KUALITAS REPAIR WELDING METODE MIG DENGAN PERLAKUAN

PREHEATING PADA CAST WHEEL ALUMINIUM SEBAGAI

SUPLEMEN MATERI MATA KULIAH TEKNIK PENGELASAN

SKRIPSI

Oleh :

UUT PRIHONGGO

K2510063

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Maret 2015

i

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Uut Prihonggo

NIM : K2510063

Jurusan/Program Studi : PTK/Pendidikan Teknik Mesin

menyatakan bahwa skripsi saya berjudul “KUALITAS REPAIR WELDING

METODE MIG DENGAN PERLAKUAN PREHEATING PADA CAST

WHEEL ALUMINIUM SEBAGAI SUPLEMEN MATERI MATA KULIAH

TEKNIK PENGELASAN” ini benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri.

Selain itu, sumber informasi yang dikutip dari penulis lain telah disebutkan dalam

teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka.

Apabila pada kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini jiplakan,

saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan saya.

Surakarta, Maret 2015

Yang membuat pernyataan,

Uut Prihonggo

ii

KUALITAS REPAIR WELDING METODE MIG DENGAN PERLAKUAN

PREHEATING PADA CAST WHEEL ALUMINIUM SEBAGAI

SUPLEMEN MATERI MATA KULIAH TEKNIK PENGELASAN

Oleh :

UUT PRIHONGGO

K2510063

Skripsi

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan Program Pendidikan Teknik Mesin,

Jurusan Pendidikan Teknik Kejuruan

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Maret 2015

iii

iv

v

ABSTRAK

Uut Prihonggo. KUALITAS REPAIR WELDING METODE MIG DENGAN

PERLAKUAN PREHEATING PADA CAST WHEEL ALUMINIUM

SEBAGAI SUPLEMEN MATERI MATA KULIAH TEKNIK

PENGELASAN. Skripsi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Sebelas Maret Surakarta. Maret 2015.

Tujuan penelitian ini adalah : (1) Menyelidiki pengaruh repair welding

pada cast wheel aluminium dengan metode pengelasan MIG dengan perlakuan

preheating terhadap tingkat kekerasannya; (2) Menyelidiki pengaruh repair

welding pada cast wheel aluminium dengan metode pengelasan MIG dengan

perlakuan preheating terhadap tingkat kekuatan impaknya; (3) Menyelidiki

pengaruh repair welding pada cast wheel aluminium dengan metode pengelasan

MIG dengan perlakuan preheating terhadap struktur foto mikro; (4) Menyusun

hasil penelitian ini menjadi kajian bahan ajar mata kuliah teknik pengelasan di

Prodi Pendidikan Teknik Mesin Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan UNS Surakarta.

Pengujian dilaksanakan di LKP Inlastek Surakarta, Politeknik

Manufaktur Ceper, Klaten dan Laboratorium Teknik S-1 UGM Yogyakarta.

Penelitian ini menggunakan metode MIG dengan perlakuan preheating.

Temperatur preheating yang digunakan adalah 121oC. Populasi dalam penelitian

ini adalah semua velg Aluminium. Sampel dalam penelitian ini adalah velg cast

wheel Aluminium. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen dan anilisis

data menggunakan teknik analisis deskriptif yaitu mengamati secara langsung

hasil eksperimen kemudian menganalisis dan menyimpulkan hasil penelitian.

Pengujian yang dilakukan meliputi: pengujian komposisi bahan, pengujian

ketangguhan, pengujian kekerasan, dan struktur foto mikro.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa (1) Komposisi

bahan penyusun utama velg adalah Al-7,22%Si. (2) Hasil pengujian ketangguhan

pengelasan (0,049 J/mm2) lebih rendah dibandingkan sebelum pengelasan (0,077

J/mm2). Hal ini menunjukkan bahwa hasil las lebih getas dibandingkan raw

material. (3) Hasil pengujian kekerasan menunjukan daerah raw material sebesar

466,26 BHN, daerah HAZ sebesar 550,31 BHN, dan daerah las sebesar 455,03

BHN. (4) Hasil foto struktur mikro menunjukkan penyebaran logam Al dan Si

lebih merata pada daerah Las dan raw material. Akan tetapi butiran logam pada

las lebih kecil dibandingkan raw material.

Kata kunci: Pengelasan, MIG, preheating, komposisi bahan, ketangguhan,

kekerasan, struktur foto mikro

vi

ABSTRACT

Uut Prihonggo. QUALITY REPAIR WELDING MIG METHOD WITH

PREHEATING TREATMENT AT CAST WHEEL ALUMINIUM AS A

SUPLEMENT COURSE MATERIAL WELDING TECHNIQUES. Thesis/Essay. Faculty of Teaching and Science Education, Sebelas Maret

University of Surakarta. March 2015.

The purpose of this research are: (1) to investigate the effect of repair

welding on cast wheel Aluminium with MIG welding method by preheating

treatment on hardness. (2) to investigate the effect of repair welding on cast wheel

Aluminium with MIG welding method by preheating treatment on the level of

toughness. (3) to investigate the effect of repair welding on cast wheel Aluminium

with MIG welding method by preheating treatment on microstructure photo. (4) to

compile the results of this research into the study of teaching material welding

engineering courses in mechanical engineering education program majoring in

technical and vocational education in faculty of teaching and science education,

UNS Surakarta.

The testing was conducted in LKP Inlastek Surakarta, Politeknik

Manufaktur Ceper, Klaten and in the laboratory techniques S-1 UGM

Yogyakarta. This research that the used MIG welding method with preheating

treatment. The temperature as used in preheating is 121oC. The population in this

research is all of wheels using aluminium alloy. The sample in this study is the

cast wheel aluminium alloy. The research is an experimental research and data

analysis using descriptive analysis techniques to directly observe experimental

results and then analyze and summarize the results of research. The test

performed include: testing of material composition, toughness testing, hardness

testing, and microstructure.

Based on the results of this study concluded that (1) the composition of

cast wheels are Al-7,22%Si. (2) the weld toughness test results (0,049 J/mm2)

lower than before welding (0,077 J/mm2). This suggests that the welds more

brittle than the raw material. (3) the hardness test results show the raw material

area are 466,26 BHN, the HAZ area are 550,31 BHN, and the welding area are

455,03 BHN. (4) the images show the distribution of the metal microstructure of

Al and Si is more evenly distributed in the weld area and raw material but the

weld metal grains smaller than raw material.

Keywords: welding, MIG, preheating, material composition, toughness, hardness,

microstructure

vii

MOTTO

“Inna ma‟al „usri yusraa”

“Sesungguhnya beserta kesulitan itu ada kemudahan”

(QS. Al Insyirah : 6)

“Hal jazaa-ul ihsaani illa ihsaan..”

“Tidak ada balasan kebaikan kecuali kebaikan pula..”

(QS. Ar-Rahman: 60)

“Kamu harus lebih bisa menghargai diri sendiri sebelum kamu menjualnya.”

(Uut Prihonggo)

“Untuk menggapai sesuatu yang kamu inginkan, kamu harus bersabar."

(Orochimaru –komik Naruto-)

“Sukses bukanlah akhir dari segalanya, kegagalan bukanlah sesuatu yang fatal,

namun keberanian untuk meneruskan kehidupanlah yang diperhatikan”

(Sir Winston Churchill)

viii

PERSEMBAHAN

Teriring syukurku pada-Mu, kupersembahkan karya ini untuk :

“Bapak, Ibu dan Kakak”

Terimakasih atas doa, bimbingan dan kasih sayang yang tiada henti telah

diberikan kepadaku, untuk saat ini dan selamanya kalian adalah segalanya

bagiku

“Ayub Budhi Anggono, Fachrudin Iskha”

Terimakasih untuk rekan 1 tim penelitian skripsi yang telah membantu dengan

penuh keikhlasan, memberikan semangat dan motivasi sehingga skripsi ini bisa

terselesaikan, semoga kita diberi jalan kesuksesan.

ACT Group

Terimakasih untuk kawan – kawan ACT yang tak pernah berhenti mendukung

untuk segera menyelesaikan ini.

“Teman-teman Pendidikan Teknik Mesin „10”

“Almamaterku”

ix

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas

limpahan rohmat, taufik, hidayah, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul ”KUALITAS REPAIR

WELDING METODE MIG DENGAN PERLAKUAN PREHEATING PADA

CAST WHEEL ALUMINIUM SEBAGAI SUPLEMEN MATERI MATA

KULIAH TEKNIK PENGELASAN”.

Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam

mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Program Pendidikan Teknik Mesin

Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan, Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Skripsi ini dapat diselesaikan

tidak lepas dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimakasih

kepada yang terhormat:

1. Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sebelas Maret

yang telah memberikan ijin menyusun skripsi.

2. Ketua Jurusan Pendidikan Teknik dan Kejuruan FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

3. Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Mesin JPTK FKIP UNS yang telah

memberikan persetujuan atas permohonan penyusunan skripsi.

4. Ir. Husin Bugis, M.Si. selaku Pembimbing Akademik.

5. Drs. Subagsono, M.T. selaku Dosen Pembimbing I, yang selalu memberikan

motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

6. Budi Harjanto, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II, yang selalu

memberikan motivasi dan bimbingan dengan penuh kesabaran.

7. Ayah, Ibu dan Kakak yang telah banyak mendukung dengan penuh kesabaran

dan keikhasan.

8. Teman – teman ACT Group yang telah banyak membantu.

9. Teman-teman seperjuangan PTM angkataan 2010 terimakasih atas kerjasama

dan bantuannya.

10. Semua pihak yang penulis tidak bisa sebutkan satu persatu.

x

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih banyak

kekurangan. Sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya

membangun dari semua pihak. Apabila dalam pelaksanaan penelitian dan

penyusunan skripsi ini terdapat kesalahan dan hal yang tidak berkenan, penulis

sampaikan mohon maaf yang sebesar-besarnya.

Surakarta, Maret 2015

Penulis

xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN PERNYATAAN ........................................................................ i

HALAMAN JUDUL ....................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................... iv

HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. v

HALAMAN MOTTO ..................................................................................... vii

HALAMAN PERSEMBAHAN ..................................................................... viii

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

DAFTAR ISI ................................................................................................... xi

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

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ............................................................... 1

B. Identifikasi Masalah ..................................................................... 3

C. Pembatasan Masalah .................................................................... 3

D. Rumusan Masalah ........................................................................ 4

E. Tujuan Penelitian........................................................................... 4

F. Manfaat Penelitian ........................................................................ 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Teori................................................................................... 6

1. Repair Welding ...................................................................... 6

2. Kualitas Sifat Fisik dan Mekanik .......................................... 7

3. Cast Wheel Aluminium ......................................................... 8

4. Las MIG (Metal Inert Gas) ................................................... 12

5. Preheating ............................................................................. 25

6. Uji Impak .............................................................................. 27

7. Uji Kekerasan ........................................................................ 29

xii

8. Uji Struktur Mikro ................................................................ 31

B. Penelitian yang Relevan ............................................................... 33

C. Kerangka Berpikir ........................................................................ 35

D. Hipotesis Penelitian ...................................................................... 36

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................... 37

1. Tempat Penelitian ................................................................... 37

2. Waktu Penelitian .................................................................... 37

B. Rancangan Penelitian ................................................................... 38

C. Populasi dan Sampel .................................................................... 38

1. Populasi Penelitian ................................................................. 38

2. Sampel Penelitian ................................................................... 39

D. Teknik Pengumpulan Data .......................................................... 39

1. Identifikasi Variabel ............................................................... 39

2. Sumber Data ........................................................................... 40

3. Instrumen Penelitian ............................................................... 40

E. Prosedur Penelitian ....................................................................... 41

1. Tahap Eksperimen .................................................................. 41

2. Langkah Eksperimen .............................................................. 42

F. Teknik Analisis Data .................................................................... 43

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian .......................................................................... 45

1. Foto Spesimen ...................................................................... 45

2. Hasil Studi Uji Komposisi Bahan ........................................ 45

3. Hasil Studi Uji Ketangguhan ............................................... 47

4. Hasil Studi Uji Kekerasan .................................................... 48

5. Hasil Studi Uji Foto Struktur Mikro .................................... 50

B. Pembahasan ............................................................................... 51

1. Pembahasan Hasil Studi Uji Komposisi Bahan ................... 51

2. Pembahasan Hasil Studi Uji Ketangguhan .......................... 51

3. Pembahasan Hasil Studi Uji Kekerasan ............................... 52

xiii

4. Pembahasan Hasil Studi Uji Foto Struktur Mikro ............... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ................................................................................ 54

B. Implikasi .................................................................................... 54

1. Implikasi Teoritis ................................................................. 54

2. Implikasi Praktis .................................................................. 55

3. Implikasi Pedagogis ............................................................. 55

C. Saran .......................................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 56

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1. Daftar Seri Paduan Aluminium Wrought Alloy ....................................... 9

2.2. Daftar Seri Paduan Aluminium Cast Alloy .............................................. 9

2.3. Komposisi Kimia Elektroda Aluminium ................................................. 23

2.4. Ketentuan Umum Penyetelan Besaran Arus dan Tegangan Berdasarkan

Diameter Kawat Elektroda ....................................................................... 24

4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia Cast Wheel Aluminium .................... 46

4.2. Data Hasil Pengujian Ketangguhan Cast Wheel Aluminium ................... 47

4.3. Data Hasil Pengujian Kekerasan Cast Wheel Aluminium ....................... 49

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Proses Pengelasan MIG (Metal Inert Gas) ............................................ 13

2.2. Mesin Las MIG ...................................................................................... 14

2.3. Alat Pengontrol Kawat Elektroda atau Wire Feeder .............................. 15

2.4. Welding Gun Las MIG ........................................................................... 15

2.5. Silinder dan Regulator Gas Pelindung ................................................... 16

2.6. Bentuk Pipa Kontak ............................................................................... 17

2.7. Nozzel Gas Pelindung ............................................................................. 17

2.8. Rangkaian Mesin Las MIG .................................................................... 18

2.9. Satu Set Pemasangan Perlengkapan MIG .............................................. 18

2.10. Penyetelan Wire Feeder ......................................................................... 19

2.11. Kawat Elektroda MIG Aluminium ........................................................ 23

2.12. Diagram Fasa Paduan Al-Si ................................................................... 26

2.13. Arah Pembebanan Pada Pengujian Impak ............................................. 27

2.14. Pengujian Impak dengan Standar ASTM ............................................... 28

2.15. Perumusan Pengujian Brinell ................................................................. 30

2.16. Pengujian Brinell .................................................................................... 31

2.17. Alat Uji Struktur Mikro .......................................................................... 32

3.1. Diagram Alur Penelitian ........................................................................ 41

3.2. Bentuk Kampuh Las pada Spesimen ..................................................... 42

4.1. Foto Hasil Spesimen .............................................................................. 45

4.2. Spektrometer Metal Scan ....................................................................... 46

4.3. Histogram Perbandingan Harga Impak Rata – Rata Cast Wheel

Aluminium ............................................................................................. 48

4.4. Histogram Perbandingan Harga Kekerasan Rata – Rata Cast Wheel

Aluminium ............................................................................................. 49

4.5. Struktur Mikro Logam Dasar (Raw Material) ....................................... 50

4.6. Foto Struktur Mikro Bagian HAZ dan Las pada Material Hasil

Pengelasan MIG ..................................................................................... 51

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1. Data Hasil Pengujian

2. Daftar Kegiatan Seminar Proposal Skripsi

3. Surat Permohonan Ijin Menyusun Skripsi

4. Surat Keputusan Dekan FKIP UNS

5. Surat Permohonan Ijin Research kepada Rektor

6. Surat Permohonan Ijin Penelitian di Laboratorium Teknik Mesin,

UGM Yogyakarta

7. Surat Keterangan Pelaksanaan Penelitian di Laboratorium Teknik

Mesin, UGM Yogyakarta

8. Surat Keterangan Pengelasan MIG di LKP Inlastek Surakarta

9. Foto Pelaksanaan Penelitian