ANALISIS SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMINIUM PADUAN Al-Mg-Si HASIL PENGELASAN LINIER FRICTION WELDING DENGAN VARIASI ROTATION SPEED

Abstract

Pengelasan merupakan bagian tak terpisahkan dari pertumbuhan peningkatan industri karena memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksi logam. Hampir tidak mungkin pembangunan suatu pabrik tanpa melibatkan unsur pengelasan. Penggunaan pengelasan secara luas bertujuan untuk mendapatkan suatu konstruksi yang lebih ringan dan sederhana sehingga biaya yang dikeluarkan lebih murah. Namun pada kenyataannya tidak semua logam yang dipergunakan di industri dapat dengan mudah dilas, salah satu contohnya aluminium. LFW (linier friction welding) merupakan salah satu solusi dalam memecahkan permasalahan penyambungan logam yang sulit dilakukan dengan fusion welding (pengelasan cair). Pada pengelasan gesek (linier friction welding) proses penyambungan logamnya tanpa pencairan (solid state process), yang mana proses pengelasan terjadi sebagai akibat penggabungan antara laju putaran salah satu benda kerja dengan gaya tekan yang dilakukan oleh benda kerja yang lain terhadap ujung benda kerja yang berputar sehingga mampu melumerkan dan akhirnya terjadi proses penyambungan. Pada pengelasan gesek (friction welding) terjadi beberapa fenomena fisik, seperti perubahan panas akibat gesekan, deformasi plastis, solidifikasi, perubahan strukur dan sebagainya. Adapun parameter penting dalam prosess pengelasan gesek (friction welding) meliputi friction time, rotation speed dan friction pressure. Penelitian tentang variasi kecepatan pengelasan terhadap sifat mekanik dan struktur mikro pada proses pengelasan friction stir welding ini dilakukan dilaboratorium Permesinan Universitas jember, laboratorium Pngujian Bahan ix Universitas Brawijaya dan di laboratorium Desain dan Uji Bahan Jurusan Universitas Jember. Material yang digunakan yaitu Aluminium AA6061. Dari pengamatan makro diketahui pada semua variasi pengelasan terdapat cacat porositas. Hal ini terjadi karena adanya udara/gas yang terperangkap pada saat pengelasan. Penyebab lainnya yaitu; kelembaban atmosfir dan kontaminasi bahan lain seperti minyak, pelumas atau kotoran lain. Cacat porositas terbesar terdapat pada hasil pengelasan dengan rotation speed 1800 rpm. Hasil pengujian tarik diperoleh bahwa rata-rata Ultimate Tensile Strength (UTS) untuk pengelasan dengan menggunakan rotation speed 800 adalah 108.81 MPa, untuk rotation speed 1300 sebesar 77.857 MPa, dan untuk rotation speed 1800 rpm sebesar 71.548 MPa. Dari hasil ini dapat diketahui bahwa kekuatan tarik tertinggi (UTS) terbesar terdapat pada proses pengelasan menggunakan rotation speed 800. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan bahwa logam las kekerasannya lebih rendah daripada logam induk. Rata-rata nilai kekerasan paling besar terjadi pada pengelasan dengan rotation speed 800 yaitu sebesar 71.667 BHN pada base metal, 63.333 BHN di daerah HAZ, 67 di weld metal, sedangkan kekerasan paling rendah terjadi pada variasi rotation speed 1800 rpm. Hal ini terjadi karena pada pengelasan dengan rotation speed 800 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. Hasil pengujian puntir diperoleh bahwa kekuatan rata-rata untuk variasi rotation speed 800 rpm adalah 37.366 Nm, 29.778 Nm untuk variasi rotation speed 1300, dan 28.075 Nm untuk variasi rotation speed 1800. Pengelasan dengan rotation speed 800 rpm merupakan kekuatan puntir yang paling tinggi dibandingkan dengan variasi rotation speed yang lainnya. Hal ini disebabkan pada saat rotation speed 800 rpm panas yang dihasilkan sesuai sehingga ketika penekanan dilakukan, aluminium tersebut tidak mengalami deformasi sehingga daya puntir antar butiran logamnya terikat kuat.