Apa yang menyebabkan kecacatan kimpalan dan cara menanganinya

 

 

Sebagai bahagian penting dalam pembuatan moden, kualiti kimpalan secara langsung mempengaruhi prestasi keseluruhan dan keselamatan produk. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh pelbagai faktor semasa proses kimpalan, pelbagai kecacatan kimpalan sering berlaku. Kecacatan ini bukan sahaja mengurangkan kekuatan, ketahanan dan penampilan sambungan kimpalan tetapi juga boleh membawa kepada insiden keselamatan yang serius. Oleh itu, memahami punca kecacatan kimpalan dan penyelesaiannya adalah sangat penting untuk meningkatkan kualiti kimpalan dan memastikan prestasi produk.

 

▲ Kecacatan Kimpalan

 

 

I Klasifikasi Kecacatan Kimpalan

 

Kecacatan kimpalan boleh dikategorikan kepada dua jenis berdasarkan kedudukannya dalam kimpalan: kecacatan luaran dan kecacatan dalaman. Kecacatan luaran, juga dikenali sebagai kecacatan rupa, terletak pada permukaan kimpalan dan boleh diperhatikan dengan mata kasar atau di bawah pembesaran rendah, seperti pemotongan bawah, percikan kimpalan, cekung, ubah bentuk kimpalan, keliangan permukaan dan retakan permukaan. Kecacatan dalaman ditemui di dalam kimpalan dan hanya boleh dikesan melalui ujian merosakkan atau kaedah ujian tidak musnah khusus, seperti kekurangan gabungan, penembusan tidak lengkap, keliangan dalaman, kemasukan sanga dan retak.

 

 

II Punca Kecacatan Kimpalan

 

1. Kecacatan Luaran

 

(1) Melemahkan

Undercutting merujuk kepada lekukan atau alur yang ditinggalkan pada tepi kimpalan selepas logam asas dicairkan oleh arka atau nyalaan dan tidak diisi oleh logam kimpalan. Punca utama termasuk arus kimpalan yang berlebihan, arka yang terlalu panjang, sudut atau pergerakan elektrod (wayar kimpalan) yang tidak betul, dan kelajuan kimpalan yang tidak betul.

 

▲ Memotong

 

(2) Percikan Kimpalan

Percikan kimpalan merujuk kepada logam kimpalan cair yang mengalir ke logam asas atau akar kimpalan dengan haba yang tidak mencukupi semasa proses kimpalan dan membentuk ketulan logam yang tidak bercantum dengan bahan asas selepas penyejukan. Puncanya termasuk kualiti elektrod yang lemah, arus kimpalan yang berlebihan, arka yang terlalu panjang, kelajuan kimpalan yang perlahan, dan sudut dan pergerakan elektrod yang tidak betul.

 

▲ Kimpalan Percikan

 

(3) Cekung dan Ubah Bentuk Kimpalan

Lekuk biasanya disebabkan oleh kegagalan memegang elektrod (wayar kimpalan) untuk tempoh yang singkat apabila menamatkan arka, mengakibatkan kawah arka. Ubah bentuk kimpalan mungkin disebabkan oleh penyediaan yang tidak mencukupi, lekapan yang lemah, atau kemahiran operasi yang tidak mencukupi.

 

▲ Cekung dan Ubah Bentuk Kimpalan

 

(4) Keliangan Permukaan

Keliangan permukaan berlaku apabila gas gagal keluar sepenuhnya dari kolam kimpalan semasa mengimpal, membentuk lubang pada permukaan logam kimpalan. Punca utama termasuk ketidakpatuhan bahan kimpalan dan bahan kerja dengan keperluan proses, arus kimpalan rendah, kelajuan kimpalan terlalu cepat, arka terlalu panjang, dan perlindungan kawasan kimpalan yang tidak mencukupi.

 

2. Kecacatan Dalaman

 

(1) Kekurangan Gabungan dan Penembusan Tidak Lengkap

Kekurangan pelakuran merujuk kepada kawasan di mana logam kimpalan tidak bercantum dengan logam asas atau antara lapisan kimpalan. Penembusan tidak lengkap merujuk kepada kegagalan untuk melebur sepenuhnya akar sendi semasa mengimpal. Kecacatan ini disebabkan oleh arus kimpalan yang tidak mencukupi, kelajuan kimpalan terlalu cepat, reka bentuk alur yang lemah, sudut elektrod yang salah, dan teknik kimpalan yang tidak mencukupi.

 

▲ Kekurangan Gabungan dan Penembusan Tidak Lengkap

 

(2) Kemasukan Slag

Kemasukan sanga merujuk kepada sanga sisa yang tertinggal dalam kimpalan selepas kimpalan. Puncanya termasuk arus kimpalan yang rendah, kelajuan kimpalan yang terlalu cepat, permukaan bahan kerja yang tidak bersih, penyingkiran sanga yang tidak lengkap dalam kimpalan berbilang lapisan, dan kualiti elektrod yang lemah.

 

▲ Kemasukan Slag

 

(3) Retak

Retak adalah salah satu kecacatan paling berbahaya pada sambungan kimpalan, dan puncanya adalah kompleks dan pelbagai. Ia termasuk teknik kimpalan yang lemah, spesifikasi kimpalan yang tidak betul, tegasan dalaman yang tinggi dalam kimpalan, sensitiviti retak bahan yang tinggi dan kualiti bahan pengisi yang rendah. Selain itu, pelbagai jenis retak, seperti retak panas, retak sejuk dan retak panas semula, disebabkan oleh faktor yang berbeza.

 

▲ Retak

 

 

III Pemulihan Kecacatan Kimpalan

 

1. Ubat Kecacatan Luaran

 

(1) Melemahkan

Pemotongan kecil dan cetek boleh dilicinkan secara mekanikal untuk mencipta peralihan yang lancar. Potongan bawah yang teruk dan dalam perlu dibaiki dengan mengimpal. Langkah-langkah pencegahan termasuk memilih parameter proses kimpalan yang sesuai, mengawal panjang arka, dan menguasai teknik pergerakan elektrod yang diperlukan.

 

(2) Percikan Kimpalan

Percikan kimpalan boleh dikeluarkan dengan pengisaran mekanikal, dan kimpalan perlu dibuat semula untuk memulihkan kelancaran. Langkah-langkah pencegahan termasuk memilih arus kimpalan dan sudut elektrod yang sesuai dan mengekalkan kelajuan kimpalan yang konsisten.

 

(3) Cekung dan Ubah Bentuk Kimpalan

Cekung dan ubah bentuk kimpalan boleh dibetulkan melalui pengisaran, pelurus mekanikal, atau rawatan haba. Langkah-langkah pencegahan termasuk penyediaan yang betul sebelum mengimpal, menggunakan lekapan yang layak, dan mengambil langkah untuk menghapuskan ubah bentuk sisa.

 

(4) Keliangan Permukaan

Keliangan permukaan boleh dikeluarkan dengan mengisar dan mengimpal semula untuk mengisi lompang. Langkah-langkah pencegahan termasuk membersihkan bahan kimpalan dan bahan kerja, memilih arus dan kelajuan kimpalan yang sesuai, dan meningkatkan perlindungan kawasan kimpalan.

 

 

2. Pemulihan Kecacatan Dalaman

 

(1) Kekurangan Gabungan dan Penembusan Tidak Lengkap

Kekurangan gabungan dan kecacatan penembusan yang tidak lengkap biasanya memerlukan pembaikan kimpalan atau gouging dan kimpalan semula. Untuk struktur terbuka, pembaikan kimpalan terus boleh dilakukan pada kawasan penembusan yang tidak lengkap. Untuk kimpalan kritikal di mana pembaikan terus tidak dapat dilaksanakan, logam kimpalan di kawasan yang rosak hendaklah dikeluarkan sepenuhnya sebelum dikimpal semula.

 

(2) Kemasukan Slag

Kemasukan sanga perlu dikeluarkan dengan mencungkil kawasan yang rosak sebelum mengimpal semula. Langkah-langkah pencegahan termasuk menambah baik pembersihan permukaan, memilih arus dan kelajuan kimpalan yang sesuai, dan memastikan penyingkiran sanga menyeluruh antara lapisan kimpalan.

 

(3) Retak

Pembaikan retak adalah lebih kompleks dan memerlukan langkah khusus berdasarkan jenis dan lokasi retakan. Untuk retakan panas dan panaskan semula, kawasan yang rosak hendaklah dicungkil, dan kimpalan dilakukan semula, dengan kawalan suhu yang lebih baik dan langkah pelepasan tekanan semasa mengimpal. Keretakan sejuk mungkin memerlukan pemanasan, pembetulan tekanan, atau kaedah lain untuk pembaikan dan pencegahan.

 

 

IV Kajian Kes Kecacatan Kimpalan Khusus

 

1. Kecacatan Memotong

• Fenomena:Kemurungan atau alur yang muncul di sepanjang jari kaki kimpalan atau akar semasa mengimpal, lebih rendah daripada permukaan bahan asas.
• Punca:Arus kimpalan yang berlebihan, arka terlalu panjang, sudut elektrod (wayar kimpalan) yang tidak betul, kelajuan kimpalan terlalu cepat, dsb.
• Kesan:Melemahkan kekuatan sendi kimpalan, mewujudkan kepekatan tekanan, dan mengurangkan hayat keletihan.

 

2. Kecacatan Percikan Kimpalan

• Fenomena:Gumpalan logam yang terbentuk oleh logam cair yang mengalir di luar kimpalan ke atas bahan asas yang tidak bercantum.
• Punca:Arus kimpalan yang berlebihan, kelajuan kimpalan terlalu perlahan, sudut elektrod (wayar kimpalan) yang tidak betul, dsb.
• Kesan:Menjejaskan penampilan, mencipta titik kepekatan tekanan, dan menghalang aliran sederhana yang berkesan dalam saluran paip.

 

3. Kecacatan Keliangan

• Fenomena:Poket gas terbentuk di dalam atau pada permukaan logam kimpalan apabila gas gagal keluar semasa mengimpal.
• Punca:Kelembapan dalam bahan kimpalan, gas pelindung yang tidak tulen, kelajuan kimpalan terlalu cepat, arka terlalu panjang, dsb.
• Kesan:Mengurangkan kekompakan kimpalan, mengurangkan keratan rentas kerja yang berkesan bagi kimpalan, dan menjejaskan sifat mekanikal kimpalan.

 

4. Kecacatan Kemasukan Slag

• Fenomena:Kemasukan bukan logam dalam logam kimpalan.
• Punca:Arus kimpalan rendah, kelajuan kimpalan terlalu cepat, alur yang tidak bersih, penyingkiran sanga yang tidak lengkap antara lapisan dalam kimpalan berbilang lapisan, dsb.
• Kesan:Menjejaskan sifat mekanikal dan kekompakan kimpalan, yang berpotensi menyebabkan keretakan kimpalan.

 

5. Kekurangan Gabungan dan Kecacatan Penembusan Tidak Lengkap

• Fenomena:Kekurangan pelakuran merujuk kepada pelakuran tidak lengkap antara logam kimpalan dan bahan asas atau antara lapisan kimpalan. Penembusan tidak lengkap merujuk kepada gabungan tidak lengkap pada akar sendi semasa mengimpal.
• Punca:Arus kimpalan rendah, kelajuan kimpalan terlalu cepat, reka bentuk alur yang lemah, sudut elektrod (dawai kimpalan) yang tidak betul, dsb.
• Kesan: Smengurangkan sifat mekanikal kimpalan secara tidak ketara, menjadikannya salah satu kecacatan paling berbahaya dalam kimpalan.

 

6. Kecacatan Retak

• Fenomena:Antara muka baharu yang dibentuk oleh pemusnahan daya ikatan atom di kawasan setempat sambungan kimpalan.
• Punca:Tekanan sisa daripada kimpalan, kualiti bahan yang lemah bagi bahan asas atau bahan pengisi, pemilihan parameter proses kimpalan yang tidak betul, dsb.
• Kesan:Petua retakan tajam menghasilkan kepekatan tegasan yang ketara, menjejaskan teruk struktur yang tertakluk kepada beban berselang-seli dan hentaman, mungkin membawa kepada kegagalan struktur.

 

 

V Kesimpulan

 

Punca-punca kecacatan kimpalan adalah pelbagai, dan ubat-ubatan mesti disesuaikan dengan situasi tertentu. Semasa proses kimpalan sebenar, pematuhan ketat kepada spesifikasi prosedur kimpalan, kawalan kualiti yang dipertingkatkan, dan pengesanan dan pemulihan kecacatan kimpalan yang tepat pada masanya adalah penting untuk memastikan kualiti sambungan kimpalan dan prestasi keseluruhan produk. Selain itu, dengan pembangunan berterusan dan kemajuan teknologi kimpalan, kaedah dan bahan kimpalan baharu muncul, memberikan sokongan kukuh untuk meningkatkan lagi kualiti dan kecekapan kimpalan.