SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO ALUMINIUM AA1100 PADA PROSES FRICTION STIR WELDING DENGAN VARIASI DIAMETER TOOL SHOULDER

Abstract

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 melumerkan benda kerja yang diam dan akhirnya tersambung menjadi satu. Proses pengelasan dengan FSW terjadi pada temperatur solvus, sehingga tidak terjadi penurunan kekuatan akibat over aging dan larutnya endapan koheren. Karena temperature pengelasan tidak terlalu tinggi, maka tegangan sisa yang terbentuk dan distorsi akibat panas juga rendah. Untuk menghasilkan hasil pengelasan yang baik pada friction stir welding, ada banyak parameter yang harus diperhatikan diantaranya putaran tool, kecepatan lintasan, diameter tool shoulder dan sudut kemiringan tool. Salah satu parameter proses yang paling penting yaitu diameter tool shoulder. Variasi diameter tool shoulder akan berpengaruh terhadap hasil pengelasan yang mencakup sifat mekanik dan struktur mikro hasil pengelasan. Variasi diameter tool shoulder ini terdiri dari diameter 16 mm, 18 mm dan 20 mm. Penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh variasi diameter tool shoulder terhadap sifat mekanik dan struktur mikro pada proses pengelasan friction stir welding ini dilakukan di laboratorium Permesinan Universitas jember dan di laboratorium Desain dan Uji Bahan Jurusan Universitas Jember. Material yang digunakan yaitu Aluminium AA 1100 dengan tebal 4 mm. Dari gambar foto makro diketahui adanya cacat berupa incomplete penetration pada setiap variasi pengelasan. Cacat incomplete penetration adalah viii adanya cacat karena kurangnya penekanan tool sehingga terjadi lubang seperti wormholes. Wormholes terbesar terdapat pada hasil pengelasan dengan diameter tool shoulder 20 mm. Dalam hal ini pemantauan dan kalibrasi alat yang digunakan dalam pengelasan juga berpengaruh terhadap hasil pengelasan yang terjadi. Kekuatan tarik tertinggi (UTS) terbesar terdapat pada proses pengelasan menggunakan diameter tool shoulder 18 mm yaitu sebesar 63,52 MPa, kemudian berturut-turut yaitu diameter tool shoulder 16 mm sebesar 53,61 MPa, dan diameter tool shoulder 20 mm sebesar 49,44 MPa. Sedangkan untuk regangan terbesar terjadi pada proses pengelasan dengan diameter tool shoulder 18 mm yaitu sebesar 23,43%, dan untuk diameter tool shoulder 16 mm dan 20 mm nilai regangannya sama yaitu sebesar 20,31%. Kekuatan tarik tertinggi (UTS) terbesar terdapat pada proses pengelasan menggunakan diameter tool shoulder 18 mm yaitu sebesar 63,52 MPa. Hal ini dikarenakan input panasnya lebih besar dan lebih merata dibandingkan dengan diameter tool shoulder 16 mm dan 20 mm. Input panas pada friction stir welding ini diperoleh dari gesekan tool yang berputar dengan benda kerja yang diam sehingga panas ini akan mampu melumerkan benda kerja yang diam dan benda kerja ini akan tersambung menjadi satu. Apabila input panasnya rendah maka benda kerja tidak lumer sempurna dan akan cenderung timbul cacat berupa cacat wormholes. Cacat inilah yang nantinya akan mengurangi sifat mekanik dari lasan salah satunya yaitu kekuatan tarik. Analisa hasil uji impak pada pengelasan friction stir welding dengan variasi diameter tool shoulder didapat harga impak (HI) yang tidak sama. Pengelasan dengan variasi diameter tool shoulder 16 mm didapat harga impak rata-rata sebesar 1,5867 J/mm2, untuk variasi diameter tool shoulder 18 mm harga impak rata-rata sebesar 1,6528 J/mm2 sedangkan untuk variasi diameter tool shoulder 20 mm harga impak rata-rata sebesar 1,5217 J/mm2.