KERJA LOGAM Unit 44UnitOBJEKTIF AMMengetahui fakta khusus berkenaan dengan kerja-kerja logam dan kegunaanna dalam!embinaan"KERJA LOGAMOBJEKTIF KHUSUS#i akhir unit ini anda da!at $% Menerangkan jenis-jenis dan kegunaan logam besi"& Menerangkan jenis-jenis dan kegunaan logam bukan besi"' Menatakan (ara-(ara !embinaan struktur keluli) bentuk) keratan rangka) (ara !enomboran)(ara !emasangan dan !enambungan"4 Menatakan langkah-langkah keselamatan semasa kerja dilakukan" INPUT 44.0 KERJA LOGAM#alam !embinaan bangunan dan !erabut) barang-barang logam memainkan !eranan ang!enting" *arang-barang ini digunakan untuk tujuan ang tertentu se!erti mengikatbahagian-bahagian binaan) menggantung !intu atau tingka!) menutu! !intu atau tingka!dan lain-lain lagi" Logam-logam ini di antara bahan binaan ang !aling banak digunakankerana bahan ini senang di!erolehi) mem!unai kekuatan ang tinggi) lasak dan senangdikerjakan"4.1 LOGAM BESILogam-logambesi ini terdiri dari!adabesi tem!a) besi tuangdanbesi +aja,keluli-adalah di antara bahan-bahan kejuruteraan ang !aling banak digunakan dalam industribinaan" .ara mengeluarkan besi dari!ada bijihna dengan membakar dalam a!i" Arangbatu telah ditemui se(ara tidak sengaja lebih kurang !ada tahun %4// sebelum masihi"A!abila besi tem!a telah dihasilkan) ia di!anaskan lagi dengan bahan berkarbon" #enganitu akan menghasilkan suatu bahan ang lebih kuat dan keras iaitu keluli" 0ada 1amandahulu ia digunakan untuk membuat !edang" #alam tahun %2&3) besi +aja gulung telahdibuat dantahun%23') roddanbar digulung!uladihasilkan" Untukmengilangbesituang) suhuangtinggi di!erlukandanini hana da!at dilakukansetelahmenukar*essemer di(i!ta dalam tahun %344" #alam !roses !engeluaran besi dan keluli) bijih besiang utama digunakan ialah hematit ,5e&O'-) teta!i magnetit ,5e&O4-) 6iderit ,5e.O'- danLimonit ,5e&O'7n8&O- ada juga digunakan"6ulfur) fosforus) silika dan tanah liat adalah bendasing-bendasing utama ang mungkinterda!at di dalam bijih-bijih ini" Oleh kerana bijih ang mustahak ini +ujud dalam bentukoksida) maka!rosesmenda!atkanbesi hendaklahmeru!akansatu!rosesangda!atmengurangkan atau mengasingkan oksigen" 8asil keluaran ang terjadi dari!ada!embakaran bijih besi dengan karbon dinamakan besi jongkong"4.1.1 Besi Jongkong (Pig Iron)Mengandungi 9': besi tulen) '-4: karbon) bahan tambahan lain se!erti silika)belerang,sulfur-) fosforusdanmangan" ;atidakbolehdigunakanuntuktujuankejuruteraan kerana ia sebenarna bahan utama untuk membuat besi tuang) besitem!a dan keluli" ;a (air !ada suhu &4'4/. dan mendidih !ada suhu &24//." *esitulen di!erolehi dari!ada bijih besi se!erti lodestone ,magnelite-) humalite)limolite) siderite) meteorites" *esi jongkong dan ser!ihan besi di!erlukan untuk $*ahan asas untuk membuat besi tem!a) besi tuang dan keluli"O2 M?@m& ,%/)/// lb@in&- hingga lebih dari!ada 43' M?@m&,2/)/// lb@in&- dan modular !utusna ialah lebih kurang dua kali kekuatanteganganna" 0ertambahan kadar !enejukan akan memba+a dua akibat" 0ertama)mengurangkan jumlah grafit bebas dan kedua mengurangkan sai1 hablurna" Jikabesi tuang (air disejukkan dengan (e!at) kesemua karbonna akan tertahan atautertinggal dalam besi sebagai simetit ang keras dan ra!uh" 8asilna besi tuangitu menjadi amat kuat teta!i ra!uh" Oleh kerana tidak ada grafit didalamna) besi ini mem!unai +arna ang (erahdan dinamakan besi tuang !utih" *esi kokol ialah sejenis besi tuang angdisejukkan dengan (e!at se(ara menalutkan sebahagian dari!ada a(uannadengan logam" Jenis ini banak digunakan untuk membuat roda gerabak kereta!ikerana sifatna ang tahan haus" Oleh kerana besi tuang boleh dibentuk denganmudahdengana(uan) makabentuk-bentukbesi tuangkelabubolehdihasilkandenganlebihmudahdari!adabentuk-bentukkeluli) teta!i disebabkankekuatantegangan ang rendah dan sifatna ang ra!uh besi ini hana sesuai digunakanuntuk membina struktur ang mengalami tegasan tegangan ang rendah dan tidakmenanggungbebandinamik" *esi tuangkelabudigunakandenganmeluasnauntuk rangka dan alas mesin) !ai!) a(uan ,(asing- dan tem!at bagi alat!en(etakan) ke!ala selinder) roda danalat !enge(a!mata +ang" *esi kokoldigunakan untuk !ermukaan tahan haus se!erti roda kereta!i dan bajak"4.1.3. Besi Tempa (wrough iron)6elain dari!ada besi tem!a ang dihasilkan terda!at juga jenis besi tulin ang lainang dikilangkan untuk kegunaan tertentu" *esi tem!a boleh dikenali atau da!atdibe1akan kerana !adana masih terda!at sangga) terutamana ferus silikat angtidakdi buangkeluar semuana" 0enggulunganbesi tem!aakanmemberikansifat-sifat arah kerana serat-serat halusna akan selari dengan arah !enggulungan"O!erasi ini juga akan mengurangkan sai1 ira sangga dan meningkatkan kemuluranserta kekerasanna" Ketum!atan besi tem!a ialah 2>9/ kg@m' dan kekuatan mam!atan maksimumnaialah antara &/2 M?@m& hingga &2> M?@m&" Kekuatan ri(ih maksimumna ialahlebih kurang &2> M?@m&" *esi tem!a mudah dikim!al kerana sifat kesenangankerjana ang tinggi" Oleh itu besi ini banak digunakan untuk kerja hiasan besi)ia juga banak digunakan untuk membuat !ai!) !lat dandang dan tiub) ke!inganlogam dan bahagian-bahagian kereta dan gerabak kerana sifatna tahan karat"4.1.4. Besi Lembut*esi lembut ialahbahanangla1imdigunakanuntukbinaankerjakeluli" ;adikeluarkan mengikut gred kekuatan asas se!erti gred 4') gred 4/ dan gred 44"Kekuatan gred 4') 4/ dan 44 menunjukkan kekuatan tegangan muktamadminimum4'/?@mm&)) 4//?@mm&dan44/?@mm&" 6ifat besi lembut ang!enting diketahui ialah kekuatan tegasan tegangan) keanjalan) kemuluran)rintangan hakisan) tahan kebakaran dan !eng(ua(aan"4.1.. Jenis!"enis #an kegunaan paip besi berga$%ani 0ai!jenisinidi!erbuat dari!adabesidengan(aradituangbesi(airkedalama(uan !asir atau dituang tegak se(ara (entrifugal" 0ai! ang dibuat (ara !ertamaini di!anggil !ai! besi tuang dan (ara kedua di!anggil !ai! besi s!un" 0ai! inidi!erolehi dalamtigajenis kelas iaitu*) .dan#dan!ai!jenis ini bolehdi!erolehi dalam sai1 / hingga 43A" 0anjang !ai! boleh di!erolehi 9 kaki) %& kakidan %3 kaki" 0ai! ini disalut dengan (at bituminous di luar dan dalamna"4.2 LOGAM BUKAN BESIUmumna jika dibandingkan logam besi) logam-logam bukan besi lebih mudah bertukarsifat-sifat kejuruteraana" A!abila dikenakan!engerjaanmekanikteta!i tidakbegituter!engaruholehtindakanhabadantidakmudahberkarat" Logamjenisinidigunakanuntukbinaanstruktur atauuntukmembuat bahan-bahanangbersifat ringan) mudahmengalirkan elektrik) tahan karat serta bahan-bahan ang takat daa tahan dan moduluskeanjalanna boleh diterima"4.2.1. TembagaBembaga boleh +ujud dalam keadaan bebas ,dikenali sebagai tembaga asli- ataubentuk oksida atau sulfida" #i antara bijih tembaga ang !enting ang digunakanuntuk !engeluaran logam tembaga ialah ku!rik ,.u&O-) ku!rum gans ,.u&6- danku!rum!irit ,.u5e6&-" 0roses angdigunakanuntukmenghasilkantembagadari!ada bijihna ialah bergantung ke!ada jenis bijih tersebut" 6e(ara umumna!rosesangterlibat ialah!embasuhandan!engisaranbijihberkenaan) diikutidengan !anggangan) !enurunan dan !embersihan" #alam !asaran tembaga bolehdida!ati dalam lima bentuk iaitu $Bembaga elektolitik C tembaga ini mem!unai sifat !engaliran haba dan elektrik angbaik dan senang dikerjakan"Bembaga fosfor C tembaga ini mengandungi /"//>:hingga /"/4:fosforos" 6ifar!engaliranna kurang baik teta!i tembaga ini lebih kuat"Bembaga argentum C tembaga ini mengandungi sedikit argentum dan sesuai digunakanuntuk membuat alat-alat elektrik"Bembaga !engaliran tinggi bekas oksigen"Bembaga arsenik -tembaga ini mengandungi 44: arsenik" Bembaga banak digunakan untuk membuat alat elektrik dan da+ai untuk!engaliranelektrik" Logamini banakdigunakandalam!erusahanjenteradanuntuk membuat la!isan kulit dalam kerja-kerja binaan kerana sifatna ang tahankarat" ;ajugadigunakanuntukmembuat s!ring) tolokdanalat-alat lainangmenerima beban ang berulang-ulang"4.2.2. &$uminiumAluminium ialah sejenis logam ang memang banak terda!at di dunia" Logamini mengandungi lebih kurang 2"34: !ati tanah teta!i bijih !erdaganganna hanabauksit iaitusejenis aluminahidrat berferus angmengandungi sebanak>/alumina ,Al&O'-"6ifat-sifat utama logam aluminiumialah renggang kuat) tahan karat danmeru!akan!engalirelektrikangbaik" Dalaubagaimana!un) logamini mudahdirosakkan oleh tindakan asid hidraulik dan alkali-alkali kuat teta!i tahanterhada!asidnitrit kuat" 8am!irse!aruhdari!adabekalan!asaranaluminiumdihasilkan sebagai logam tulen"#alam bentuk keratan gulung) tiub) ke!ingan) bar dan da+ai" Manakala se!aruhlagi dalambentukaloi-aloi ringan" Logamaluminiumdalambentukdigulung)ditarik dan ditekan banak digunakan dalam semua bidang kejurutreraan dimanabahan ang ringan) (uku! kuat dan tahan karat boleh digunakan sebaik-baikna"Aloi-aloialuminiummemainkan!erananang!entingdalam!embinaanka!alterbang moden) badan-badan lori) gerabak) da+ai !engaliran elektrik) ata!bangunan dan !erkakas-!erkakas memasang !eralatan rumah"4.2.3'ink*ijih1inkang!alingmustahakialahsfalerit ,En6-iaitusejenissulfida1ink"Eink juga boleh +ujud sebagai 1ink karbonat dan 1ink oksida" 0ada suhu biasa,suhu bilik- 1ink adalah ra!uh teta!i !ada suhu %//o. dan %4/o. logam ini (uku!mudah ditem!a untuk digulung menjadi ke!ingan ni!is dan (uku! mulur untukditarik menjadi da+ai" Kekuatan tegangan 1ink berubah-ubah dari!ada &2"4?@mm&hingga 44 ?@mm&dan boleh dili!at gandakan melalui !roses!enggulungan atau !enarikan"Logam ini tahan karat dalam udara lembab disebabkan !embentukan suatu la!isan1ink karbonat asas ang !adat dan melindungi logam diba+ahna" Logam 1inkbanak digunakan untuk mengalFani" #i antara kegunaan-kegunaanna ang lainadalah untuk membuat la!isan !elindung bateri dan untuk !enghasilan aloi 1ink"Aloi-aloi1inkangbiasaialahloangiaitusejenisaloi tembaga-1ink) mangangangsa ang mengandungi >/: tembaga) '3: 1ink) %: timah dan /"4: mangandengan kekuatan tegangan sebesar 4&/ ?@mm&dan kekuatan mam!atan sebesar%/'4 ?@mm&" Eink digunakan untuk membuat !am) inja! dan injin ka!al laut danjenis-jenis aloi ang lain bersifat tahan karat untuk tujuan umum"4.2.4 (angsa (bron)e);a meru!akan sebatian timah dengan tembaga ang turut ditambah denganbebera!a logam lain untuk mengukuhkan sifatna" Bimah bertindak meneguhkansifat logam su!aa ia lebih kuat) tahan lasak dan tahan karat" Kegunaan gangsaadalah se!erti berikut$Dang silingLo(eng8asil kerja seni se!erti ar(a dan ukiran"Kom!onen enjin"Rod) bar dan sesalur"Gangsa juga terbahagi ke!ada bebera!a jenis iaitu $0hos!horbron1eCmenjadikangangsalebihkuat) tahangeseran) bermututinggi danmudah dibentuk"Lead bron1e C dijadikan bahagian mesin terutamana GbearingH"?i(kel bron1e C dijadikan bahagian mesin se!erti gear dan Gme(hinenar bearingH"6ili(one bron1e C dijadikan !am) bahagian-bahagian ka!al dan kom!onen elektrik"4.2. *uasa (brass);a meru!akan (am!uran emasdan!erak angturut ditambahdengan bebera!alogamlainbagi mem!erkukuhkanlagisifatna";aber+arna kuning keemasan"*iasana ia disadur !ada tombol dan juga tem!at !enangkut baju !adabangunan-bangunan me+ah atau rumah-rumah me+ah"4.3 PEMBINAAN STRUKTUR KELULI (STEELCONSTRUCTION)Keluli juga dikenali sebagai besi +aja iaitu sejenis besi ang mudah ditem!a dan mulur"Kandungankarbonnaialahantara/"%&:hingga%"3:" 0engeluarankeluli dari!adajongkongmelibatkan!embuanganbendasingdengansebanakmungkin) melaraskankandungan karbon dan men(am!urkan unsur-unsur !an(alogam untuk mengubahsifatna" *agi keluaran Gkeluli muatanH ang berkarbon sedikit dengan banakna) !roses GhearthHterbukabiasanadigunakan"Dalaubagaimana!un!roses#u!leksdan*essemerbolehjuga digunakan" Untuk !engeluaran ang sedikit bagi memenuhi ke!erluan khusus se!ertikeluli karbon banak !roses GhearthH terbuka) !ensimenan) !elaburan atau relau elektrikboleh digunakan"4.3.1 Bent! "#n Ke$#t#n R#n%!# Ke&&' *entuk dan keratan rangka keluli adalah se!erti rasuk semesta ,uniFersal beam-)tiang semesta ,uniFersal (olumn- dan sesalur ,(hannel- se!erti rajah 4"%" ;adigunakan untuk rasuk) alang) kasau) gulung-gulung dan !engikat" Untuk strukturkeratan keluli ang lain sesiku sama dan tidak sama ,eIual and uneIual angel-digunakanuntukbra(ingmembers) kasau) gulung-gulung) rembat danbelebas"*agistruktur B !ula,stru(ture Bees-digunakanbagirasuk!engikatdankuda-kuda" Manakala bulatan) segiem!at sama dan segiem!at te!at berongga digunakanuntuk rangka bangunan) gulung-gulung) latti(e girders dan lain-lain" Keratan gabungan ,(om!ound se(tion- adalah se!erti berikut ,Rajah 4"%-$Mengukuhkan keluli keratan tergelek sebagai rasuk semesta dengan men(antumkannase(ara kim!alan dengan ke!ingan !lat"Menggabungkan dengan keratan tergelek untuk girder (rane di mana dua gabungan kelulimemba+a beban dari arah bertentangan"Menggabungkan rasuk dengan tiang atau sesamana dengan sesalur atau!un sesiku untukmenghasilkan satu ikatan struktur ang kuat"*uilt u! se(tion iaitu membentuk keratan rasuk) tiang atau!un segiem!at lom!angdengan menggabungkan se(ara kim!alan bagi membolehkanna menanggung bebanang besar dan tinggi"Rajah 4.1: Bentuk dan Keratan Rangka KeluliSumber :Binaan Bangunan( Hafidzah Ahmad Abbas) 1!"Keratan rangka keluli ang lain se!erti keratan tergelek sejuk ,(old rolled se(tion-terdiri dari!ada keratan berbentuk E) sigma) dan . ,rajah 4"&-"Rajah 4.#: Keratangabungan Sumber :Binaan Bangunan( Hafidzah Ahmad Abbas) 1!"4.3.2 C#$# Pen()*($#n +'+te)#t'!.ara !enomboran sistematik ini !erlu di lakukan kerana $memudahkan kerja !emasanganmengelakkan terjadina kekeliruan ketika !emasanganmemendekkan masa !emasangan4.3.3 C#$# ,e)#+#n%#n "#n ,en-#)*n%#n.ara !emasangan dan !enambungan untuk kerja-kerja logam boleh dijalankandengan (ara-(ara se!erti berikut $a- *olt dan nat0enambungan ini boleh dilakukan sebagai sambungan sementara bagi anggotastruktur keluli" ;a terdiri dari!ada bolt dan nat serta sesendal) di mana sesendalbertujuanuntukmenahandaaanglebih" Lubanguntukbolt dibuat denganmenggunakan mesin gerudi" Lubang ang ditebuk itu mestilah lebih besardari!ada ukuran garis !usat luar bebenang) iaitu lebih kurang /"4mm"#alam !enambungan ini) dua jenis bolt digunakan) iaitu $bolt keluli lembutbolt tegangan tinggi*olt keluli lembut digunakanuntukbinaanangtidakterlalubesar dantidakmustahak serta !embinaan ang tidak menerima beban ang besar"*olt tegangan tinggi digunakan untuk mana-mana binaan keluli sebagai !engganti!asak kerana kerja mengetatkan bolt ini sangat mudah ,Rajah 4"'-Rajah 4.$: %&nt&h B&lt dan 'emasangan Sumber :Binaan Bangunan( Hafidzah Ahmad Abbas) 1!"b- RiFet #i!erbuat dari!ada keluli lembut dan terda!at dua jenis iaitu $berbentuk kubahke!ala benamRiFet !erlu diganti a!abila dida!ati bentukna tidak te!at) !aksi riFet tidak lurusdan ke!ala retak ,rajah 4"4-"Rajah 4.4: %&nt&h ri(et dan )emasangan Sumber :Binaan Bangunan( Hafidzah Ahmad Abbas) 1!"(- Kim!alan arka dan gas ,ar( and gas +elding-Kim!alan untuk binaan keluli hendaklah dibuat oleh tukang kim!al ang mahir"Kim!alandigunakanuntuk!enambungandi antarastruktur keluli" Kim!alanboleh dibuat dalam dua (ara) iaitu kim!alan arka dan kim!alan gas" #alam kim!alan arka) arka terjadi antara dua elektrod atau rod kim!alan denganatautan!alogam!enambah,fillerrod-" .aranaialahdenganmen(airkanrodkim!alan dengan arka ang dihasilkan dari!ada tenaga elektrik dan melekatkanlogam!enambah !ada bahagian ang hendak dikim!al" 6uhuna di antara&4//J.C'4//J. dan Foltan arka antara %4=-&4=" Kim!alan arka lebih (e!at danmemberi !enembusan ang lebih dalam" Kim!alan arka lebih sesuai untukke!ingan ang tebal dan boleh digunakan di kedua-dua !ermukaan" #alam kim!alan gas) nalaan a!i gas dari oksiasetilena digunakan untuk kelulisederhana" #engan hidrogen atomik) suhuna meningkat ke 4///J." Untukmenambung !lumbum,lead-) kim!alan gas suhu rendah di!erlukan) iaitumenggunakanoksidahidrogen" Kim!alanini memerlukantukangangmahir"0eralatanuntukkim!alanmurahdanmudahalih" Kim!alangasamat bergunauntuk !enambungan ke!ingan keluli ni!is) !lat dan untuk keratan logam bukanbesi"Rajah 4.*: +enis,jenis kim)alJenis-jenis kim!alan ialah $kim!al muka tum!u ,butt +eld-kim!al kambi ,fillet +eld-Kelebihan menggunakan sambungan kim!alan $sambungan ini kelihatan lebih kemas dan elokmemudahkan !enelenggaraan kerana tidak berkaratmudah dan (e!at dalam kerja-kerja !enambungan!emba1iran keluli da!at dikurangkansambungan ini ringan dan seterusna mengurangkan beban binaan"