PENGARUH HOLDING TIME ANNEALING PADA SAMBUNGAN SMAW TERHADAP KETANGGUHAN LAS BAJA K945 EMS45 Skripsi Diajukan dalam rangka menyelesaikan Studi Strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Oleh Nama : Farid Wahyu Wibowo NIM : 5201408087 Prodi : Pendidikan Teknik Mesin FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2013 i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi saya yang berjudul “Pengaruh Holding Time Annealing Pada Sambungan SMAW Terhadap Ketangguhan Las Baja K945 EMS45” disusun berdasarkan hasil penelitian saya dengan arahan dosen pembimbing. Sumber informasi atau kutipan yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Skripsi ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar dalam program sejenis di perguruan tinggi. Semarang, 26 September 2013 Farid Wahyu Wibowo 5201408087 ii HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh: Nama : Farid Wahyu Wibowo NIM : 5201408087 Program Studi : Pendidikan Teknik Mesin Judul : Pengaruh Holding Time Annealing Pada Sambungan SMAW Terhadap Ketangguhan Las Baja K945 EMS45 Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji dan diterima sebagai persyaratan memperoleh gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang. Panitia Ujian Ketua : Dr. M. Khumaedi, M. Pd. (..............................) NIP. 196209131991021001 Sekretaris : Wahyudi, S.Pd, M.Eng. NIP. 198003192005011001 Dewan Penguji Pembimbing I : Heri Yudiono, S.Pd. M. T. (..............................) NIP. 196707261993031003 Pembimbing II : Widi Widayat, S.T. M.T. (..............................) NIP. 197408152000031001 Penguji Utama : Rusiyanto, S.Pd. M.T. (..............................) NIP. 197403211999031002 Penguji Pendamping I : Heri Yudiono, S.Pd. M. T. (..............................) NIP. 196707261993031003 Penguji Pendamping II : Widi Widayat, S.T. M.T. (..............................) NIP. 197408152000031001 Ditetapkan di Semarang Tanggal September 2013 Mengesahkan Dekan Fakultas Teknik Drs. Muhammad Harlanu, M.Pd. NIP. 196602151991021001 iii ABSTRAK Wibowo, Farid Wahyu. 2013. “Pengaruh Holding Time Annealing Pada Sambungan SMAW Terhadap Ketangguhan Las Baja K945 EMS45”. Skripsi, Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui adakah pengaruh dari holding time post weld heat treatment annealing pada pengelasan baja K945 EMS45 terhadap ketangguhan, pengamatan foto mikro dan pengamatan foto makro material tersebut. Penelitian menggunakan jenis baja K945 EMS45 yang mengandung kadar karbon 0,4708%, 0,3233% silikon, 0,5884% mangan, dan beberapa unsur pembentuk lainnya. Metode yang digunakan dalam penelitian ini ialah metode eksperimen. Pengelasan menggunakan jenis las SMAW. Kemudian dilakukan proses PWHT annealing pada suhu 6900C dengan variasi waktu penahanan 30, 60 dan 90 menit yang dipanaskan dalam furnace dan didinginkan di dalam furnace sampai suhu ruangan. Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai rata-rata ketangguhan spesimen non PWHT sebesar 1,005 Joule/mm2. Pada spesimen PWHT 30 menit nilai ketangguhannya naik 0,611 Joule/mm2 yaitu 1,616 Joule/mm2. Pada spesimen PWHT 60 menit nilai ketangguhannya sedikit mengalami kenaikan sebesar 0,018 Joule/mm2 yaitu 1,634 Joule/mm2 dan spesimen PWHT 90 menit juga mengalami sedikit kenaikan sebesar 0,011 Joule/mm2 yaitu 1,645 Joule/mm2. Pada proses annealing dengan suhu 6900C perubahan struktur mikronya belum bisa homogen. Pada daerah las masih terlihat struktur martensitnya, pada daerah logam induk tidak terjadi perubahan yang berarti. Penampang patah yang terjadi pada spesimen non PWHT berbentuk granular. Penampang patah yang terjadi pada spesimen yang mengalami perlakuan, bentuk perpatahannya ulet berserat. Hal ini menunjukan bahwa dengan PWHT annealing dapat meningkatkan ketangguhan dan keuletan baja K945 EMS45. Untuk holding time PWHT annealing yang baik dalam penelitian ini adalah menggunakan waktu 90 menit dan yang mempunyai ketangguhan terendah adalah spesimen non PWHT annealing. Kata kunci : SMAW, PWHT Annealing, holding time, Struktur Mikro, Ketangguhan iv ABSTRACT Wibowo, Farid Wahyu. 2013. “Pengaruh Holding Time Annealing Pada Sambungan SMAW Terhadap Ketangguhan Las Baja K945 EMS45”. Skripsi, Mechanical Enginering Department, Enginering, Semarang State University. The purpose of this study is to know is there any effect of holding time post weld heat treatment annealing to the objective of the research is to determine is there any effect of holding time post weld heat treatment annealing on welding steel K945 EMS45 to toughness, observation of micro photo and macro photo of its material. Research by using K945 EMS45 steel type, containing 0,4708% carbon content, 0,3233% silicon, 0,5884 manganese, and another forming elements. This research using experimental research. Welding using SMAW welding type then do the PWHT annealing at temperature of 6900C with a hold time variation of 30, 60 and 90 minutes which is heated in the furnace and cooled in the furnace to room temperature. The result of this research shows that average value of non PWHT toughness specimen is 1,005 Joule/mm2. On 30 minutes PWHT specimen toughness value increase 0,611 Joule/mm2 that is 1,616 Joule/mm2. On 60 minutes PWHT specimen toughness value slightly increase 0,018 Joule/mm2 that is 1,634 Joule/mm2 and On 90 minutes PWHT specimen toughness value also has slightly increase 0,011 Joule/mm2 that is 1,645 Joule/mm2. The annealing process with temperature of 6900C micro structure change not yet homogeny. The weld region visible martensit structure, there is no significant change in the parent metal regions. Sectional fracture that occurs in non PWHT specimen granular form. Cross fractures that occurs in the specimen being treated per fracture form is resilient fibrous. It shows that PWHT annealing can increase steel toughness and tenacity of K945 EMS45. In this research, to apply holding time PWHT annealing should use 90 minutes and which has the lowest toughness is specimen non PWHT annealing. Keyword: SMAW, PWHT Annealing, holding time, Micro Structure, Toughness v MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO “Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu Sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar” (Al-Baqarah: 153) Bermimpilah, orang yang sukses adalah orang yang memiliki mimpi yang kuat dan tekad yang kuat pula. Kebahagiaanku adalah membahagiakan orang yang aku sayangi. PERSEMBAHAN Saya persembahkan karya ini untuk: 1. Ayah dan Ibu tercinta yang merawat saya dari kecil, mencintai saya, serta tiada henti mendoakan saya dari awal sampai akhir. 2. Sahabatku kost Coservacy selalu membuatku tersenyum, memberikan banyak pengalaman dan pelajaran yang akan selalu aku ingat. 3. Teman-teman seperjuangan PTM angkatan 2008 yang aku cintai dan banggakan. 4. Almamater yang selalu aku banggakan. vi KATA PENGANTAR Segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini dengan judul “Pengaruh Holding Time Annealing Pada Sambungan SMAW Terhadap Ketangguhan Las Baja K945 EMS45”. Dalam penulisan skripsi ini penulis menyadari banyak pihak yang telah membantu dan memberikan dorongan sehingga pada akhirnya skripsi ini dapat berjalan dengan lancar. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada bapak Heri Yudiono, S.Pd. M.T. selaku pembimbing I dan bapak Widi Widayat, S.T. M.T. selaku pembimbing II yang selalu memberikan bimbingan dan pengarahan dengan sabar, serta bapak Rusiyanto, S.Pd. M.T. selaku dosen penguji yang memberikan waktu dan saran dalam menyelesaikan skripsi ini. Selain itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Rektor Universitas Negeri semarang yang telah memberikan kesempatan dalam rangka penulisan skripsi ini. 2. Dekan Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan ijin penelitian. 3. Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Negeri Semarang yang telah memberikan ijin penelitian. 4. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis. vii 5. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan yang telah membantu dalam penelitian dalam penyusunan skripsi. Penulis menyadari bahwa karya ini masih belum sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang dapat membantu dari berbagai pihak sangat diharapkan. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak dan pembaca. Semarang, September 2013 Farid Wahyu Wibowo viii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ....................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii ABSTRAK ...................................................................................................... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. vi KATA PENGANTAR .................................................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................... ix DAFTAR TABEL .......................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xvi BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 1 1.1 Latar Belakang Masalah ........................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah .................................................................... 3 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................... 3 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................... 4 BAB II LANDASAN TEORI ..................................................................... 6 2.1 Landasan Teori ......................................................................... 5 2.1.1 Klasifikasi Baja Karbon ................................................ 5 2.1.2 Post Weld Heat Treatment (PWHT) ............................. 6 2.1.3 Diagram TTT ................................................................ 7 2.1.4 Annealing ...................................................................... 8 ix 2.1.5 Pengelasan .................................................................... 9 2.1.6 Pengelasan Busur Nyala Logam Terlindung ................ 10 2.1.7 Pemilihan Kampuh atau Sambungan Las ..................... 14 2.1.8 Prosedur Pengelasan ..................................................... 14 2.1.9 Ketangguhan Daerah Lasan .......................................... 16 2.1.10 Pengamatan Perpatahan ................................................ 18 2.1.11 Struktur Mikro .............................................................. 19 2.2 Kerangka Berfikir ..................................................................... 22 BAB III METODE PENELITIAN ............................................................. 22 3.1 Metode Eksperimen .................................................................. 23 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................... 23 3.3 Alat dan Bahan ......................................................................... 24 3.4 Diagram Alir Penelitian .......................................................... 25 3.5 Pelaksanaan Penelitian ........................................................... 26 3.6 Pengumpulan Data.................................................................. 33 3.7 Analisis Data .......................................................................... 34 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................ 35 4.1 Komposisi Bahan Baja K945 EMS45 ...................................... 35 4.2 Pengamatan Struktur Mikro ..................................................... 35 4.3 Pengamatan Penampang Patah ................................................. 50 4.4 Pengujian Impact .................................................................... 52 4.5 Pembahasan Hasil Penelitian .................................................. 55 BAB V PENUTUP ...................................................................................... 59 x