Pengelasan logam tak sejenis (dissimilar metal welding) baja tahan karat dan baja karbon memiliki ranah aplikasi yang luas. Penerapannya dapat dijumpai pada industri otomotif, minyak dan gas , pesawat terbang, dan pembangkit listrik. Selain luasnya aplikasi pengelasan logam tak sejenis baja karbon dan baja tahan karat, terdapat banyak isu permasalahan yang harus dipecahkan sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut. Permasalahan tersebut meliputi segregasi makro, kegetasan, korosi galvanik, dan perbedaan karakteristik struktur mikro pada daerah weld interface. Hal tersebut secara umum disebabkan oleh perbedaan titik lebur, koefisien pemuaian, dan karakteristik sifat metalurgi. Salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan pada dissimilar metal welding adalah dengan memberi perlakuan panas yang optimal. Perlakuan panas yang dilakukan yaitu variasi preheat (nihil, 1000C, 1500C, 2500C) dan Post-Welding Heat Treatment/PWHT (nihil, 4000C, 4500C, 5200C). Tujuan Tugas Akhir ini yaitu mempelajari pengaruh variasi perlakuan panas terhadap sifat mekanik dan karakteristik struktur mikro sambungan las. Metode Tugas Akhir terdiri atas preheat (nihil, 1000C, 1500C, 2500C), kemudian dilakukan pengelasan Gas Metal Arc Welding (GMAW) baja tahan karat SS 304 dan baja karbon A53 menggunakan logam pengisi ER 308, tegangan 20 volt, dan arus DC 140 ampere berdasarkan standar ASME QW-255.1. Setelah pengelasan, dilakukan PWHT dengan variasi perlakuan nihil, 4000C, 4500C, dan 5200C. Variasi preheat dan PWHT menghasilkan 16 kombinasi perlakuan panas. Selanjutnya dilakukan pengamatan struktur makro dan struktur mikro (optikal), pengujian kekerasan (micro-Vickers), uji tarik, dan EDS. Pada Tugas Akhir ini, diperoleh kesimpulan bahwa peningkatan temperatur preheat meningkatkan risiko sensitisasi pada region HAZ stainless steel SS304 dan semakin tinggi temperatur PWHT migrasi karbon dari baja A53 menuju batas A53-weld metal meningkat yang menghasilkan variasi sifat mekanik.