KIMPALAN ARKA JENIS GAS TUNGSTEN ARC WELDING (GTAW)

Di sini saya nak membincangkan tentang kimpalan jenis GTAW pula. GTAW merupakan satu jenis kimpalan yang amat susah untuk mengusainya. Ianya popular untuk mengimpal keluli jenis stainless steel, aluminium, hybrid dan banyak lagi jenis besi yang lain dari besi karbon...

Prinsip Kerja

GTAW adalah proses kimpalan Arka. Ianya menggunakan sumber tenaga elektrik untuk menghasilkan arkab diantara elektrode tungsten dengan logam asaa. Arka mencair logam asas untuk membantu kimpalan, jika diperlukan logam penambah boleh ditambah. Gas hadir atau cantuman gas biasanya digunakan untuk menghalang pengoksidaan atau oleh atmosfera. Kimpalan yang terhasil tidak mempunyai sangga kerana tiada fluk digunakan semasa kimpalan. Proses GTAW boleh digunakan untuk mengimpal pelbagai jenis logam termasuk Aluminum. GTAW biasanya digunakan untuk larian penembusan, manakala larian penukupan biasanya menggunakan GMAW atau FCAW atau SMAW.

ELEKTROD YANG DIGUNAKAN DALAM KIMPALAN GTAW.

Dalam proses GTAW, Tungsten merupakan elektrod yang digunakan untuk menyalakan arka elektrik di antara elektrod tungsten dan logam dasar (base metal). Ianya merupakan bahan gunahabis (consumables) yang tidak cair bersama logam kimpal (weld metal). Fungsi utama elektrod Tungsten ialah sebagai satu terminal elektrik bagi arka kimpalan. Takat lebur bagi Tungsten ialah pada 31400C.

Terdapat 5 jenis elektrod tungsten yang digunakan dalam TIG. Elektrod ini dibuat 150mm panjang dan bergaris pusat 1.2mm-5.0mm yang mana ia mempunyai sukatan arus minima dan maksima pada tiap-tiap jenis elektrod ini. Apabila arus yang terlalu tinggi digunakan ian akan mengjadi terlalu panas dan terbakar dan jika sebaliknya, ia akan menunjukan arka yang tidak tepat. Tahap kecairan elektrod tungsten adalah 33920C.

GARIS PUSAT (mm)	JENIS ELEKTROD
	Thoriated Tungsten Ampere (DC)	Zirconiated Tungsten Ampere (AC)
1.2	70	40
1.6	745	55
2.4	240	90
3.2	380	150
4.0	440	210
5.0	500	275

Kandungan chemical dalam tungsten elektrod 

AWS Klasifikasi	Tungsten min.%	Thoria, %	Zirconia, %	Sebatian lain, max, %
EWP EWTh-1 EWTh-2 EWTh-3 EWZr	99.5 98.5 97.5 98.95 99.2	- 0.8 - to 1.2 1.7 to 2.2 0.35 to 0.55 -	- - - - 0.15 to 0.40	0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Terdapat  warna dan kod yang di khaskan bagi pengenalan setiap elektrod, Jadual jadual dibawah ini  menjelaskan beberapa faktor dan juga cadangan yang disarankan bagi  jenis arus yang digunakan dan sebagainya. Sila lihat jadual dibawah ini:

  Pengenalan  Elektrod

Klasifikasi AWS	Warna
EWP	Hijau
EWTh-1	Kuning
EWTh-2	Merah
EWTh-3	Biru
EWZr	Coklat

Tungsten Elektrod dan Gas Pelindung untuk kimpalan yang berbeza

Jenis logam	Jenis Arus	Elektrod	Gas
Aluminum	Alternating Current (AC)	Pure atau Zirconium	Argon atau Argon-Helium.
Copper, Copper alloy, Magnesium	DCEN, AC 1/8” AC, DCEN 1/8”	Thoriated pure atau Zirconium	Helium, Argon
Nikel, Nikel alloy, plain carbon, Keluli kalis karat, Titanium	DCEN	Thoriated	Argon

Warna Kod dan kandung sebatian dalam Tungsten Elektrod Alloy

Klaifikasi AWS	Kod Warna	Kandungan Alloy	Pengoksidaan Alloy
EWP	Hijau	-	-
EWCe-2	Oren	Cerium	Ceo2
EWLa-1	Hitam	Lanthanum	LaO3
EWTh-1	Kuning	Thorium	ThO2
EWTh-2	Merah	Thorium	ThO2
EWZr-1	Coklat	Zirconium	ZrO2
EWG	Kelabu	-	-

Elektrod tungsten mempunyai kod warna dan makna mengikut hurufnya.

         E    - Wulferum / tungsten

         Th1 - 1% - Thoriated EwTh1 - Yellow

         Th2 - 2% - Thoriated EwTh2 - Red

         Th3 - 3% - Striped Tungsten EwTh3 – Blue

1- Tungsten Tulen (Ew)

Tiada unsur lain yang dicampur kedalam logam tungsten. Ia diwarnakan dengan warna hijau dihujungnya. Ia sangat berkesan pada ACHF untuk mengimpal aluminium dan magnesium sahaja. Suhu kecairan nya ialah 6106°F. Ia boleh digunakan keatas logam lain dengan menggunakan  DCSP dan hujung eelektrod ditajamkan tetapi arkanya tidak stabil untuk mengimpal aluminium dan megnesium, hujungnya mestilah dibulatkan.

2. Zirconium EwZr

Dibuat sama tugas dengan tungsten tulen. Perbezaanya ialah 0.5% zirconium dan harganya lebih mahal daripada tungsten tulen untuk tugas-tugas kritikal pada logam aluminium dan magnesium. Warana kod adalah coklat.

3. 1% Thoriated tungsten EwTh1

Ia dibuat khas untuk mengimpal tembaga dan aloi tembaga mempunyais suhu kecairan yang rendah. Bila mengimpal tembaga, matanya hendaklah ditajamkan. Harganya murah sedikit dari 2% thoriated tungsten EWTh2. Kegunaan nya keatas semua jenis logam. Persediaan hujungnya boleh dibuat samada dibulatkan atau ditajamkan. Ianya mahal sedikit daripada tungsten tulen dan digunakan logam yang mempunyai kecairan yang tinggi. Ia mempunyai thoriated oxide dan suhu kecairan 6290°F.  Kod warnanya adalah merah. Ia dibuat menggunakan DCSP tetapi boleh menggunakan ACHF.

4. Strip tungsten EwTh3

Merupakan tungsten yang baru gabungan daripada tungsten tulen dan 2% thoriated tungsten. Digunakan untuk mengimpal aluminium, magnesium dan logam-logam nipis. Mengunakan DCSP dan hujungnya hendaklah ditajamkan.

Persediaan hujung elektrod

1. Hujung elektrod hendaklah dicanai dengan cermat untuk mendapatkan hujung mata yang  betul. Pastikan tanda tempat pencanai itu diputaran mengikut sepanjang tirusan.

2. Untuk kimpalan arus terus hujung elektrod hendaklah tajam. Panjang tirusan pada tiap-tiap  saiz elektrod hingga bergarispusat 3.2 mm ialah 3 kali garispusat elektrod berkenaan dan 3.2mm keatas ialah 2 kali garispusat elektrod.

3. Bagi kimpalan AC hujung matanya hendaklah dibulatkan

Pemilihan elektrod

Bergantung pada ciri-ciri dibawah ini :

1. Ketebalah logam asas
2. Penggunaan gas pelindung
3. Arus bagi kekutuban ( polarity )
4. Reka bentuk sambungan
5. Kedudukan sambungan
6. Jenis torch.

GAS PELINDUNG

Jenis gas pelindung:

a.      Argon

b.      Helium

c.      Campuran Argon-Helium

d.      Campuran Argon-Hidrogen

Fungsi gas pelindung:

1. Melindungi elektrod daripada udara.
2. Melindungi logam cair daripada udara.
3. Medium pemindahan tenaga haba dari tungsten ke logam asas.
4. Membantu menyalakan arka.
5. Mengstabilkan arka.
6. Membantu mengawal pembentukan kumai dan penembusan.

PENYIMPANAN GAS

Pada kebiasaannya gas dibekal dalam bentuk silinder bertekanan tinggi kerana mudah untuk digerakkan. Apabila proses pemindahan gas, perkara berikut hendaklah dititik beratkan:

1. Sentiasa pastikan penutup keselamatan (safety cap) dipasangkan diatas injap (valve) kecuali apabila silinder hendak dipasang dan digunakan.
2. Pastikan silinder di ikat pada dinding, tiang atau struktur yang boleh menghalang silinder daripada tumbang semasa digunakan.
3. Sentiasa mengunakan pengakut silinder (Cylinder cant) semasa memindahkan silinder.
4. Jangan gantung silinder menggunakan pengangkut. Silinder kerana ia mudah tergelincir daripada pengakut. Gunakan bakul atau bekas untuk mengangkut.
5. Buka injap silinder dengan perlahan-lahan sehingga sepenuhnya. Ini untuk mengelakkan kebocoran pada batang atau leher injap.

# Silinder gas hendaklah dijaga kerana ia mengandungi gas bertekanan tinggi. Jika injap patah atau rosak letupan akan berlaku dan ini akan menyebabkan kematian atau kecederaan teruk.