Huda, Nur Dzikri (2018) Pengaruh Parameter Pengelasan terhadap Kekuatan Geser Struktur Hibrid ALPVC dengan Metode Friction Stir Spot Welding Menggunakan Clamping Frame AISI 304. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Kebutuhan masyarakat modern telah banyak berubah dalam beberapa dekade terahkir. Struktur yang ringan dengan performa yang tinggi, reliable, dan ramah lingkungan merupakan contoh demand pada era saat ini. Struktur hibrid metal-polimer dapat menjawab demand tersebut karena menghasilkan struktur yang kuat dan ringan serta memiliki sifat mekanis dengan range yang luas tergantung dari jenis polimer yang digunakan. Contoh dari struktur tersebut adalah struktur hibrid Al-PVC, PVC digunakan sebagai coating terhadap aluminium dikarenakan PVC yang resisten terhadap bahan kimia dan faktor lingkungan yang berupa kelembapan serta asam dan basa sehingga pengaplikasian nya sebagai flooring, ceiling panel dan Wall panel. Namun metode yang ada saat ini berupa mechanical fastening dan adhesif joining memiliki banyak kendala. Metode penyambungan menggunakan mechanical fastening mengalami beberapa kelemahan yang disebabkan karena keterbatasan metode itu sendiri serta faktor lingkungan. Mechanical fastening biasanya melibatkan struktur yang dibor lalu dopasang mur dan baut atau menggunakan rivet sehingga meningkatkan berat struktur dan meningkatkan biaya, metode penyambungan menggunakan adhesive bonding juga mengalami beberapa kendala, yaitu curing time yang lama. Serta untuk dapat menyambung metal terhadap polimer membutuhkan pre-treatment yang banyak untuk meningkatkan nilai adhesi antara polimer dan adhesif untuk menginkatkan nilai adhesi antara polimer dan adhesif serta meningkatkan wettability dan surface tension dari termoplastik. Friction stir spot welding untuk metal-polimer merupakan metode baru yang inovatif yang mampu mengatasi kelemahan metode mechanical fastening dan adhesive joining. Dalam penelitian ini, metode yang digunakan adalah true experimental. Spesimen yang digunakan adalah Aluminium 1100 lalu disambung dengan Polyvinyl Chloride (PVC) menggunakan metode friction stir spot welding. Uji geser dilakukan untuk mengetahui kekuatan geser dari berbagai variasi dari parameter pengelasan dengan standart ASTM D3163 (standart test method for determining strength of adhesively bonded rigid plastic lap-shear joint in shear by tension loading). Parameter pengelasan yang dilakukan adalah variasi heating time 10s, 20s, 30s, 60s, plunge depth sebesar 1,5 mm dan 2 mm, serta memvariasikan material clamping frame dengan konduktifitas termal berbeda yaitu AISI 304 dan kayu meranti dengan konduktifitas termal sebesar 16,2 W/ m.K dan 0,033 W/m.K. Hasil penelitian menunjukan bahwa kekuatan geser Al-PVC meningkat dari heating time 10s sampai 20s. Lalu pada heating time t > 20s kekuatan geser semakin menurun seiring dengan meningkatnya heating time. Pada heating time 10s kalor yang diserap oleh PVC masih sedikit sehingga degradasi termal PVC yang terjadi masih sedikit sehingga teeth imprint masih terlihat sangat jelas yang mengindikasikan masih banyak daerah PVC yang menjadi daerah poor softened polymer sehingga kekuatan geser rendah dan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan heating time yaitu mencapai kekuatan geser maksimum pada t = 20s.Namun pada heating time t >20s kekuatan geser cenderung menurun seiring berjalannya waktu dikarenakan kalor yang diterima PVC terlalu banyak sehingga banyak daerah PVC yang mengalami degradasi termal yang mengakibatkan kekuatan geser berkurang.
English Abstract
The requirement of modern society have changed particulay on last few decades. Reliable and light structure with high performance and environmentally friendly are some of the demand in this era. Hybrid structure metal-polymer is one of the answer to fullfil that demand, this structure create lightweight but strong and have vast amount of mechanical properties range depend on their polymer constituent. One example of hybrid structure is Al-PVC hybrid structure, PVC used as coating for Aluminium because PVC physical property allow structure to have resistante to environment factor such as humidity, acid and base environment. So its used as flooring, celing panel, and wall panel. Nevertheless, traditional bonding and mechanical fastening exhibit technological and environmental limitation. Mechanical fastening use bolt or rivet to joint metal to polymer structure, this will significantly increase weight of the stucture, increase labor cost and also have stress concentration that will lead to micro crack and will decrease its useful life. Adhesive bonding use adhesive to joint metal-polymer structre, major shortcoming from this method is long curing time and requires special pretreatment to increase adhesion and wettability of structure. Friction sitr spot joining is new, innovative tehnology that overcome limitation of adhesive and mechanical joining. This research use true experimental method. The process consist of Aluminium 1100 that will be joined to Polyvinyl Chloride ( PVC) using friction stir spot welding method. Then shear stress will conducted to know shear strength from various welding parameter with ASTM D3163 ( Standard test method for determining strength of adhesively bonded rigid plastic lapshear joint in shear by tension loading) as standard. This research use welding parameter such as variation on heating time 10s, 20s, 30s, 60s and plunge depth 1,5 mm and 2 mm also varied material that will be used as clamping frame with different thermal conductivity using AISI 304 and Meranti wood with thermal conductivity of 16.2 W/ m.K and 0,33 W/m.K. Shear strength of Al-PVC joint will increase from 10s to 20s heating time. Then when heating time t > 20s shear strength of structure will decreased along with increasing heating time. On heating time 10s heat that absorb by PVC still very low which result very small PVC thermal degradation, that can lead to poor softened polymer on PVC which result on low shear strength, this shear strength can be increased by using higher heating time such as t=20s. When heating time t>20s shear strength decreased beacuse PVC absorb heat above optimal condition which result on high PVC thermal degradation that decrease shear strength.
| Item Type: | Thesis (Sarjana) |
|---|---|
| Identification Number: | SKR/FT/2018/824/051808498 |
| Uncontrolled Keywords: | Friction stir spot welding, Metal-Polymer Joining, Tegangan Geser Friction stir spot welding, Metal-Polymer Joining, Shear Strength |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 668 Technology of other organic products > 668.4 Plastics > 668.42 Polymerization plastics > 668.423 Thermoplastic plastics > 668.423 6 Vinyls (polyvinyls) |
| Divisions: | Fakultas Teknik > Teknik Mesin |
| Depositing User: | Budi Wahyono Wahyono |
| Date Deposited: | 09 Oct 2018 06:58 |
| Last Modified: | 09 Oct 2018 06:58 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/12468 |
Actions (login required)
 |
View Item |