TUGAS AKHIR

ANALISIS X-RAY DIFFRACTION (XRD) PADA BRAZING

ANTARA ALUMINIUM SERI 6061 DENGAN PENAMBAHAN

FILLER ALUSOL DAN FILLER LOKAL

Disusun Sebagai Syarat Menyelesaikan Program Studi Strata Satu

Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :

ANGGARA DWIKY NUGROHO

NIM : D200150241

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2020

ii

iii

iv

v

vi

MOTTO

“Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau

telah selesai (dari suatu urusan), teteplah bekerja keras (untuk urusan

lain), dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap”

(Q.S. Asy-Syarh/94: 6,7,8)

“Karunia Allah yang paling lengkap adalah kehidupan yang didasarkan

pada ilmu pengetahuan”

(Ali bin Abi Thalib)

“Menuntut ilmu adalah taqwa, menyampaikan ilmu adalah ibadah,

mengulang-ulang ilmu adalah dzikir, dan mencari ilmu adalah jihad”

(Imam Al Ghazali)

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Karya sederhana ini kupersembahkan kepada:

1. Ibu dan Bapak, atas do’a dan ridho darimu. Akhirnya satu amanah

terselesaikan dan sekarang berlanjut ke amanah lain yang Insyaa Allah

keberkahan sudah siap di depan mata.

2. Seluruh Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

3. Serta sahabat-sahabat, teman karib. Atas do’a, nasihat, semangat dan

kesetiaan mengiringi perjalanan hidupku.

viii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Alhamdulillah, Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Allah

SWT yang telah memberikan anugerah yang tiada terkira. Atas izin-

Nyalah penulis dapat menyelesaikan tulisan ini. Dialah yang Maha Berilmu

dan Maha Pemberi Ilmu bagi siapa saja yang dikehendaki-Nya.

Atas terselesaikannya tugas akhir ini, tidak mungkin dicapai tanpa

adanya dukungan, bantuan, bimbingan, semangat dan nasihat dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis

ucapkan terimakasih kepada:

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T.,Ph.D., selaku dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Ir. H. Subroto, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. Bapak Ir. Sunardi Wiyono, M.T. selaku Sekretaris Jurusan Teknik

Mesin UMS.

4. Bapak Agus Dwi Anggono, S.T., M.Eng., Ph.D.,selaku Pembimbing

tugas akhir, yang menjadi guru bagi saya. Yang mana telah

mengarahkan, membantu, dan membimbing selama pengerjaan

tugas akhir ini.

5. Kedua orang tua dan keluarga yang senantiasa selalu mencintai,

mendidik, memberikan dukungan, menenangkan hati dan

mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

6. Jajaran dosen dan staff di Jurusan Teknik Mesin Universitas

Muhammadiyah Surakarta, atas segala ilmu yang telah diberikan

selama penulis menempuh studi.

7. Taufik Ilham Maghfury, Yogi Bawono Aji dan Riyan Eko Nugroho

atas kerja sama dan kerja kerasnya mengerjakan tugas akhir ini.

Serta teman-teman yang selalu membantu dan memberikan

dorongan maupun nasihat .

ix

x

ANALISIS X-RAY DIFFRACTION (XRD)

PADA BRAZING ANTARA ALUMINIUM SERI 6061 DENGAN

PENAMBAHAN FILLER ALUSOL DAN FILLER LOKAL

Anggara Dwiky Nugroho, Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email : anggara.dwiky@gmail.com

ABSTRAK

Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui struktur kristal dan

senyawa yang terbentuk pada daerah sambungan plat aluminium dan

aluminium dengan filler alusol dan filler lokal menggunakan sambungan

brazing. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aluminium seri

6061, filler alusol, dan filler lokal. Pada penelitian ini standar untuk

pembuatan spesimen adalah ASME IX, pengujian XRD digunakan untuk

mengetahui struktur kristal dan senyawa yang terbentuk pada daerah

sambungan brazing. Hasil penelitian menunjukkan pada material pertama

terbentuk senyawa yaitu Brazing antara Aluminium dan Aluminium dengan

menggunakan filler alusol terbentuk senyawa mempunyai peak

tertinggi pada sudut 65.38° dengan Intensitas 628 cps. Struktur kristalnya

berbentuk Rhombohedral dan density sebesar 2.998 g/ yang kedua

Brazing antara Aluminium dan Aluminium menggunakan filler paduan lokal

terbentuk Senyawa SiC mempunyai peak tertinggi pada sudut 38.78°

dengan Intensitas 7602 cps. Struktur kristalnya berbentuk Hexagonal dan

density sebesar 3.174 g/ dan Senyawa mempunyai peak

tertinggi pada sudut 78.52° dengan Intensitas 522 cps, Struktur kristalnya

berbentuk Rhombohedral dan density sebesar 2.998 g/

Kata kunci: Brazing, X-ray Diffraction, Struktur Kristal,filler

xi

ANALYSIS OF X-RAY DIFFRACTION (XRD)

IN BRAZING BETWEEN ALUMINUM SERIES 6061 WITH THE

ADDITION OF ALUSOL FILLERS AND LOCAL FILLERS

Anggara Dwiky Nugroho, Agus Dwi Anggono, ST, M.Eng, Ph.D Mechanical Engineering, Muhammadiyah University, Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Email: anggara.dwiky@gmail.com

ABSTRACT

The purpose of this study was to determine the crystal structure and

compounds formed in the connection area of aluminium and aluminium

plates with alusol fillers and local fillers using brazed joints. The material

used in this study is aluminum 6061 series, alusol filler, and local filler. In

this study the standard for specimen making is ASME IX, XRD testing is

used to determine the crystal structure and compounds formed in the

brazed junction region. The results showed that the first material formed

was Brazing between Aluminum and Aluminum using alusol filler formed

compound had the highest peak at an angle of 65.38 ° with an

intensity of 628 cps. The crystal structure is Rhombohedral and a density

of 2,998 g/ , the second Brazing between Aluminium and Aluminium

using a local alloy filler formed SiC compound has the highest peak at an

angle of 38.78 ° with an intensity of 7602 cps. The crystal structure is

Hexagonal and a density of 3,174 g/ , and the Compound has

the highest peak at an angle of 78.52 ° with an intensity of 522 cps, the

crystal structure is Rhombohedral and density of 2,998 g/ .

Keywords: Brazed, X-ray Diffraction, Crystal Structure, filler

xii

DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR ........................................................................................... i

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .............................................. ii

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN...................................................................... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR .............................................................. v

MOTTO ..................................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................. vii

KATA PENGANTAR .............................................................................. viii

ABSTRAK ................................................................................................. x

ABSTRACT .............................................................................................. xi

DAFTAR ISI ............................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xv

DAFTAR TABEL ................................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang.................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .............................................................. 3

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................ 3

1.4. Batasan Masalah ................................................................ 4

1.5. Manfaat Penelitian .............................................................. 4

1.6. Sistematika Penulisan Laporan .......................................... 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka .................................................................... 6

xiii

2.2. Dasar Teori .......................................................................... 16

2.2.1. Brazing................................................................... 16

2.2.2. Logam Pengisi (Filler) ............................................. 22

2.2.3. Fluks ....................................................................... 24

2.2.4. Jenis Cacat Las ...................................................... 25

2.2.5. Aluminium dan Paduannya ..................................... 25

2.2.6. X-Ray Diffraction ..................................................... 29

2.2.7. Kegunaan X-Ray Diffraction ................................... 29

2.2.8. Bagian-bagian X-Ray Diffraction ............................. 32

2.2.9. Prinsip Kerja X-Ray Diffraction ............................... 35

2.2.10 Difraksi dan Hukum Bragg ..................................... 37

2.2.11 Metode Difraksi ...................................................... 38

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ..................................................... 41

3.2. Tempat Penelitan .............................................................. 42

3.3. Alat dan Bahan ................................................................. 43

3.3.1. Alat ......................................................................... 43

3.3.2. Bahan ..................................................................... 44

3.4. Tahapan Penelitian ........................................................... 46

3.4.1.Studi Pustaka ........................................................... 46

3.4.2.Studi Lapangan ........................................................ 47

3.4.3.Persiapan Pembuatan Spesimen ............................ 47

3.4.4.Proses Pemesinan ................................................... 48

3.4.5.Proses Brazing ........................................................ 48

xiv

3.4.6.Pengujian XRD ........................................................ 49

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian Komposisi Kimia ...................................................... 51

4.2. Hasil Pengujian XRD ....................................................................... 52

4.2.1. Analisa Hasil Pengujian XRD untuk Brazing Antara

Aluminium dan Aluminium Menggunakan filler Alusol ...... 52

4.2.2. Analisa Hasil Pengujian XRD untuk Brazing Antara

Aluminium dan Aluminium Menggunakan filler Lokal ........ 54

BAB V PENUTUP

5.1. Kesimpulan ....................................................................................... 57

5.2. Saran ............................................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. SEM Filler Alusol ................................................................... 8

Gambar 2.2. SEM Filler Lokal .................................................................... 9

Gambar 2.3. Hasil XRD dari zona brazing Cu/Al ..................................... 10

Gambar 2.4. Hasil XRD diperoleh berbagai lokasi dari seam/steel interface

of CMT weld-brazed dengan spesimen Al-5% ...................... 11

Gambar 2.5. Hasil XRD diperoleh berbagai lokasi dari seam/steel interface

of P-CMT weld-brazed dengan spesimen Al-5% ................. 12

Gambar 2.6. Hasil XRD diperoleh berbagai lokasi dari seam/steel interface

of CMT weld-brazed dengan spesimen Al-12% .................... 12

Gambar 2.7. Hasil XRD diperoleh berbagai lokasi dari seam/steel interface

of P-CMT weld-brazed dengan spesimen Al-12% ................ 13

Gambar 2.8. Grafik XRD pada sampel (Zn sebagai bahan Brazing) ....... 15

Gambar 2.9. Grafik XRD pada sampel (Zama sebagai bahan Brazing ). 15

Gambar 2.10. Metode pengelasan brazing .............................................. 17

Gambar 2.11. Ikatan metalurgi dipermukaan ........................................... 19

Gambar 2.12. Daerah permukaan sambungan; sudut wetting ................. 20

Gambar 2.13. Filler alusol ........................................................................ 23

Gambar 2.14. Filler cusi ........................................................................... 23

Gambar 2.15. Filler cup ........................................................................... 24

Gambar 2.16. Lattice/kisi, motif, dan struktur Kristal ................................ 30

Gambar 2.17. Sel unit Bravais ................................................................. 31

xvi

Gambar 2.18. Komponen utama pada XRD ............................................ 34

Gambar 2.19. Pemantulan cahaya pada bidang kristal ........................... 37

Gambar 2.20. Interferensi konstruktif, Interferensi destruktif ................... 38

Gambar 2.21. Interferensi konstruktif, Interferensi destruktif ................... 39

Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian.….…………………...……………….41

Gambar 3.2. Seperangkat Alat XRD ........................................................ 43

Gambar 3.3. (a) Tabung XRD (b) Difractometer XRD .............................. 44

Gambar 3.4. Aluminium ........................................................................... 44

Gambar 3.5. Filler lokal ............................................................................ 45

Gambar 3.6. Filler alusol .......................................................................... 45

Gambar 3.7. Ukuran Spesimen uji ........................................................... 48

Gambar 3.8. Pemotongan spesimen standar ASME IX ........................... 48

Gambar 3.9. Pengelasan brazing variasi penambahan filler .................... 49

Gambar4.1 Grafik Hubungan Intensitas dan 2θ pada sambungan

Aluminium dan Aluminium menggunakan filler alusol

………................................................................................... 52

Gambar4.2.Grafik Hubungan Intensitas dan 2θ pada sambungan

Aluminium dan Aluminium menggunakan filler paduan

lokal………………………………………………………………..54

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Komposisi fase intermetalik diamati dalam pola XRD ............. 13

Tabel 4.1. Hasil komposisi kimia aluminium..….……………………. .. .... 51

Tabel 4.2. 2Ɵ(°) dan Intensitas (Cps).. ................................................... 53

Tabel 4.3. 2Ɵ(°) dan Intensitas (Cps).. ................................................... 55

Tabel 4.4. Komposisi Intermetalik ............................................................ 56