Pengaruh Putaran Tool terhadap Sifat-Sifat Mekanik dan Laju Perambatan Retak Fatik Sambungan Las FSW Tak Sejenis Aluminium Paduan AA6061-T6/AA2024-T3

Ilham Giri Laksono, Prof. Ir. Mochammad Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D., IPM., ASEAN Eng.

2025 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Friction Stir Welding (FSW) merupakan salah satu metode pengelasan padat yang banyak digunakan untuk menyambung paduan aluminium karena mampu menghasilkan sambungan dengan kualitas tinggi. Namun, parameter proses, khususnya kecepatan putaran tool, sangat memengaruhi sifat mekanis dan ketahanan fatik sambungan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sifat mekanis dan laju perambatan retak fatik pada sambungan dissimilar aluminium paduan AA6061-T6 dan AA2024-T3 dengan tiga variasi kecepatan putaran tool, yaitu 910 rpm, 1500 rpm, dan 2280 rpm pada kecepatan konstan 30 mm/menit. Proses penyambungan dilakukan menggunakan metode FSW dengan konfigurasi AA6061-T6 sebagai advancing side dan AA2024-T3 sebagai retreating side. Evaluasi sambungan meliputi pengamatan struktur mikro dan makro, pengujian tarik, kekerasan Vickers, serta pengujian laju perambatan retak fatik.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan putaran tool berpengaruh signifikan terhadap kualitas sambungan. Pada pengamatan struktur makro, putaran yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi berisiko menghasilkan pencampuran material yang tidak optimal serta cacat pengelasan akibat input panas yang tidak sesuai. Pengamatan struktur mikro memperlihatkan bahwa kecepatan putaran tinggi menyebabkan pertumbuhan butir di nugget zone. Uji tarik menunjukkan adanya rentang kecepatan optimal untuk memperoleh kekuatan sambungan (UTS) yang tertinggi mencapai 183,77 MPa pada putaran 1500 rpm. Selaras dengan itu, hasil uji fatik mengindikasikan bahwa pada rentang ?K yang diamati, spesimen dengan kecepatan 1500 rpm memiliki ketahanan perambatan retak paling baik dibandingkan dengan variasi lainnya. 

Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state welding method widely used to join aluminum alloys due to its ability to produce high-quality joints. However, process parameters, particularly tool rotational speed, strongly influence the mechanical properties and fatigue crack growth resistance of the joints. This study aims to investigate the mechanical properties and fatigue crack propagation behavior of dissimilar FSW joints between AA6061-T6 and AA2024-T3 alloys at three tool rotational speeds: 910 rpm, 1500 rpm, and 2280 rpm. The welding process was carried out using the FSW method with AA6061-T6 positioned on the advancing side and AA2024-T3 on the retreating side. The FSW joints were characterized using macro and microstructural observations, tensile testing, Vickers hardness testing, and fatigue crack propagation testing.

The results show that tool rotational speed has a significant effect on joint quality. Macrostructural observations revealed that both excessively low and high speeds risk producing insufficient material mixing and welding defects due to improper heat input. Microstructural analysis indicated that higher rotational speed promoted grain growth in the nugget zone. Tensile testing demonstrated the presence of an optimal speed range for achieving the highest joint strength, with the ultimate tensile strength (UTS) reaching 183,77 MPa at 1500 rpm. Consistently, fatigue testing indicated that within the observed ?K range, the specimen welded at 1500 rpm exhibited the best resistance to crack propagation compared to the other variations.

Kata Kunci : Friction Stir Welding, AA 6061-T6, AA 2024-T3, struktur makro, struktur mikro, sifat mekanis, laju perambatan retak fatik