Dokumen ini menerangkan tentang mesin kimpalan arka, termasuk fungsinya, jenis-jenis mesin, dan komponen asas seperti alat pengubah dan elektrod. Terdapat juga perbincangan mengenai teknik pengimpalan, kekutuban mesin, jenis-jenis arus serta kelebihan dan kekurangan setiap jenis. Akhir sekali, dokumen membincangkan fungsi salutan elektrod dan jeremang, serta langkah-langkah untuk mencegah semburan arka semasa pengimpalan.

1. BAB SEMBILAN ( 9 )KIMPALAN ARKADisediakanoleh :HasnulMunawar Bin GhaniPoliteknik Johor BahruJabatanKejuruteraanMekanikal

3. 9.1 MesinKimpalanArkaMesinkimpalanarkaadalahmerupakansebuahalatubahperendahiaituiamengubahdarivoltanrendahtetapimenghasilkanarus yang tinggiuntukmenerbitkanarkabagikegunaanmengimpal. Dilengkapidengankabelbumikemejakerja.

4. 9.2 FungsiAlatPengubahAlatpengubahadalahkomponen yang terdapatpadasebuahmesinkimpalanarka yang berfungsiuntukmengurangkanvoltandanmeninggikanarusbagimenerbitkanarkauntuktujuankerjamengimpal. Alatubahinidikenalisebagaialatubahperendah.

5. 9.3 Komponen-komponenAsasDalamSesebuahMesinKimpalanArkaAdalahTerdiriDaripada:AlatubahKabelbumiKabelelektrodPemegangelektrodBekalankuasa

6. 9.4 Jenis-jenisMesinKimpalanArkaTerdapat 5 jenismesinkimpalanarkaJenis ‘rectifier(DC)Jenisalatubah(AC)JeniskombinasiAC/DCJenispacuanenjin. (Petrol ataudisel)Jenispacuan motor elektrik. (Janakuasa)

7. 9.4.1 Jenis ‘Rectifier’ (DC)Mesinkimpalanarkajenis ‘rectifier (DC) digunakankeranaianyamempunyaiduapilihanaliranarusiaituaruskekutubanberbalikdanarusteruskekutubanlurus.Puncapositifdisambungkankepadaelektrodmakaiaadalahkekutubanberbalik.Puncanegatifdisambungkankepadaelektrodmakaiaadalahkekutubanlurus.

8. Kelemahan ‘Rectifier’Kelemahan:Menghasilkan ‘semburanarka’ ArkatidakbegitustabilberbandingjenisjanakuasaTiadapilihanuntukciri-ciriarka.

9. 9.4.2JenisArusUlangalikMesinkimpalanarkaarusulangalik (AC) digunakanadalahkeranaianyamenghasilkanarka yang lebihstabildantiadaberlaku ‘semburanarka’ denganpenembusan yang sederhanadansenyap.

10. KelemahanArusUlangalikkelemahan:Mengimpalkeataslogamtertentudanpenggunaan yang terhad.

11. Tidaksemuaelektrodbolehdigunakan.

12. Mampuberoperasipadaampier yang tinggi.9.4.3 JenisGabungan/Kombinasi AC/DCMesinjenisinibolehmenggunakankedua-duajenisarus. Ianyaperluapabilamengimpallogamtertentudenganarus yang tertentu. Mempunyaipengunaan yang meluas. Bolehdigunakankeatasdigunakankeatasbanyakjeniskelulidankedudukanmengimpal.

13. Kelemahan AC/DCKelemahan:Kos yang agaktinggi.Berlaku ‘semburanarka’ padasesetengahsambungan

14. 9.4.4JenisPacuanEnjin Petrol/Disel(ArusTerusAtauArusUlangalik)Mesininibolehdigunakandikawasan yang tiadabekalanelektrik. Bolehmembekalkansamaadaarusulangalikatauarusterus.

15. KelemahanPacuanEnjin Petrol/DiselKelemahan:Modal yang besardanpenyelenggaran yang tinggi.Modal tinggiBisingKos penyelenggarantinggiSemburanarkaMemerlukanbahanapi

16. 9.4.5 JenisPacuan MotorMesinkimpalarkajenisinimenghasilkanarusterus. Menghasilkanduapilihanarusterus. Iaitukekutubanberbalik.

17. KelemahanPacuan MotorKelemahan:TerdapatsemburanarkaPenyelenggaran yang tinggi. Ianyamenggunakanbeberuskarbondanperluditukarpadatempohtertentu.

18. 9.5 KekutubuanMesinKimpalanArka9.5.1 Terdapatduajeniskekutubanmesinkimpalanarka:Arusteruskekutubanberbalik(kebelelektroddipasangpadapuncapositif)Arusteruskekutubanlurus(kebelelektroddipasangpadapuncanegatif)

19. 9.5.2 Ciri-ciriKekutuban:ArusteruskekutubanberbalikArusteruskekutubanlurusKadar kecairanelektrod yang lebihcepat.Ketelusan yang cetek.Kelajuankimpal yang lebihpantasdiperlukan.Kadar kecairanelektrod yang lambatKetelusan yang dalamKelajuan yang sederhana

21. 9.6 TeknikDalamMengimpalArkaTeknikseretTenikangkatMenggunakanteknikinibolehdilakukandenganelektrodjenis ‘hujungcawan’(deep cup) dimanahujunglogamtidakbersentuhdenganbendakerjakeranahujungbahanlakurmembentukseperticawan.Olehitujaraksentiasakekalpadaketinggian yang samadanmenghasilkankumai yang cantikdankemas.Menggunakanteknikinielektroddiangkatpadajaraklebihkurang 1/8 incidaripermukaanbendakerjaketikaarkadihidupkansehinggaselesaimengimpal.Teknikinihendaklahdigunakanapamengimpaldenganelektrodbiasa yang bukanjenis ‘deep cup’.

22. Bahagian-bahagiankimpalanarka

23. 9.6.2 KesanJarakArka,sudutArka Dan KelajuanArkaKeAtasHasilKimpalan.JarakarkaJarakantarahujungteraslogamelektroddenganpermukaanbendakerja.Dimanaarka yang diterbitkanakandapatdikekalkanpadajarakini.Jarakarka yang terlalutinggiakanmenyebabkankumaitidakcantikdanjugaketelusan yang kurang.Jarakarkaialahantara 5.0mm hingga 6.0mm.SudutarkaSudut yang terbentukdiantarakecondonganelektroddenganpermukaanbendakerjapadaarahgerakanelektrod.Sudutarka yang tidakbetulakanmenyebabkanriakkumaijadimemanjangataubujurdanmenjadikanrupakumiatidakcantik.KelajuanarkaLajugerakanelektrodbergerakkearahhujungpenamatkimpalan.Kelajuaninibiasanyabergantungkepadakadarkecairanelektrod.Mengimpalterlalulajuakanmenjadikankumaiterlaluhalusdantinggisertakurangketelusan.

24. Cara-Cara MenghidupkanArka

25. Semburanarkaadalahsatukeadaandimanaarka yang terbitdiantarahujungelektroddanbendakerjatersasardarilaluan yang sepatutnya. Biasanyabunyi yang terhasildarisemburaniniagakkuatdaribiasadansaizarkajugakelihatanagakbesarsedikit. Keadaaniniberlakumungkinkeranakedudukanklipbumi yang kurangtepat.

26. 9.7 ElektrodElektrodadalahberfungsisebagailogampenambahdalamkimpalanarka yang manaianyadisalutdenganbahanlakur yang manacampurannyaterdiridaripadabeberapajenisbahantertentudanmempunyaiberbagaifungsiketikakerjakimpalandilakukan.9.8 PenghasilanElektrodElektrodkimpalanarkapelindung (SMAW) adalahsejeniselektrodbersalutlakur yang habisguna (consumable) yang terdiridariberbagaijenisbergantungpadajenislogamterasdanjugakandungansalutanelektrodberkenaan.

27. 9.9 KandunganPancalonganTerasElektrodKandunganlogamteraselektrodadalahterdiridaripancalongan yang bergantungkepadaciri-ciripenggunaanelektrodberkenaan. Jenispancalonganbagiteraselektrodadalahmangan, silicon, sulphur, fosforusdankarban.9.10 JenisSalutanElektrodBahancampuransalutanelektrodterdiridaribeberpabahan yang bergantungkepadaciri-ciripenggunaanelektrod. Diantarabahan-bahancampuran yang terdapatpadasalutanialahserbukbesi, oksida-titania, sodium silikat, potassium, asbestos, ferro-manganese. Salutanelektrodterbahagikepadatigaiaitu:Salutannipis (tidakbersalut)SalutansederhanaSalutantebal

28. 9.11 FungsiSalutanElektrodFungsisalutanpadaelektrodadalah:Menghasilkan gas pelindungMenghasilkanjeremangpenutupkumaiMenstabilkanarkaMengandungicampuranuntukciri-cirikhaspenggunaannya.Berikutadalahjadualbagijenissalutandanarus yang disyorkan.

29. 9.12 PengkelasanElektrodElektrodinidikelaskanmengikutsistem yang ditentukanolehsistempiawaian yang diterimapakai di sesebuahnegara.Dimalaysiapiawaian yang biasadigunakan AWS(American Welding Society) atau ASTM(American Standard for Testing Materials).

30. ContohTigaSpesifikasiBagiElektrodKeluliLembutAWS A5.1 – 55 TASTM A233 – 55TCSA W48.1 – 1952(kanada)

31. Elektrod bole dikodkanmaengikutsistempenomboranseperti E6013,E6011,E6010, E7018 dansebagainya. Setiaphurufdannombormempunyaipengertiantertentu. Sebagaicontoh E6013:E – elektrod60 – kekuatantensil/tegangan 60,0001b9 - kedudukanmengimpal3 – jenisarus

32. Elektrodjugabolehdikelaskanmengikut:Cepatpenuh (E6024,E6027)Kelajuantinggi (E6012,E6013)Cepatbeku (E6010,E6011)Terdapatjugaelektrod yang menggunakankodwarnaolehpengeluarnya.Dimanakodwarna yang digunakanmenerangkantentangkekuatantensil,kedudukanmengimpaldanjugapilihanarus.

33. Elektroddikategorikankepada7 iaitu: KelulilembutKeluli ‘low alloy’Kelulitahan karatPengerasanpermukaanNikeldanpancalogamnikelAluminiumdanpancalogamaluminiumKuprumdanpancalogamkuprum

34. 9.13 FungsiJeremangJeremangialahsatuselaput yang terdapatpadaperukaankumaihasildaripeleburansalutanelektrod. Jeremanginimempunyaifungsitertentu,Diantaranyaialah:Melindungikumaidaripadaudaraluardisepanjangpenyejukanberlaku.Mengapungkankekotorankepermukaandarikawahlebur.Mengawalbentukkumaisupayaseragam.Melambatkankadarpenyejukanbagimembaikisifatlogam.Memberikanperlindungansecaramekanikalkepadapemindahanlogamdarielektrodkelogaminduk.

35. Nama-NamaBahagianKimpalanArka

36. . Kelebihandankekurangan proses SMAW.

37. 5. Dalambeberapakeadaanmengimpaldengan proses SMAW tidakdigalakkan.Diantaranyaialah:-Mengimpaldalamhujan-Mengimpalketikaributpasirataudalamkeadaanbersalji-Mengimpalbendakerja yang suhunyadibawah 0F6.’Voltan litarterbuka’ adalahvoltanpadamesinketikakerjamengimpaltidakdijalankanmanakala ‘voltanlitartertutup’ adalahvoltanpadalitarkimpalansewakerjamengimpalsedangdijalankan.Voltanlitarterbukasangatbahayabagipengimpal.

38. 7. Semburanarkaadalahsatufenomena yang berlakuapabilaarkaterpesongdarilaluanasalketikamengimpalsedangdijalankandiiringidenganbunyisemburan yang kuat.Diantarasebabnyaialahianyamungkin di pengaruhiolehkedudukanklipbumidengantempatmengimpal. Cara bagimengurangkanfenomenainiialah: -Tukarkepadaarusulangalik -Alihkankilpbumipadatempat yang jauhsedikit. -Jarakarkahendaklahpendek. -Letakbongkahbesi di atashujungbendakerja. -Mengimpaljauhdarisisibendakerja. -Ubaharahmengimpal.

39. 8. Salutanpadaelektrodmempunyaifungsisepertiberikut: -Menjadikanarkalebihstabil -Menghasilkan gas pelindungdisekelilingarkadankawaharka. -Membentuksanggadipermukaankumaibagimelindungikumai -Menampungbahan-bahan yang menentukanciri-ciripenggunaanelektrodberkenaan.

40. 9 . Jeremangatauselalu di panggildengansebutan’slug’ di hasilkandaripeleburansalutanelektrodlaluianyamembeku di ataspermukaankumai.Jeremangmempunyaibeberapaperanankeataskumaidiantaranyaialah: -Melambatkankadarpenyejukankumaidaniniakanmengekalkanciri-ciriasallogamteraspadakumai. -Melindungikumaidariunsurluar yang tidakdiinginisemasapenyejukan yang datangdariudara. -Membantudalammembentukkumai yang seragam.

41. Arka Dan Bahagian-Bahagiannya

42. LakaranLitar

43. LakaranMesinKimpalan Jana KuasaBermotorElektrik

44. Cara UntukMemulakanArka

45. Lakaran Cara UntukMematikanArkaSecaraMenaik

46. LakaranBagiLitarKekutukan

47. LakaranAsasSambunganKimpalan

48. LakaranBagiLitarKambi