Panduan Kimpalan: Cara Memilih Bahan, Mesin, Logam Pengisi dan Parameter Kimpalan

Kimpalan ialah proses pembuatan yang tepat dan penting digunakan secara meluas dalam fabrikasi struktur, penyelenggaraan peralatan, dan pengeluaran perindustrian. Penilaian pra-kimpalan piawai, tetapan parameter, teknik operasi dan kawalan kualiti adalah penting untuk memastikan prestasi kimpalan yang stabil, kekuatan sambungan yang boleh dipercayai dan kualiti siap yang konsisten.

I. Penilaian Pra-Kimpalan Tiga parameter asas hendaklah ditentukan sebelum kimpalan:

1. Bahan Asas

Keluli karbon: kebolehkimpalan yang baik, sesuai untuk kebanyakan proses biasa

Keluli tahan karat: memerlukan input haba terkawal, TIG atau elektrod keluli tahan karat disyorkan untuk mengelakkan kakisan antara butiran

Aluminium dan aloi: kekonduksian terma yang tinggi dan filem oksida refraktori memerlukan AC TIG atau wayar aluminium khusus

Besi tuang: kebolehkimpalan yang lemah, memerlukan pemanasan awal (200~400°C), penyejukan perlahan dan elektrod berasaskan nikel

2. Ketebalan Bahan

≤1 mm: risiko terbakar, TIG atau MIG semasa rendah disyorkan

1~6 mm: SMAW atau MIG kedua-duanya berkenaan

≥6 mm: prapemanasan diperlukan, teknik berbilang laluan

3. Kedudukan Kimpalan

Rata: kesukaran terendah

Mendatar, menegak, overhed: kesukaran meningkat, arus dikurangkan sebanyak 10%~20% daripada kedudukan rata

II. Pemilihan Mesin Kimpalan

Nota pemilihan:

Mesin jenis penyongsang lebih disukai berbanding jenis pengubah konvensional untuk kecekapan tenaga dan mudah alih

Nilai semasa tidak perlu dimaksimumkan; julat operasi praktikal biasanya berskala pertengahan

Mesin dengan fungsi hot-start dan arka-force mengurangkan kesukaran memukul dan melekat pada elektrod

III. Pemilihan Bahan Pengisi

Keperluan proses kritikal:

Elektrod mesti dikeringkan sebelum digunakan: J422 pada 150°C selama 1 jam; elektrod keluli tahan karat pada 250°C selama 2 jam untuk menghilangkan lembapan dan mengelakkan keliangan hidrogen

Ketulenan CO₂ untuk MIG hendaklah ≥99.5%; gas bercampur (80% Ar + 20% CO₂) memperbaiki penampilan manik

IV. Rujukan Arus Kimpalan

Formula empirik SMAW:

I (A) = Diameter elektrod (mm) × 30~40

Φ2.5 mm → 75~100 A

Φ3.2 mm → 96~128 A

Φ4.0 mm → 120~160 A

Nilai rujukan MIG:

I (A) = Ketebalan plat (mm) × 30~50

1 mm → 30~50 A

3 mm → 90~150 A

6 mm → 180~300 A

Kriteria diagnostik:

Arus berlebihan: burn‑through dan undercut

Arus tidak mencukupi: kekurangan penembusan, kemasukan sanga, melekat elektrod

Surih penembusan bahagian belakang bahagian ujian dan profil manik hadapan hendaklah digunakan sebagai rujukan pelarasan akhir

V. Piawaian Kualiti Kimpalan

Kimpalan yang layak hendaklah memenuhi tiga keperluan asas:

Kedalaman penembusan yang mencukupi: minimum 1/3 daripada ketebalan bahan asas dalam keratan rentas

Tiada keliangan atau kemasukan sanga: tiada rongga sarang lebah atau kemasukan gelap pada permukaan atau dalaman

Tiada rekahan: tiada rekahan membujur atau melintang apabila disejukkan; ujian menoreh boleh digunakan sebagai semakan awal

VI. Teknik Operasi mengikut Proses

SMAW

Menyerang: calar‑mula atau ketik‑mula; elakkan sentuhan berpanjangan menyebabkan elektrod melekat

Sudut elektrod: 70°~80° ke permukaan bahan kerja, condong ke arah perjalanan

Corak tenunan: garis lurus untuk kepingan nipis; zigzag untuk ketebalan sederhana; sabit untuk plat tebal dengan alur; lebar ayunan ≤3× diameter elektrod

Panjang arka: lebih kurang sama dengan diameter elektrod; panjang berlebihan meningkatkan percikan, panjang tidak mencukupi menyebabkan melekat

MIG/MAG

Stick‑out: lebih kurang 10× diameter wayar (Φ0.8 mm → 8~10 mm)

Sudut obor: sudut serenjang atau seret sedikit (5°~15°), teknik tolak

Aliran gas: 15~20 L/min; kawasan kimpalan hendaklah dilindungi daripada draf silang

TIG

Hujung elektrod tungsten: dikisar kepada kon 30°~45°, berpusat pada garisan sambungan

Panjang arka: 2~4 mm

Suapan rod pengisi: celup ke dalam tepi hadapan kolam kimpalan, elakkan kemasukan terus ke lajur arka

Kimpalan aluminium: Mod AC diperlukan, arus meningkat 20%~30%

VII. Keperluan Keselamatan

Kimpalan ialah operasi nyalaan terbuka. Kawalan berikut hendaklah dikuatkuasakan:

Perlindungan mata: topi keledar auto-gelap dengan naungan No. 11 minimum untuk mengelakkan lecuran arka pada kornea

Perlindungan pernafasan: keluli tahan karat dan bahan tergalvani menghasilkan asap toksik; pakai alat pernafasan yang sesuai atau gunakan pengekstrakan wasap, kekalkan kedudukan melawan angin

Pencegahan kebakaran: suhu arka melebihi 3000°C; bahan mudah terbakar hendaklah dibersihkan dalam radius 2 m; alat pemadam api hendaklah boleh diakses

VIII. Kecacatan Kimpalan Biasa dan Tindakan Pembetulan

IX. Prosedur Selepas Kimpalan

Nyahlagging: keluarkan fluks dengan tukul serpihan, bersihkan sisa dengan berus dawai

Pemeriksaan visual: sahkan keseluruhan manik bebas daripada kecacatan yang boleh dilihat

Pencegahan karat: komponen keluli karbon hendaklah disalut dengan cat atau minyak anti-karat serta-merta selepas penyejukan