SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMINIUM AA1100 HASIL PENGELASAN FRICTION STIR WELDING DENGAN VARIASI FEED RATE

Abstract

Saat ini perkembangan dunia industri berkembang pesat baik di Indonesia maupun secara global. Perkembangan di industri tidak dapat dilepaskan dari peran penting pengelasan. Pengelasan adalah penyambungan setempat antara dua buah logam atau lebih dengan memanfaatkan energi panas. Penggunaan pengelasan sangat luas, mulai dari penyambungan pada konstruksi bangunan, perakitan otomotif dan penambangan. Penggunaan pengelasan secara luas bertujuan untuk mendapatkan suatu konstruksi yang lebih ringan dan sederhana sehingga biaya yang dikeluarkan lebih murah. FSW (Friction- Stir Welding) merupakan salah satu solusi yang bisa digunakan sebagai alternatif untuk proses pengelasan aluminium. Prinsip kerja FSW adalah memanfaatkan gesekan dari benda kerja yang berputar dengan benda kerja lain yang diam sehingga timbul panas dan panas tersebut mampu melelehkan benda kerja yang diam dan akhirnya tersambung menjadi satu. Proses pengelasan dengan FSW terjadi pada temperature solvus, sehingga tidak terjadi penurunan kekuatan akibat over aging dan larutnya endapan koheren. Untuk menghasilkan hasil pengelasan yang baik, ada banyak parameter yang harus diperhatikan diantaranya putaran tool, kecepatan lintasan, diameter shoulder dan sudut kemiringan tool. Salah satu parameter proses yang paling penting yaitu kecepatan lintasan. Variasi kecepatan pengelasan akan berpengaruh terhadap hasil pengelasan yang mencakup sifat mekanik dan struktur mikro hasil pengelasan. Penelitian tentang variasi kecepatan pengelasan terhadap sifat mekanik dan struktur mikro pada proses pengelasan friction stir welding ini dilakukan di laboratorium Permesinan Universitas jember, laboratorium Pngujian Bahan Universitas Brawijaya dan di laboratorium Desain dan Uji Bahan Jurusan Universitas Jember. Material yang digunakan yaitu Aluminium AA1100. Dari pengamatan makro diketahui pada semua variasi pengelasan terdapat cacat wormholes. Hal ini terjadi karena kurangnya penetrasi pada saat pengelasan. Cacat wormholes terbesar terdapat pada hasil pengelasan dengan feed rate 24mm/menit. Hasil pengujian tarik diperoleh bahwa rata-rata Ultimate Tensile Strength (UTS) untuk pengelasan dengan menggunakan feed rate 7,3mm/menit adalah 49,44 MPa, untuk feed rate 13mm/menit adalah 53,06 MPa, dan untuk feed rate 24mm/menit sebesar 61,53 MPa. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa kekuatan tarik tertinggi (UTS) terbesar terdapat pada proses pengelasan menggunakan feed rate 24mm/menit.Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa logam las kekerasannya lebih rendah daripada logam induk. Rata-rata nilai kekerasan paling besar- terjadi pada pengelasan dengan feed rate 24mm/menit sedangkan kekerasan paling rendah terjadi pada variasi feed rate 7,3mm/menit. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa logam las kekerasannya lebih rendah daripada logam induk. Rata-rata nilai kekerasan paling besar- terjadi pada pengelasan dengan feed rate 24mm/menit yaitu sebesar 37,79 VHN di daerah HAZ, 38,40 di daerah TMAZ, 42,59 di daerah Stir Zone, sedangkan kekerasan paling rendah terjadi pada variasi feed rate 7,3mm/menit. Hal ini terjadi karena pada pengelasan dengan feed rate 24mm/menit menghasilkan butiran FeAl3 yang halus. Butiran yang halus strukturnya lebih rapat-sehingga ikatan antar atomnya lebih kuat. Rata-rata nilai kekerasan terendah terjadi pada daerah HAZ yaitu daerah terpengaruh panas karena pada daerah HAZ ini grain yang terbentuk kasar dan besar. Hal inilah yang menyebabkan patahan pada hasil uji tarik terjadi di daerah HAZ, mengingat besar kekuatan tarik suatu bahan selalu berbanding lurus dengan harga kekerasannya.