METALURGI KIMPALAN KIMPALAN REKABENTUK

DAN PROSES PEMILIHAN.

SPE 4602TEKNOLOGI PEMBUATAN

SHAHRIZAM BINTI SHAHARUDDINAP090271

SECTION 014 SPH

DR. AMIRMUDIN BIN UDIN

PENGENALAN

Prinsip-prinsip asas proses kimpalan yang menggunakan kimia, elektrik, haba, atau mekanikal yang bersumberkan tenaga. Ia adalah jelas bahawa pemanasan komponen yang dikimpal kepada suhu yang cukup tinggi untuk menghasilkan kimpalan melibatkan pelogaman dan perubahan fizikal penting dalam bahan-bahan.

Kualiti Kimpalan bergantung kepada banyak faktor, antaranya geometri manik/titik kimpal dan kehadiran retak, tegasan baki, Kemasukan, dan filem-filem oksida. Faktor kawalan tersebut adalah penting untuk penciptaan kimpalan dipercayai yang mempunyai sifat mekanikal yang diterima.

Soalan: Apakah 3 jenis zon sambungan tipikal kimpalan?

SAMBUNGAN KIMPALAN

Terdapat tiga zon yang berbeza boleh dikenal pasti dalam gabungan sambungan tipikal-kimpalan.

1. Logam asas

2. Zon terjejas haba

3. Weld logam

Pemejalan Logam Kimpalan

Ciri-ciri gabungan zon kimpal biasa dalam gas oxyfuel dan kimpalan arka.

Grain Structure in Shallow and Deep Welds

(a) (b)

Struktur Grain dalam (a) kimpalan yang mendalam (b) kimpal cetek. Perhatikan bahawa butiran dalam logam kimpal mengukuhkan adalah serenjang dengan permukaan logam asas. Dalam kimpalan yang baik, garis pemejalan di pusat di kimpal yang mendalam yang ditunjukkan dalam (a) mempunyai penghijrahan bijirin, yang membangun kekuatan seragam dalam kimpalan manik.

Soalan: Apakah ciri-ciri zon haba yang terjejas(Heat-Affected Zone) ?

Zon terjejas haba (HAZ) adalah dalam logam asas itu sendiri. Ia mempunyai mikrostruktur yang berbeza dari yang logam asas sebelum kimpalan, kerana ia telah tertakluk kepada suhu tinggi untuk tempoh masa semasa kimpalan. Bahagian-bahagian logam asas yang cukup jauh dari sumber haba tidak menjalani apa-apa perubahan struktur semasa kimpalan.

Sifat-sifat dan mikrostruktur yang HAZ bergantung kepada:

(1) kadar input haba dan penyejukan, dan (2) suhu yang zon ini telah ditinggikan.

Kekuatan dan kekerasan zon terjejas haba (heat-affected zone) bergantung sebahagiannya pada bagaimana kekuatan asal dan kekerasan logam asas telah dibangunkan sebelum kimpalan seperti:

(a) dengan kerja sejuk(b) dengan penyelesaian pepejal pengukuhan(c) dengan pemendakan pengerasan, atau(d) dengan pelbagai rawatan haba

Kesan kaedah ini mengukuhkan kaedah yang kompleks, dan yang paling mudah untuk menganalisis mereka dalam logam asas yang telah kerja sejuk, oleh cold rolling atau dengan memalsukan.

KakisanKakisan antara bebutir daripada tiub 310-tahan karat-keluli dikimpal selepas pendedahan kepada penyelesaian kaustik. Garis kimpalan adalah di tengah-tengah gambar. Mengimbas mikrograf elektron pada 20 X.

Source: Courtesy of BR Jack, Allegheny Ludlum Steel Corp

KUALITI KIMPALAN.Soalan: Apakah yang dimaksudkan dengan kualiti kimpalan? Bincangkan faktor-faktor yang mempengaruhinya.

Hasilnya sejarah thermal cycling dan perubahan merawat mikrostruktur, sambungan dikimpal boleh membangunkan pelbagai ketidakselanjaran. Ketidakselanjaran kimpalan juga boleh disebabkan oleh penerapan yang tidak mencukupi atau kecuaian teknologi kimpalan ditubuhkan atau oleh latihan operator substandard. Ketakselanjaran utama bahawa kesan kualiti kimpalan diterangkan di bawah.

KUALITI KIMPALAN.

Keliangan

Kemasukan sanga

Perlakuran tidak lengkap dan Penembusan.

Profil Kimpalan (Weld Profile)

Retak

Lamellar Tears

Permukaan Kerosakan

Tegasan Residual

Melegakan Tekanan daripada kimpalan

Perlakuran tidak lengkap dan Penembusan.

Manik kimpal rendah kualiti, hasil daripada gabungan lengkap. Sumber: Persatuan Kimpalan Amerika.

Profil Kimpalan (Weld Profile)

Skema contoh pelbagai kecacatan dalam kimpalan gabungan. Sumber: Persatuan Kimpalan Amerika.

Weld profile penting bukan sahaja kerana kesannya terhadap kekuatan dan rupa kimpal, tetapi juga kerana ia boleh isyarat gabungan lengkap atau kehadiran sanga kemasukan dalam kimpalan berbilang lapisan.

Retak

Jenis-jenis keretakan (di sendi dikimpal) yang disebabkan oleh tegasan haba yang berkembang semasa pemejalan dan pengecutan manik kimpal dan struktur sekitarnya. (a) Kawah retak. (b) Pelbagai jenis keretakan di punggung dan sambungan T.

Kebolehkimpalan

• Kebolehkimpalan logam biasanya ditakrifkan sebagai kapasiti boleh dikimpal ke dalam struktur tertentu yang mempunyai ciri-ciri tertentu dan ciri-ciri dan memuaskan akan memenuhi keperluan perkhidmatan. Kebolehkimpalan melibatkan sebilangan besar pembolehubah, jadi generalisasi adalah sukar. Seperti yang telah kita lihat, ciri-ciri bahan (seperti unsur mengaloi, kekotoran, kemasukan, struktur bijian, dan sejarah pemprosesan) logam asas dan pengisi adalah penting.

• Kerana kesan lebur dan pemejalan dan perubahan berbangkit mikrostruktur, pengetahuan yang menyeluruh mengenai gambarajah fasa dan tindak balas logam atau aloi kepada suhu tinggi sepanjang tempoh masa adalah penting. Juga mempengaruhi kebolehkimpalan adalah sifat-sifat mekanikal dan fizikal: keliatan kekuatan, kemuluran, kepekaan takuk, modulus elastik, haba tentu, takat lebur, pengembangan terma, ketegangan permukaan ciri-ciri logam lebur, dan rintangan kakisan.

Teknik Destructive

Dua jenis spesimen untuk ujian ketegangan ricih sendi dikimpal.

(a) Balut-sekitar kaedah ujian selekoh. (b) Tiga titik lenturan spesimen dikimpal

UJIAN SAMBUNGAN KIMPALAN

Ujian kimpalan spot.

(a) Ketegangan ujian ricih untuk kimpalan spot. (b) Ujian Cross-ketegangan. (c) ujian Twist. (d) Peel ujian;

REKABENTUK KIMPALAN DAN PEMILIHAN PROSES

Garis panduan reka bentuk untuk kimpalan. Source: JG Bralla (Ed.), Buku Panduan Rekabentuk Produk untuk Pembuatan. Hak Cipta © 1986, McGraw-Hill Penerbitan Syarikat.

Selain itu, ciri-ciri penting menerangkan setakat ini, pemilihan sambungan kimpalan dan proses kimpalan melibatkan pertimbangan berikut:

(a) Konfigurasi komponen atau struktur yang hendak dikimpal, dan ketebalan dan saiz mereka

(b) Kaedah yang digunakan untuk mengeluarkan komponen

(c) Keperluan perkhidmatan, seperti jenis beban dan tekanan yang dijana

(d) Lokasi, kemudahan dan kemudahan kimpalan(e) Kesan gangguan dan perubahan warna(f) Rupa(g) Kos yang terlibat dalam penyediaan pinggir,

kimpalan, dan pasca-pemprosesan kimpal, termasuk dari operasi pemesinan dan penamat.

Simbol Kimpalan.

Contoh Pemilihan Design Kimpalan

RUJUKANAssist. Prof. Dr. Oguzhan Yilmaz. Welding Metallurgy.ppt. Welding Technology.

D.K. Singh. Fundamentals of Manufacturing Engineering. Gopson Papers Ltd. Noida. (2008).

Larry Jeffus. Welding Principles And Applications. 6th . United States of America. (2008).

Serope Kalpakjian. Manufacturing Engineering and Technology.2th. United States of America. (1992).

Serope Kalpakjian & Steven R. Schmid. Manufacturing Engineering and Technology.4th. United States of America. (2001).

Sindo Kou. Welding Netallurgy. 2th. United States of America. University of Wisconsin.(2003)

Welding Process, Inspection And Metallurgy. 2th.

Zainal Abidin Ahmad .Proses Pembuatan. Universiti Teknologi Malaysia.Jilid 1 (1999).

http://www.everlastgenerators.com/metallurgy-in-welding.phphttp://www.britannica.com/EBchecked/topic/639223/welding

http://www.ymcaust.ac.in/mechanical/index.php?option=com_content&view=article&id=171&Itemid=57

http://www.sacsteel.org/design/ig-pdf/chap8.pdfhttp://www.sacsteel.org/design/fema267b/chap8-2.pdf