SPL 2012 SPL 2012 Kimpalan ArkaKimpalan Arka

PengenalanPengenalan

• Proses penyambungan dalam Proses penyambungan dalam kimpalan arka dilakukan dengan cara kimpalan arka dilakukan dengan cara menimbunkan logam yang lebur dari menimbunkan logam yang lebur dari hujung elektrod pada bahagian hujung elektrod pada bahagian sambungan bersama-sama logam sambungan bersama-sama logam lebur daripada bahagian yang perlu lebur daripada bahagian yang perlu disambungkan.disambungkan.

• Timbunan tersebut akan membeku Timbunan tersebut akan membeku bagi menghasilkan satu sambungan bagi menghasilkan satu sambungan yang elok dan ratayang elok dan rata

Alatan Kimpalan ArkaAlatan Kimpalan Arka

• Mesin PengimpalMesin Pengimpal

• Pemegang elektrod dan elektrodPemegang elektrod dan elektrod

• Kabel kimpalanKabel kimpalan

• Plat bumiPlat bumi

• Alat pembersihAlat pembersih

• Alat keselamatanAlat keselamatan

Mesin PengimpalMesin Pengimpal

• Direkabentuk khas untuk Direkabentuk khas untuk membekalkan arus (ampere) yang membekalkan arus (ampere) yang sesuai dan cukup kuat bagi satu-satu sesuai dan cukup kuat bagi satu-satu kerja kimpalankerja kimpalan

• Terdapat dua jenis mesin:Terdapat dua jenis mesin:– Mesin kimpalan Arus Terus (DC)Mesin kimpalan Arus Terus (DC)– Mesin kimpalan Arus Ulang Alik (AC)Mesin kimpalan Arus Ulang Alik (AC)

Mesin kimpal A.T (DC)Mesin kimpal A.T (DC)

• Dua kaedah bagi mendapatkan arus Dua kaedah bagi mendapatkan arus terus:terus:– Set penjana (generator)Set penjana (generator)

•Mesin yang mengeluarkan elektrik arus terusMesin yang mengeluarkan elektrik arus terus

•Bekalan kuasa diperolehi dpd enjin petrol, enjin Bekalan kuasa diperolehi dpd enjin petrol, enjin diesel dsbdiesel dsb

– Set penerus (rectifier)Set penerus (rectifier)•Alat yang hanya membenarkan pengaliran arus Alat yang hanya membenarkan pengaliran arus

sehala.sehala.

•Menukarkan arus ulang alik kepada sehala.Menukarkan arus ulang alik kepada sehala.

Mesin Kimpalan A.U (AC)Mesin Kimpalan A.U (AC)

• Bekalan arus ulang alik diperolehi Bekalan arus ulang alik diperolehi daripada pengubah perendah daripada pengubah perendah (transformer)(transformer)

• Bekalan elektrik utama diturunkan oleh Bekalan elektrik utama diturunkan oleh alat pengubah (dpd 230-250 V kepada alat pengubah (dpd 230-250 V kepada kurang dpd 100 V)kurang dpd 100 V)

• Pengubah mempunyai pengatur kawalan Pengubah mempunyai pengatur kawalan arus yang membolehkan nilai arus sesuai arus yang membolehkan nilai arus sesuai dipilih – berdasarkan saiz elektrod.dipilih – berdasarkan saiz elektrod.

Faktor Pemilihan Mesin Faktor Pemilihan Mesin Kimpalan Pengubah Kimpalan Pengubah

(Transformer)(Transformer)• KelebihanKelebihan

– MurahMurah– Efisien –boleh digunakan disebarang Efisien –boleh digunakan disebarang

tempattempat– Tidak bisingTidak bising– Penyelenggaraan mudahPenyelenggaraan mudah– Tidak berlaku hembusan arkaTidak berlaku hembusan arka– Rekabentuk yang mudahRekabentuk yang mudah– Boleh guna pada kebanyakan elektrodBoleh guna pada kebanyakan elektrod

• KekuranganKekurangan– Perlu kepada masukan arus ulang alikPerlu kepada masukan arus ulang alik– Tidak boleh pilih kekutuban (polarity)Tidak boleh pilih kekutuban (polarity)

Mesin kimpal Jenis Mesin kimpal Jenis TransformerTransformer

Faktor Pemilihan Mesin Faktor Pemilihan Mesin Kimpalan Penerus (Rektifier)Kimpalan Penerus (Rektifier)

• KelebihanKelebihan– MurahMurah– EfisienEfisien– Tidak bisingTidak bising– Penyenggaraan kurangPenyenggaraan kurang– Tiada fenomena hembusan arkaTiada fenomena hembusan arka– Rekabentuk mudahRekabentuk mudah– Output A.U dan A.TOutput A.U dan A.T– Guna pada semua jenis elektrodGuna pada semua jenis elektrod– Hasilkan kimpalan licin (sesuai utk Hasilkan kimpalan licin (sesuai utk

kepingan nipis)kepingan nipis)

• KekuranganKekurangan– Perlukan A.U sebagai inputPerlukan A.U sebagai input– Kurang efisien berbanding transformerKurang efisien berbanding transformer– Tidak portableTidak portable– Kos lebih berbanding transformerKos lebih berbanding transformer

Faktor Pemilihan Mesin Faktor Pemilihan Mesin Kimpalan Penjana (Generator)Kimpalan Penjana (Generator)

• KelebihanKelebihan– PortablePortable– Boleh menggunakan semua jenis elektrodBoleh menggunakan semua jenis elektrod

• KekuranganKekurangan– Sangat mahalSangat mahal– Kos penyenggaran tinggiKos penyenggaran tinggi– Menghasilkan hembusan arka(hembusan arka Menghasilkan hembusan arka(hembusan arka

magnet @ pesongan)magnet @ pesongan)– BisingBising

Pemegang ElektrodPemegang Elektrod

• Pemegang elektrod digunakan untuk Pemegang elektrod digunakan untuk memegang elektrod semasa memegang elektrod semasa membuat kerja kimpalanmembuat kerja kimpalan

• Pemegang haruslah ringan, tidak Pemegang haruslah ringan, tidak cepat panas, dan keseluruhan cepat panas, dan keseluruhan bahagiannya mestilah disalut dengan bahagiannya mestilah disalut dengan penebat yang baik untuk penebat yang baik untuk mengelakkan kejutan elektrikmengelakkan kejutan elektrik

Rajah Skematik Pemegang Rajah Skematik Pemegang ElektrodElektrod

ElektrodElektrod• Elektrod ialah dawai logam yang Elektrod ialah dawai logam yang

mempunyai kandungan yang sama mempunyai kandungan yang sama dengan bahan yang dikimpal.dengan bahan yang dikimpal.

• Apabila arus daripada mesin pengimpal Apabila arus daripada mesin pengimpal mengalir kepada elektrod, arka akan mengalir kepada elektrod, arka akan terjadi di antara hujung elektrod dan terjadi di antara hujung elektrod dan logam yang dikimpallogam yang dikimpal

• Arka menghasilkan haba yang tinggi iaitu Arka menghasilkan haba yang tinggi iaitu lebih kurang 5000 C dan ini menyebabkan lebih kurang 5000 C dan ini menyebabkan elektrod dan logam itu leburelektrod dan logam itu lebur

Gambarajah Skematik Gambarajah Skematik ElektrodElektrod

• Jenis-jenis elektrod:Jenis-jenis elektrod:– Elektrod keluli sederhanaElektrod keluli sederhana– elektrod berkarbon tinggielektrod berkarbon tinggi– Elektrod keluli aloi khasElektrod keluli aloi khas– Elektrod besi tuangElektrod besi tuang– Elektrod logam bukan besiElektrod logam bukan besi

• Elektrod biasanya disalut tebal dengan Elektrod biasanya disalut tebal dengan bahan-bahan seperti selulosa kalium, bahan-bahan seperti selulosa kalium, selulosa natrium dan bahan-bahan lain. Ia selulosa natrium dan bahan-bahan lain. Ia bertindak seperti bahan lakur, sebagai bertindak seperti bahan lakur, sebagai agen pengoksidaan dan juga sebagi agen pengoksidaan dan juga sebagi pembersihpembersih

• Kandungan selulosa yang tinggi yang Kandungan selulosa yang tinggi yang terdapat pada elektrod terdapat pada elektrod membolehkannya membakar dengan membolehkannya membakar dengan cepat.cepat.

• Kandungan titanium menyenangkan Kandungan titanium menyenangkan kerja mengimpal serta menghasilkan kerja mengimpal serta menghasilkan kumai yang tebal.kumai yang tebal.

Kabel KimpalanKabel Kimpalan

• Arus melalui kabel ini semasa proses Arus melalui kabel ini semasa proses pengimpalan dijalankanpengimpalan dijalankan

• Kabel yang terlalu panjang boleh Kabel yang terlalu panjang boleh menyebabkan kehilangan arus ke menyebabkan kehilangan arus ke paras terendah.paras terendah.

Plat BumiPlat Bumi• Untuk menyambungkan dawai bumi Untuk menyambungkan dawai bumi

kepadabahan asas atau meja kerjakepadabahan asas atau meja kerja

Alat PembersihAlat Pembersih

Alat KeselamatanAlat Keselamatan

Proses Kimpalan ArkaProses Kimpalan Arka

•Tiga faktor penting dalam Tiga faktor penting dalam menentukan kestabilan arka:menentukan kestabilan arka:– Jarak arkaJarak arka– Voltan arkaVoltan arka– Arus kimpalanArus kimpalan

Jarak ArkaJarak Arka

• Iaitu jarak di antara hujung arka Iaitu jarak di antara hujung arka dengan logam yang dikimpal dengan logam yang dikimpal (menentukan haba yang dihasilkan (menentukan haba yang dihasilkan semasa proses kimpalan)semasa proses kimpalan)

• Jarak arka yang panjang mengurangkan Jarak arka yang panjang mengurangkan penembusan (Penetration)penembusan (Penetration)

• Jarak arka yang terlalu pendek boleh Jarak arka yang terlalu pendek boleh menyebabkan elektrod melekat pada menyebabkan elektrod melekat pada logam asas.logam asas.

Kebaikan Jarak Arka PendekKebaikan Jarak Arka Pendek

• Penusukan maksimumPenusukan maksimum

• Kekuatan sambungan maksimumKekuatan sambungan maksimum

• Kemuluran yang maksimumKemuluran yang maksimum

• Logam kumai lebih panjang pada Logam kumai lebih panjang pada bahagian sambunganbahagian sambungan

• Kurang kelianganKurang keliangan

• Tindihan kumai kurangTindihan kumai kurang

Keburukan Jarak Arka Keburukan Jarak Arka PanjangPanjang• Penusukan minimumPenusukan minimum

• Tindihan kumai berlebihanTindihan kumai berlebihan

• Kekuatan sambungan minimumKekuatan sambungan minimum

• Kemuluran minimumKemuluran minimum

• Banyak kelianganBanyak keliangan

• Logam kumai pendekLogam kumai pendek

• Pembaziran elektrodPembaziran elektrod

• Percikan bunga api yang berlebihanPercikan bunga api yang berlebihan

Voltan ArkaVoltan Arka

• Voltan yang diukur semasa arka Voltan yang diukur semasa arka kimpalan terhasil.kimpalan terhasil.

• Ianya bergantung kepada salut, Ianya bergantung kepada salut, garispusat elektrod dan jenis dawai garispusat elektrod dan jenis dawai elektrodelektrod

Arus KimpalanArus Kimpalan

•Arus boleh dipilih supaya Arus boleh dipilih supaya sesuai dengan pergerakan sesuai dengan pergerakan elektrod dan juga jenis elektrod dan juga jenis kimpalan yang dikehendakikimpalan yang dikehendaki

Jenis Penyambungan Kimpalan Jenis Penyambungan Kimpalan ArkaArka

Jenis Kedudukan MengimpalJenis Kedudukan Mengimpal

Faktor-Faktor Menghasilkan Faktor-Faktor Menghasilkan Kimpalan Arka Yang BaikKimpalan Arka Yang Baik

• Saiz dan jenis elektrod yang sesuai Saiz dan jenis elektrod yang sesuai dengan ketebalan logam dan jenis logam dengan ketebalan logam dan jenis logam asas.asas.

• Kedudukan logam asas yang sesuai untuk Kedudukan logam asas yang sesuai untuk dikimpaldikimpal

• Pelarasan arus kimpal yang sesuai untuk Pelarasan arus kimpal yang sesuai untuk sesuatu jenis elektrodsesuatu jenis elektrod

• Kecondongan sudut elektrod yang betulKecondongan sudut elektrod yang betul

• Permukaan logam asas yang dikimpal Permukaan logam asas yang dikimpal mestiliah bersihmestiliah bersih