Karakteristik Sambungan Las Friction Stir Welding AA 6061 Pada Perbedaan Suhu Awal Material.

Sayogi, Muhammad Hariz Dedy and Dr. Ir. Sugiarto, S.T., M.T. and Prof. DrProf.Dr . Eng. Mega Nur Sasongko, S.T., MT. (2023) Karakteristik Sambungan Las Friction Stir Welding AA 6061 Pada Perbedaan Suhu Awal Material. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Penyambungan paduan aluminium termasuk AA 6061 melalui proses pengelasan fusi konvensional telah dilaporkan menghasilkan sambungan las berkualitas buruk. Sebagai akibat dari kekurangan ini, Friction Stir Welding (FSW) muncul untuk mengurangi kemungkinan tantangan ini. Namun dalam proses pengelasan solid-state, sejumlah besar keausan tool dapat terjadi selama periode pencelupan (Plunge) karena material mengalami deformasi plastis yang parah di sekitar tool. Baru-baru FSW dikembangkan dengan berbantuan termal di mana sumber panas awal ditempatkan sebelum alat FSW untuk melunakkan bahan pada atau sebelum aksi pengadukan. Tujuan penggunaan beberapa jenis sumber pemanasan awal adalah untuk mengurangi gaya las, meminimalkan konsumsi daya pengelasan, meningkatkan masa pakai pahat dengan mengurangi keausan pahat, dan untuk meningkatkan kecepatan perjalanan tool. Pada proses penyambungan plat aluminium AA 6061 dengan ketebalan 6 mm menggunakan proses Friction Stir Welding (FSW). Proses FSW menggunakan Mesin Milling Machine X6328B dan untuk mengukur suhu pengelasan menggunakan termokopel tipe-K. T0 diatur menggunakan pelat pemanas yang ditempelkan di bagian bawah benda kerja. Bentuk sambungan las adalah sambungan butt persegi. Parameter proses FSW diatur pada putaran spindel 921 rpm, feed rate 24 mm/menit, diameter tool 12 mm, diameter pin 6 mm, kedalaman pin 5 mm, dan kedalaman plunge 0,2 mm. Temperatur awal (T0) divariasikan berdasarkan Truang, 50 oC, 75 oC, 100 oC, 125 oC. Hasil penelitian pada sambungan las FSW terhadap kekuatan tarik pada semua variasi suhu mengalami peningkatan dengan meningkatkan suhu preheating, tetapi pada suhu 125ᵒC mengalami penurunan kekuatan tarik dikarenakan cacat yang semakin besar. Hal ini terjadi karena pada suhu 125ᵒC mengalami pelunakan yang berlebihan yang ditunjukkan pada daerah interface bagian bawah yang semakin jauh dari sambungan. Kemudian pada hasil uji kekerasan diketauhi bahwa semakin tinggi suhu preheating maka nilai rata-rata kekerasan pada daerah weld nugget juga semakin meningkat. Tetapi pada suhu 125ᵒC mengalami penurunan nilai kekerasan, hal ini disebabkan dengan meningkatkan suhu preheating rata-rata ukuran butir berkurang dikarenakan panas gesekan yang terjadi pada daerah weld nugget menurun seiring dengan meningkatkan suhu preheating. Kemudian pada analisa foto makro pada semua variasi suhu, sambungan las FSW masih terdapat cacat tunnel yang terdapat pada advancing side. Kemudian pada analisa foto mikro, semakin tinggi suhu preheating maka ukuran dan bentuk butir semakin kecil dan halus. Perbedaan struktur butir pada advancing side lebih kecil dan halus dibandingkan dengan retreating side, hal ini terjadi karena adanya perbedaan panas yang dihasilkan pada kedua sisi benda kerja. Kemudian pada analisis siklus termal menunjukkan bahwa suhu antara advancing side lebih tinggi dari pada retreating side. Perbedaan suhu ini yang mengakibatkan struktur mikro jadi tidak seragam/asimetris.

English Abstract

Splicing of aluminum alloys including AA 6061 via the conventional fusion welding process has been reported to result in poor-quality welded joints. As a result of these drawbacks, Friction Stir Welding (FSW) emerged to reduce these possible challenges. However, in solid-state welding processes, a significant amount of tool wear can occur during the plunge period because the material undergoes severe plastic deformation around the tool. Recently developed thermally assisted FSW where a preheat source is placed before the FSW device to soften the material on or before the action of agitation. The purpose of using some type of preheat source is to reduce welding forces, minimize welding power consumption, increase tool life by reducing tool wear, and increase tool travel speed. In the process of joining the AA 6061 aluminum plate with a thickness of 6 mm using the FSW process. The FSW process uses a Milling Machine X6328B and to measure the welding temperature using a K-type thermocouple. T0 is set using a heating plate attached to the bottom of the workpiece. The shape of the welded joint is a square butt joint. The FSW process parameters are set at a spindle speed of 921 rpm, feed rate of 24 mm/min, tool diameter of 12 mm, pin diameter of 6 mm, pin depth of 5 mm, and plunge depth of 0.2 mm. The initial temperature (T0) varies based on Troom, 50 oC, 75 oC, 100 oC, 125 oC. The results of the research on the FSW welded joints on the tensile strength at all temperature variations increased by increasing the preheating temperature, but at 125ᵒC the tensile strength decreased due to the larger defects. This happens because at 125ᵒC it experiences excessive softening which is shown in the lower interface area which is getting farther from the connection. Then on the results of the hardness test, it is known that the higher the preheating temperature, the average value of hardness in the weld nugget area also increases. But at 125ᵒC the hardness value decreased, this was caused by increasing the preheating temperature, the average grain size decreased because the frictional heat that occurred in the weld nugget area decreased as the preheating temperature increased. Then in macro photo analysis at all temperature variations, the FSW welded joints still have tunnel defects found on the advancing side. Then in micro photo analysis, the higher the preheating temperature, the smaller and finer the size and shape of the grains. The difference in grain structure on the advancing side is smaller and smoother compared to the retreating side, this occurs because of the difference in heat generated on both sides of the workpiece. Then the analysis of the thermal cycle shows that the temperature between the advancing side is higher than the retreating side. This temperature difference causes the microstructure to be non-uniform or asymmetrical.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	042307
Uncontrolled Keywords:	Friction Stir welding, preheating, AA 6061, karakteristik las, Friction Stir Welding, preheating, AA 6061, weld characteristics.
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User:	Zainul Mustofa
Date Deposited:	11 Jan 2024 04:27
Last Modified:	11 Jan 2024 04:27
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/208217

Text (DALAM MASA EMBARGO) Muhammad Hariz Dedy Sayogi.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (8MB)

Actions (login required)

View Item