PROSES RAWATAN HABA (HEAT THREATMENT)

 PENGENALAN

       Antara kelebihan keluli berkarbon adalah  sifat fiziknya boleh diubah samada menjadi lebih keras atau dipulih semula sifat asal dengan mengubah struktur mikronya (microstructure).  Secara prinsipnya, sifat kekerasan keluli berkarbon (carbon steel) boleh ditentukan melalui dua kaedah iaitu melalui penambahan peratusan  kandungan karbon semasa proses penghasilanya dan proses rawatan haba (heat threatment) dengan kaedah pemanasan semula untuk  mengubah struktur mikronya.  Rawatan haba lebih sesuai dilakukan pada kelui berkarbon sederhana (medium carbon steel) dan keluli berkarbon tinggi (high carbon steel) disebabkan peratus kandungan karbonnya yang tinggi. Bagi keluli berkarbon rendah jika dilakukan  proses rawatan haba  kesannya adalah  minima disebabkan komposisi peratusan kandungan karbonnya yang sedikit iaitu pada 0.03 peratus sahaja..

Prinsip asas rawatan haba adalah dengan mengubah  struktur mikronya melalui proses pemanasan dan penyejukan secara terkawal. Proses penghasilan produk seperti kerja kimpalan, kerja pemesinan (machining), tempaan (forging) , tekanan (pressure work),  gelekan (rolling) atau penuangan (casting) dan acuan (moulding) banyak mempengaruhi  bentuk struktur mikro keluli.  sebagai contoh kerja kimpalan pada keluli berkarbon  memerlukan kemasukan haba (heatinput) yang tinggi untuk meleburkan logam, kepanasanya  yang tidak seimbang akan menghasiklan struktur mikro keluli yang tidak tersusun seperti asal. Kesannya menyebabkan berlaku perubahan sifat fiziknya seperti sifat kekerasan yang berbeza pada bahagian kompenan keluli yang sama. Proses rawatan haba adalah signifikan dengan pembentukan struktur mikro keluli kerana berkait rapat dengan proses pemanasan dan penyejukan. Adalah penting untuk mengetahui bentuk dan jenis struktur mikro keluli sebelum melakukan mana-mana proses rawatan haba.

Struktur mikro keluli (microstructure)

Secara fiziknya bentuk dan susunan struktur mikro keluli akan mempengaruhi sifat keluli berkarbon. Bentuk susunan struktur mikro keluli berkarbon akan  dipengaruhi oleh pemanasan dan kadar penyejukanya samada secara perlahan atau secara mengejut. Disebabkan perubahan struktur mikronya mempengaruhi sifat keluli tersebut, untuk lebih memahami fundamental perubahanya pengkaji perlulah melihat hubungkait antara  jenis struktur mikronya berkadar langsung dengan suhu pemanasan yang jelas ditunjukkan pada rajah fasa keseimbangan besi karbon. Perubahan bentuk struktur mikro keluli hanya boleh terjadi dalamm dua keadaan iaitu apabila berlaku peningkatan suhu pemanasan melebihi takat kritikal bawah (rujuk gambarajah fasa keseimbangan keluli karbon) atau berlaku penambahan peratusan kandungan karbon dalam keluli tersebut. Manakala  Perubahan struktur mikro tidak akan berlaku pada suhu pemanasan di bawah takat kritikal. Bentuk struktur mikro keluli  dikenali sebagai;

1. Ferit (F) α-Fe
2. Austenite (A)  γ-Fe
3. Pearlit (P)
4. Simentit (C) (Fe₃C)
5. Martensit (martensite (M))

Trick In Welding - 04

Lubang Kunci (keyhole)

Lubang kunci atau "Keyhole" dalam kerja kimpalan merujuk kepada aliran logam lebur yang membentuk lubang seakan menyerupai lubang kunci (rujuk rajah di bawah). Lubang kunci (Keyhole) terbentuk pada hujung kolam leburan khususnya semasa mengimpal arka elektrik.        

rajah rupa bentuk  keyhole

Lubang kunci yang terhasil perlu dikawal supaya tidak berlaku terbakar tembus (burntrough).  Lubang kunci penting bagi membolehkan cairan elektrod menusuk kebawah sambungan bagi membentuk kumai kecil pada bahagian tersebut yang dikenali sebagai penusukan (penetration). Penusukan yang dihasilkan pada larian akar (root run)  bertujuan menghasilkan sambungan yang lebih kuat dan mempunyai sifat tahan dan kukuh.  Tanpa lubang kunci penusukan tidak akan dapat dihasilkan dengan sempurna dan berkemungkinan terjadinya penusukan tidak lengkap (lack of penetration)

Kerosakan lubang kunci

Lubang kunci yang rosak disebabkan oleh kemasukan haba (heat input) yang berlebihan  akan menyebabkan berlaku kecacatan pada bahagian  penusukan. Kecacatan ini perlu dibaiki agar kekuatan sambungan tidak terjejas. kecacatan ini dikenali sebagai burntrough atau  lubang kunci tembus terbakar. Kemahiran mengawal kelajuan mengimpal, sudut elektrod dan jarak arka yang betul akan dapat mengatasi masalah tersebut.  Arus dan saiz elektrod juga dikenalpasti kepada masalah terjadinya burntrough. Jika berlaku fenomena ini, maka jurukimpal perlulah berhenti serta merta dan bahagian tersebut perlulah dibaik pulih terlebihdahulu sebelum mengimpal semula larian penusukan.

Membaikpulih lubang kunci

Berikut adalah langkah kerja membaik pulih lubang kunci yang rosak mengikut urutan sebelum menyambung semula larian penusukan;

1. Mengenalpasti dan menanda bahagian lubang kunci yang rosak
2. Mencanai sedikit untuk  membersih bahagian lubang kunci yang rosak 
3. Melaras arus dan mengimpal semula dengan kaedah kimpal paku untuk membaiki semula dua tepian sambungan yang rosak.
4. Mencanai untuk membaik pulih dengan membentuk semula tepian serong, membaiki tebal muka punca dan jarak punca.
5. Memeriksa semula semua ukuran seperti sudut, tebal muka punca dan jarak punca yang telah dibaik pulih .
6. Mengimpal semula larian penusukan (root run) hingga selesai
7. Setelah kerja membaik pulih selesai, kerja mengimpal larian panas (hot pass) dan larian penukupan (Cap run) dilakukan hingga selesai berdasarkan langkah kerja yang betul. 

catatan chekguzaidi : semoga bermanfaat.