Pengaruh Kecepatan Putar Tool dan Sudut Shoulder Sambungan Friction Stir Spot Welding pada Bahan Polypropylene

Abstract

Penyambungan bahan thermoplastic polypropilen dengan teknik Friction stir spot welding (FSSW) telah banyak dilakukan. Walaupun kekuatannya sudah mencukupi, masih dihasilkan keyhole dan bekas shoulder yang cukup besar karena penggunaan ukuran soulder dan pin besar. Penelitian ini menginvestigasi sambungan polypropilen dengan teknik FSSW menggunakan shoulder dan pin lebih kecil pada geometri shoulder yang berbeda. Penelitian di awali dengan pemotongan lembaran polypropylene dengan panjang 150mm, lebar 30mm dan tebal 5mm. Sambungan tumpang sesuai dengan standar EN 12814-2 digunakan dalam penyambungan ini. Proses penyambungan dilakukan pada kecepatan putar 985, 1660, 2350 rpm dengan dua jenis tool (shoulder angle 0o dan 5o). Sambungan diamati struktur makro, kekerasan dan kapastas beban tariknya. Hasil penelitian menunjukan bahwa semua sambungan memiliki kegagalan getas. Seiring bertambahnya sudut shoulder dan kecepatan putar tool, ukuran nugget dan welding zone meningkat, sehingga meningkatkan kapasitas beban tari mencapai 2116 N. Geometri tool 2 berpotensi untuk dapat diaplikasikan dalam sambungan FSSW.

The joining of thermoplastic polypropylene material using the Friction stir spot welding (FSSW) technique has been developed. Although the strength is sufficient, it still produces a large keyhole and shoulder marks due to the use of a large shoulder and pin size. This research investigates polypropylene joint with the FSSW technique using smaller shoulders and pins on different shoulder geometries. The research began by cutting of polypropylene sheets into 150 mm long and 30 mm wide and 5 mm thick. Specimens according to EN 12814-2 were used in this welding joint. The welding process is carried out at rotational speeds of 985, 1660, 2350 rpm with two types of tools (shoulder angle of 0o and 5o). The welding joint was then observed for macrostructure, hardness, and tensile load-bearing capacity. The results showed that all welding joints had a brittle failure. The increasing of the shoulder angle and the rotational speed increase the nugget size and welding zone thickness resulting in a higher tensile load-bearing capacity which reaches up to 2116 N. The tool with the geometric being used has the potential to be applied in the FSSW joint.