FINITE ELEMENT METHOD (FEM) SIMULATION ON ROTARY FRICTION WELDING AL ALLOY 6061 T6 AND CARBON STEEL AISI 1018
Rotary friction welding (RFW) merupakan salah satu metode pengelasan yang belum banyak digunakan namun metode ini memliki kelebihan salah satunnya dapat menyambung dua material yang berbeda jenis dengan kualitas tingkat penyambungan yang baik dengan biaya yang rendah (ekonomis). Prinsip pengelasan gesek yakni cara melakukan gesekan terhadap dua material yang akan disambung dengan diberikan tekanan dan salah satunya berputar secara rotasi dengan posisi stationer sehingga material tersambung. Namun dalam praktiknya seringkali terjadi kegagalan penyambungan. Material belum bisa berdifusi dengan sempurna karena karakteristik properti mekanik material berbeda. Berdasarkan permasalahan tersebut peneliti tertarik untuk melakukan simulasi Rotary friction welding berbasis metode elemen hingga untuk memprediksi hasil sambungan las yang ideal dengan kombinasi variasi parameter tertentu sehingga lebih efektif dari segi waktu dan biaya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kecepatan pengelasan (RPM), Tekanan Gesek Aksial, Tekanan Tempa dan Waktu Pengelasan yang ideal pada pengelasan gesek rotari untuk dapat menyambungkan Aluminium paduan dengan carbon steel
Metode penelitian yang digunakan simulasi numerik berbasis komputasi Finite Element Method FEM. Untuk memperoleh pemecahan pendekatan dari suatu persamaan diferensial parsial (Partial Differential Equation). Bertujuan untuk mempermudah peneliti dalam mendapatkan parameter-parameter pengelasan gesek yang ideal berbasis simulasi. Dengan variasi 3 level parameter yakni tekanan gesek aksial. Tekanan tempa dan kecepatan putar, menggunakan software Finite Element Method (FEM) CAE dengan bentuk element meshing hexahedron 8-node C3D8. Output simulasi berupa visualisasi contour tegangan-regangan, distribusi temperatur dan displacement upset. Kombinasi parameter simulasi disusun dengan metode taguchi, analisis data secara statistik inferensial dengan menampilkan visualsasi kontur, grafik dan tabel kemudian dianalisis dengan varian Two-Way ANOVA menggunakan software Minitab 20 lalu dipilih paramater yang kontribusi signifikan dengan melihat parameter kemudian dilakukan proses validasi secara simulasi pengujian tarik, hasil tersebut dibandingkan dengan property mekanik material, dihitung nilai margin nya dan direkomendasikan sebagai paramater pengelasan experimental.
Rotary friction welding (RFW) is a welding method that has not been widely used, but this method has advantages, one of which is that it can connect two different types of materials with good quality and low cost (economical). The principle of friction welding is how to do friction against two materials to be joined by applying pressure and one of them rotates in a rotational manner with a stationary position so that the materials are connected. However, in practice, connection failures often occur. Material can not diffuse perfectly because the characteristics of the mechanical properties of materials are different. Based on these problems, the researchers are interested in conducting simulations of Rotary friction welding based on the finite element method to predict the ideal weld joint result with a combination of certain parameter variations so that it is more effective in terms of time and cost. The purpose of this study was to determine the ideal welding speed (RPM), Axial Friction Pressure, Forging Pressure and Welding Time in rotary friction welding to be able to connect Aluminum alloys with carbon steel
The research method used numerical simulation based on computational Finite Element Method FEM. To obtain the approximation of a partial differential equation (Partial Differential Equation). Aims to make it easier for researchers to get the ideal friction welding parameters based on simulation. With a variation of 3 levels of parameters, namely axial friction pressure. Forging pressure and rotational speed, using the Finite Element Method (FEM) CAE software with an meshing 8-node C3D8 hexahedron outputs simulation contour stress-strain displacement upset. The combination of simulation parameters was compiled using the Taguchi method, statistically inferential data analysis by displaying contour visuals, graphs and tables then analyzed with Two-Way ANOVA using Minitab 20 software then selected parameters that contributed significantly by looking at the parameters then carried out the validation process by simulation of tensile testing, the results were compared with the properties mechanical margin were calculated and recommended as experimental welding parameters.
Through the results of this study, the recommendation for ideal friction welding parameters on Rotary Friction Welding Aluminum alloy 6061-T6 with carbon steel AISI 1018 namely in simulation 9 with a rotational speed of 1800 RPM, Axial Friction Pressure of 3.5 Mpa and Forging Pressure of 4 Mpa producing a strength value. highest tensile strength is 353.9 MPa and the margin of increase (MoI) 14.16% of the value of the tensile strength properties of AL6061.