KIMPALAN GAS

Kimpalan gas

Kimpalan gas didefinasikan sebagai satu proses penyambungan logam dengan kaedahmemanaskan kedua-dua bahagian logam yang hendak disambung sehingga cair dan bercantummenjadi satu. Pada awal kurun kedua puluh manusia telah mengetahui cara menyambung logamdengan memanaskan dua batang logam hingga merah menyala dan seterusnya impak yang kuatdikenakan ke atas kedua-duanya sehinggalah kedua-duanya bercantum menjadi satu. Proses inidipanggil sebagai kimpalan tempa. Kaedah ini telah diperbaiki dari masa kesemasa seiringdengan perkembangan teknologi sehinggalah kaedah terkini kimpalan gas telah dapat kita semuagunakan sekarang ini.

Kimpalan Gas adalah satu cabang daripada kerja kimpalan yang telah lama diamalkan dalam bidang industri terutamanya dalam bidang fabrikasi logam. Ini adalah kerana kimpalan gasadalah didapati amat sesuai untuk kepingan logam-logam yang nipis. Contoh bidang kerja yangmelibatkan proses kimpalan gas ialah kerja membaik pulih badan kenderaan serta kerja-kerjafabrikasi logam yang melibatkan kepingan logam nipis

Terdapat dua jenis kimpalan gas iaitu:

1.Kimpalan gas tekanan rendah.

 2.Kimpalan gas tekanan tinggi.

Kimpalan tekanan rendah menerima bekalan gas asetilina dari janakuasa gas asetilina yangmempunyai tekanan kurang dari 1.0psi atau 1.0Bar.

Manakala kimpalan gas tekanan tinggimenerima bekalan gas dari janakuasa gas asetilina yang mempunyai tekanan dari 1-15psi atau 1-15Bar.Kegunaan kimpalan gas dalam industri.Dalam bidang perindustrian kimpalan gas banyak digunakan dalam kerja fabrikasi logam yangmelibatkan kepingan logam yang ketebalannya melebihi daripada 1.0mm sehingga 3.0mm.Contohnya, dalam kerja-kerja membaikpulih badan kenderaan yang melibatkan kerja-kerja ketuk mengetuk dan menampal bahagian-bahagian badan kenderaan yang rosak. Dua jenis gas yang biasa digunakan dalam kerja kimpalan gas adalah oksigen(O ) dan asetilina (C H ). Campurankedua-dua gas menghasilkan haba yang paling tinggi berbanding gas-gas bahan api yang lainnya.Suhunya boleh mencapai sehingga 3316 celcius

Gas OksigenGas oksigen tidak mempunyai warna , rasa dan bau. Ia juga merupakan sejenis gas yang dapatmembantu dalam proses pembakaran dan juga merupakan gas aktif yang boleh bertindakbalas keatas logam yang menyebabkan pengoksidanan berlaku ke atas logam berkenaan. Contohnya, pengkaratan ke

 atas keluli.Gas oksigen boleh dihasil melalui beberapa kaedah, iaitu:

1.Kaedah penyulingan udara (pemeringkatan udara)

2.Kaedah elektrolisis

Seterus tekanan akan akan di kurangkan sedikit demi sedikit dimana oksigen dalam bentuk cair akan bertukar menjadi gas lalu ditabungkan. Begitulah bagi gas-gas yang lainnya akan bertukar menjadi gas apabila tekanan dikurangkan dan ditabungkan untuk kegunaan yang lain.

Kaedah penyulingan udara adalah satu kaedah yang dilakukan secara komersial. Ianya dilakukan melalui proses pengasingan oksigen daripada udara yang dipanggil proses penyulingan udara cair yangtermampat pada ketekanan 206 bar (3000psi) iaitu pada suhu 160 celcius.Kaedah elektrolisis adalah satu proses penghasilan gas oksigen yang diperolehi melalui aruselektrik di dalam air. Proses ini sangat mahal dan tidak ekonomi untuk dikomersialkan. Gasoksigen akan disimpan dalam silinder keluli yang berwarna hitam dan lebih tinggi daripadasilinder asetilina. Ianya tidak bersambung dan berupaya menahan tekanan setinggi 3360 psi.Kerja-kerja kimpalan ini boleh mendatangkan kecederaan kepada pengimpal sekiranya kerjakimpalan tidak dilakukan dengan berhati-hati. Kecederaan ini boleh dielakkan jika pengimpalmemakai pakaian yang sesuai seperti pelindung mata, muka, kasut dan jaket khas.

Mengimpaldibilik yang tidak ada pengudaraan yang cukup tidak digalakkan. Pengimpal hendaklahmemastika semua kabel dan penyambungan terutamanya pemegang elektrod ada penebat yang baik. Terdapat dua jenis pelindung muka iaitu pelindung muka jenis tangan dan pelindung muka jenis kepala

PERALATAN KESELAMATAN

          

 PELINDUNGMUKA                 

Terdapat dua jenis pelindung muka iaitu pelindung muka jenis tangan dan pelindungmuka jenis kepala.

Pelindung muka diguna untuk melindungi mata dan muka pengimpal dari terkena percikan arka.

Pelindung muka juga melindungi pengimpal dari pancaran ultra voilet yang bolehmembahayakan mata.

KASUT KESELAMATAN

Gunakan kasut yang bertutup dan bergetah untuk mengelakan daripada licin.

Untuk mengelakan terkena percikan api di kaki dan melecur 

Kasut keselamatan digunakan untuk melindungi bahagian kaki yang diperbuat daripadagetah pada bahagian tapaknya dan diperkukuhkan dengan logam.

Ia digunakan untuk melindungi kaki daripada hazard panas, hazard berat, bertekanan dantajam serta melindungi pekerja daripada tergelincir

SARUNG TANGAN

Melindungi bahagian tangan daripada terkena benda panas dan melecur.

Ia digunakan untuk melindungi daripada hazard haba, haba kering dan api

 

APRON

 Untuk melindungi bahagian badan daripada haba panas dan mencegah kulit daripadaterbakar.

 Diperbuat daripada bulu kambing, kulit, fabric getah, neoprene dan plastik, fabrik beralas plumbum dan          fabrik  kapas berkait.

GOGEL

Mengelakkan percikan api daripada terkena mata.

Melindungi pengimpal dari pancaran ultra voilet yang boleh membahayakan mata.

 

AMALAN KESELAMATAN DAN PERATURAN

i.Pemakaian dan penampilan diri yang sesuai

ii. -Peka dan patuh pada arahan

iii.Laksanakan setiap aktiviti amali mengikut prosedur dan dibawah pemerhatian pakar                    iv.Pastikan keselamatan diri dan rakan-rakan diutamakan

MESIN KIMPALAN

                                            

9.0 KIMPALAN ARKA

9.1 Mesin Kimpalan Arka
Mesin kimpalan arka adalah merupakan sebuah alatubah perendah iaitu ia mngubah dari voltan tinggi kepada voltan rendah tetapi menghasilkan arus yang tinggi untuk menerbitkan arka bagi kegunaan mengimpal. Dilengkapi dengan kabel pemegang elektrod dan juga kabel bumi ke meja kerja.

9.2 Fungsi Alat Pengubah

Alat pengubah adalah komponen yang terdapat pada sebuah mesin kimpalan arka yang berfungsi untuk mengurangkan voltan dan meninggikan arus bagi menerbitkan arka untuk tujuan kerja mengimpal. Alat ubah ini dikenali sebagai alatubah perendah.

9.3 Komponen-komponen asas dalam sesebuah mesin kimpalan arka adalah 
terdiri daripada:

- Alatubah
- Kebel bumi
- Kebel elektrod
- Pemegang Elektrod
- Bekalan kuasa


9.4 Jenis-jenis mesin kimpalan arka

Terdapat lima jenis mesin kimpalan arka. Iaitu:

- Jenis ‘rectifier (DC)
- Jenis alatubah (AC)
- Jenis kombinasi AC/DC
- Jenis pacuan enjin. (petrol atau disel)
- Jenis pacuan motor elektrik.(janakuasa)

9.4.1 Jenis ‘rectifier’(DC)

Mesin kimpalan arka jenis ‘rectifier’ (penerus) digunakan kerana ianya mempunyai dua pilihan aliran arus, iaitu arus terus kekutuban berbalik dan arus terus kekutuban lurus.

Punca positif disambungkan kepada elektrod maka ianya adalah kekutuban berbalik. Punca negatif disambungkan kepada elektrod maka ia adalah kekutuban lurus. Semua jenis kerja mengimpal bagi kebanyakan logam adalah amat sesuai dengan mesin jenis ini. Bagi kerja-kerja pembinaan dan penyelengaraan mesin jenis ini adalah pilihan yang tepat.

Kelemahan: 
- Menghasilkan ‘semburan arka’ (arc blow)
- Arka tidak begitu stabil berbanding jenis janakuasa
- Tiada pilihan untuk ciri-ciri arka.

9.4.2 Jenis arus ulangalik.

Mesin kimpalan arus ulangalik (AC) digunakan adalah kerana ianya menghasilkan arka yang lebih stabil dan tiada berlaku ‘semburan arka’ (arc blow) dengan penembusan yang sederhana dan senyap.

Kelemahan:
- Mengimpal ke atas logam tertentu dan penggunaan yang terhad.
- Tidak semua elektrod boleh digunakan.
- Mampu beroperasi pada ampiar yang tinggi.

9.4.3 Jenis gabungan/kombinasi AC/DC.

Mesin jenis ini boleh menggunakan kedua-kedua jenis arus. Ianya perlu apabila mengimpal logam tertentu dengan arus yang tertentu. Mempunyai penggunaan yang meluas. Boleh digunakan ke atas banyak jenis keluli dan kedudukan mengimpal.

Kelemahan:
- Kos yang agak tinggi
- Berlaku ‘semburan arka’ pada sesetengah sambungan

Contoh 9.1

Apakah alat yang menukarkan arus ulangalik kepada arus terus dalam mesin kimpalan arus terus?

Penyelesaian:

Alat yang digunakan bagi menukar arus ulangalik kepada arus terus ialah ‘rectifier’ atau alat penerus.

9.4.4 Jenis Pacuan enjin petrol /disel ( Arus Terus atau Arus Ulangalik).

Mesin ini boleh digunakan dikawasan yang tiada bekalan elektrik. Boleh membekalkan sama ada arus ulangalik atau arus terus.

Kelemahan:
- Modal yang besar dan penyelenggaraan yang tinggi
- Bising
- Modal tinggi
- Kos penyelenggaraan tinggi
- Semburan arka (arc blow)
- Memerlukan bahanapi.

9.4.5 Jenis Pacuan motor.

Mesin kimpal arka jenis ini menghasilkan arus terus. Menghasilkan dua pilihan arus terus. Iaitu kekutuban terus dan kekutuban berbalik.

Kelemahan:
- Terdapat ‘arc blow’ .
- Penyelenggraan yang tinggi. Ianya menggunakan beberus karbon 
dan perlu ditukar pada tempoh tertentu.


9.5 Kekutuban Mesin Kimpalan Arka

9.5.1 Terdapat dua jenis kekutuban mesin kimpalan arka . Iaitu:

- Arus Terus Kekutuban Berbalik ( kebel elektrod dipasang pada punca positif)
- Arus Terus Kekutuban Lurus ( kebel lektrod dipasang pada punca negatif)

9.5.2 Ciri-ciri Kekutuban:

Ciri-ciri kekutuban arus terus kekutuban berbalik ialah:

- Kadar kecairan elekrod yang lebih cepat.
- Ketelusan yang cetek
- Kelajuan kimpal yang lebih pantas diperlukan.

Ciri-ciri kekutuban arus terus kekutuban lurus ialah:

- Kadar kecairan letrod yang lambat
- Ketelusan yang dalam
- Kelajuan yang sederhana

9.6 Kaedah Mengimpal Menggunakan Elektrod Bersalut

Terdapat dua teknik mengimpal dengan kimpalan arka gas pelindung. Iaitu:

Teknik Seret.

Menggunakan teknik ini boleh dilakukan dengan elektrod jenis ‘hujung cawan’(deep cup) dimana hujung logam tidak bersentuh dengan bendakerja kerana hujung bahan lakur membentuk seperti cawan. Oleh itu jarak sentiasa kekal pada ketinggian yang sama dan mengahsilkan kumai yang cantik dan kemas.

Teknik Angkat 

Menggunakan teknik ini letrod diangkat pada jarak lebih kurang 1/8 inci dari permukaan bendakerja ketika arka dihidupkan sehingga selesai mengimpal. Teknik ini hendaklah digunakan apa mengimpal dengan elektrod biasa yang bukan jenis ‘deep cup’.

Contoh 9.3

Bilakah teknik seret digunakan dan apakah kelebihan menggunakan teknik ini?

Penyelesaian:

- Teknik seret boleh digunakan apabila mengimpal dengan menggunakan elektrod jenis ‘ hujung dalam’ (deep cup). Kelebihannya jarak arka dapat diseragamkan dan juga rupa kumai akan lebih seragam dan kemas. Amat baik untuk mengimpal kembi kerana mudah dikendalikan dan kumai kelihatan lebih halus dan cantik.

9.6.2 Kesan jarak arka, sudut arka dan kelajuan arka ke atas hasil kimpalan.

Jarak Arka

Jarak arka adalah jarak diantara hujung teras logam elektrod dengan permukaan bendakerja. Dimana arka yang diterbitkan akan dapat dikekalkan pada jarak ini. Jarak arka yang terlalu tinggi akan menyebabkan kumai tidak cantik dan juga ketelusan yang kurang. Jarak arka ialah antara 5.0mm hingga 6.0mm.

Sudut Arka

Sudut yang terbentuk diantara kecondongan elektrod dengan permukaan bendakerja pada arah gerakan elektrod. Sudut arka yang tidak betul akan menyebabkan riak kumai jadi memanjang atau bujur dan menjadikan rupa kumai tidak cantik.

Kelajuan Arka

Kelajuan arka adalah laju gerakan elektrod bergerak ke arah hujung penamat kimpalan. Kelajuan ini biasanya bergantung kepada kadar kecairan elektrod.
Mengimpal terlalu laju akan menjadikan kumai terlalu halus dan tinggi serta kurang ketelusan