teknologi kimpalan

TEKNOLOGI KIMPALAN

PENGENALAN KEPADA TEKNOLOGI KIMPALANJENIS-JENIS KIMPALAN

KIMPALAN ARCAKIMPALAN GAS

SISTEM KAWALAN AUTOMASI

PENGENALAN

• Kimpalan ialah suatu proses sambungan antara dua logam.

• Melibatkan pecairan suatu jenis logam untuk mengikat bahan lain.

• Antara kaedah kimpalan yang dikenalpasti adalah kimpalan dengan menggunakan nyalaan api, tenaga elektrik bervoltan tinggi, sinaran laser, tembakan elektron, kimpalan geseran dan ultrabunyi.

JENIS JENIS KIMPALAN

Terdapat pelbagai jenis sambungan kimpalan yang digunakan dalam industri kimpalan. Antaranya ialah:

• Oxyfuel gas welding• Arc welding• Solid state welding• Unique process• Resistance welding

JENIS-JENIS SAMBUNGAN

• KIMPALAN PERMUKAAN• KIMPALAN KAMBI• KIMPALAN LURAH• KIMPALAN LUBANG ALUR DAN PALAM

• Kimpalan jenis ini mengandungi 1 atau lebih rangkaian yang ditimbunkan pada permukaan logam. Kimpalan permukaan logam dibuat untuk memperolehi sifat atau ukuran yang dikehendaki.

KIMPALAN PERMUKAAN

KIMPALAN KAMBI• Bentuk kimpalan kambi adalah lebih kurang

segitiga jika dilihat muka keratin lintangnya. Menyambungkan dua permukaan logam pada sudut-sudut tepat antara satu sama lain pada sambungan Tee, sambungan penjuru atau sambungan lekap.

KIMPALAN LURAH• Kimpalan lurah dibuat di dalam lurah di antara

dua keeping logam yang hendakdisambungkan. Kimpalan jenis ini sesuai digunakan untuk mengimpal sambungan temu segi, temu V tunggal dan berganda (V, U, J dan V, U, J berganda).

KIMPALAN LUBANG ATAU ALUR PALAM

• Kimpalan ini digunakan bagi menyambungkan dua keeping logam yang berlapis. Proses kimpalan dilakukan melalui lubang bulat atau lubang alur. Biasanya kimpalan ini digunakan bagi menggantikan ribet, bolt dan nat.

KIMPALAN ARKA

KEKUTUBAN ELEKTROD• Merujuk kepada pemasangan elektrod samaada ia

menjadi terminal negative atau positif.• Memberikan kesan kepada kuantiti haba masukan,

penembusan kimpalan, kebolehan aliran, leburan logam dan pemindahan logam lebr dari elektrod ke kepingan logam.

• Boleh dipilih apabila menggunakan mesin kimpal arus terus.

KEKUTUBAN LURUS

• Elektrod ialah terminal negative• Benda kerja kerja ialah terminal positif• Kekutuban lurus boleh digunakan untuk mengimpal

arka semua jenis keluli.• Suhu leburan dan kadar penghasilan kumai adalah

tinggi berbanding dengan kekutuban berbalik• Arka kurang stabil dan pemenbusan adalah cetek.

KEKUTUBAN BERBALIK

• Elektrod ialah terminal positif• Terminal negative disambung pada benda kerja• Suhu leburan dan kadar penghasilan kumai adalah

rendah rendah berbanding dengan kekutuban lurus• Menghasilkan arka yang stabil, pemindahan logam

yang lancar dan percikan logam yang sedikit serta cirri-ciri kumai yang baik.

ELEKTROD

• Rod logam guna habis yang menjadi pengalir arus elektrik ke benda kerja.

• Bahan lakur berfungsi sebagai bahan pelindung kepada leburan logam semasa proses kimpalan.

• Menjadi bahan penambah• Bahan teras elektrod serupa dengan bahan

logam yang dikimpal.

BINAAN ELEKTROD

• Bahan lakur – salutan luar teras elektrod yang diperbuat daripada bahan sepertiselulosa kalium dan selulosa natrium

• Teras – diperbuat daripada bahan logam seperti keluli berkarbon rendah, esi tuang dan logam bukan besi.

• Pemegang – bahagian pangkal elektrod yang dikapit oleh pemegang elektrod

FUNGSI SALUTAN ELEKTROD

• Menstabilkan arka• Memudahkan pengalirkan logam lebur• Agen pembersih dengan pengeluarkan bendasing

daripada dalam logam lebur• Menghasilkan lapisan gas pelindung pada leburan

logam supaya proses pengoksidaan bahan tidak berlaku

• Membentuk jermang di permukaan lagam kumai yang melindungi pengoksidaan kumai.

JENIS JENIS ELEKTROD

• ELEKTROD BERSALUT• ELEKTROD TIDAK BERSALUT

ELEKTROD BERSALUT

• berbentuk rod bulat dengan diameter teras 1/16 – 3/16 inci

• bersalut dengan lapisan bahan lakur• panjang elektrod 9-18 inci

ELEKTROD TIDAK BERSALUT

• berbentuk seperti dawai bergulung• digunakan untuk kimpalan gas arka• dawai elektrod dibekalkan dengan

menggunakan system suap dawai (wire feed)

KELAS ELEKTROD

• Elektrod keluli berkarbon sederhana• Elektrod keluli berkarbon tinggi• Elektrod keluli aloi• Elektrod besi tuang• Elektrod logam bukan besi

PROSES KERJA KIMPALAN ARKA

a) Memulakan dan memberhentikan arka• Kaedah mengetuk:• Ketuk hujung elektrod pada permukaan benda kerja

dan kemudian naikkan sedikit kedudukan elektrod ke atas.

SAMBUNGAN

Kaedah menggores:• Gores hujung elektrod pada benda kerja

seperti menggores mancis api. Setelah arka terjadi, angkatkan sedikit kedudukan elektrod dari permukaan benda kerja.

Cara mematikan arka:• Jarakkan dan pusingkan sedikit elektrod dari

permukaan benda kerja

b) Membentuk kumai pada plat rata• Langkah memperoleh kumai kimpalan:• Pilih arus elektrik yang sesuai (antara 75-125MPa

untuk elektrod E6010 berdiameter 1/8 inci).• Letak logam asas di atas meja kimpalan dan pasang

plat bumi.• Kedudukan logam dan elektrod bersudut tepat dan

concong 70-80 menghala kearah pengimpal 70-80. Darjah

• Pastikan jarak hujung elektrod dari permukaan arka tetap sepanjang waktu mengimpal

• Lebar kumai tidak melebihi dua kali ganda diameter elektrod

• Kedudukan mengimpal mendatar biasa dilakukan kerana lebih mudah dan cepat

• Kedudukan mengimpal atas boleh menyebabkan logam lebur melendut dan jatuh

• Mulakan mengimpal 15mm dari hujung kumai sebelumnya, kemudian menyambung proses kimpalan berpatah balik untuk meneruskan kimpalan.

KECACATAN KIMPALAN

Kecacatan kimpalan arka adalah seperti berikut:

Kurang penembusan• Arus dan saiz elektrod tidak sesuai• Jarak hujung elektrod terlalu jauh• Pergerakan elektrod terlalu cepat

Jermang terselit• Banyak lapisan kumai• Jarak elektrod terlalu jauh• Pergerakan elektrod terlalu cepat

Makan bawah(undercut)• Arus elektrod terlalu tinggi• Elektrod tidak sesuai• Pergerakan elektrod terlalu lambat

Liang (voids)• Permukaan bahagian sambungan tidak dibersihkan• Jarak elektrod terlalu jauh daripada benda kerja• Keadaan elektrod lembab

• Percikan• Arus elektrik terlalu tinggi• Jarak terlalu jauh dari benda kerja• Arka lembab

Kumai bertindih• Arus elektrik rendah• Lurah antara sambungan plat sempit dan rapat• Saiz elektrod terlalu beasr• Pergerakan elektrod terlalu cepat

Herotan• Haba terlalu tinggi• Benda kerja besar tidak dikapit• Benda kerja terlalu nipis• Tidak melakukan kimpal paku

KESELAMATAN KIMPALAN ARKA• Pastikan anda tahu dan faham cara menggunakan

peralatan kimpalan arka• Gunakan kelengkapan perlindungan diri• Pastikan plat bumi telah dipasang sebelum

memulakan kerja mengimpal• Pastikan benda kerja telah sejuk sebelum memeriksa

kimpalan• Kelaskan tempat kerja dan peralatan mengimpal

selepas menggunakannya.

KIMPALAN GAS• Kimpalan gas ialah suatu proses

penyambungan kekal yang menggunakan haba hasil daripada pembakaran campuran gas oksigen dan asetilena.

PERALATAN KIMPALAN

• Silinder gas oksigen dan asetilina• Alatur gas oksigen dan asetilina• Hos oksigen dan asetilina

• Sumpitan api• Muncung sumpitan

SILINDER GAS

• Ia diperbuat daripada keluli bermutu tinggi ata tidak berkelim dan diuji kekuatan tekanan Udara 3360psi.. Ia juga diperlengkapi dengan injap pengumpar tekanan tinggi.

ALATUR GAS• Ia merupakan alat kawalan pengaliran gas

yang keuar dari selinder atau paip manifold. Alat ini berfungsi menentukan tekanan isipadu gas yang diperlukan bagi sesuatu proses kimpalan. Regulator menerima gas pada tekanan tinggi dan mengurangkan tekakanan untuk tekanan kerja yang boleh dikawal.

Hos gas

• Digunakan untuk mengalirkan gas oksigen dari silinder oksigen dan asetelina ke sumpitan api. Diperbuat dari polimer bertetulang. Hos oksigen bewarna hitam atau biru manakala hos gas asetilena bewarna merah.

Sumpitan api• Muncung sumpitan.Diperbuat daripada

tembaga. Mempunyai pelbagai bentuk dan saiz liang.Saiz liang dikelaskan mengikut system nombor dari 1 – 7. Liang bersaiz kecil untuk logam nipis dan liang besar untuk logam tebal.

LANGKAH KIMPALAN GAS• Langkah-langkah kerja semasa proses

mengimpal gas adalah seperti berikut:• Sediakan sambungan yang hendak dikimpal.• Bahagian yang hendak disambung perlu

dibersihkan dengan mencanai atau mengikir.• Laraskan api oksi-asetilena• Buka injap pada silinder gas oksigendan gas

asetilena sebanyak ¼ hingga ¾ pusingan

SAMBUNGAN

• Buka skru pelaras pada alatur tekanan dan laraskan tekanan kerja gas kepada nilai yang sesuai.

• Buka injap kawal gas asetilena pada sumpitan api perlahan-lahan dan nyalakan api dengan menggunakan pencucuh bunha api. Dapatkan nyalaan yang sesuai dengan melaraskan injap kawal gas oksigen dan gas asetilena.

SAMBUNGAN

• Lakukan kerja mengimpal• Panaskan bahagian yang akan dikimpal 5-

10mm di sebelah dalam sambungan sehingga kelihatan kemerah-merahan.

• Panaskan sedikit hujung ros pemanbah dan cecahkan kedalam lakur.

• Leburkan logam asas dan rod penambah untuk menghasilkan sambungan kimpal.

LANGKAH KESELAMATAN KIMPALAN GAS

• Gas bertekanan tinggi tidak boleh digunakan terus daripada selinder tanpa alat pelaras pengurangan tekanan. (Pressure Reducing Regulator)

• Awas! Minyak atau gris akan menjadi sangat mudah terbakar atau meletup dengan kehadiran oksigen

• Sentiasa pastikan alat pelaras bebas dari minyak atau gris.

• Jangan rosakkan “relief valve” atau alihkannya daripada alat pelaras

SAMBUNGAN• Pastikan selinder sentiasa berada didalam keadaan

tegak dan terkawal• Jangan hentam, jatuhkan atau kenakan api pada

mana-mana injap di selinder.• Sentiasa pastikan tudung keselamatan untuk injap

berada pada kedudukannya semasa selinder dipindahkan atau distorkan

• Jangan berdiri di hadapan atau di belakang alat pelaras semasa membuka injap selinder;

SAMBUNGAN• Sentiasa buka injap selinder dengan perlahan

dan cermat• Sentiasa adakan ujian kebocoran pada sistem

sebelum muncung (torch) dinyalakan.

SISTEM KAWALAN AUTOMASI

• Sistem kimpalan automasi sering digunakan dalam skala besar pengeluaran yang mementingkan produktiviti.

• Kimpalan automasi digunakan secara meluas dalam operasi pengeluaran industry pembuatan kereta, kapal, motosikal dan sebagainya.

• Robot kimpalan diprogramkan untuk mengimpal bahagian logam sekali gus menyendalikan bahan secara automatic tanpa bantuan manusia.

SAMBUNGAN

SAMBUNGAN

• Robot kimpalan arka telah mula berkembang cepat hanya baru-baru ini, dan sudah ia menguasai kira-kira 20% permohonan robot perindustrian.

• Komponen utama robot kimpalan arka adalah manipulator atau unit mekanikal dan pengawal, yang bertindak sebagai "otak" robot.

SAMBUNGAN• Manipulator adalah apa yang membuat robot

itu bergerak, dan reka bentuk sistem ini boleh dikategorikan kepada beberapa jenis biasa, seperti robot SCARA dan robot koordinat Cartesan, yang menggunakan sistem koordinat yang berbeza untuk mengarahkan tangan mesin.

• Robot boleh mengimpal kedudukan pra-diprogramkan, dipandu oleh mesin, atau oleh gabungan kedua-dua kaedah.

CONTOH ROBOT KIMPALAN

TAMAT