PENGARUH PUTARAN TOOL TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN PERILAKU PERAMBATAN RETAK FATIK SAMBUNGAN FRICTION STIR WELDING TAK SEJENIS ANTARA AA 5083-H116 DENGAN AA 6061-T6

PRAMESTI AYU DWI WULANDARI, Prof. M. Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D

2017 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Friction Stir Welding merupakan salah satu terobosan teknik pengelasan baru untuk memberikan solusi permasalahan pengelasan material aluminium. Penelitian ini menggunakan metode pengelasan friction stir welding untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putaran tool terhadap sifat mekanis dan laju perambatan retak fatik pada sambungan tak sejenis. Material yang digunakan adalah aluminium paduan seri AA 6061-T6 untuk sisi advancing dan AA 5083-H116 untuk sisi retreating dengan panjang spesimen 400 mm, lebar spesimen 100 mm, dan tebal 3 mm. Proses pengelasan menggunakan parameter variasi kecepatan putaran tool sebesar 910 rpm, 1500 rpm, 2280 rpm. Parameter konstan yang digunakan yaitu transverse speed 30 mm/min dan sudut kemiringan tool sebesar 3 derajat. Pengujian yang dilakukan meliputi, pengujian siklus termal, uji distorsi, uji struktur makro dan mikro, uji kekerasan mikro, uji tarik, dan uji fatik. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan putaran tool, maka distribusi temperatur pada siklus termal semakin meningkat, distorsi yang terjadi pada hasil pengelasan semakin besar. Hasil pengamatan pada struktur makro sisi advancing mendominasi pencampuran pada nugget zone, sedangkan pengamatan struktur mikro semakin tinggi kecepatan putaran tool, akan meningkatkan ukuran butiran pada nugget zone. Pengujian tarik menghasilkan kekuatan tarik maksimum yang hampir sama disetiap variasi kecepatan tool dengan daerah putus yang sama yaitu HAZ sisi advancing. Hasil pengujian fatik menunjukkan kurva ketiga spesimen dengan variasi kecepatan putaran tool berpotongan pada saat nilai faktor intensitas tegangan (delta K) mencapai 8 MPa akar m. Ketika nilai faktor intensitas tegangan (delta K) kurang dari 8 MPa akar m, spesimen dengan putaran tool 1500 rpm memiliki laju perambatan retak fatik paling lambat. Setelah nilai faktor intensitas tegangan (delta K) melebihi 8 MPa akar m, spesimen dengan putaran tool 910 rpm memiliki laju perambatan retak fatik paling lambat.

Friction Stir Welding is one of recently welding techniques that provide solutions for aluminium welding problem. This research used friction stir welding method to determine the effect of rotation speed tool on mechanical properties and fatigue crack growth rate on dissimilar joining. The materials used in this experiment is aluminum alloys series AA 6061-T6 for advancing side and AA 5083-H116 for retreating side with 400 mm length, 100 mm width, and 3 mm thickness. The variation parameters used in welding process are tool rotation, namely 910 rpm, 1500 rpm, 2280 rpm. The constant parameters used are the transverse speed is 30 mm/min and tilt angle of the tool is 3 degree. The tests for this experiment are thermal cycling test, distortion test, macro and micro structure test, micro hardness test, tensile test, and fatigue test. The results showed that the higher the rotation speed of the tool, will increase temperature distribution and distortion in the speciment. Analysis of macro structure is advancing side dominate the mixing in the nugget zone, while the microstructure analysis is the higher the rotation speed of the tool will increase the grain size in the nugget zone. Tensile testing yields has almost same maximum tensile strength in each tool speed variation with the same fracture area that is HAZ advancing side. Fatigue test results showed curve of the three specimens with variation of the rotation speed tool intersected when the stress intensity factor value (delta K) reached 8 MPa root of m. When the value of the stress intensity factor (delta K) is less than 8 MPa root of m, the specimen with 1500 rpm tool rotation has the slowest crack propagation rate. After the stress intensity factor value (delta K) exceeds 8 MPa root of m, specimens with 910 rpm tool rotation have the slowest crack propagation rate.

Kata Kunci : friction stir welding, aluminium, sambungan tak sejenis, kecepatan putaran tool, AA 5083-H116, AA 6061-T6, siklus termal, distorsi, sifat mekanis, laju perambatan retak fatik.