pengujian Tarik.............................................. 39

xv

DAFTAR PUSTAKA

Binarko, Weldy Sonaria. Stress Relief Annealing Untuk Uji Kekerasan Dan

Mikrostruktur Pada Hasil Pengelasan (Saw) Pipa Baja Api 5l X65. Diss.

Universitas Muhammadiyah Malang, (2011).

Huda, Saiful. Waluyo, Joko. Dan Fintoro,Teguh. Analisa Pengaruh Variasi Arus

Dan Bentuk Kampuh Pada Pengelasan Smaw Terhadap Distorsi Sudut Dan

Kekuatan Tarik Sambungan Butt Join Baja Aisi 4140 (2015)

Istiqlaliyah,Hesti. Pengaruh Variasi Temperatur Anneling Terhadap Kekerasan

Sambungan Baja St 37 (2016)

Naharuddin, Alimuddin Sam, Candra Nugraha. Kekuatan Tarik Dan Bending

Sambungan Las Pada Material Baja Sm 490 Dengan Metode Pengelasan

Smaw Dan Saw (2015)

Pradana, Doni. Analisa Pengaruh Jenis Pengelasan Smaw Dan Fcaw Terhadap

Sifat Mekanis Baja Astm A36 Pada Konstruksi Landside Upper Leg (2017)

Pratama Fajar Yuda .Tegangan Sisa & Perlakuan Permukaan Dalam Mengatasinya

(2011)

Purwaningrum, Yustiasih. Karakterisasi Sifat Fissi Dan Mekanis Sambungan Las

Smaw Baja A-287 Sebelum Dan Sesudah Pwht (2006)

Runaldi. Pengujian Mampu Las Baja Karbon Astm A36 Dengan Proses Las Busur

Listrik (2017)

Setiawan, Ipick. Ilman, Mochammad Noer. Pengaruh Post Weld Heat Treatment

Terhadap Sifat Mekanis Dan Korosi Sambungan Las Spiral Pada Pipa Baja

Astm A252 (2012)

Sonawan, Hery. Las Listrik Smaw Dan Pemeriksaan Hasil Pengelasan. Cetakan 1.

ALFABETA (2003)

Sonawan, Hery. Suratman,Rochim. Pengantar Untuk Memahami Proses

Pengelasan Logam, Cetakan 1. CV ALFABETA Bandung (2003)

Suharno. Prinsip Prinsip Teknologi Dan Metalurgi Pengelasan Logam, Cetakan 1, LPP UNS dan UPT UNS Press (2008)

Surdia, Tata. Saito, Shinroku .Pengetahuan Bahan Teknik. Cetakan ke enam,

PT.Pradnya Paramita (2005)

xvi

Trhitutomo, Prihanto. Pengaruh Proses Annealing Pada Hasil Pengelasan Terhadap

Sifat Mekanik Baja Karbon Rendah . Jurnal Teknik Mesin 22.1 (2015).

Wibowo, Heri. Ilman, M. Noe. Iswanto, Priyo Tri. Analisa Heat Input Pengelasan

Terhadap Distorsi, Struktur Mikro Dan Kekuatan Mekanis Baja A36 (2016)

Wiryosumarto, Harsono. Okumura,Toshi. Teknologi Pengelasan Logam (1988)