Optimasi Kekerasan Sambungan Las Gesek Poros AA6061 dengan Variasi Sudut Chamfer Ganda Tinggi 2 mm, Waktu Gesek, dan Gaya Tekan Akhir Menggunakan Response Surface Methodology

Rachmalia, Syifa Keisha and Irawan, ST., M.Eng, Dr. Eng. Yudy Surya and Ma’arif ST., MT, Moch. Syamsul (2024) Optimasi Kekerasan Sambungan Las Gesek Poros AA6061 dengan Variasi Sudut Chamfer Ganda Tinggi 2 mm, Waktu Gesek, dan Gaya Tekan Akhir Menggunakan Response Surface Methodology. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Perkembangan teknologi dalam industri manufaktur juga diiringi oleh semakin beragamnya jenis material yang ada. Aluminium merupakan salah satu material logam nonferrous yang ringan yang banyak digunakan sebagai bahan baku dalam industri manufaktur. Aluminium memiliki beberapa klasifikasi berdasarkan paduan yang terkandung di dalamnya, salah satunya yaitu aluminium A6061. Aluminium A6061 terdiri atas paduan magnesium dan silikon yang memiliki sifat kemampulasan baik serta kekuatan mekanik dan ketahanan korosi yang tinggi. Namun, aluminium merupakan jenis material logam yang sulit untuk diproses menggunakan metode pengelasan cair karena memiliki nilai konduktivitas termal yang cukup tinggi sehingga metode pengelasan yang cocok diterapkan pada aluminium adalah metode pengelasan gesek. Pengelasan gesek merupakan metode pengelasan solid state yang mengandalkan tekanan dan panas hasil gesekan kedua permukaan material yang akan disambung. Baik tidaknya hasil sambungan pengelasan dipengaruhi oleh beberapa parameter proses pengelasan, salah satunya yaitu sudut chamfer, waktu gesek, dan gaya tekan akhir. Pada penelitian ini, dilakukan proses analisis dan optimasi nilai kekerasan hasil sambungan las gesek aluminium A6061 dengan variasi parameter sudut chamfer, waktu gesek, dan gaya tekan akhir. Spesimen aluminium A6061 yang digunakan pada penelitian ini berbentuk silinder pejal. Pemodelan rancangan pengujian dilakukan menggunakan response surface methodology (RSM) tipe box behnken design (BBD). RSM digunakan untuk mengoptimasi parameter proses pengelasan agar didapatkan hasil sambungan las yang baik dengan meninjau sifat mekaniknya. Proses penelitian dilakukan sesuai dengan variasi pengujian yang telah ditentukan oleh RSM tipe BBD dengan pengujian eksperimental. Oleh karena itu, dapat diketahui nilai optimasi dari kekerasan sambungan las gesek aluminium A6061 dengan variasi parameter sudut chamfer, waktu gesek, dan gaya tekan akhir. Variasi parameter yang digunakan untuk sudut chamfer yaitu 20°, 45°, dan 70°, untuk waktu gesek yaitu 5 s, 7 s, dan 9 s, serta untuk gaya tekan akhir yaitu 4,9 kN, 16,45 kN, dan 28 kN. Hasil dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan bahwa rata-rata nilai kekerasan tertingi 88,57 HV dimiliki oleh spesimen optimasi dengan variasi sudut chamfer 20°, waktu gesek 5 s, dan gaya tekan akhir 28 kN, sedangkan rata-rata nilai kekerasan spesimen tertinggi dengan variasi sudut chamfer 20°, waktu gesek 7 s, dan gaya tekan akhir 28 kN yaitu 87,54 HV. Rata-rata nilai kekerasan spesimen terendah dengan variasi sudut chamfer 70°, waktu gesek 7 s, dan gaya tekan akhir 4,9 kN yaitu 67,01 HV. Untuk spesimen pembanding dengan variasi tanpa sudut chamfer, waktu gesek 5 s, dan gaya tekan akhir 28 kN memiliki rata-rata nilai kekerasan 73,92 HV. Berdasarkan hasil yang didapatkan, diketahui bahwa rata-rata nilai kekerasan spesimen optimasi lebih tingi dibandingkan spesimen lainnya sehingga dengan dilakukannya proses optimasi dapat meningkatkan keefisienan proses pengelasan gesek.

English Abstract

The development of technology in the manufacturing industry is also followed by an increasingly diverse type of materials. Aluminium is one of the light nonferrous metal materials that are widely used as raw materials in the manufacturing industry. Aluminium has several classifications based on the alloys contained in it, one of which is aluminium A6061. Aluminium A6061 consists of magnesium and silicon alloys that has good weldability as well as high mechanical strength and corrosion resistance. However, aluminium is a type of metal material that is difficult to process using liquid welding methods because it has a high thermal conductivity value so that the suitable welding method applied to aluminium is the friction welding method. Friction welding is a solid state welding method that relies on pressure and heat from the friction of the two material surfaces to be joined. Whether the welding joint results are good or not is influenced by several welding process parameters, one of which is the chamfer angle, friction time, and upset force. In this study, the process of analyzing and optimizing the hardness value of aluminium A6061 friction welding joints with variations in the parameters of chamfer angle, friction time, and upset force was carried out. The A6061 aluminium specimen used in this study is a solid cylinder. Modeling of the test design was done using response surface methodology (RSM) type box behnken design (BBD). RSM is used to optimize the welding process parameters in order to obtain good welding joint results by reviewing its mechanical properties. The research process is carried out in accordance with the test variations determined by RSM type BBD with experimental testing. Therefore, the optimization value of the hardness of aluminum A6061 friction welding joints with variations in chamfer angle parameters, friction time, and final pressing force can be determined. The parameter variations used for the chamfer angle are 20°, 45°, and 70°, for the friction time are 5 s, 7 s, and 9 s, and for the upset force are 4.9 kN, 16,45 kN, and 28 kN. The results of the research conducted showed that the highest average hardness value of 88.57 HV was owned by the optimization specimen with a chamfer angle variation of 20°, friction time of 5 s, and upset force of 28 kN, while the average hardness value of the highest specimen with a chamfer angle variation of 20°, friction time of 7 s, and upset force of 28 kN was 87.54 HV. The average hardness value of the lowest specimen with a chamfer angle variation of 70°, friction time of 7 s, and upset force of 4.9 kN is 67.01 HV. For comparison specimen without a chamfer angle, friction time of 5 s, and upset force of 28 kN, the average hardness value is 73.92 HV. Based on the results obtained, it is known that the average hardness value of the optimization specimen is higher than other specimens so that the optimization process can increase the efficiency of the friction welding process.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0524070121
Uncontrolled Keywords:	Friction Welding, Aluminium A6061, Response Surface Methodology, Hardness
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Unnamed user with username nova
Date Deposited:	24 Jun 2024 04:16
Last Modified:	24 Jun 2024 04:16
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/221618

Text (DALAM MASA EMBARGO) Syifa Keisha Rachmalia.pdf Restricted to Registered users only Download (33MB)

Actions (login required)

View Item