PENERAPAN METODE TAGUCHI UNTUK PROSES OPTIMISASI TERHADAP DAYA TAHAN SPOT WELDING OLEH : NOVI RAMADHANNY 3333 071253

PENDAHULUAN Penelitian dilakukan untuk mengetahui dampak dan optimalisasi parameter dari daya tahan proses pengelasan dengan menggunakan metode taguchi. Aturan parameter pengelasan ditentukan dengan menggunakan desain eksperimen metode Taguchi. Tingkat pentingnya parameter pengelasan pada kekuatan daya regang ditentukan dengan menggunakan analisis varians (ANOVA). Selain itu, juga menggunakan signal-to-noise (S/N) ratio. Penelitian ini dilakukan untuk menegaskan bahwa validitas menggunakan metode Taguchi dapat meningkatkan kinerja pengelasan dan optimalisasi dalam proses pengelasan.

LATAR BELAKANG Resistance spot welding (RSW) memiliki tempat yang penting di bidang manufaktur dan paling banyak digunakan untuk proses pengelasan di mana permukaan faying bergabung dalam satu atau lebih tempat. Jumlah panas dihasilkan adalah fungsi dari arus, waktu, dan perlawanan antara workpieces. Sangat diharapkan untuk memiliki suhu maksimum pada antarmuka dari bagian-bagian yang akan bergabung. Hal ini dapat dicapai dengan mengendalikan bidang kontak, bahan elektroda dan dimensi, serta tekanan dan kualitas permukaan workpieces. Panas diperoleh pada akhir pengelasan juga dapat meningkatkan suhu dari kedua elektroda dan workpieces. Panas yang terpengaruh zona (Haz) harus sekecil mungkin dalam memenuhi syarat mengelas yang baik. Di sisi lain, panas yang berlebihan di elektroda mengurangi kapasitas hidup elektroda dan memperburuk kualitas yang dilas. Oleh karena itu, Elektroda didinginkan melalui sirkulasi air melalui saluran terbuka di dalamnya. Penelitian telah menunjukkan bahwa suhu air yang baik dan laju aliran elektroda mempengaruhi kualitas las. Selain itu, tekanan dan waktu penting untuk kualitas dan elektroda las.

Kekakuan dan kekuatan bagian lembaran logam sangat dipengaruhi oleh parameter pengelasan dan lokasi tempat pengelasan. Oleh karena itu, sangat penting untuk memilih parameter proses pengelasan untuk mendapatkan kekuatan las yang optimal. Rincian analisis dibuat untuk membangun hubungan antara parameter pengelasan, kekuatan las, kualitas las, dan produktivitas untuk memilih parameter pengelasan yang mengarah ke proses yang optimal. Dalam hal ini, penggunaan metode Taguchi untuk menentukan parameter proses pengelasan dengan optimal. Hal ini karena metode Taguchi adalah aplikasi sistematis desain dan analisis eksperimen untuk tujuan merancang dan meningkatkan kualitas produk pada tahap desain. Dalam beberapa tahun terakhir, metode Taguchi telah menjadi alat yang ampuh untuk meningkatkan produktivitas selama penelitian dan pengembangan sehingga produk-produk berkualitas tinggi dapat diproduksi dengan cepat dan dengan biaya rendah.

Gambar Resistance spot welding process

Metode Taguchi Untuk Optmalisasi Parameter-Parameter Proses Optimalisasi parameter proses merupakan langkah kunci dalam metode Taguchi untuk mencapai kualitas tinggi tanpa biaya yang tinggi. Hal ini karena optimalisasi parameter proses dapat meningkatkan kualitas dan proses yang optimal. Parameter yang diperoleh dari metode Taguchi adalah tidak peka terhadap variasi kondisi lingkungan dan lain-lain. Sebuah keuntungan dari metode Taguchi adalah menekankan nilai karakteristik dalam rata-rata kinerja mendekati nilai sasaran daripada nilai dalam batas-batas spesifikasi tertentu, sehingga meningkatkan kualitas produk. Selain itu Metode Taguchi untuk desain eksperimental sangat mudah untuk diterapkan ke berbagai rekayasa situasi. Sedangkan, kerugian utama dari metode Taguchi adalah hasil yang diperoleh hanya relatif dan tidak tepat menunjukkan apakah parameter ini memiliki pengaruh pada nilai karakteristik kinerja. Selain itu, metode ini tidak boleh digunakan dengan semua hubungan antara semua variabel. Sejumlah besar eksperimen harus dilakukan ketika jumlah parameter proses meningkat. Tingkat optimal dari parameter proses adalah tingkat tertinggi dengan S / N rasio. Selanjutnya, analisis statistik varians (ANOVA) dilakukan untuk melihat mana parameter proses yang signifikan secara statistik. Kombinasi yang optimal dari parameter proses tersebut dapat diprediksi. Akhirnya, sebuah konfirmasi percobaan dilakukan untuk memverifikasi parameter proses yang optimal diperoleh dari parameter proses desain.  

Experimental Details Baja karbon rendah secara luas digunakan untuk desain gambar pada badan mobil bagian dalam, bagian-bagian sepeda motor, dan aplikasi domestik. Komposisi kimia (persen berat), dan sifat mekanik dari bahan benda kerja diberikan dalam Tabel 1.

Dalam penelitian ini, tembaga ini digunakan sebagai bahan elektroda dan terus konstan selama percobaan. Bentuk dan dimensi yang sesuai dari elektroda yang digunakan dalam karya ini diperlihatkan pada Gambar berikut ini.

OPTIMAL SELEKSI PADA PARAMETER PROSES Pada bagian ini, penggunaan metode Taguchi untuk menentukan parameter proses dalam pengelasan titik dari 1010 lembaran baja SAE dilaporkan langkah demi langkah. Percobaan Array orthogonal Dalam penelitian ini, ada empat tingkat parameter proses, yaitu gaya elektroda, arus las, diameter elektroda,dan waktu pengelasan.

Dalam sistem manufaktur yang kompleks dan proses non-linear, interaksi efek dari parameter proses menjadi signifikan. Derajat kebebasan untuk ortogonal array seharusnya lebih besar atau setidaknya sama dengan parameter proses. Dalam studi ini, sebuah L18(34) ortogonal array yang memiliki 17 derajat kebebasan yang digunakan.

Experimental Results for the Tensile Shear Strength

Overall Loss Function and S / N rasio Rumus dari Overall Loss Function dapat dinyatakan sebagai : Di mana n adalah jumlah tes, yi adalah nilai eksperimental dari karakteristik kualitas dan L j adalah Overall Loss Function, serta η j adalah S / N rasio.

S / N rasio untuk setiap tingkat parameter proses pengelasan diringkas dalam tabel berikut ini :

Total mean dari S / N rasio-18 eksperimen juga dihitung dan tercantum dalam Tabel berikut ini :

Gambar grafik berikut ini menunjukkan S / N rasio grafik di mana garis putus-putus adalah nilai rata-rata total S / N rasio. Pada dasarnya, semakin besar S / N rasio, semakin baik kualitas karakteristik untuk kekuatan spot welding.

Analisis Varians (ANOVA)

Konfirmasi Pengujian Tujuan percobaan konfirmasi adalah untuk memvalidasi kesimpulan yang diambil selama tahap analisis. Langkah terakhir adalah untuk meramalkan dan memverifikasi perbaikan karakteristik kinerja. Di mana η m adalah rata-rata total S / N rasio, η i adalah mean dari S / N rasio pada tingkat optimal, dan n adalah jumlah utama parameter pengelasan yang secara signifikan mempengaruhi kinerja. Diperoleh hasil sebagai berikut :

KESIMPULAN Tingkat pentingnya parameter pengelasan pada kekuatan spot welding terhadap 1010 lembar baja SAE ditentukan dengan menggunakan ANOVA. Didasarkan pada metode ANOVA, parameter yang sangat efektif pada kekuatan spot welding yaitu sebagai arus las dan gaya elektroda, sedangkan faktor diameter elektroda dan waktu pengelasan kurang efektif. Hasilnya menunjukkan bahwa arus las sekitar dua kali lebih penting daripada faktor kedua (gaya elektroda) untuk mengendalikan kekuatan spot Welding. Parameter optimal untuk kekuatan spot welding maksimum diperoleh dengan menggunakan analisis sinyal-to-noise (S / N) ratio. Konfirmasi pengujian menunjukkan bahwa ada kemungkin untuk meningkatkan kekuatan spot welding secara signifikan dengan menggunakan teknik statistik yang diusulkan. Hasil penelitian mengkonfirmasi validitas dengan menggunakan metode Taguchi pengelasan dapat meningkatkan kinerja dan optimalisasi parameter pengelasan terhadap resistansi tempat operasi pengelasan.

TERIMA KASIH