Studi Eksperimen Pengaruh Tekanan Aksial Pada Direct-Drive Friction Welding Terhadap Temperatur Dan Tensile Strength Dengan Material Polimer Polypropylene

Sutoyo, Aditya Dewangga Wardhana (2018) Studi Eksperimen Pengaruh Tekanan Aksial Pada Direct-Drive Friction Welding Terhadap Temperatur Dan Tensile Strength Dengan Material Polimer Polypropylene. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2115105041-Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (7MB) | Preview

Abstract

Friction welding merupakan salah satu metode pengelasan jenis solid state welding yang mana energi mekanik dari kedua material yang bergesekan tersebut menimbulkan panas pada interface. Proses pengelasannya mengkombinasikan antara panas dan tekanan tempa sehingga kedua material akan tersambung dengan homogen. Friction welding tidak membutuhkan filler dalam pengelasannya. Fusion terjadi karena gesekan antar material itu sendiri yang mana energi mekanik dikonversi menjadi energi panas. Untuk pengelasan material polimer saat ini masih kurang diperhatikan, namun material ini mampu menggantikan peran logam untuk menghindari terjadinya kerusakan karena substansi kimia. Pengelasan ini dipengaruhi berbagai variabel diantaranya kecepatan putar, durasi gesekan, tekanan gesek, dan tekanan tempa. Penggunaan material polimer ini sering digunakan untuk industri makanan dan medis, terutama polimer polypropylene. Maka dalam penelitian ini akan mengkaji proses pengelasan friction welding terhadap polypropylene. Variasi yang digunakan dalam proses pengelasan ini untuk tekanan gesek 37,51 ; 56,26 ; dan 75,02 Kgf/cm2, kemudian dengan variabel tetap kecepatan putar 750 rpm, durasi waktu gesek 14 detik, tekanan tempa 112,53 Kgf/cm2, dan durasi tempa 5 detik. Pengambilan data dari sampel uji difokuskan pada panas yang dihasilkan karena gesekan kedua material polypropylene tersebut, selain itu juga diuji sifat mekaniknya dengan pengujian tarik dibandingkan dengan kekuatan menggunakan lem perekat. Sambungan dengan temperatur yang baik berasal dari temperatur tertinggi dimana setiap penggunaan tekanan gesek yang berbeda memberikan waktu yang berbeda-beda pula untuk mencapai temperatur yang baik. Tekanan gesek 37,51 Kgf/cm2 mencapai temperatur 134 °C pada detik ke-16, tekanan gesek 56,26 Kgf/cm2 mencapai temperatur 132 °C pada detik ke-14, dan tekanan gesek 75,02 Kgf/cm2 mencapai temperatur 148 °C pada detik ke-12. Kekuatan tarik yang optimal sebesar 41,4821 MPa dari salah satu variabel tekanan gesek sebesar 56,265 kgf/cm2 dengan temperatur interface 157 °C. Hasil kekuatan tarik dengan sambungan lem hanya menghasilkan sebesar 32,46 MPa, sehingga kekuatan tarik sambungan dengan metode friction welding lebih baik daripada sambungan lem. Distribusi temperatur pada jarak 5 mm dari interface memiliki kesesuaian antara eksperimen dan hasil analisa numerik dimana mencapai temperatur 40 °C yang merupakan temperatur transisi dari temperatur spesimen dengan temperatur pengaruh dari interface. ==================================================================================================================== Friction welding is one of the solid state welding type methods that the mechanical energy of two materials rubbing each other causes heat to the interface. The welding process combines heat and forging force that both materials will be homogeneously joint. Friction welding doesn’t require filler in welding. Fusion occurs because of the friction between the material itself that the mechanical energy is converted to heat energy. Polymer materials welding is currently underestimated, but this material is able to replace the role of metal to avoid damage due to chemical substances. This welding is influenced by various variables such as rotational speed, friction duration, friction pressure, and forging pressure. Application of this polymeric material is often used for food and medical industries, especially polypropylene polymers. So in this study will examine the process of welding friction welding against polypropylene. Variations used in this welding process for frictional pressure 37,51 ; 56,26 ; dan 75,02 Kgf/cm2, then with fixed variable 750 rpm rotational speed, friction time duration of 14 seconds, forging pressure of 112,53 Kgf/cm2, and forging duration is 5 seconds. Data collected from the test sample focused on the heat generated due to the friction of the polypropylene materials, while also tested its mechanical properties with tensile test compared to the strength of using adhesive glue. The weld with a good temperature comes from the highest temperature where each use of different friction pressure gives different times to reach a good temperature. The frictional pressure of 37,51 Kgf/cm2 reaches a temperature of 134 °C at 16 seconds, The frictional pressure of 56,26 Kgf/cm2 reaches a temperature of 132 °C at 14 seconds, and frictional pressure of 75,02 Kgf/ cm2 reaches a temperature of 148 °C at 12 seconds. The optimal tensile strength of 41,4821 MPa from one of the frictional pressure variables 56,265 kgf/cm2 with interface temperature 157 °C. The result of tensile strength with glue joints yields only 32.46 MPa, so that the tensile strength of the joint by the friction welding method is better than glue joint. Temperature distribution at a distance of 5 mm from the interface has a match between experiments and numerical analysis results which reach a temperature of 40 °C which is transition temperature of the specimen temperature with influence of interface temperature.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Additional Information: RSM 671.52 Sut s-1 3100018074741
Uncontrolled Keywords: Friction Welding; Polypropylene; Tekanan Gesek; Temperatur; Kekuatan Tarik
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: ADITYA DEWANGGA WARDHANA SUTOYO
Date Deposited: 05 Apr 2018 02:01
Last Modified: 07 Sep 2020 04:42
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/50431

Actions (login required)

View Item View Item