Page 1

KOLEJ VOKASIONAL SUNGAI BULOH

KERTAS PENERANGAN

PROGRAMME

TEKNOLOGI KIMPALAN

MODUL CODE

MTK303 PROSES KIMPALAN ARKA GAS LOGAM 1 (GMAW 1)

MODULE TITLE

K.1 MEMILIH DAWAI PENGISI (FILLER WIRE) DAN GAS PELINDUNG

LEVEL

2 SEMESTER 3

CREDIT UNIT

2.9

CONTACT HOUR

3.0 HOURS/WEEK

COMPETENCY

K.1 MEMILIH DAWAI PENGISI (FILLER WIRE) DAN GAS PELINDUNG

LEARNING STANDART

K1.1 MEMERIKSA LOGAM ASAS K1.2 MENERANGKAN JENIS GAS PELINDUNG K1.3 MEGENALPASTI DAN MEMILIH DAWAI PENGISI

NO. KOD

MTK 303/K1

41


TAJUK

: MEMILIH DAWAI DAN GAS PELINDUNG

PENERANGAN: Bahan gunahabis dalam proses Kimpalan Arka Gas Logam ialah gas pelindung dan elektrod. Percampuran kimia dalam elektrod, logam asas dan gas pelindung bergantung kepada percampuran kimia logam kimpal. Percampuran logam kimpal menunjukkan sifat kimia dan sifat mekanikal bahan kimpal. Berikut adalah fakta yang mempengaruhi pernilihan gas pelindung dan elektrod; 1. 2. 3. 4. 5. 1.

Logam asas. Keadaan dan kebersihan logam asas. Jenis kerja atau kehendak spesifikasi yang boleh didapati. Kedudukan kimpal. Jenis pemindahan logam. Elektrod (Logam Pengisi)

Elektrod (logam pengisi) untuk Kimpalan arka Gas Logam merangkumi pelbagai spesifikasi elektrod AWS. Ia bolih didapati dalam bentuk gelung atau kili dengan saiz dan ukuran yang berbeza seperti bergarispusat 0.8,1.0, 1.2, 1.4.dan 1.6 mm

42


Pada amnya, bagi kegunaan menyambung, percampuran elektrod adalah sama dengan logam asas. Percampuran logam pengisi munkin diubahsuai sedikit bagi mengimbani kehilangan sifat , ini disebabkan arka kimpalan dan mengantikan sifat tersebut semasa pengoksidanan berlaku pada kolam kimpal. Untok nienghasilkan sifat kimpal yang memuaskan dan mutu logam kimpal, ja memerlukan elektrod dengan campuran bahan kimia yang berlainan dari logam asas, sebagal contoh, elektrod yang paling sesuai untok Kimpalan Arka Gas Logam bagi mangenese, gangsa, kupururn aloi zink ialah samada aluminium gangsa atau elektrod kupurum aloi mangenese nikalam –aluminium. Apa juga jenis bahan campuran elektrod, bahan bagi mengurangkan pengoksidanan dicampur juga. Ia dibuat bagi mengurangkan berlakunya ronggaan atau bagi mempastikan sifat mekanikal logam kimpal yang memuaskan. Jumlah bahan pengurang pengoksidanan yang dicampurkan hendaklah sesual bagi menghasilkan kimpal yang balk, diantaranya ialah mangenese, silikon dan aluminium. Titanium dan silikan adalah bahan penting untok elektrod nikalam aloi. Elektrod kupurum aloi boleh dikurangkan pengoksidanannya dengan mengunakan titanium, silikan atau phosperam. elektrod yang bergarispusat 0.9 - 1.6 mm adalah sais elektrod biasa, sementara itu elektrod yang bersaiskan 0.5 - 3.2 mm boleh digunakan. Oleh kerana saiz elektrod kecil dan arus tinggi, suapan elektrod adalah pada kadar yang Iaju, kadar kelaiuannya ialah lebih kurang 40 ke 340 mm /saat untok kebanyakan logam kecuali magnesium, dimana kadar kelajuannya lalali 590 mm / saal diperlukan. Selain daripada kcrja menyambung, proses Kimpalan Arka Gas Logam juga kerap kali digunakan untok kerja nienimbun untok melapiskan dengan timbunan kimpal bagi mendapatkan rintangan kakisan atau sifal-sifat lain, Dengan Kimpalan arka Gas Logam kadar sebatiannya (dilution) adalah diantara 10 - 50 %. Timbunan berganda adalah diperlukan bagi menghasilkan mutu timbunan yang sesuai.

Peratus Percampuran Dalam Elektrod Karban 0.10 % Silikon 0.905 % Phrosperam 0.020 %

Mangenese Salfat

1.60 % 0.020 %

Dawai eIektrod selalunya dibekalkan secara bergulung pada pengulung 300 mm garispusat.. Dawai elektrod keluli lembut dan keluli aloi rendah biasanya disalut dengan kuprum yang nipis, ini dapat mengelak dari terhakis atau berkarat dan dapat membaiki aliran arus. Dawai elektrod dan aluminium dan aluminium aloi telah diproses khas supaya mengurangkan kandungan gas logam berkenaan dan mendapatkan pemukaan dawai yang bersih. Dua kaedah yang selalu digunakan 1) permukaan dawai yang mudah mengoksidan diminyakkan secara mekanikal dan 2) direndam dan dibasuh

43


dengan bahan kimia. Ia adalah mustahak supaya dawal elektrod dapat disimpan dengan baiknya ditempat kering, keadaan bebas habuk. Semasa pengunannya ia mesti dilindungi dengan penutup plastik atau bendabenda lain. Pencemaran keatasnya akan menyebabkan kimpal yang tak bermutu. Contoh klassifikasi elektrod keluli lembu:

E- 60S-1 E – Elektrod. 60 - Menunjukankekuatan regangan (in/sq). S - Bermakna dawai solid. 1 - Menunjukan komposisi atau kandungan yang terdapat didalam dawai penambah tersebut. LAMPIRAN 1:

E- 60S -1 E-60S-2 E-60S-3 E-70S-B E-70S-3 E-70S-5 E-70S-6

JENIS ELEKTROD UNTUK PROSES KIMPALAN ARKA GAS LOGAM.

ELEKTROD KELULI LEMBUT Elektrod jenis penghalang oksida silicon. Digunakan bersama dengan karbon doiksida, argon dan campuran kedua-duanya. Elektrod yang berkualiti. Ada campuran aluminium,zink,, titanium , manggan dan silicon. Gas karbon dioksida atau campuran karbon dioksida dengan argon. Sesuai untuk kerja kimpal paip dan kapal. Menghasilkan kualiti kimpalan yang tinggi dengan mengunakan gas karbon dioksida, campuran argon dengan oksijen atau campuran argon dengan karbon dioksida. Untuk mengimpal keluli aloi rendah. Kegunaan am pada keluli dan mengandungi silicon, megunakan gas karbon dioksida atau campuran argon dengan karbon dioksida Mengadungi campuran aluminium untuk mengimpal permukaan yang berkarat. Mengandungi halang penoksidan silicon dan manggan yang tinggi. Sesuai untuk permukaan yang berkarbon. ELEKTROD ALUMINIUM.

ER-1100 ER-4043 ER-5183 ER-5554 ER-5556 ER-5654

Elektrod jenis ini digunakan untuk mengimpal aluminium dan logam yang mengandungi komposisi yang sama dengan aluminium.

44


ER-308L ER-308L-Si ER-309 ER-310 ER-316 ER-347

ELEKTROD KELULI TAHAN KARAT Untuk keluli tahan karat jenis 304,308,321,347. Untuk keluli tahan karat jenis 301 dan 304. Untuk keluli tahan karat 309 dan logam yang mengandungi kromium dimana prapanas sukar dilakukan. Dan sesuai untuk 304 yang terlapis Untuk keluli tahan karat 310,304 terlapis dan keluli terkeras. Untuk keluli tahan karat 316. Untuk keluli tahan karat 321 dan 347 dimana memerlukan ketahanan hakisan atau pemotongan yang tinggi.

ELEKTROD TEMBAGA DAN TEMBAGA ALOI. E-CuSi (silicon Gangsa) Elektrod khas yang digunakan untuk mengimpal E-CuAl-Al (Aluminium Gangsa) tembaga dan tembaga aloi. E-Cu ( halang oksidan tembaga) E-CuAl-B

LAMPIRAN 2: UKURAN DIAMETER ELEKTROD UNTUK PROSES KIMPALAN ARKA GAS LOGAM. TEBAL LOGAM (in) 0.025 0.031 0.037 0.050 0.062 0.078 0.125 0.125 0.187 0.187 0.250 0.250

SAIZ ELEKTROD 0.030 0.030 0.035 0.035 0.035 0.035 0.035 0.045 0.035 0.045 0.035 0.045

VOLTAN ARKA (ATKB) 15-17 15-17 15-17 17-19 17-19 18-20 19-21 20-23 19-21 20-21 19-21 20-23

AMPIRE

ALIRAN GAS (kppj)

30-50 40-60 65-85 80-100 90-110 110-130 140-160 180-200 140-160 180-200 140-160 180-200

15-20 15-20 15-20 15-20 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25 20-25

KELAJUAN MENGIMPAL ( in / min ) 15-20 18-22 35-40 35-40 30-35 25-30 20-25 27-32 14-19 18-22 10-15 12-19

Nota: Data ini ini adalah sesuai untuk proses GMAW secara manual keatas sambungan TEE dan gas yang digunakan ialah karbon dioksida dan panjang jujuran elektrod (stick out) Âź in- 3/8 in

45


Gas Pelindung. Fungsi gas pelindung adalah mengasingkan atomosfera dari menyentuhi leburan logam kimpal. Ia adalah mustahak kerana kebanyakan logam apabila dipanaskan hingga kesuhu leburnya , ia akan terdorong untok membentuk oksida dan nitrat. Oksijen juga akan bertindak dengan karban dioksida. Tindakan yang berbeza ini akan mengurangkan mutu kimpal,seperti terak terperangkap, rongga dan logam kimpal menjadi rapuh. Pencemaran ini mudah berlaku didalam atomosfera kecuali langkah mengelakkannya diambil bagi menghalang dari kemasukan nitrojen dan oksijen. Untok melindungi dari keadaan sekitar, gas pelindung dan kadar alirannya juga memberi kesan seperti berikut. 1. Sifat arka. 2. Jenis pemindahan logarn. 3. Penusukan dan bentuk kumai kimpal. 4. Kelajuan mengimpal. 5. Kecenderungan potong bawah. 6. Tindakan pembersihan 7. Sifat mekanikal logam kimpal. Prinsip pengunan gas dalam Kimpalan Arka Gas Logam ditunjukkan dalam Jadual 1. Kebanyakannya adalah percampuran gas lengail yang mengandungi sedikit oksijen atau karban dioksida. Pengunaan Nitrojen untuk mengimpal kupurum adalah dibolehkan. Gas Pelindung Lengai -Argon dan Helium. Argon dan Helium adalah gas lengai. Gas-gas ini dan percampuran dari. kedua-dua jenis gas ini adalah untuk mengimpal logain bukan feros, keluli karban, keluli aloi rendah dan keluli kaliskarat. Perbezaaa fizikal diantara argon dan helium adalah dari segi ketumpatan, pemindahan haba dan sifat arka. Argon adalah 1.4 kali lebih mampat dari udara (angin), ketumpatan helium adalah lebih kurang 0.14 kali lebih mampat dari udara. Argon yang lebih berat adalah lebih berkesan bagi melindungi arka dan menutup kawasan kimpal dalam kedudukan mendatar. helium memerlukan lebih kurang dua atau tiga kali lebih dari kadar pengaliran berbanding dengan argon bagi mendapatkan perlindungan yang sama. Helium yang mempunyai pemindahan haba yang tinggi berbanding dengan argon dan mengwujudkan plasma arka dimana tenaga arkanya lebih menyeluruh. Plasma arka argon meinpunyai sifat dimana teras dalam bertenaga tinggi dan zon luarannya kurang bertenaga. Perbezaan ini memberi kesan yang tinggi keatas profil zon kimpal. Arka kimpal yang dilindungi helium menghasilkan tusukan kimpal yang dalam, lebar dan membulat. Arka yang dilindungi helium menghasilkan bentuk batas yang menusuk bentuk "JARI".

46


Helium mempunyai potensi mengion lebih tinggi dari argon dan dari itu ia mempunyal voltan arka yang lebih tinggi apabila perkara -perkara lain tidak diubah. Helum juga akan mendatangkan masalah pada arka. Arka yang hanya dilindungi helium tidak akan menghasilkan pemindahan sembur tirus pada sebarang tahap arus. Ini berkeputusan dimana arka lindungan helium rnegwujudkan percikan yang lebih banyak dan mempunyal permukaan batas yang kasar dibandingkan dengan arka lindungan argon. Perlindungan argon (termasok percampuran lain dimana argon sekurang-kurangnya 80%) akan mengwujudkan pemindahan sembur tirus apabila arus lebih dari arus perubahan. Percampuran argon dan helium. Perlindungan argon tulin digunakan dalam kebanyakan kerja mengimpal logam bukan ferros. Pengunaan helium tulin selalunya ditegah dalam kebanyakan lapangan , ia disebabkan arka dalam helium mempunyai ketetapan arka yang lerhad. Bagaimanapun keperluan sifat profil kimpal (dalam , lebar dan lengkung) yang diperolehi dengan helium adalah satu sebab dimana ia kerapkali diperlukan pengunaan percampuran argon - helium sebagai gas pelindung. Pada pemindahan litar pintas, percampuran argon - helium dari 60 – 90%,helium digunakan untok mendapatkan haba yang tinggi keatas logam asas bagi mempunyai sifat lebur yang lebih baik. Untok sesetengah jenis logam, seperti keluli kaliskarat dan keluli alol rendah, percampuran helium adalah dipilih dan bukan percampuran karban dioksida, ia adalah disebabkan karban dioksida mendatangkan kesan berlawanan dengan sifat mekanikal timbunan. Percampuran argon dan 50 - 75% helium akan menambahkan voltan arka (untok panjang arka yang sama) lebih tinggi dari argon tulin. Gas - gas ini digunakan untuk mengimpal aluminium, magnesium dan kupururn disebabkan kemasukan haba yang tinggi (dari voltan yang lebih tinggi) dari itu ja dapat rnengurangkan kesan pengaliran haba yang yang tinggi pada lagam asas Percampuran Oksijen dan Karban Dioksida kepada Argon dan Helium. Argon tulin dan kurang pengunaan helium menghasilkan keputusan yang baik untok mengimpal logam bukan ferros. Bagaimanapun pelindung dari argon tulin keatas aloi ferros menyebabkan arka yang tidak tetap dan menyebabkan berlakunya potong bawah. Dengan mencampurkan argon dengan I - 5 % oksijen atau 5 25 % Karban Dioksida akan memperolehi ketetapan arka dan bebas dari potong bawah dengan niengurangkan arka dari merewang disebabkan pergerakan elektrod. Jumlah terbaik unlok menambah oksijen atau karban dioksida kedalam gas lengai adalah mengikut keadaan permukaan kerja (Kehadiran bekas mesin atau oksida), bentuk sambungan, kedudukan atau teknik kimpal dan percampuran logam asas Selalunya 2 % oksijen atau 8 - 10 % Karban dioksida adalah dianggap gabungan yang balk bagi merangkumi semua keperluan kimpal.

47


Percampuran Karban Dioksida kedalam argon akan juga rneninggalkan batas kimpal dan mengwujudkan profil bentuk "BUAH PER". Dengan menambah diantara 1I - 9 % oksijen kepada gas lengai dapat memperbaiki leburan kolam kimpal, permukaan dan ketetapan arka. Oksijan juga akan berlaku perubahan arus. Kecenderungan untuk potong bawah dapat dikurangkan tetapi pengoksidanan akan berlaku lebih banyak keatas logam kimpal dan kehilangan silikon dan mangenese yang tidak dapat dielakkan. Percampuran argon - karban dioksida digunakan keatas keluli karban aloi rendah dan kurang pengunaan keatas keluli kaliskarat. Dengan mencampurkan karban dioksida hingga 25 % akan mengubahkan arus kekadar minima,, menambahkan sebatian logam (logam asas dan logam kimpal), mendalamkan tusukan dan mengurangkan ketetapan arka. Argon - karban dioksida digunakan dalam pemindahan sembur dan kimpal arka denyut. Percampuran argon dengan 5 % karban dioksida telah digunakan dengan meluasnya dengan kimpal arka denyut dengan elektrod keluli karban pejal. Percampuran argon, helium dan karban dioksida baik untok kimpal arka denyut dengan elektrod keluli kaliskarat pejal.

PERCAMPURAN GAS PELINDUNG. Argon- Oksijen- Karban Dioksida Percampuran gas argon sehingga 20 % karban dioksida dan 3 - 5 % oksijen adalah sesuai. Ia menghasilkan pelindung yang sesuai dan arka yang diperlukan untok kimpalan pemindahan sembur, litar pintas dan jenis denyut. Percampuran 10 - 20 % karbon dioksida digunakan untok kerja am. Argon -Helium- Karban Dioksida. Percampuran argon, helium dan karbon dioksida digunakan dengan pemindahan litar pintas dan denyut bagi mengimpal keluli karban aloi rendah dan keluli kaliskarat. Percampuran dengan argon biasanya digunakan bagi pemindahan arka denyut dan dengan helium biasanya digunakanbagi pemindahan arka litar pintas. Argon-Helium- Karbon Dioksida-,Oksijen Percampuran ini, selalunya dinamakan percampuran perempat (quad mix) ja adalah sangat terkenal sebagal timbunan tinggi Kimpalan Arka Gas Logam dengan mengunakan arus tingi dengan arka pemindahan logam berat. Percampuran ini akan menghasilkan sifat mekanikal yang baik dan boleh mengimpal timbunan pada permukaan yang luas, pengunaan yang meluas ialah mengimpal bahan aloi rendah, tegasan tinggi tetapi ia telah digunakan keatas keluli Iembut dalam kerja pengeluaran yang banyak .

48


KARBON DIOKSIDA. Karbon dioksida (Co2) ialah gas aktif yang digunakan dengan meluasnya kerana sifat ketulinannya untuk kimpalan arka gas logam bagi mengimpal keluli karban dan aloi rendah, Ia adalah gas yang mengaktifkan yang sesuai digunakan bersendirian sebagal pelindung dan memudahkan cairan logam dalam proses kimpalan arka gas logam. Kelajuan kimpal yang tinggi, penusukan yang dalam, harga yang murah adalah sifatnya yang mengalakkan pengunaan gas pelindung ini Dengan pengunaan karbon dioksida, jenis pemindahan logam samada litar pintas atau gelembung boleh dilakukan. Pemindahan gelembung, arkanya sedikit kasar dan menwujudkan percikan yang banyak. Pengunaan karbon dioksida memerlukan arka pendek benam (Hujung elektrod berada dibawah paras permukaan logam asas) bagi mengurangkan percikan Perbezaan keselurulhannya bagi arka lindungan argon, karbon dioksida sebagai pelindung arka dapat menghasilkan penusukan yang baik dengan bentuk batas yang sedikit kasar disebabkan arka benam. Timbunan kimpal adalah baik tetapi sifat mekanikalnya mungkin kurang, Ia disebabkan sifat arkanya yang mengoksidan. LAMPIRAN 3:

GAS PELINDUNG UNTUK PROSES KIMPALAN ARKA GAS LOGAM JENIS LOGAM GAS PELINDUNG CATATAN Dengan arus terus akan dapat membersihkan Aluminium aloi Argon permukaan bendakerja dari oksida Magnesium – 75% Helium Kepanasan arka yang juat akan dapat Aluminium aloi 25% Argon mengurangkan terjadinya keliangan dan bertindak membersihkan permukaan bendakerja dari oksida. Keluli tahan karat Argon+1% Oksijen Oksijen dapat mengurangkan potong bawah jika Argon+5% Oksijen arus kekutuban berbalik digunakan dan menstabilkan arka. Keluli karbon Karbon dioksida Mengurangkan percikan dan kualiti kimpal yang rendah (pemindahan logam tinggi semburan) Keluli karbon Argon +2% Oksijen Oksijen dapat mengurangkan potong bawah dan rendah membersihkan oksida. Magnesium Argon Arus terus kekutuban lurus dapat membersihkan permukaan oksida. Tembaga 75% Helium Dapat menambah kepanasan bagi melawan sifat 25% Argon keberaliran haba tembaga. Nikel Argon Mengurangkan pengaliran kolam cair Monel Argon Mengurangkan kemungkinan keretakan. Titanium Argon Dapat mengurangkan zon terkesan haba dan dapat meningkat pemindahan haba

49


SOALAN: 1. Apakah fungsi elektrod atau dawai pengisi dalam proses GMAW.

2. Apakah unsur-unsur yang mesti ada dalam satu elektrod bagi

mengimpal sesuatu logam.

3. Apakah sifat gas yang sesuai untuk dijadikan sebagai gas pelindung, dan apakah fungsi gas pelindung dalam proses GMAW.

50

Mtk303 penerangan 1 kp k1  

Penerangan dawai penambah dan gas GMAW

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you