1. METALURGI KIMPALAN
KIMPALAN REKABENTUK
DAN PROSES PEMILIHAN.
SPE 4602
TEKNOLOGI PEMBUATAN
SHAHRIZAM BINTI SHAHARUDDIN
AP090271
SECTION 01
4 SPH
DR. AMIRMUDIN BIN UDIN

2. PENGENALAN
 Prinsip-prinsip asas proses kimpalan yang
menggunakan kimia, elektrik, haba, atau
mekanikal yang bersumberkan tenaga. Ia adalah
jelas bahawa pemanasan komponen yang
dikimpal kepada suhu yang cukup tinggi untuk
menghasilkan kimpalan melibatkan pelogaman
dan perubahan fizikal penting dalam bahan-
bahan.
 Kualiti Kimpalan bergantung kepada banyak
faktor, antaranya geometri manik/titik kimpal dan
kehadiran retak, tegasan baki, Kemasukan, dan
filem-filem oksida. Faktor kawalan tersebut
adalah penting untuk penciptaan kimpalan
dipercayai yang mempunyai sifat mekanikal yang
diterima.

3. Soalan: Apakah 3 jenis zon
sambungan tipikal kimpalan?
SAMBUNGAN KIMPALAN
Terdapat tiga zon yang berbeza boleh
dikenal pasti dalam gabungan
sambungan tipikal-kimpalan.
1. Logam asas
2. Zon terjejas haba
3. Weld logam

4. Pemejalan Logam Kimpalan
Ciri-ciri
gabungan zon
kimpal biasa
dalam gas
oxyfuel dan
kimpalan arka.

5. Grain Structure in Shallow and
Deep Welds
(a) (b)
Struktur Grain dalam (a) kimpalan yang mendalam
(b) kimpal cetek. Perhatikan bahawa butiran dalam
logam kimpal mengukuhkan adalah serenjang dengan
permukaan logam asas. Dalam kimpalan yang baik,
garis pemejalan di pusat di kimpal yang mendalam
yang ditunjukkan dalam (a) mempunyai penghijrahan
bijirin, yang membangun kekuatan seragam dalam
kimpalan manik.

6. Soalan: Apakah ciri-ciri zon haba yang
terjejas(Heat-Affected Zone) ?
Zon terjejas haba (HAZ) adalah dalam logam asas
itu sendiri. Ia mempunyai mikrostruktur yang
berbeza dari yang logam asas sebelum kimpalan,
kerana ia telah tertakluk kepada suhu tinggi
untuk tempoh masa semasa kimpalan. Bahagian-
bahagian logam asas yang cukup jauh dari
sumber haba tidak menjalani apa-apa perubahan
struktur semasa kimpalan.
Sifat-sifat dan mikrostruktur yang HAZ bergantung
kepada:
(1) kadar input haba dan penyejukan, dan
(2) suhu yang zon ini telah ditinggikan.

7. Kekuatan dan kekerasan zon terjejas haba (heat-
affected zone) bergantung sebahagiannya pada
bagaimana kekuatan asal dan kekerasan logam
asas telah dibangunkan sebelum kimpalan
seperti:
(a) dengan kerja sejuk
(b) dengan penyelesaian pepejal pengukuhan
(c) dengan pemendakan pengerasan, atau
(d) dengan pelbagai rawatan haba
Kesan kaedah ini mengukuhkan kaedah yang
kompleks, dan yang paling mudah untuk
menganalisis mereka dalam logam asas yang
telah kerja sejuk, oleh cold rolling atau dengan
memalsukan.

8. Kakisan
Kakisan antara bebutir
daripada tiub 310-
tahan karat-keluli
dikimpal selepas
pendedahan kepada
penyelesaian kaustik.
Garis kimpalan adalah
di tengah-tengah
gambar. Mengimbas
mikrograf elektron
pada 20 X.
Source: Courtesy of
BR Jack, Allegheny
Ludlum Steel Corp

9. KUALITI KIMPALAN.
Soalan: Apakah yang dimaksudkan
dengan kualiti kimpalan? Bincangkan
faktor-faktor yang mempengaruhinya.
 Hasilnya sejarah thermal cycling dan
perubahan merawat mikrostruktur,
sambungan dikimpal boleh membangunkan
pelbagai ketidakselanjaran. Ketidakselanjaran
kimpalan juga boleh disebabkan oleh
penerapan yang tidak mencukupi atau
kecuaian teknologi kimpalan ditubuhkan atau
oleh latihan operator substandard.
Ketakselanjaran utama bahawa kesan kualiti
kimpalan diterangkan di bawah.

10. KUALITI KIMPALAN.
 Keliangan
 Kemasukan sanga
 Perlakuran tidak lengkap dan Penembusan.
 Profil Kimpalan (Weld Profile)
 Retak
 Lamellar Tears
 Permukaan Kerosakan
 Tegasan Residual
 Melegakan Tekanan daripada kimpalan

11. Perlakuran tidak lengkap
dan Penembusan.
Manik kimpal rendah kualiti, hasil daripada gabungan lengkap.
Sumber: Persatuan Kimpalan Amerika.

12. Profil Kimpalan (Weld Profile)
Skema contoh pelbagai kecacatan dalam kimpalan gabungan.
Sumber: Persatuan Kimpalan Amerika.
Weld profile penting bukan sahaja kerana kesannya terhadap
kekuatan dan rupa kimpal, tetapi juga kerana ia boleh isyarat
gabungan lengkap atau kehadiran sanga kemasukan dalam kimpalan
berbilang lapisan.

13. Retak
Jenis-jenis
keretakan (di
sendi
dikimpal)
yang
disebabkan
oleh tegasan
haba yang
berkembang
semasa
pemejalan
dan
pengecutan
manik kimpal
dan struktur
sekitarnya.
(a) Kawah
retak. (b)
Pelbagai
jenis
keretakan di
punggung
dan
sambungan
T.

14. Kebolehkimpalan
• Kebolehkimpalan logam biasanya ditakrifkan sebagai
kapasiti boleh dikimpal ke dalam struktur tertentu yang
mempunyai ciri-ciri tertentu dan ciri-ciri dan memuaskan
akan memenuhi keperluan perkhidmatan. Kebolehkimpalan
melibatkan sebilangan besar pembolehubah, jadi
generalisasi adalah sukar. Seperti yang telah kita lihat, ciri-
ciri bahan (seperti unsur mengaloi, kekotoran, kemasukan,
struktur bijian, dan sejarah pemprosesan) logam asas dan
pengisi adalah penting.
• Kerana kesan lebur dan pemejalan dan perubahan
berbangkit mikrostruktur, pengetahuan yang menyeluruh
mengenai gambarajah fasa dan tindak balas logam atau
aloi kepada suhu tinggi sepanjang tempoh masa adalah
penting. Juga mempengaruhi kebolehkimpalan adalah
sifat-sifat mekanikal dan fizikal: keliatan kekuatan,
kemuluran, kepekaan takuk, modulus elastik, haba tentu,
takat lebur, pengembangan terma, ketegangan permukaan
ciri-ciri logam lebur, dan rintangan kakisan.

15. Teknik Destructive
Dua jenis spesimen untuk ujian
ketegangan ricih sendi dikimpal.
(a) Balut-sekitar kaedah ujian
selekoh. (b) Tiga titik lenturan
spesimen dikimpal
UJIAN SAMBUNGAN KIMPALAN

16. Ujian kimpalan
spot.
(a) Ketegangan
ujian ricih untuk
kimpalan spot.
(b) Ujian Cross-
ketegangan. (c)
ujian Twist. (d)
Peel ujian;

17. REKABENTUK KIMPALAN DAN
PEMILIHAN PROSES
Garis panduan reka bentuk untuk kimpalan. Source: JG Bralla (Ed.),
Buku Panduan Rekabentuk Produk untuk Pembuatan. Hak Cipta ©
1986, McGraw-Hill Penerbitan Syarikat.

18. Selain itu, ciri-ciri penting menerangkan setakat
ini, pemilihan sambungan kimpalan dan proses
kimpalan melibatkan pertimbangan berikut:
(a) Konfigurasi komponen atau struktur yang
hendak dikimpal, dan ketebalan dan saiz mereka
(b) Kaedah yang digunakan untuk mengeluarkan
komponen
(c) Keperluan perkhidmatan, seperti jenis beban
dan tekanan yang dijana
(d) Lokasi, kemudahan dan kemudahan kimpalan
(e) Kesan gangguan dan perubahan warna
(f) Rupa
(g) Kos yang terlibat dalam penyediaan pinggir,
kimpalan, dan pasca-pemprosesan kimpal,
termasuk dari operasi pemesinan dan penamat.

19. Simbol Kimpalan.
Contoh Pemilihan
Design Kimpalan

20. RUJUKAN
Assist. Prof. Dr. Oguzhan Yilmaz. Welding Metallurgy.ppt. Welding Technology.
D.K. Singh. Fundamentals of Manufacturing Engineering. Gopson Papers Ltd.
Noida. (2008).
Larry Jeffus. Welding Principles And Applications. 6th . United States of America.
(2008).
Serope Kalpakjian. Manufacturing Engineering and Technology.2th. United States of
America. (1992).
Serope Kalpakjian & Steven R. Schmid. Manufacturing Engineering and
Technology.4th. United States of America. (2001).
Sindo Kou. Welding Netallurgy. 2th. United States of America. University of
Wisconsin.(2003)
Welding Process, Inspection And Metallurgy. 2th.
Zainal Abidin Ahmad .Proses Pembuatan. Universiti Teknologi Malaysia.Jilid 1
(1999).
http://www.everlastgenerators.com/metallurgy-in-welding.php
http://www.britannica.com/EBchecked/topic/639223/welding
http://www.ymcaust.ac.in/mechanical/index.php?option=com_content&view=article&id=1
71&Itemid=57
http://www.sacsteel.org/design/ig-pdf/chap8.pdf
http://www.sacsteel.org/design/fema267b/chap8-2.pdf