Pendahuluan1.docx

SENARAI KANDUNGAN PERKARA

MUKA SURAT

PENGHARGAAN

3

PENDAHULUAN

4

1. PENGENALAN

5

2. KAJIAN KIMPALAN

6

3. MENGAPA TERHASILNYA KECACATAN

7

DALAM PROSES KIMPALAN 4. JENIS-JENIS KECACATAN DALAM

8

PROSES KIMPALAN 5. BAGAIMANAKAH MENGUJI MUTU

11

KIMPALAN 6. BAGAIMANAKAH MENGELAKKAN

15

KECACATAN DALAM PROSES KIMPALAN 7. JENIS-JENIS KECACATAN DAN CARA

17

MENGATASINYA 8. KESIMPULAN

18

9. LAMPIRAN

19

10. RUJUKAN

22

2

PENDAHULUAN

Kesempurnaan kimpalan mempunyai kekuatan yang sama seperti logam induk dan boleh dihasilkan dengan mengguna pakai proses yang betul. Sambungan yang dikimpal hendaklah bebas daripada apa-apa kecacatan.

Terdapat banyak jenis kecacatan yang boleh berlaku pada kumai atau sambungan. Terdapat beberapa kecacatan yang dapat dilihat dengan mata kasar dan terdapat jugak kecacatan berada di dalam kumai yang dapat dikesan dengan proses tertentu. Jika suatu kecacatan itu berada di kawasan luaran, kecacatan tersebut hendaklah dibaiki. Jika kecacatan itu berlaku di kawasa dalaman, projek tersebut dianggap gagal.

Kecacatan pada kimpalan adalah amat berbahaya dan bakal mempunyai risiko yang tinggi di masa akan datang.

4

1. PENGENALAN Kimpalan ialah proses penyambungan kekal bagi bahan logam dan bukan logamdengan menggunakan haba atau tekanan. Terdapat lebih daripada 50 jenis proseskimpalan, contohnya kimpalan arka, kimpalan gas bahan api oksi, kimpalan rintangan,kimpalan geseran, kimpalan sejuk dan sebagainya. Proses kimpalan menyebabkan benda kerja melebur dan melakur bersama di kawasanatau permukaan sambungan. Namun, kimpalan yang dihasilkan,terutamanya yangdigunakan pada komponen boleh mendedahkan pengguna atau pekerja kepada bahayaseperti dandang, loji nuklear dan lain-lain. Oleh sebab itu, kajian kimpalan perlukan dijalankan dan ia adalah sangat pentinguntuk menjamin keselamatan manusia dan mutu hasilan.

5

2. KAJIAN KIMPALAN Kimpalan adalah satu proses pencantuman sesuatu bahan dengan bahan yang lain dengan menggunakan suatu bahan khas, contohnya logam atau termoplastik. Proses pengimpalan ini melibatkan pencairan sesuatu jenis logam tersebut untuk menjadikannya sebagai pengikat di antara sesuatu struktur dengan struktur yang lain. Teknik tekanan atau haba di gunakan untuk menghasilkan kimpalan tersebut. Sungguhpun ia sering merupakan proses pengilangan, kimpalan boleh dilakukan dipersekitaran yang berbeza, termasuk kawasan terbuka, bawah air dan di angkasalepas. Kajian kimpalan merupakan suatu kajian yang sainstifik (termasuk menguji kaedah, pengekstrakan, struktur dan sifat) yang diperlukan untuk menguji sifat atau komponen pada kimpalan untuk memastikan kimpal yang dihasilkan dapat berfungsi. Selain memastikan mutu kimpalan, kajian kimpalan juga diadakan bagi menguji punca kecacatan yang wujud pada kimpalan dan mencari penyelesaiannya.

6

3. MENGAPA TERHASILNYA KECACATAN DALAM PROSES KIMPALAN Kecacatan kimpalan mungkin berlaku dalam kebanyakkan kerja kimpalan. Kecacatandan ketidaksempurnaan terjadi disebabkan oleh factor-faktor berikut: 1. Pekerja menebuk lubang yang sepatutnya digerudi atau menggunakan punca habapenusukan

yang

kuat

ke

atas

satu

sudut

V

sempit

yang

berterusan

menyebabkanretakan di dalam lapisan akar. Ini berpunca daripada nisbah dalam kepada lebar. 2. Pekerja menggunakan proses yang tidak betul, contohnya penggunaan arus ataugas perisai yang tidak betul, penggunaan logam kimpal yang berlebihan danlain-lain. 3. Interaksi logam kimpal yang mempunyai kecacatan di dalam plat induk iaitupelapisan dan bendasing seperti fosforus, sulfur, silikat dan lain-lain yang akanmewujudkan zon yang rapuh dan lemah atau koyakan lamella. 4. Struktur perlogaman yang tidak elok dari segi saiz butiran dankekerasan.Rangkuman yang tidak diingini seperti oksida tungsten dan jermangkhususnya hidrogen kerana ia merupakan punca utama berlaku keretakan di dalamkeluli. 5. Bentuk dan saiz kimpalan yang tidak diingini kerana tambahan dan profil yangkurang memuaskan. 6. Persediaan sisi dan pemasangan yang salah menyebabkan ketakcapaian dankekurangan lakuran, keretakan dan lain-lain. 7. Penyeliaan yang lalai menghasilkan mutu kerja yang kurang memuaskan danberlaku cetusan arka sesat, tanda-tanda peralatan, potongan bawah, rangkuman hasil kemasan yang buruk, kekurangan lakuran dan penusukan dan bentuk kimpalan yang boleh mengurangkan hayat lesu dan kekurangan sambungan. 8. Rekabentuk yang tidak elok menimbulkan masalah semasa membuat kimpalandan pemeriksaan , terutamanya di penjuru yang sukar dicapai. 9. Penggunaan bahan yang mempunyai keboleh kimpalan yang tidak mulur takukjuga membawa masalah.

7

4. JENIS-JENIS KECACATAN DALAM PROSES KIMPALAN Jenis-jenis kecacatan yang lazimnya ditemui di dalam kerja-kerja kimpalan disenaraikan seperti di bawah ; a) Retak. Retak adalah salah satu daripada jenis kecacatan yang sangat serius dan merbahaya. Retak berlaku terutamanya bilamana terdapat tegasan pada kawasan kimpalan tersebut. Retak boleh berlaku secara memanjang atau melintang, di permukaan atau di dalam kimpalan pada kawasan sambungan. Lazimnya retak boleh berlaku sekiranya teknik mengimpal yang digunakan adalah tidak betul untuk sesuatu keadaan kimpalan dan bahan. Memberikan haba yang berlebihan atau sambungan yang menyejuk terlalu cepat selalunya akan cepat atau mudah akan menyebabkan terjadinya retak.

b) Keliangan (Porosity). Keliangan berlaku akibat daripada wujudnya gas-gas di dalam kawasan kimpalan. Keliangan selalunya terjadi di kawasan sambungan tidak dibersihkan dengan sempurna. Ia juga boleh berlaku apabila perlindungan yang diberikan oleh gas pelindung tidak mencukupi semasa kimpalan dilakukan.

c) Rangkuman (Inclusion) Rangkuman ialah satui jenis kecacatan yang akan menyebabkan sambungan kimpalan menjadi tidak kuat. Ianya berlaku bilamana bahan pepejal terangkum di dalam logam kimpalan. Habuk, butiran seramik atau jermang (slag) merupakan bahan-bahan bendasing yang lazimnya terangkum di dalam logam kimpalan.

8

d) Lakuran tidak cukup (Lack Of fusion) Kekuatan yang sempurna seperti semestinya pada sesuatu sambungan yang dikimpal tidak tercapai sekiranya tidak terjadi 100% pelakuran di sepanjang sambungan tersebut. Penembusan haba yang kurang menyebabkan terjadinya lakuran yang tidak cukup. Dalamnya penembusan bergantung kepada jenis sambungan . Sekiranya jenis sambungan yang digunakan tidak sesuai maka masalah lakuran yang tidak cukup ini akan timbul.

e) Makan Bawah (Under Cut) Sesuatu kimpalan dikatakan makan bawah apabila sebahagian daripada sambungan yang telah disambungkan tidak diisi sepenuhnya oleh logam pengisi. Ianya lazim berlaku kerana kawalan ke atas elektrod atau pemegang kimpalan yang tidak baik seperti menggunakan kelajuan dan sudut yang salah. Makan bawah juga boleh berlaku sekiranya haba yang dikenakan adalah terlalu tinggi untuk sesuatu keadaan kimpalan.

9

10

5. BAGAIMANAKAH MENGUJI MUTU KIMPALAN Terdapat beberapa cara menguji dan menentukan mutu bagi sesuatu sambungan kimpal. Terdapat beberapa jenis ujian dan prosedur ujian telah dipiawaikan daripada organisasi seperti American Welding Society, British Standard Institution dan lain-lain. Ujian boleh dilakukan secara musnah atau tanpa musnah.

Ujian Tanpa Musnah: 1. Pemeriksaan Pandang (Visual) 2. Ujian Zarah Magnet 3. Ujian Penyerapan Cecair 4. Ujian Ultrabunyi 5. Ujian Radiografi

Ujian Musnah: 1. Ujian Lenturan 2. Ujian Hentaman 3. Ujian Tegangan 4. Ujian Kekerasan 5. Ujian punaran

11

Beberapa contoh ujian yang dijalankan untuk mengesan kecacatan pada kimpalan: (a) Ujian Radiografi Ujian ini menggunakan punca sinaran yang dipancar kepada filem menerusi benda kerja. Sebarang keretakan atau kecacatan pada kimpalan akan kelihatan pada filem. Satu kelemahan pada teknik ini adalah apabila keretakan atau keliangan menegak dan selari dengan arah pancaran. Imej yang ditunjukkan oleh filem hanyalah keratan rentas atau garispusat lubang sedangkan panjang sebenar kecacatan tidak dapat ditunjukkan.

(b)Ujian Ultrabunyi Satu kaedah lain yang lebih baik adalah menggunakan ultrasonik. Kaedah ini menggunakan gelombang bunyi yang dipancarkan melalui benda kerja. Gelombang yang dibalikkan dikesan dalam bentuk plot isyarat gelombang. Kaedah ini adalah pantas dan peralatan yang digunakan mudahalih.

12

(c) Pemeriksaan Permukaan Pemeriksaan permukaan adalah untuk memeriksa keujudan keretakan dan kecacatan permukaan kimpalan. Terdapat dua kaedah yang digunakan iaitu ； 1. Pewarna (dye penetrant method) yang ditaburkan di atas permukaan kimpalan. Menerusi cara ini, keretakan akan dapat dilihat dengan mata kasar. 2. Serbuk magnet (magnetic particle method). Benda kerja dikenakan medan magnet dan serbuk logam atau besi ditaburkan. Pada tempat yang retak atau ujudnya keliangan, aliran serbuk magnet akan kelihatan cacat atau terputus.

(d) Ujian Penyerapan Cecair Ujian ini hanya boleh mengesan kecacatan seperti retak, keliangan dan pelakuran tidak sempurna yang terdapat dipermukaan sahaja. Permukaan yang hendak diuji tidak boleh mempunyai debu kotoran, cat, minyak dan lain-lain lapisan atau salutan. Ujian ini sesuai digunakan untuk logam ferus, ligam bukan ferus, kaca dan plastic

13

(e) Ujian Lenturan Ujian ini digunakan untuk menentukan beberapa sifat kimpal seperti kemuluran dan kekuatan ketegangan. Ujian ini dilakukan pada bahagian muka kimpal atau umbi kimpal.

(f) Ujian Tegangan Ujian ini digunakan untuk menentukan kekuatan tegangan dan kemuluran bagi sesuatu kimpal. Spesimen ujian boleh dijadikan plat atau berbentuk bulat. Ujian ini boleh dilakukan ke atas batang paip.

14

6.

BAGAIMANAKAH MENGELAKKAN KECACATAN DALAM

PROSES KIMPALAN

Secara umumnya, terdapat beberapa cara untuk mendapat hasil kimpalan yang sempurna dan baik : 1. Logam hendaklah bersih 2. Saiz muncung sumpitan hendaklah sesuai dan bersih 3. Kelajuan mengimpal hendaklah sentiasa stabil / seimbang 4. Tekanan gas oksigen dan gas asetilena mestilah betul dan seimbang 5. Jenis bahan / logam yang hendak dikimpal 6. Sudut muncung sumpitan ketika mengimpal 7. Keadaan permukaan muncung sumpitan hendaklah sentiasa bersih 8. Ketebalan logam yang hendak dikimpal 9. Jarak nyalaan pra-panas ( sumpitan ) dengan logam asas

15

7. JENIS-JENIS KECACATAN DAN CARA MENGATASINYA

a) Kurang penembusan (Lack of penetration) 1. Muka punca dan jarak punca mestilah diantara 1.5 mm – 2.0 mm 2. Sudut vee yang betul adalah diantara 60 – 70 darjah 3. Liang muncung hendaklah mengikut saiz ketebalan logam yang hendak dikimpal 4. Perjalanan mengimpal hendaklah sederhana, jangan terlalu cepat atau terlalu perlahan 5. Parak diantara muncung sumpitan dengan logam asas ialah 2 mm – 3 mm

b) Lakuran yang tidak lengkap (Lack of fusion) 1. Gunakan liang muncung sumpitan yang betul mengikut ketebalan logam yang hendak dikimpal 2. Sudut mengimpal adalah diantara 60 – 70 darjah, manakala sudut rod penambah adalah diantara 30 – 40 darjah 3. Kelajuan mengimpal mestilah sederhana , tidak terlalu cepat dan tidak terlalu lambat 4. Gunakan rod penambah yang sesuai dengan ketebalan logam yang dikimpal 5. Cairkan logam asas terlebih dahulu dan kemudian masukkan rod penambah ditengahtengah lopak kimpal ( kolah cairan )

c) Rupa permukaan yang buruk (Poor apparence) 1. Kelajuan mengimpal mestilah sederhana 2. Jarak muncung sumpitan dengan logam asas hendaklah diantara 2-3 mm 3. Laraskan nyalaan mengikut logam yang hendak dikimpal 4. Gunakan liang muncung sumpitan mengikut ketebalan logam yang hendak dikimpal 5. Bersihkan permukaan logam asas terlebih dahulu sebelum mengimpal.

16

d) Potong bawah (under cut ) 1. Sudut mengimpal yang betul adalah diantara 60 – 70 darjah 2. Sejukkan logam asas terlebih dahulu jika logam asas terlalu panas 3. Kawal nyalaan supaya kawah/anduh kimpal tidak terlalu besar dan lebar 4. Saiz liang muncung sumpitan hendaklah mengikut ketebalan logam 5. Stabilkan pergerakan mengimpal dan rod penambah。

e) Keliangan (porosity) 1. Bersihkan permukaan logam terlebih dahulu sebelum mengimpal 2. Jangan sentuh anduh kimpal semasa mengimpal. Kawal jarak antara hujung muncung sumpitan api dengan bendakerja 3. Laraskan nyalaan yang sesuai bagi setiap logam yang hendak dikimpal 4. Gunakan saiz liang sumpitan yang betul sesuai dengan ketebalan logam bagi mengelak daripada lampau panas

f) Keretakan dalam kimpal (cracks in weld) 1. Persediaan sambungan mestilah betul dari segi sudut kandungan, sudut serongan, jarak punca, muka punca dan lain-lain 2. Logam yang memerlukan pra-panas seperti besi tuangan, hendaklah di pra- panas terlebih dahulu dengan sempurna sebelum dikimpal 3. Perbaiki dahulu semua kecacatan yang terdapat pada kimpalan terdahulu sebelum mengimpalnya semula.

17

8. KESIMPULAN Teknologi Kimpalan adalah penting dalam dunia sekarang, terutamanya dalam sektor industri.

Setiap

kilang

perbuatan

berusaha

menggunakan

teknologi

baru

untuk

mempercepatkan dan membaiki proses. Oleh sebab itu, kajian kimpalan amat diperlukan untuk mencapai kejayaan dalam dunia industri. Syarikat atau kilang perlu melaksanakan program penyelidikan dan pembangunan sebab sector pemasangan telah menjadi satu aspek pembuatan yang semakin penting Oleh sebab itu, aspek rekabentuk kimpalan perlu diambil perhatian dengan mengambil kira pemilihan bahan, jenis sambungan lokasi kimpalan dan menentukan taburan. Kawalan mutu diperlukan untuk menjamin kesempurnaan kimpalan dan keselamatan pengguna. Dalam kajian kimpalan, usaha dan penyelidikan berterusan amat diperlukan untuk Negara kita menuju ke era yang baru ini. Kajian kimpalan meliputi pengetahuan mengenai rekabentuk dan fungsi kimpalan, struktur dan sifat kimpalan. Pengetahuan dan pengalaman memeriksa dan menguji kimpal yang telah buat adalah penting untuk memastikan bahawa kimpal yang dibuat itu kuat dan selamat digunakan delam suatu tempat atau suatu tempat. Ini akan mengelakkan kemalangan yang ngeri akibat kecuaian dan kelalaian pengimpal. Kesemua sambungan-sambungan kimpalan patut diuji untuk memastikan kekuatan,ketahanan dan kebocoran. Sambungan kimpalan yang telah dikimpal pada logam asas sebenarnya mempunyai lebih kekuatan daripada logam asas itu sendiri. Dalam hal ini kita patutlah mengetahui dan mencari sebab-sebab kecacatan dan cara mengatasinya

18

9. LAMPIRAN (Kecatatan kimpalan arka,punca dan cara mengatasi)

Kecatatan Kurang penusukan atau ketelusan

Punca      

Potong bawah

     

Cara mengatasi

Logam asas terlalu tebal dan jarak puncanya terlalu kecil Pegerakan arka terlalu cepat Jarak arkanya terlalu jauh dari logam asas Larasan arus ampairnya yang rendah Jarak punca yang sempit Pemilihan lektrod yang salah Permilihan sais lektrod yang salah Jarak arka yang terlalu panjang Larasan arus kimpalan terlalu tinggi Logam asas terlalu panas Sudut mengimpal yang salah Pergerakan lektrod kimpalan yang salah(perlahan)





     

Percikan(spatter)berbola-besi

 

Logam kerja terlalu kotor Arus kimpalan yang terlalu rendah atau terlalu tinggi Pemilihan lektrod yang tidak sesuai Jarak arka yang salah Berlakunya kekacauan arka Keadaan lektrod yang lembab Lektrod yang basah atau lembab Jarak arka yang 19

betul dan bersesuaian Gunakan lektrod yang

sesuai dengan ketebalan logam  Arus mestilah mengikut sais lektrod yang digunakan  

Jarak punca mestilah

betul Kelajuan mengimpal

mestilah sederhana  

Gunakan lektrod yang

sesuai Jarak arka mestilah

stabil  Arus mestilah betul dan mengikut sais lektrod 

 

Keliangan

Sudut v mestilah



 





Logam mestilah

disejukkan jika mengimpal terlalu lama Sudut mengimpal

mestilah betul Pergerakan lektrod

mestilah betul Laraskan arus ampair

dengan betul mengikut sais lektrod yagn digunakan Gunakan lektrod yang

sesuai Logam asas perlu di

bersihkan terlebih dahulu sebelum memulakan kerja Jarak arka mestilah

stabil iaitu kira-kira 2-3mm Lektrod hendaklah

dikeringkan sebelum digunakan

   

terlalu jauh Logam asas yang terlalu kotor Larasan arus yang terlalu tinggi Berlakunya kekacauan arka Pelarasan kekutupan yang salah

 







Keretakan pada kimpalan    

Keretakan permukaan Keretakan memanjang Keretakan dalam Keretakan rerambut

    



Jarak punca terlalu rapat Cepat di sejukkan Persediaan bahan kerja kimpal salah Elektrod tidak sesuai dengan logam yang di kimpal Ada kecatatan lain seperti keliangan,kurang penembusan dan lainlain Tidak cukup pra panas









     

Teknik mengimpal yang salah Pelarasan mesin yang salah Elektrod yang lembab Jarak arka yang tidak seimbang Benda kerja terlampau panas Kelajuan mengimpal 20

diantara 2-3mm Bersihkan logam asas

sebeum kerja kimpalan dijalankan Pelarasan atus

mestilah sesuai dengan lektrod yang digunakan. Gunakan kaedah

kimpal undur atau memlilitkan kabel lektrod pada behan kerja Perbetulkan

penyambungan kabel Jarak punca mestilah

betul  Todak boleh disejukkan serta merta selepas dikimpal  Persediaan mestilah betul mengikut kehendak sambungan



Rupa kumai yang buruk

Jarak arka mestilah







Penggunaan elektrod

mestilah sesuai dengan logam yang hendak dikimpal Penggunaan elektrod

mestilah sesuai dengan logam yang hendak dikimpal Perbaiki kecacatan

yang lepas sebelum mengimpal seterusnya Pra panas mestilah

cukup terutamanya bagi tuangan Gunakan teknik

mengimpal yang betul Laraskan mesin

dengan betul dan sesuaikan dengan apa yang hendak di kimpal Meggunakan lektrod

yang kering

yang tidak betul

 

Keselitan sangga/kerak

  

 

Lakuran tidak lengkap

   

Arus yang digunakan terlalu rendah Pergerakkan elektrod salah Terdapat kecacatan potong bawah pada laluan kimpalan yang terdahulu Jarak arka terlalu tinggi Adanya sangga pada aliran kimpalan Elektrod terlalu besar Arus terlalu rendah Elektrod lembab Pergerakan elektrod tidak betul



 

 

 

 

Kimpal rapuh

    

Salah penggunaan logam asas Disejukkan terlalu cepat Teknik mengimpal yang salah Penggunaan elektrod yang salah Pra-panas yang kurang





 



Herotan(distortion)   

Herutan sudut Herutan memanjang Herutan melintang

  

Ukuran sudutnya berkurangan Logam sambungan tidak sama rata Ukuran bahan kerja menjadi kurang 21



Jarak arka mestilah

stabil dan seimbang Jangan melakukan

kerja kimpalan terlalu lama Arus mestilah

disesuaikan dengan saiz elektrod Pergerakkan elektrod

mestilah betul Perbaiki kecacatan

yang lepas sebelum memulakan kimpalan yang baru Jarak arka mestilah

stabil Bersihkan sangga

sebelum memulakan kimpalan seterusnya Gunakan saiz

elektrod yang sesuai Arus lestilah

mengikut saiz elektrod yang digunakan Elektrod mestilah

kering Pergerakkan elektrod

mestilah betul Logam yang hendak

dikimpal mestilah betul dan sesuai Tidak boleh

disejukkan terlalu cepat selepas mengimpal Teknik mengimpal

mestilah betul Penggunaan elektrod

mestilah betul mengikut jenis logam yang hendak dikimpal Pra-panas mestilah

cukup Melakukan kimpal

paku  Melakukan pa-panas  Diapit atau dikepit  Skip weldingmemulakan kimpal

ditangah-tengah. Kimpalan dijalankan tidak berterusan,dilakukan sebahagian demi sebahagian  Kimpal kebelakang



Kimpal selang seli

9. RUJUKAN

1. Zainal AbidinAhmad. (1998). Proses Pembuatan Jilid II. Johor .Universiti Teknologi Malaysia. 2. Teh Ser Kok. (1989). Teknologi Kimpalan danFabrikasi Logam. Fajar Bakti. 3. Masnawi Bin Md Yusof, Mohd Noor Shah Bin Mohd & Nawawi Mohd.Jan. (2008 ). Kimpalan Gas.Kuala Lumpur. Dewan Bahasa Dan Pustaka. 4. Dahari Bin Surid, Tuan Mohamad Zaidi Bin Tuan Soh & Md. Sukri Bin Yasin.(2008). Kimpalan Arka. Kuala Lumpur. Dewan Bahasa Dan Pustaka. 5. http://en.wikipedia.org/wiki/Welding

22