Pendahuluan
Balapan mobil merupakan salah satu cabang olahraga yang disukai oleh para kalangan penggemar otomotif. Banyak kejuaraan balap mobil yang ada saat ini antara lain seperti balapan NASCAR, Drifting dan Rally. Pada setiap perlombaan balap mobil pasti memiliki sebuah regulasi sebagai standar keselamatan seorang pembalap untuk meminimalisir resiko yang dialami. Maka dari itu salah satu standar keselamatan yang wajib terpasang adalah penggunaan Roll Bar (Irvanda & Yusuf, 2019) (Agustiawan & Riyadhi, 2021).
Perancangan sistem perpipaan yang baik dan aman sangat dibutuhkan� untuk menjamin kelangsungan dari proses serta menjamin umur pemakaian dari sistem perpipaan dengan siklus rancangan (Pridyatama & Kurniawan, 2014) Parameter aman sendiri adalah ketika pipa mampu menahan beratnya sendiri pada kondisi pembebanan karena tekanan pipa internal dan berat yang terdapat pada pipa serta karena pembebanan pengaruh temperature (Erinofiardi et al., 2014).
Hal tersebut bisa dipengaruhi oleh beberapa factor pembebanan yang terjadi selama pipa tersebut terpasang, bisa faktor pembebanan karena alam, pembebanan ketika pipa belum beroperasi maupun pembebanan ketika pipa telah beroperasi. Untuk itu perlu adanya perhitungan analisis stress untuk mengetahui seberapa besar tegangan yang mampu diterima oleh pipa maupun equipmen pendukung agar tidak terjadi kegagalan.
Roll Bar adalah sebuah peranti keselamatan yang dapat menjaga seorang Driver atau pembalap disaat terjadi kecelakaan seperti terguling atau terbentur disaat balapan. Roll Bar juga dapat melindungi kabin dari kendaraan disaat terjadi kecelakaan agar kendaraan yang digunakan tidak langsung hancur. Bentuk dari Roll Bar secara umum adalah serangkaian pipa-pipa yang disambung dari pilar depan sampai pilar belakang yang disambung menggunakan metode pengelasan (Ilannuri, 2015).
Pengelasan pada Roll Bar merupakan hal yang penting dalam proses� pembuatan Roll Bar dikarenakan bentuk dari Roll Bar adalah serangkaian pipa-pipa yang disambung satu sama lain agar terbentuk sesuai dengan bentuk� kendaraan yang dipakai. Menurut (Hadi, 2020) Pada pembuatan Roll Bar secara umum jenis pengelasan yang dipakai adalah pengelasan SMAW dan TIG dengan material yang digunakan diantara lain adalah pipa Seamless Sch 40 yang terbuat dari material baja karbon rendah. Maka dari itu penulis ingin melakukan penelitian tentang perbandingan antara dua pengelasan tersebut yaitu SMAW dan TIG dengan melakukan pengujian Impak untuk mengetahui kekuatan sambungan las jika terkena beban kejut untuk merepresentasikan Roll Bar yang terguling atau terbentur (Ismail et al., 2012) (Santosa, 2021).
Metode
Pada penelitian ini menggunakan dua jenis metode pengelasan
yaitu SMAW dan TIG dengan menggunakan variasi arus sebesar 130 A, 140 A dan 150
A, jenis kampuh yang dipakai adalah kampuh V (Bakhori, 2017).
Pengumpulan data dilakukan menggunakan data primer yang bersumber
dari penelitian eksperimental. Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah pengujian
Impak Charpy dengan
material yang digunakan adalah
pipa Seamless Sch 40 dengan ukuran
spesimen pengujian 10mm x
10mm x 55mm dengan jumlah pengujian sebanyak 18 kali (Suastiyanti & Hasybi, 2018).
�Penjelasan alur kerja penelitian:
1.
Persiapan Alat dan Bahan
Persiapan alat adalah
sebagai berikut: Las SMAW (Shield
Metal Arc Welding), Las TIG (Tungsten Inert Gas), Alat Uji Impak Charpy, Elektroda, Laptop,
Microsoft Word. Untuk persiapan
bahan adalah sebagai berikut: Pipa Seamless
Sch 40.
2.
Pengambilan data yang dibutuhkan
Data
yang dibutuhkan pada penelitian
ini adalah hasil dari pengujian
sambungan pengelasan Uji Impak Charpy pada pipa Seamless Sch 40 dengan
menggunakan dua metode pengelasan yaitu SMAW dan TIG yang sudah diberikan variasi arus sebesar 130 A, 140 A dan 150
A (Ramadani, 2016).
3.
Metode Pengujian
Metode pengujian yang dipakai pada penelitian ini adalah pengujian
Impak Charpy (Handoyo, 2013).
4.
Analisis Data
Pada
penelitian ini data yang sudah didapatkan akan diolah serta
dianalisis untuk mendapatkan harga Impak rata � rata disetiap arus pengelasan.
�� �
������������������������� 
����
Gambar 1. Mesin Las SMAW.���������������������������������� Gambar
2 Mesin Las TIG.
��� 
�� ����������� �����������
Gambar 3 Alat Uji Impak Charpy����������������������������� Gambar 4 Pipa Seamless Sch 40.
Hasil dan Pembahasan
Dari pengujian yang dilakukan maka akan didapatkan
nilai energi yang diserap oleh benda uji yang akan diolah menggunakan
perhitungan agar didapatkan
rata-rata harga Impak yang akan
dibandingkan untuk melihat perbandingan di setiap arus mulai
dari 130 A, 140 A dan 150 A, berikut
merupakan hasil uji Impak yang dilakukan
pada setiap arus.
Las TIG Arus 130
Ampere
Energi terserap
�E = P.D.L ( 
)
= 26,12 x 0,6345 x 0,75 ( cos 93� � cos 144� )
= 26,12 x 0,6345 x 0,75 ( - 0,052335 � ( - 0,809016 )
= 12,43 x (
0,756681 )
= 9,40 Joule
Luas Penampang
( A )
A = t x l
A = 10 mm x 10 mm
= 100 mm
Harga Impak ( HI )
HI = 
�� ��= 
���� = 0,094 J/mm2
Tabel 1 Hasil Pengujian Impak Pengelasan TIG arus 130 A.
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
|
1A-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
93 |
9,40 |
0,094 |
|
1B-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
102 |
7,47 |
0,075 |
|
1C-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
125 |
2,93 |
0,029 |
|
Rata-Rata |
106,66 |
6,6 |
0,066 |
|||||
1. Las TIG Arus 140
Ampere
Tabel 2 Hasil Pengujian Impak Pengelasan TIG arus 140 A
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
|
2A-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
102 |
7,47 |
0,075 |
|
2B-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
122 |
3,47 |
0,035 |
|
2C-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
108 |
6,21 |
0,062 |
|
Rata-Rata |
110,66 |
5,7 |
0,057 |
|||||
2. Las TIG Arus 150
Ampere
Tabel �3 Hasil Pengujian
Impak Pengelasan TIG arus 150 A.
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
|
3A-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
121 |
3,65 |
0,036 |
|
3B-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
118 |
4,22 |
0,042 |
|
3C-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
93 |
9,40 |
0,094 |
|
Rata-Rata |
110,66 |
5,7 |
0,057 |
|||||
3. Las SMAW Arus 130
Ampere
Tabel 4 Hasil Pengujian Impak Pengelasan SMAW arus 130 A.
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
|
1A-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
128 |
2,40 |
0,024 |
|
1B-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
85 |
11,14 |
0,111 |
|
1C-130 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
119 |
4,03 |
0,040 |
|
Rata-Rata |
110,66 |
5,8 |
0,058 |
|||||
4. Las SMAW Arus 140
Ampere
Tabel 5 Hasil Pengujian Impak Pengelasan SMAW arus 140 A.
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
|
2A-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
46 |
18,69 |
0,187 |
|
2B-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
120 |
3,84 |
0,038 |
|
2C-140 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
121 |
3,65 |
0,036 |
|
Rata-Rata |
95,66 |
8,7 |
0,087 |
|||||
5. Las SMAW Arus 150
Ampere
Tabel 6 �Hasil Pengujian Impak Pengelasan TIG arus 150 A.
|
Spesimen |
Tebal (mm) |
Lebar (mm) |
Luas (mm2) |
Kapasitas Energi Alat (J) |
(◦) |
B (◦) |
Energi Terserap (J) |
Harga Impak (J/ mm2) |
||||
|
3A-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
121 |
3,65 |
0,036 |
||||
|
3B-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
118 |
4,22 |
0,042 |
||||
|
3C-150 |
10 |
10 |
100 |
294 |
144 |
93 |
9,40 |
0,094 |
||||
|
|
110,66 |
5,7 |
0,057 |
|
||||||||
Dari hasil perhitungan diatas maka dapat
dibuat tabel dibawah untuk melihat
rata � rata harga Impak dari setiap variasi arus.
Tabel .7 Harga Impak Rata � Rata Pengelasan
|
No |
Arus (Ampere) |
Harga Impak rata-rata
las TIG (J/mm2) |
Harga Impak rata-rata
las SMAW (J/mm2) |
|
1. |
130 |
0,066 |
0,058 |
|
2. |
140 |
0,057 |
0,087 |
|
3. |
150 |
0,057 |
0,042 |
Dari tabel diatas
maka bisa dilihat harga Impak rata � rata pengelasan yang sudah dilakukan variasi arus maka
dibawah ini akan dibuat diagram untuk memvisualkan perbandingan antara harga Impak rata � rata
agar lebih mudah dan sederhana.
Gambar 5 �Diagram Perbandingan Pengelasan TIG dan SMAW.
Dari diagram
diatas maka dapat dilihat serta dianalisa bahwa perlakuan variasi arus
pengelasan terhadap material pipa Seamless Sch 40 untuk bahan baku pembuatan
Roll Bar sangat berpengaruh terhadap kekuatan sambungan pengelasan (Anggoro, 2020). Berdasarkan pemaparan
(Adam et al., 2016)
untuk
penggunaan arus pengelasan TIG yang paling baik ada pada arus 130 Ampere dengan
dengan harga Impak rata � rata sebesar 0,066 J/mm2, lalu untuk penggunaan arus
pengelasan SMAW yang paling baik ada pada arus 140 Ampere dengan harga Impak
rata � rata sebesar 0,087 J/mm2. Jika dilihat diatas untuk penggunaan metode
serta arus pengelasan yang baik untuk pengelasan pada Roll Bar ada pada metode
pengelasan SMAW pada arus 140 Ampere dikarenakan harga Impak rata-rata yang lebih besar
yaitu 0,087 J/mm2 (Ikhsan, 2021). Faktor yang
memengaruhi harga Impak dari masing-masing arus pengelasan berbeda-beda disebabkan oleh peningkatan kuat arus pada proses pengelasan, yang
berpengaruh terhadap penambahan Heat Input sehingga memberikan sifat penetrasi
pengelasan yang lebih dominan, dikarenakan kuat arus rendah menyebabkan
kekuatan material menjadi rapuh yang mengakibatkan ukuran butir pada material
menjadi kecil sehingga jarak antar butir menjadi jauh dan ikatan antar butir
melemah yang menjadikan material sangat mudah patah, lalu untuk kuat arus yang
semakin bertambah mengakibatkan ukuran butir pada material menjadi membesar
sehingga jarak butir semakin dekat dan ikatan butir di material menjadi kuat
dan tangguh, jadi jika Heat Input semakin meningkat hingga mencapai titik
maksimal keuletan material tersebut maka nilai harga Impak akan semakin besar
sehingga itu yang terjadi pada pengelasan SMAW pada arus 140 A, tetapi jika
melewati titik maksimal maka nilai harga Impak akan menurun dikarenakan
deformasi yang terjadi pada material tersebut.
Kesimpulan��������������������������������������������������������������
Pada penelitian ini
menghasilkan sebuah kesimpulan bahwa arus pengelasan TIG dan SMAW yang
divariasikan yaitu sebesar 130 A, 140 A dan 150 A, memberikan
pengaruh terhadap kekuatan sambungan pengelasan yang berbeda � beda pada pipa Seamless Sch 40.
Berdasarkan hasil
pengujian Impak yang telah dilakukan untuk penggunaan metode pengelasan TIG memiliki kekuatan sambungan pengelasan yang baik ada pada penggunaan
arus 130 A dengan memiliki harga Impak rata � rata sebesar 0,066
J/mm2, Sedangkan untuk pengujian Impak yang telah dilakukan dengan menggunakan metode pengelasan SMAW memiliki kekuatan sambungan pengelasan yang baik ada pada penggunaan
arus 140 A dengan harga Impak rata � rata sebesar 0,087 J/mm2.
Jadi penggunaan metode
pengelasan yang baik untuk kekuatan sambungan pipa Seamless Sch 40 sebagai
bahan baku dalam pembuatan Roll Bar ada pada pengelasan TIG pada arus 140 A, hal ini disebabkan oleh Heat Input
yang sesuai dengan pemilihan arus yang sudah mencapai titik maksimal, sehingga membuat pengelasan TIG pada arus 140 A memiliki sifat yang tangguh dan ulet.
BIBLIOGRAFI
Adam,
A. R., Jokosisworo, S., & Samuel, S. (2016). Pengaruh Kuat Arus Listrik,
Temperatur Dan Variasi Sudut Kampuh Terhadap Kekuatan Impact Alumunium 5083
Pengelasan GTAW Dengan Gas Pelindung Helium. Jurnal Teknik Perkapalan, 4(1).Google Scholar
Agustiawan,
I., & Riyadhi, A. A. (2021). Analisis Kekuatan Stabilizer Bar (Anti-Roll
Bar) Pada Kendaraan Roda Empat Menggunakan Bantuan Software Solidworks. Jurnal
Rekayasa Energi Dan Mekanika, 1(2), 77. Google Scholar
Anggoro,
I. B. (2020). Karakteristik Proses Pengelasan Tig Pada Alumunium 5052 Dan
Alumunium 6061 Terhadap Sifat Mekanis Dan Struktur Mikro Untuk Aplikasi Rangka
Pelindung (Roll Cage) Pada Mobil Balap Rally. Institut Teknologi Indonesia. Google Scholar
Bakhori,
A. (2017). Perbaikan Metode Pengelasan SMAW (Shield Metal Arc Welding) Pada
Industri Kecil di Kota Medan. Buletin Utama Teknik, 13(1), 14�20.
Google Scholar
Erinofiardi,
E., Fauzan Suryono, A., & Abdillah, A. (2014). Desain Tegangan Pada Jalur
Pemipaan Gas Dengan Pendekatan Perangkat Lunak. Teknosia, 1(4), 1�7.
Google Scholar
Hadi,
I. S. (2020). Pengaruh Variasi Kedalaman Pin (Plunge Depth) Friction Stir
Welding Terhadap Kekuatan Tarik, Impact Dan Distorsi Pada Sambungan Alumunium
Tipe AA5083. Universitas Muhammadiyah Malang. Google Scholar
Handoyo,
Y. (2013). Perancangan alat uji impak metode charpy kapasitas 100 joule. Jurnal
Ilmiah Teknik Mesin, 1(2), 45�53. Google Scholar
Ikhsan,
M. (2021). Analisa Kekuatan Uji Tarik dan Kekerasan Hasil Pengelasan Baja
Karbon Tinggi (Aisi 1070) pada Las Tig (Tungsten Inert Gas) dengan Variasi Arus
120,130,140 Ampere. Google Scholar
Ilannuri,
A. V. (2015). Pengaruh Variasi Sudut Bending Pipa Seamless Sch 40 Terhadap
Ketahanan Korosi pada Media Air Laut. Google Scholar
Irvanda,
O. N., & Yusuf, M. (2019). Analisis Dan Development Kestabilan Kemampuan
Sistem Suspensi Pada Mitsubishi Lancer Sl
Ismail,
F., Pasaribu, B. H., Andrianto, Y., Irmawan, D. B., Wicaksana, G., Waskita, Y.
S., Mangestiyono, W., & Setyoko, B. (2012). Rancang Bangun Alat Uji Impak
Charpy (Design Of Charpy Impact Testing Machine). D3 Teknik Mesin Fakultas
Teknik. Google Scholar
Pridyatama,
P. A., & Kurniawan, B. A. (2014). Analisa Rancangan Pipe Support pada
Sistem Perpipaan High Pressure Vent Berdasarkan Stress Analysis dengan
Pendekatan Caesar II. Jurnal Teknik ITS, 3(2), F168�F173. Google Scholar
Ramadani,
R. (2016). Analisa Pengaruh Variasi Sudut Bevel Akibat Kombinasi Pengelasan Fcaw
dan SMAW terhadap Kekuatan Impact Butt Joint pada Spesimen Pipa Api 5l Grade
X42. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Google Scholar
Santosa,
N. I. (2021). Identifikasi Kegagalan Pengelasan Mesin Soudronic Ag (Mesin
Welder Kaleng) Menggunakan Metode Fishbone Analysis. Jurnal Rekayasa
Material, Manufaktur Dan Energi, 4(1), 56�63. Google Scholar
Suastiyanti,
D., & Hasybi, M. K. (2018). Kekerasan Hasil Pengelasan TIG dan SMAW pada
Stainless Steel SS 304 untuk Aplikasi Boiler Shell. Prosiding Seminar
Nasional Pakar, 47�52. Google Scholar
