KIMPALAN GAS

KIMPALAN GAS

tong gas

sumpitan kimpalan

sistem pancarongga gas

Definasi Kimpalan Gas


Kimpalan gas didefinasikan sebagai satu proses penyambungan logam dengan kaedah memanaskan kedua-dua bahagian logam yang hendak disambung sehingga cair dan bercantum menjadi satu.

Kimpalan Gas Tekanan Rendah Dan Kimpalan Gas Tekanan Tinggi

Kimpalan tekanan rendah menerima bekalan gas asetilina dari janakuasa gas asetilina yang mempunyai tekanan kurang dari 1.0 psi atau 1.0 Bar

Kimpalan gas tekanan tinggi menerima bekalan gas dari janakuasa gas asetilina yang mempunyai tekanan dari 1-15psi atau 1-15 Bar.

Kegunaan kimpalan gas dalam industri

Dalam bidang perindustrian kimpalan gas banyak digunakan dalam kerja fabrikasi logam yang melibatkan 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.

Gas
Dua jenis gas yang biasa digunakan dalam kerja kimpalan gas adalah oksigen(O ) dan asetilina (C H ). Campuran kedua-dua gas menghasilkan haba yang paling tinggi berbanding gas-gas bahanapi yang lainnya. Suhunya boleh mencapai sehingga 3316C.

Gas Oksigen

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

Penghasilan Gas Oksigen

Gas oksigen boleh dihasil melalui beberapa kaedah, iaitu:
i) Kaedah penyulingan udara.(pemeringkatan udara)
ii) Kaedah elektrolisis

Kaedah penyulingan udara adalah satu kaedah yang dilakukan secara komersial. Ianya dilakukan melalui proses pengasingan oksigen daripada udara yang dipanggil proses penyulingan udara cair yang termampat pada ketekanan 206 bar (3000psi) iaitu pada suhu -160 C. 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 elektrolisis adalah satu proses penghasilan gas oksigen yang diperolehi melalui arus elektrik di dalam air. Proses ini sangat mahal dan tidak ekonomi untuk dikomersialkan.



Gas oksigen akan disimpan dalam silinder keluli yang berwarna hitam dan
lebih tinggi daripada silinder asetilina. Ianya tidak bersambung dan berupaya menahan tekanan setinggi 3360 psi. Boleh didapati dalam tiga saiz.

Apakah perbezaan antara kimpal an tekanan tinggi dan kimpalan tekanan rendah?

Penyelesaian:

- Kimpalan tekanan rendah menerima bekalan gas asetilina dari janakuasa gas asetilina yang mempunyai tekanan kurang dari 1.0 psi atau 1.0 Bar
- Kimpalan tekanan rendah menggunakan badan sumpitan jenis ‘injector’
- Kimpalan gas tekanan tinggi menerima bekalan gas dari janakuasa gas asetilina yang mempunyai tekanan dari 1-15psi atau 1-15 Bar.
- Menggunakan badan sumpitan api jenis tekanan seimbang.

Jenis-Jenis Gas Bahan Bakar

Gas Asetilina:

Gas asetilina adalah bahanapi yang tidak mempunyai warna tetapi mempunyai bau yang kuat dan mudah terbakar .Ia adalah gas yang tidak stabil dan perlu disimpan dalam keadaan yang tetap. Titik kritikal bagi gas asetilina ialah pada tekanan 28 psi pada suhu 70F.

Penghasilan gas asetilina:

Gas asetilina dapat dihasilkan dengan mencampurkan kalsium karbida dan air. Terdapat dua jenis janakuasa yang menghasikan gas asetilina, iaitu:
i) janakuasa tekanan rendah .
ii) janakuasa tekanan tinggi


Gas asetilina disimpan dalam silinder keluli berwarna maroon yang diisikan dengan bahan berliang sepenuhnya yang terdiri daripada habuk kayu balsa, arang kayu,simen,dan bahan-bahan telap yang lain.
Bahan-bahan telap yang dimuatkan ke dalam silinder asetilina adalah berfungsi untuk menyerap seberapa banyak cairan aseton. Aseton ini pula akan berfungsi untuk menyerap gas asetilana sebanyak 25 kali ganda isipadunya sendiri.

Namakan dua jenis janakuasa dalam penghasilan gas asetilina.

Penyelesaian:
Dua jenis janakuasa gas asetilina ialah:
- Janakuasa tekanan tinggi (karbida kepada air – melebihi 20 meter padu )
- Janakuasa tekanan rendah.( air kepada karbida – kurang dari 20 meter padu )

Gas Bahanapi Yang Lain-Lain

Selain daripada asetilina terdapat juga gas-gas bahanapi yang lain yang mana campuran gas ini bersama oksigen akan menghasilkan suhu yang agak tinggi. Berikut adalah perbandingan suhu-suhu bagi campuran antara dua gas.

i) oksi-asetilina 3100 C - 3500 C
ii) udara-asetilina 2300 C - 2500 C
iii) oksi-hidrogen 2200 C - 2382 C
1v) oksi-gas arang batu 1982 C - 2182 C

MESIN KIMPALAN

MESIN KIMPALAN ARKA
Mesin kimpalan adalah keperluan penting untuk kerja kimpalan. Mesin kimpalan perlukan voltan di antara 20-100 volt 
manakala arus yang sesuai ialah di antara 100-1000 ampere. Mesin kimpalan dibekalkan kuasa elektrik fasa tiga.
Terdapat juga jenis mudah alih yang dibekalkan dengan kuasa elektrik satu fasa.Terdapat dua jenis mesin kimpalan arka.
a) Mesin yang memberi arus terus.
b) Mesin yang memberi arus ulang alik. 

Mesin Kimpalan Arus Terus
Mesin arus terus dibekalkan dari set penjana dan alat kimpalan penerus.

Kebaikan

1. Sesuai untuk semua jenis elektrod.
2. Menghasilkan kimpalan yang lebih halus.
3. Boleh mengimpal logam yang nipis.
4. Lebih selamat berbanding jenis lain.
Mesin Kimpalan Arus Ulangalik

Bekalan arus ulangalik diperolehi daripadasebuah pengubah.Bekalan elektrik
dari punca kuasa yang membekalkan 230-250 volt diturunkan kepada kurang daripada 100 volt. Alat pengubah diguna untuk menurunkan kuasa elektrik.Mesin kimpalan boleh mengaturkan kuasa yang diguna untuk kerja kimpalan. Pengguna hanya perlu memilih kekuatan arus yang sesuai dengan elektrod dan jenis kerja yang hendaj dilakukan. Mesin ini lebih mudah diguna dan sangat cekap.

Kebaikan:

1. Harganya lebih murah.
2. Penyelenggaraan sangat mudah.
3. Boleh diguna di mana saja.
4. Ketika mengimpal tidak tiupan arka.

KESELAMATAN DAN PERALATAN ASAS

KESELAMATAN DAN PERALATAN ASAS

Berikut ialah beberapa kelengkapan asas mengimpal arka:

· Berus dawai.
· Penggarit.
· Kapur kejuruteraan.
· Chipping hammer.
· Elektrod. 
. Pemegang elektrod.
. Kabel elektrik. 
. Pelindung muka.
Pelindung Muka
Pelindung muka diguna untuk melindungi mata 
dan muka pengimpal dari terkena percikkan arka. 
Ia juga melindungi pengimpal dari pancaran
ultra voilet yang boleh membahayakan mata.

Pemegang Elektrod
Pemegang elektrod berfungsi memegang elektrod 
ketika kerja kimpalan sedang dilakukan. 
Awas dengan pemegang elektrod yang sudah 
longgar atau rosak. Ia mesti diganti untuk mengelak 
dari terkena kejutan elektrik.

Chipping Hammer 
Chipping hammer diguna untuk membuang sangga/jeremang.
Awas dengan sangga panas.

Elektrod
Elektrod adalah satu dawai atau batang rod yang diguna
sebagai terminal atau pengalir kimpalan arka. Ia berfungsi
sebagai dawai pengisi atau rod pengisi

KIMPALAN GAS ARKA

PENGENALAN KEPADA KIMPALAN ARKA

Kimpalan ialah satu proses penyambungan logam. Penyambungan logam bermaksud dua logam disambung antara satu sama lain. Penyambungan boleh berlaku dengan melebur atau tidak melebur kedua-dua logam yang hendak disambung. Proses kimpalan dengan meleburkan logam dikenali sebagai kimpalan lebur, sementara kimpalan dengan tidak meleburkan logam dikenali sebagai kimpalan tidak lebur. Kimpalan Arka adalah jenis kimpalan lebur.

PRINSIP KIMPALAN ARKA
Pencaran arka akan terjadi apabila arus elektrik yang dialirkan melalui elektrod menyentuh atau digoreskan pada permukaan logam. Arka akan terus terjadi apabila pergerakan elektrod dikawal dengan pergerakan malar. Keadaan ini akan meng­hasilkan haba yang tinggi sehingga boleh mencairkan hujung elektrod dan permukaan logam. Peleburan hujung elektrod dan logamakan membentuk kawah lebur (molten pool). Peleburan dua logam akan membentuk kumai(bead).

Elektrod adalah bahan yang membentuk kumai, kerana itu elektrod dikenali sebagai bahan penambah. Pemilihan elektrod mestilah betul untuk mendapat hasil kerja yang baik. Bahan asas dalam elektrod mestilah sama dengan bahan logam yang hendak dikimpal.Contohnya elektrod keluli lembut hanya sesuai diguna untuk mengimpal logam-logam yang berasaskan keluli lembut sahaja.Terdapat banyak jeniselektrod dipasaran untuk memenuhi kehendak pengguna.Elektrod adalah sebatang dawai yang disalut dengan lapisan khas.Lapisan elektrod akan membentuk asap untuk melindungi kawah cair(molten pool) dari udara luar yang boleh menyebabkan kecacatan kimpalan.Salutan elektrod juga akan membentuk jeremang(slag)

KIMPALAN

PENGENALAN KEPADA 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. Kadangkala tekanan juga digunakan di samping haba untuk menghasilkan kimpalan tersebut. Ini berbeza dengan pematerian, yang cuma meleburkan bahan sambungan untuk membentuk sambungan, dan bukan struktur itu sendiri.

Kimpalan dilakukan dengan menggunakan pelbagai jenis kaedah. Antara kaedah kimpalan yang dikenalpasti adalah kimpalan dengan menggunakan nyalaan api, tenaga elektrik bervoltan tinggi, sinaran laser, tembakan elektron, kimpalan geseran dan ultrabunyi. Sungguhpun ia sering merupakan proses pengilangan, kimpalan boleh dilakukan dipersekitaran yang berbeza, termasuk kawasan terbuka, bawah air dan di angkasa lepas. Kimpalan merupakan usaha yang berpotensi merbahaya dan langkas keselamatan diperlukan bagi mengelakkan terbakar, renjatan eletrik, kerosakan penglihatan, menghidu gas dan asap beracun, dan dedahan pada radisai lampau ungu.

Sehingga akhir kurun ke-19, satu-satunya proses kimpalan adalan kimpalan tempa, di maka tukang besi telah gunakan selama berabad lamanya bagi menyambung besi dan keluli dengan memanaskan dan menempa. Kimpalan gerbang dan kimpalan gas merupakan proses terawal yang dikembangkan pada akhir abad ke 19 dan kimpalan eletrik tidak lama kemudian. Teknologi kimpalan berkembang dengan pantas pada awal kurun ke-20 ketika Perang Dunia Pertama dan Perang Dunia Kedua mendorong permintaan bagi kaedah sambungan yang mudah dan boleh diharap. Selepas perang, beberapa teknik kimpalan moden dibangunkan termasuk kaedah insani seperti kimpalan gerbang logam perisai ("shielded metal arc welding"), kini salah satu kaedah kimpalan yang paling popular, termasuk proses separa automatik dan automatik seperti kimpalan gerbang logam gas, kimpalan gerbang bawah air, kimpalan gerbang teras flux dan kimplan elektroslag. Perkembangan berterusan dengan ciptaan kimpalan laser, kimpalan elektron, kimpalan denyutan magnetik dan kimpalan putaran geseran ("friction stir welding") pada bahagian akhir kurun. Kini, sains terus berkembang. Kimpalan robot adalah biasa pada persekitaran pengilangan, dan penyelidikan berterusan membangunkan kaedah kimpalan baru dan lebih mengetahui mengenai kualiti kimpalan.

KIMPALAN GAS

PROSES KIMPALAN GAS

Kimpalan gas atau dikenali juga dengan kimpalan oksiasetilena ialah proses menghasilkan tautan bahan yang dipanaskan dengan menggunakan api atau nyalaan oksiasetilena dengan atau tanpa rodpenambah. Api dari campuran gas oksigen dan gas setilena mampu meleburkan logam yang akan membentuk sambungan. Rajah 1 menunjukkan api oksiasetilena jenis neutral. Rajah 2 menunjukkan bagaimana rod penambah digunakan dalam kerja kimpalan gas. Rajah 3 pula menunjukkan bagaimana logam melebur membentuk kawah cair. Nyalaan jenis pertengahan biasa diguna dalam banyak kerja mengimpal. Memilih nyalaan yang betul akan dapat meleburkan logam atau benda kerja dengan cepat dan sempurna. Rajah menunjukkan bahagian kawah cair atau logam yang lebur menggunakan nyalaan pertengahan atau neutral.

Rajah di sebelah menunjukkan bagaimana proses kimpalan berlaku. Sumpitan api digerakkan dari arah kanan ke kiri dengan kecondongan 60 darjah. Logam penambah digunakan untuk mendapat kumai yang baik, logam penambah mestilah melebur bersama benda kerja atau logam asas. Peleburan yang baik boleh menghasilkan enapan pada bahagian sambungan logam. 


Kegunaan Kimpalan Gas Dalam Industri
Dalam bidang perindustrian kimpalan gas banyak digunakan dalam kerja fabrikasi logam yang melibatkan 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.


JENIS NYALAAN

Nyalaan Pengabon: Nyalaan jenis ini mengandungi nisbah gas asetilena dan oksigen 2:1. Dapat dilihat dengan jelas terdapat tiga bahagian api. Ini terjadi kerana nisbah gas asetilena lebih banyak berbanding gas oksigen. Suhu mencapai sehingga 3200 darjah celcius.

Nyalaan Neutral: Dikenali juga sebagai nyalaan pertengahan. Mengandungi nisbah gas oksigen dan asetilena yang sama banyak. Suhu nyalaan jenis ini ialah 3260 darjah celcius.

Nyalaan Pengoksidaan: Nyalaan ini membentuk muncung putih yang tajam. Ini kerana nisbah gas oksigen lebih banyak berbanding gas asetilena, iaitu 2:1. Suhu nyalaan jenis ini ialah 3482 darjah celcius.

KEPERLUAN TAMBAHAN

Pakaian: Pakaian/apron dan sarung tangan kulit adalah paling sesuai. Apron boleh melindungi pengimpal dari letupan kecil terkena anggota badan dan sarung tangan kulit boleh mengelak dari terpeggang besi panas.

Pelindung Mata: Pelindung mata atau gogal yang sesuai ialah cermin gelap, biasanya saiz no. 8. Gogal mesti dipakai ketika mengimpal, ia boleh melindungi mata dari terdedah kepada cahaya kimpal dan juga percikan cairan besi yang panas.

Pemetik Api: Ia menghasilkan percikan api untuk menyalakan muncung sumpitan. Menyalakan api dengan menggunakan mancis atau pemetik bergas tidak digalakkan.

Pencuci Muncung: Alat ini diguna untuk mencuci muncung sumpitan, dibuat dari keluli keras mempunyai berbagai saiz.

Berus Dawai: Diguna untuk membersihkan permukaan benda kerjadari segala kekotoran sebelum kerja mengimpal dilakukan.

Rod Penambah: Bahan yang diguna untuk menambah dan membentuk kumai serta enapan pada sambungan. Rod penambah mempunyai berbagai saiz sesuai untuk berbagai  kegunaan. Untuk mengimpal keluli lembut yang tebalnya 1.5 mm, saiz rod penambah yang sesuai ialah yang bergarispusat 1.5 mm. Terdapat berbagai jenis rod penambah dipasaran, antaranya ialah rod aluminium, rod penambah tembaga dan lain-lain lagi.

KIMPALAN OKSIASETILENA

KIMPALAN OKSIASETILENA
(PEMASANGAN PERALATAN)

Pemasangan kelengkapan yang sempurna adalah sangat penting. Semua kelengkapan hendaklaAh dalam keadaan baik sebelum pemasangan dilakukan. Untuk mengelak kesilapan pemasangan dan penyambungan satu piawai telah ditetapkan. Contohnya semua penyambungan bagi gas asetilena mempunyai tanda (lurah) dan mempunyai bebenang kekiri, kod warna juga diguna untuk membezakannya. Kelengkapan asetilena ditetapkan dengan warna merah sementara kelengkapan oksigen diwarnakan dengan kod warna biru atau hijau.
Semua penyambungan hendaknya diketatkan dengan betul untuk mengelakkan bahagian yang bocor. Ujian kebocoran boleh dilakukan dengan menggunakan air sabun dengan meletakkannya dibahgian penyambungan. Kecuaian membuat ujian kebocoran boleh menyebabkan kemalangan besar.Alat pencegah nyala balas hendaklah dipasang diantara pengatur dan hos getah. Alat ini mampu mencegah nyalaan balik ke arah silinder gas.
Berikut adalah huraian peralatan kelengkapan kimpalan oksiasetilina.

1. Silinder Gas Oksigen: Silinder ini dibuat daripada keluli bermutu tinggi. Mampu menahan tekanan sehingga 3360 psi. Kandungan gas oksigen dalam silinder biasanua 2200 psi pada suhu 21 darjah celcius.

2. Silinder Gas Asetilena: Bentuk fizikalnya lebih rendah berbanding silinder oksigen tetapi diameternya lebih besar. Silinder ini tidak boleh menampung tekanan tinggi, biasanya sehingga 15 psi sahaja.

3. Pengatur: Pengatur oksigen diwarnakan dengan kod warna hijau atau biru sementara pengatur asetilena mempunyai kod warna merah. Bebenang pengatur asetilena arak ke kiri dan bebenang pengatur oksigen arak ke kanan.

4. Hos Getah:  Hos getah diguna untuk menyalurkan gas dari silinder ke sumpitan api. Hos dibuat dalam dua warna berbeza mengikut piawaian keselamatan yang telah ditetapkan. Hos ini dibuat dalam bentuk berkembar dan tunggal, ia adalah penebat haba yang baik selain mudah ditarik, digulung tanpa pecah atau koyak. Hos getah yang baik mampu menampung tekanan sehingga 400 psi.

5. Sumpitan Api:  Sumpitan api adalah bahagian yang mengeluarkan nyalaan api kimpalan. Terdapat berbagai bentuk dan saiz, logam yang diguna untuk membuat sumpitan api ialah gangsa, loyang, aluminium atau keluli tahan karat. Sumpitan api tekanan rendah atau injector, diguna untuk tekanan gas sehingga 1 psi, iaitu untuk kerja-kerja kecil Sumpitan api tekanan sederhana boleh diguna untuk tekanan sehingga 15 psi.Terdapat injap oksigen dan injap asetilena pada bahagian badan sumpitan api ini. Injap ini boleh mengawal kadar keluaran gas untuk disesuaikan dengan keperluan kerja yang dibuat.

6. Alat Pencegah Nyala Balas:  Alat ini dipasang diantara pengatur dengan hos getah. Ia dibina begitu rupa dengan ciri-ciri keselamatan yang tinggi. Ia berfungsi mencegah nyalaan api dari berpatah balik ke dalam silinder. Aliran gas dikawal satu hala sahaja oleh alat ini, jika gas berpatah balik injap dibahagian dalam akan tertutup seterusnya menghalang gas masuk ke dalam silinder yang mungkin boleh menyebabkan letupan besar.