Senin, 27 Juni 2011

TEKNIK MESIN

Sistem Satuan Dalam Pengukuran

Satuan Dasar dan Satuan Turunan
Ilmu pengetahuan dan teknik menggunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan turunan. Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu. Biasa disebut dengan satuan – satuan dasar utama. Dalam beberapa besaran fisis tertentu pada ilmu termal, listrik dan penerangan juga dinyatakan satuan-satuan dasar. Arus listrik, temperatur, intensitas cahaya disebut dengan satuan dasar tambahan. Sistem satuan dasar tersebut selanjutnya dikenal sebagai sistem internasional yang disebut sistem SI. Sistem ini memuat 6 satuan dasar seperti tabel 1-1.

Tabel 1-1 Besaran-besaran satuan dasar SI


Satuan-satuan lain yang dapat dinyatakan dengan satuan-satuan dasar disebut satuan-satuan turunan. Untuk memudahkan beberapa satuan turunan telah diberi nama baru, contoh untuk daya dalam SI dinamakan watt yaitu menggantikan j/s.
Sistem-sistem Satuan
Asosiasi pengembangan Ilmu Pengetahuan Inggris telah menetapkan sentimeter sebagai satuan dasar untuk panjang dan gram sebagai satuan dasar untuk massa. Dari sini dikembangkan sistem satuan sentimeter-gramsekon (CGS). Dalam sistem elektrostatik CGS, satuan muatan listrik diturunkan dari sentimeter, gram, dan sekon dengan menetapkan bahwa permissivitas ruang hampa pada hukum coulumb mengenai muatan listrik adalah satu. Satuan-satuan turunan untuk arus listrik dan potensial listrik dalam sistem elektromagnetik, yaitu amper dan volt digunakan dalam pengukuranpengukuran praktis. Kedua satuan ini beserta salah satu dari satuan lainnya seperti: coulomb, ohm, henry, farad, dan sebagainya digabungkan di dalam satuan ketiga yang disebut sistem praktis (practical system).
 

Tabel 1-2 Beberapa contoh satuan yang diturunkan

Tahun 1960 atas persetujuan internasional ditunjuk sebagai sistem internasional (SI). Sistem SI digunakan enam satuan dasar, yaitu meter, kilogram, sekon, dan amper (MKSA) dan sebagai satuan dasar tambahan adalah derajat kelvin dan lilin (kandela) yaitu sebagai satuan temperatur dan intensitas cahaya, seperti terlihat pada tabel 1-1. Demikian pula dibuat pengalian dari satuansatuan dasar, yaitu dalam sistem desimal seperti terlihat pada tabel 1-3.
Tabel 1-3 Perkalian desimal

Ada pula satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan SI. Beserta kelipatan - kelipatannya, digunakan dalam pemakaian umum. Lebih jelasnya dapat diperhatikan pada tabel 1-4.


Tabel 1-4 Satuan bukan SI yang dapat dipakai bersama dengan satuan





Sistem Satuan Lain
Di Inggris sistem satuan panjang menggunakan kaki (ft), massa pon (lb), dan waktu adalah detik. (s).
Satuan-satuan tersebut dapat dikonversikan ke satuan SI, yaitu panjang 1 inci = 1/12 kaki ditetapkan = 25,4 mm, untuk massa 1 pon (lb) = 0,45359237 kg. Berdasarkan dua bentuk ini memungkinkan semua satuan sistem Inggris menjadi satuan - satuan SI. Lebih jelasnya perhatikan tabel 1-5.

Tabel 1-5 Konversi satuan Inggris ke SI

Kesalahan Ukur
Saat melakukan pengukuran besaran listrik tidak ada yang menghasilkan ketelitian dengan sempurna. Perlu diketahui ketelitian yang sebenarnya dan sebab terjadinya kesalahan pengukuran. Kesalahan - kesalahan dalam pengukuran dapat digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu :
-       Kesalahan-kesalahan Umum (gross-errors)
Kesalahan ini kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia. Diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai dan kesalahan penaksiran.
Kesalahan ini tidak dapat dihindari, tetapi harus dicegah dan perlu perbaikkan. Ini terjadi karena keteledoran atau kebiasaan - kebiasaan yang buruk, seperti : pembacaan yang tidak teliti, pencatatan yang berbeda dari pembacaannya, penyetelan instrumen yang tidak tepat. Agar mendapatkan hasil yang optimal, maka diperlukan pembacaan lebih dari satu kali. Bisa dilakukan tiga kali, kemudian dirata-rata. Jika mungkin dengan pengamat yang berbeda.
-       Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors)
Kesalahan ini disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri. Seperti kerusakan atau adanya bagianbagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai. Kesalahan ini merupakan kesalahan yang tidak dapat dihindari dari instrumen, karena struktur mekanisnya. Contoh : gesekan beberapa komponen yang bergerak terhadap bantalan dapat menimbulkan pembacaan yang tidak tepat. Tarikan pegas (hairspring) yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat atau pembebanan instrumen yang berlebihan. Ini semua akan mengakibatkan kesalahankesalahan. Selain dari beberapa hal yang sudah disinggung di atas masih ada lagi yaitu kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan instrumen terlalu tinggi atau terlalu rendah dari yang seharusnya.
Cara yang paling tepat untuk mengetahui instrumen tersebut mempunyai kesalahan atau tidak yaitu dengan membandingkan dengan instrumen lain yang memiliki karakteristik yang sama atau terhadap instrumen lain yang akurasinya lebih tinggi. Untuk menghindari kesalahan-kesalahan tersebut dengan cara : (1) memilih instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu; (2) menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui banyaknya kesalahan; (3) mengkalibrasi instrumen tersebut terhadap instrumen standar. Pada kesalahan-kesalahan yang disebabkan lingkungan, seperti : efek perubahan temperatur, kelembaban, tahanan udara luar, medan-medan maknetik, dan sebagainya dapat dihindari dengan membuat pengkondisian udara (AC), penyegelan komponen-komponen instrumen tertentu dengan rapat, pemakaian pelindung maknetik dan sebagainya.
-       Kesalahan acak yang tak disengaja (random errors)
Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan - kesalahan ini biasanya hanya kecil. Tetapi untuk pekerjaan - pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi akan berpengaruh.
Contoh misal suatu tegangan diukur dengan voltmeter dibaca setiap jam, walaupun instrumen yang digunakan sudah dikalibrasi dan kondisi lingkungan sudah diset sedemikian rupa, tetapi hasil pembacaan akan terjadi perbedaan selama periode pengamatan. Untuk mengatasi kesalahan ini dengan menambah jumlah pembacaan dan menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan hasil yang akurat. Alat ukur listrik sebelum digunakan untuk mengukur perlu diperhatikan penempatannya / peletakannya. Ini penting karena posisi pada bagian yang bergerak yang menunjukkan besarannya akan dipengaruhi oleh titik berat bagian yang bergerak dari suatu alat ukur tersebut. Oleh karena itu letak penggunaan alat ukur ditentukan seperti pada tabel 1-6


Tabel 1-6 Posisi alat ukur waktu digunakan



Klasifikasi Kelas Meter
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang mendekati dengan harga sebenarnya. Perlu memperhatikan batas kesalahan yang tertera pada alat ukur tersebut. Klasifikasi alat ukur listrik menurut Standar IEC no. 13B-23 menspesifikasikan bahwa ketelitian alat ukur dibagi menjadi 8 kelas, yaitu : 0,05; 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,5 ; dan 5. Kelaskelas tersebut artinya bahwa besarnya kesalalahan dari alat ukur pada batas-batas ukur masing-masing kali ± 0,05 %, ± 0,1 %, ± 0,2 %, ± 0,5 %, ± 1,0 %, ± 1,5 %, ± 2,5 %, ± 5 % dari relatif harga maksimum.
Dari 8 kelas alat ukur tersebut digolongkan menjadi 4 golongan sesuai dengan daerah pemakaiannya, yaitu : (1) Golongan dari kelas 0,05, 0,1, 0,2 termasuk alat ukur presisi yang tertinggi. Biasa digunakan di laboratorium yang standar. (2) Golongan alat ukur dari kelas 0,5 mempunyai ketelitian dan presisi tingkat berikutnya dari kelas 0,2 alat ukur ini biasa digunakan untuk pengukuran-pengukuran presisi. Alat ukur ini biasanya portebel. (3) Golongan dari kelas 1,0 mempunyai ketelitian dan presisi pada tingkat lebih rendah dari alat ukur kelas 0,5. Alat ini biasa digunakan pada alat ukur portebel yang kecil atau alat-alat ukur pada panel. (4) Golongan dari kelas 1,5, 2,5, dan 5 alat ukur ini dipergunakan pada panel-panel yang tidak begitu memperhatikan presisi dan ketelitian.
 Kalibrasi
Setiap sistem pengukuran harus dapat dibuktikan keandalannya dalam mengukur, prosedur pembuktian ini disebut kalibrasi. kalibrasi atau peneraan bagi pemakai alat ukur sangat penting. Kalibrasi dapat mengurangi kesalahan meningkatkan ketelitian pengukuran. Langkah prosedur kalibrasi menggunakan perbandingan instrumen yang akan dikalibrasi dengan instrumen standar. Berikut ini dicontohkan kalibrasi untuk ampermeter arus searah dan voltmeter arus searah secara sederhana.


TEKNIK MESIN

Jumat, 24 Juni 2011

perlengkapan las TIG

PERALATAN YANG DIGUNAKAN PADA PROSES LAS TIG

Las gas tungsten (las TIG) adalah proses pengelasan dimana
busur nyala listrik ditimbulkan oleh elektroda tungsten (elektroda tak
terumpan) dengan benda kerja logam. Daerah pengelasan dilindungi
oleh gas lindung (gas tidak aktif) agar tidak berkontaminasi dengan
udara luar. Kawat las dapat ditambahkan atau tidak tergantung dari
bentuk sambungan dan ketebalan benda kerja yang akan dilas.
Perangkat yang dipakai dalam pengelasan las gas tungsten
adalah:
1. Mesin
Mesin las AC/DC merupakan mesin las pembangkit arus AC/DC yang
digunakan di dalam pengelasan las gas tungsten. Pemilihan arus AC atau
DC biasanya tergantung pada jenis logam yang akan dilas.
2. Tabung gas lindung
adalah tabung tempat penyimpanan gas
lindung seperti argon dan helium yang digunakan di dalam mengelas gas
tungsten.
3. Regulator gas lindung
adalah adalah pengatur tekanan gas yang
akan digunakan di dalam pengelasan gas tungsten. Pada regulator ini
biasanya ditunjukkan tekanan kerja dan tekanan gas di dalam tabung.
4. Flowmeter untuk gas
dipakai untuk menunjukkan besarnya aliran gas lindung
yang dipakai di dalam pengelasan gas tungsten.
5. Selang gas dan perlengkapan pengikatnyaberfungsi sebagai penghubung
gas dari tabung menuju pembakar las. Sedangkan perangkat pengikat
berfungsi mengikat selang dari tabung menuju mesin las dan dari mesin
las menuju pembakar las.
6. Kabel elektroda dan selang
berfungsi menghantarkan arus dari
mesin las menuju stang las, begitu juga aliran gas dari mesin las menuju
stang las.
Kabel masa berfungsi untuk penghantar arus ke benda kerja.

7. Stang las (welding torch)
berfungsi untuk menyatukan sistem las
yang berupa penyalaan busur dan perlindungan gas lindung selama
dilakukan proses pengelasan.

8. Elektroda tungsten
berfungsi sebagai pembangkit busur nyala
selama dilakukan pengelasan. Elektroda ini tidak berfungsi sebagai
bahan tambah.

9. Kawat las
berfungsi sebagai bahan tambah. Tambahkan kawat las
jika bahan dasar yang dipanasi dengan busur tungsten sudah mendekati
cair.

10.Assesories pilihan dapat berupa sistem pendinginan air
untuk pekerjaan pengelasan berat, rheostat kaki, dan
pengatur waktu busur.


NUNGKY SUKMANINGTIAS-O75524006
nungky_s@yahoo.co.id

Pengaruh filler dan arus listrik terhadap sifat fisik-mekanik sambungan las


Pengaruh filler dan arus listrik terhadap sifat fisik-mekanik sambungan las GMAW logam tak sejenis antara baja karbon dan J4
Petrus Heru Sudargo1, Triyono2, Kuncoro Diharjo2  
1Mahasiswa Pasca Sarjana Jurusan Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta
2Jurusan Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret Surakarta
Jl. Ir. Sutami No.36A,Kentingan,Surakarta. 57126

Abstrak
Material J4 sering diaplikasikan sebagai pengganti baja tahan karat karena harganya lebih murah dan pada kasus tertentu harus disambung dengan baja karbon. Material J4 dan baja karbon mempunyai perbedaan sifat fisik, mekanik, termal dan metalurgi sehingga karakteristik sambungan las antara keduanya perlu diteliti. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh jenis filler dan arus listrik las Gas Metal Arc Welding (GMAW) terhadap sifat fisik mekanik sambungan las J4 dengan baja karbon rendah. J4 disambung dengan baja karbon rendah (ST 37) masing-masing  dengan tebal 1,8 mm,  menggunakan las GMAW dengan variasi filler ER309 L dan ER70S, dan arus pengelasan 60A dan 80A. Hasil sambungan dikarakterisasi dengan pengujian tarik, kekerasan, dan struktur mikro. Pengujian tarik menggunakan standar JIS Z2202. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sambungan las dengan filler ER 309 L dan menggunakan arus sebesar 80 A mempunyai kekuatan tarik tertinggi yaitu 314,58 MPa, sedangkan sambungan las dengan filler ER 70 S dan menggunakan arus sebesar 60 A mempunyai kekuatan tarik terendah yaitu 281,83 MPa. Pada daerah  HAZ  baja karbon dan J4 mengalami perubahan struktur mikro yang signifikan dan peningkatan nilai kekerasan dari masing-masing base metal.
Kata kunci: sambungan las logam tak sejenis, J4, uji tarik,baja karbon rendah, GMAW.
PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan teknologi di bidang konstruksi, pengelasan merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari pertumbuhan dan peningkatan industri, karena mempunyai peranan yang sangat penting dalam rekayasa dan reparasi produksi logam.  Hampir pada setiap pembangunan suatu konstruksi dengan logam melibatkan unsur pengelasan (Basuki,2009).
Pengelasan tak sejenis adalah suatu proses pengelasan logam yang mempunyai perbedaan sifat fisik, mekanik, termal, dan metalurgi sehingga karakteristik sambungan las antara keduanya perlu diteliti. Salah satu kasus adalah pengelasan antara J4 dan baja karbon rendah akan menghasilkan perbedaan struktur mikro dan sifat mekanik pada daerah sambungannya. Pengontrolan struktur mikro daerah lasan (Weld Zone) khususnya saat root pass sangat penting karena bisa terbentuk fasa campuran austenit, ferit, dan martensit (Lippold,2005).
Salah satu jenis pengelasan yang banyak dipakai untuk mengelas baja karbon dan J4 adalah Gas Metal Arc Welding (GMAW). GMAW merupakan las busur gas yang menggunakan kawat las sekaligus sebagai elektroda. Elektroda tersebut berupa gulungan kawat (rol) yang gerakannya diatur oleh motor listrik. Las ini menggunakan gas mulia dan gas CO2 sebagai pelindung busur dan logam yang mencair dari pengaruh atmosfir. Besarnya arus listrik pengelasan dan penggunaan kawat las (filler) adalah contoh dari parameter pengelasan yang dapat mempengaruhi hasil pengelasan baja karbon dan J4. Makin tinggi arus listrik yang digunakan dalam pengelasan, makin tinggi pula penembusan (penetrasi) serta kecepatan pencairan. Arus listrik yang besar juga dapat memperkecil percikan butiran dan meningkatkan penguatan manik. Tetapi dengan tingginya arus listrik maka akan memperlebar daerah HAZ (Basuki,2009).
Pada pengelasan selalu akan terjadi proses thermal yang dapat ditunjukkan dengan terjadinya perubahan struktur mikro pada daerah HAZ (Heat Affected Zone), daerah panas ini dipengaruhi oleh jenis material, input panas, dan kecepatan pendinginan. Kecepatan pendinginan