Download

September 21, 2012

KERJA LOGAM Unit 4


4

Unit

OBJEKTIF AM
Mengetahui fakta khusus berkenaan dengan kerja-kerja logam dan kegunaannya dalam pembinaan.

KERJA LOGAM



OBJEKTIF KHUSUS




Di akhir unit ini anda dapat :

  1. Menerangkan jenis-jenis dan kegunaan logam besi.
  2. Menerangkan jenis-jenis dan kegunaan logam bukan besi.
  3. Menyatakan cara-cara pembinaan struktur keluli, bentuk, keratan rangka, cara penomboran,  cara pemasangan dan penyambungan.
  4. Menyatakan langkah-langkah keselamatan semasa kerja dilakukan.



INPUT 4

4.0 KERJA LOGAM

Dalam pembinaan bangunan dan perabut, barang-barang logam memainkan peranan yang penting. Barang-barang ini digunakan untuk tujuan yang tertentu seperti mengikat bahagian-bahagian binaan, menggantung pintu atau tingkap, menutup pintu atau tingkap dan lain-lain lagi. Logam-logam ini di antara bahan binaan yang paling banyak digunakan kerana bahan ini senang diperolehi, mempunyai kekuatan yang tinggi, lasak dan senang dikerjakan.

4.1 LOGAM BESI

Logam-logam besi ini terdiri daripada besi tempa, besi tuang dan besi waja (keluli) adalah di antara bahan-bahan kejuruteraan yang paling banyak digunakan dalam industri binaan. Cara mengeluarkan besi daripada bijihnya dengan membakar dalam api. Arang batu telah ditemui secara tidak sengaja lebih kurang pada tahun 1400 sebelum masihi.

Apabila besi tempa telah dihasilkan, ia dipanaskan lagi dengan bahan berkarbon. Dengan itu akan menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat dan keras iaitu keluli. Pada zaman dahulu ia digunakan untuk membuat pedang. Dalam tahun 1728, besi waja gulung telah dibuat dan tahun 1783, rod dan bar digulung pula dihasilkan. Untuk mengilang besi tuang, suhu yang tinggi diperlukan dan ini hanya dapat dilakukan setelah menukar Bessemer dicipta dalam tahun 1855. Dalam proses pengeluaran besi dan keluli, bijih besi yang utama digunakan ialah hematit (Fe2O3), tetapi magnetit (Fe2O4), Siderit (FeCO3) dan Limonit (Fe2O3+nH2O) ada juga digunakan.

Sulfur, fosforus, silika dan tanah liat adalah bendasing-bendasing utama yang mungkin terdapat di dalam bijih-bijih ini. Oleh kerana bijih yang mustahak ini wujud dalam bentuk oksida, maka proses mendapatkan besi hendaklah merupakan satu proses yang dapat mengurangkan atau mengasingkan oksigen. Hasil keluaran yang terjadi daripada pembakaran bijih besi dengan karbon dinamakan besi jongkong.







4.1.1 Besi Jongkong (Pig Iron)

Mengandungi 93% besi tulen, 3-5% karbon, bahan tambahan lain seperti silika, belerang (sulfur), fosforus dan mangan. Ia tidak boleh digunakan untuk tujuan kejuruteraan kerana ia sebenarnya bahan utama untuk membuat besi tuang, besi tempa dan keluli. Ia cair pada suhu 25350C dan mendidih pada suhu 27500C. Besi tulen diperolehi daripada bijih besi seperti lodestone (magnelite), humalite, limolite, siderite, meteorites. Besi jongkong dan serpihan besi diperlukan untuk :

  • Bahan asas untuk membuat besi tempa, besi tuang dan keluli.
  • Oxide of iron (Venetian red) sebagai pigmen cat anti karat, bahan kosmetik dan untuk mengilap lensa.
  • Perusion blue untuk dijadikan nila dan bahan cetak biru.
  • Iron cores untuk elektromegnet dalam telefon dan sistem motor.

4.1.2 Besi Tuang (Cast Iron)

Beberapa jenis besi tuang dapat dihasilkan secara menggabungkannya dengan unsur-unsur aloi, selain daripada itu jenis-jenis besi tuang yang berlainan boleh juga dikeluarkan secara fizikal atau dengan mengawal kadar penyejukannya. Pengurangan kadar penyejukan besi tuang akan mengurangkan jumlah karbon yang bergabung, jumlah karbon bebas akan bertambah dan saiz hablurnya juga bertambah. Jadi sekeping besi tuang yang disejukkan perlahan-lahan akan terdiri daripada hablur atau simping grafik yang panjang dan halus dalam satu matriks pearling dan simetit dan berwarna kelabu.

Grafit adalah suatu bahan yang biasa digunakan. Oleh itu dengan adanya simping grafit besi tuang itu menjadi lemah dan rapuh. Kekuatan tegangan puncak besi tuang kelabu antara 67 MN/m2 (10,000 lb/in2) hingga lebih daripada 483 MN/m2 (70,000 lb/in2) dan modular putusnya ialah lebih kurang dua kali kekuatan tegangannya. Pertambahan kadar penyejukan akan membawa dua akibat. Pertama, mengurangkan jumlah grafit bebas dan kedua mengurangkan saiz hablurnya. Jika besi tuang cair disejukkan dengan cepat, kesemua karbonnya akan tertahan atau tertinggal dalam besi sebagai simetit yang keras dan rapuh. Hasilnya besi tuang itu menjadi amat kuat tetapi rapuh.

Oleh kerana tidak ada grafit didalamnya, besi ini mempunyai warna yang cerah dan dinamakan besi tuang putih. Besi kokol ialah sejenis besi tuang yang disejukkan dengan cepat secara menyalutkan sebahagian daripada acuannya dengan logam. Jenis ini banyak digunakan untuk membuat roda gerabak keretapi kerana sifatnya yang tahan haus. Oleh kerana besi tuang boleh dibentuk dengan mudah dengan acuan, maka bentuk-bentuk besi tuang kelabu boleh dihasilkan dengan lebih mudah daripada bentuk-bentuk keluli, tetapi disebabkan kekuatan tegangan yang rendah dan sifatnya yang rapuh besi ini hanya sesuai digunakan untuk membina struktur yang mengalami tegasan tegangan yang rendah dan tidak menanggung beban dinamik. Besi tuang kelabu digunakan dengan meluasnya untuk rangka dan alas mesin, paip, acuan (casing) dan tempat bagi alat pencetakan, kepala selinder, roda dan alat pengecap mata wang. Besi kokol digunakan untuk permukaan tahan haus seperti roda keretapi dan bajak.

4.1.3. Besi Tempa (wrough iron)

Selain daripada besi tempa yang dihasilkan terdapat juga jenis besi tulin yang lain yang dikilangkan untuk kegunaan tertentu. Besi tempa boleh dikenali atau dapat dibezakan kerana padanya masih terdapat sangga, terutamanya ferus silikat yang tidak di buang keluar semuanya. Penggulungan besi tempa akan memberikan sifat-sifat arah kerana serat-serat halusnya akan selari dengan arah penggulungan. Operasi ini juga akan mengurangkan saiz ira sangga dan meningkatkan kemuluran serta kekerasannya.

Ketumpatan besi tempa ialah 7690 kg/m3 dan kekuatan mampatan maksimumnya ialah antara 207 MN/m2 hingga 276 MN/m2. Kekuatan ricih maksimumnya ialah lebih kurang 276 MN/m2. Besi tempa mudah dikimpal kerana sifat kesenangan kerjanya yang tinggi. Oleh itu besi ini banyak digunakan untuk kerja hiasan besi, ia juga banyak digunakan untuk membuat paip, plat dandang dan tiub, kepingan logam dan bahagian-bahagian kereta dan gerabak kerana sifatnya tahan karat.

4.1.4. Besi Lembut

Besi lembut ialah bahan yang lazim digunakan untuk  binaan kerja keluli. Ia dikeluarkan mengikut gred kekuatan asas seperti gred 43, gred 50 dan gred 55. Kekuatan gred 43, 50 dan 55 menunjukkan kekuatan tegangan muktamad minimum 430 N/mm2,, 500 N/mm2 dan 550 N/mm2. Sifat besi lembut yang penting diketahui ialah kekuatan tegasan tegangan, keanjalan, kemuluran, rintangan hakisan, tahan kebakaran dan pengcuacaan.

4.1.5. Jenis-jenis dan kegunaan paip besi bergalvani

Paip jenis ini diperbuat daripada besi dengan  cara dituang besi cair ke dalam acuan pasir atau dituang tegak secara centrifugal. Paip yang dibuat cara pertama ini dipanggil paip besi tuang dan cara kedua dipanggil paip besi spun. Paip ini diperolehi dalam tiga jenis kelas iaitu B, C dan D dan paip jenis ini boleh diperolehi dalam saiz 0 hingga 48”. Panjang paip boleh diperolehi 9 kaki, 12 kaki dan 18 kaki. Paip ini disalut dengan cat bituminous di luar dan dalamnya.



4.2 LOGAM BUKAN BESI

Umumnya jika dibandingkan logam besi, logam-logam bukan besi lebih mudah bertukar sifat-sifat kejuruteraanya. Apabila dikenakan pengerjaan mekanik tetapi tidak begitu terpengaruh oleh tindakan haba dan tidak mudah berkarat. Logam jenis ini digunakan untuk binaan struktur atau untuk membuat bahan-bahan yang bersifat ringan, mudah mengalirkan elektrik, tahan karat serta bahan-bahan yang takat daya tahan dan modulus keanjalannya boleh diterima.

4.2.1. Tembaga

Tembaga boleh wujud dalam keadaan bebas (dikenali sebagai tembaga asli) atau bentuk oksida atau sulfida. Di antara bijih tembaga yang penting yang digunakan untuk pengeluaran logam tembaga ialah kuprik (Cu2O), kuprum gans (Cu2S) dan kuprum pirit (CuFeS2). Proses yang digunakan untuk menghasilkan tembaga daripada bijihnya ialah bergantung kepada jenis bijih tersebut. Secara umumnya proses yang terlibat ialah pembasuhan dan pengisaran bijih berkenaan, diikuti dengan panggangan, penurunan dan pembersihan. Dalam pasaran tembaga boleh didapati dalam lima bentuk iaitu :

  1. Tembaga elektolitik – tembaga ini mempunyai sifat pengaliran haba dan elektrik yang baik dan senang dikerjakan.
  2. Tembaga fosfor – tembaga ini mengandungi 0.006% hingga 0.05% fosforos. Sifar pengalirannya kurang baik tetapi tembaga ini lebih kuat.
  3. Tembaga argentum – tembaga ini mengandungi sedikit argentum dan sesuai digunakan untuk membuat alat-alat elektrik.
  4. Tembaga pengaliran tinggi bekas oksigen.
  5. Tembaga arsenik -  tembaga ini mengandungi 45% arsenik.
Tembaga banyak digunakan untuk membuat alat elektrik dan dawai untuk pengaliran elektrik. Logam ini banyak digunakan dalam perusahan jentera dan untuk membuat lapisan kulit dalam kerja-kerja binaan kerana sifatnya yang tahan karat. Ia juga digunakan untuk membuat spring, tolok dan alat-alat lain yang menerima beban yang berulang-ulang.

4.2.2. Aluminium

Aluminium ialah sejenis logam yang memang banyak terdapat di dunia. Logam ini mengandungi lebih kurang 7.85% pati tanah tetapi bijih perdagangannya hanya bauksit iaitu sejenis alumina hidrat berferus yang mengandungi sebanyak 60 alumina (Al2O3).

Sifat-sifat utama logam aluminium ialah renggang kuat, tahan karat dan merupakan pengalir elektrik yang baik. Walaubagaimanapun, logam ini mudah dirosakkan oleh tindakan asid hidraulik dan alkali-alkali kuat tetapi tahan terhadap asid nitrit kuat. Hampir separuh daripada bekalan pasaran aluminium dihasilkan sebagai logam tulen.
Dalam bentuk keratan gulung, tiub, kepingan, bar dan dawai. Manakala separuh lagi dalam bentuk aloi-aloi ringan. Logam aluminium dalam bentuk digulung, ditarik dan ditekan banyak digunakan dalam semua bidang kejurutreraan dimana bahan yang ringan, cukup kuat dan tahan karat boleh digunakan sebaik-baiknya. Aloi-aloi aluminium memainkan peranan yang penting dalam pembinaan kapal terbang moden, badan-badan lori, gerabak, dawai pengaliran elektrik, atap bangunan dan perkakas-perkakas memasang peralatan rumah.

4.2.3  Zink

Bijih zink yang paling mustahak ialah sfalerit (ZnS) iaitu sejenis sulfida zink. Zink juga boleh wujud sebagai zink karbonat dan zink oksida. Pada suhu biasa (suhu bilik) zink adalah rapuh tetapi pada suhu 100oC dan 150oC logam ini cukup mudah ditempa untuk digulung menjadi kepingan nipis dan cukup mulur untuk ditarik menjadi dawai. Kekuatan tegangan zink berubah-ubah daripada 27.5 N/mm2 hingga 55 N/mm2 dan boleh dilipat gandakan melalui proses penggulungan atau penarikan.

Logam ini tahan karat dalam udara lembab disebabkan pembentukan suatu lapisan zink karbonat asas yang padat dan melindungi logam dibawahnya. Logam zink banyak digunakan untuk mengalvani. Di antara kegunaan-kegunaannya yang lain adalah untuk membuat lapisan pelindung bateri dan untuk penghasilan aloi zink. Aloi-aloi zink yang biasa ialah loyang iaitu sejenis aloi tembaga-zink, mangan gangsa yang mengandungi 60% tembaga, 38% zink, 1% timah dan 0.5% mangan dengan kekuatan tegangan sebesar 520 N/mm2 dan kekuatan mampatan sebesar 1035 N/mm2. Zink digunakan untuk membuat pam, injap dan injin kapal laut dan jenis-jenis aloi yang lain bersifat tahan karat untuk tujuan umum.

4.2.4 Gangsa (bronze)

Ia merupakan sebatian timah dengan tembaga yang turut ditambah dengan beberapa logam lain untuk mengukuhkan sifatnya. Timah bertindak meneguhkan sifat logam supaya ia lebih kuat, tahan lasak dan tahan karat. Kegunaan gangsa adalah seperti berikut:

  • Wang siling
  • Loceng
  • Hasil kerja seni seperti arca dan ukiran.
  • Komponen enjin.
  • Rod, bar dan sesalur.

Gangsa juga terbahagi kepada beberapa jenis iaitu :

  • Phosphor bronze – menjadikan gangsa lebih kuat, tahan geseran, bermutu tinggi dan mudah dibentuk.
  • Lead bronze – dijadikan bahagian mesin terutamanya ‘bearing’.
  • Nickel bronze – dijadikan bahagian mesin seperti gear dan ‘mechinenary bearing’.
  • Silicone bronze – dijadikan pam, bahagian-bahagian kapal dan komponen elektrik.

4.2.5 Suasa (brass)

Ia merupakan campuran emas dan perak yang turut ditambah dengan beberapa logam lain bagi memperkukuhkan lagi sifatnya. Ia berwarna kuning keemasan. Biasanya ia disadur pada tombol dan juga tempat penyangkut baju pada bangunan-bangunan mewah atau rumah-rumah mewah.

4.3 PEMBINAAN STRUKTUR KELULI (STEEL  CONSTRUCTION)

Keluli juga dikenali sebagai besi waja iaitu sejenis besi yang mudah ditempa dan mulur. Kandungan karbonnya ialah antara 0.12% hingga 1.8%. Pengeluaran keluli daripada jongkong melibatkan pembuangan bendasing dengan sebanyak mungkin, melaraskan kandungan karbon dan mencampurkan unsur-unsur pancalogam untuk mengubah sifatnya.

Bagi keluaran ‘keluli muatan’ yang berkarbon sedikit dengan banyaknya, proses ‘hearth’ terbuka biasanya digunakan. Walaubagaimanapun proses Dupleks dan Bessemer boleh juga digunakan. Untuk pengeluaran yang sedikit bagi memenuhi keperluan khusus seperti keluli karbon banyak proses ‘hearth’ terbuka, pensimenan, pelaburan atau relau elektrik boleh digunakan.


4.3.1 Bentuk dan Keratan Rangka Keluli

Bentuk dan keratan rangka keluli adalah seperti rasuk semesta (universal beam), tiang semesta (universal column) dan sesalur (channel) seperti rajah 4.1. Ia digunakan untuk rasuk, alang, kasau, gulung-gulung dan pengikat. Untuk struktur keratan keluli yang lain sesiku sama dan tidak sama (equal and unequal angel) digunakan untuk bracing members, kasau, gulung-gulung, rembat dan belebas. Bagi struktur T pula (structure Tees) digunakan bagi rasuk pengikat dan kuda-kuda. Manakala bulatan, segiempat sama dan segiempat tepat berongga digunakan untuk rangka bangunan, gulung-gulung, lattice girders dan lain-lain.



Keratan gabungan (compound section) adalah seperti berikut (Rajah 4.1):

  • Mengukuhkan keluli keratan tergelek  sebagai rasuk semesta dengan mencantumkannya secara kimpalan dengan kepingan plat.
  • Menggabungkan dengan keratan tergelek untuk girder crane di mana dua gabungan keluli membawa beban dari arah bertentangan.
  • Menggabungkan rasuk dengan tiang atau sesamanya dengan sesalur ataupun sesiku untuk menghasilkan satu ikatan struktur yang kuat.
  • Built up section iaitu membentuk keratan rasuk, tiang ataupun segiempat lompang dengan menggabungkan secara kimpalan bagi membolehkannya menanggung beban yang besar dan tinggi.

Rajah 4.1: Bentuk dan Keratan Rangka Keluli


Sumber :Binaan Bangunan  ( Hafidzah Ahmad Abbas  ) 1987



Keratan rangka keluli yang lain seperti keratan tergelek sejuk (cold rolled section)  terdiri daripada keratan berbentuk Z, sigma, dan C (rajah 4.2).



Rajah 4.2: Keratan  gabungan


Sumber :Binaan Bangunan  ( Hafidzah Ahmad Abbas  ) 1987



4.3.2 Cara Penomboran sistematik

Cara penomboran sistematik ini perlu di lakukan kerana :

  1. memudahkan kerja pemasangan
  2. mengelakkan terjadinya kekeliruan ketika pemasangan
  3. memendekkan masa pemasangan

4.3.3 Cara pemasangan dan penyambungan

Cara pemasangan dan penyambungan untuk kerja-kerja logam boleh dijalankan dengan cara-cara seperti berikut :

a) Bolt dan nat
Penyambungan ini boleh dilakukan sebagai sambungan sementara bagi anggota struktur keluli. Ia terdiri daripada bolt dan nat serta sesendal, di mana sesendal bertujuan untuk menahan daya yang lebih. Lubang untuk bolt dibuat dengan menggunakan mesin gerudi. Lubang yang ditebuk itu mestilah lebih besar daripada ukuran garis pusat luar bebenang, iaitu lebih kurang 0.5mm.


Dalam penyambungan ini, dua jenis bolt digunakan, iaitu :

  • bolt keluli lembut
  • bolt tegangan tinggi

Bolt keluli lembut digunakan untuk binaan yang tidak terlalu besar dan tidak mustahak serta pembinaan yang tidak menerima beban yang besar.
Bolt tegangan tinggi digunakan untuk mana-mana binaan keluli sebagai pengganti pasak kerana kerja mengetatkan bolt ini sangat mudah (Rajah 4.3)

Rajah 4.3: Contoh Bolt dan Pemasangan


Sumber :Binaan Bangunan  ( Hafidzah Ahmad Abbas  ) 1987

b) Rivet
Diperbuat daripada keluli lembut dan terdapat dua jenis iaitu :

  • berbentuk kubah
  • kepala benam
Rivet perlu diganti apabila didapati bentuknya tidak tepat, paksi rivet tidak lurus dan kepala retak (rajah 4.4).

Rajah 4.4: Contoh rivet dan pemasangan




Sumber :Binaan Bangunan  ( Hafidzah Ahmad Abbas  ) 1987



c) Kimpalan arka dan gas (arc and gas welding)
Kimpalan untuk binaan keluli hendaklah dibuat oleh tukang kimpal yang mahir. Kimpalan digunakan untuk penyambungan di antara struktur keluli. Kimpalan boleh dibuat dalam dua cara, iaitu kimpalan arka dan kimpalan gas.

Dalam kimpalan arka, arka terjadi antara dua elektrod atau rod kimpalan dengan atau tanpa logam penambah (filler rod). Caranya ialah dengan mencairkan rod kimpalan dengan arka yang dihasilkan daripada tenaga elektrik dan melekatkan logam penambah pada bahagian yang hendak dikimpal. Suhunya di antara 2500°C–3500°C dan voltan arka antara 15V-25V. Kimpalan arka lebih cepat dan memberi penembusan yang lebih dalam. Kimpalan arka lebih sesuai untuk kepingan yang tebal dan boleh digunakan di kedua-dua permukaan.

Dalam kimpalan gas, nyalaan api gas dari oksiasetilena digunakan untuk keluli sederhana. Dengan hidrogen atomik, suhunya meningkat ke 4000°C. Untuk menyambung plumbum (lead), kimpalan gas suhu rendah diperlukan, iaitu menggunakan oksida hidrogen. Kimpalan ini memerlukan tukang yang mahir. Peralatan untuk kimpalan murah dan mudah alih. Kimpalan gas amat berguna untuk penyambungan kepingan keluli nipis, plat dan untuk keratan logam bukan besi.




Rajah 4.5: Jenis-jenis kimpal


Sumber :Binaan Bangunan  ( Hafidzah Ahmad Abbas  ) 1987

Jenis-jenis kimpalan ialah :

  • kimpal muka tumpu (butt weld)
  • kimpal kambi (fillet weld)
Kelebihan menggunakan sambungan kimpalan :

  • sambungan ini kelihatan lebih kemas dan elok
  • memudahkan penyelenggaraan kerana tidak berkarat
  • mudah dan cepat dalam kerja-kerja penyambungan
  • pembaziran keluli dapat dikurangkan
  • sambungan ini ringan dan seterusnya mengurangkan beban binaan.





4.4 LANGKAH-LANGKAH KESELAMATAN

Langkah-langkah keselamatan perlulah dititik beratkan semasa menjalankan tugas. Di antara langkah-langkah keselamatan tersebut ialah:

  • Tidak bermain-main atau bergurau dengan rakan sekerja semasa menjalankan kerja logam.
  • Memakai pakaian yang sesuai dengan kerja.
  • Memakai  sarung tangan  dan kasut keselamatan semasa berada di tempat kerja.
  • Mematuhi arahan dan peraturan keselamatan.
  • Mengambil kira kemampuan diri sendiri.
  • Menggunakan alatan tangan yang sesuai dengan kerja yang dilakukan.
  • Mengenalpasti punca kemalangan yang sering berlaku semasa kerja dilakukan.
  • Mengenalpasti langkah mencegah kemalangan.



AKTIVITI 4A



  1. Terangkan cara-cara pemprosesan logam besi kepada jongkong besi.

  1. Apakah keperluan dan kegunaan besi jongkong dan serpihan besi.

  1. Terangkan dengan ringkas logam besi lembut.

  1. Jelaskan sifat-sifat yang utama bagi logam bukan besi.



LAKUKAN YANG TERBAIK.......


MAKLUM BALAS 4A

1. Apabila besi tempa yang dihasilkan, ia dipanaskan lagi dengan bahan berkarbon akan menghasilkan suatu bahan yang lebih kuat dan keras iaitu keluli. Pada zaman dahulu digunakan untuk membuat pedang. Dalam tahun 1728, besi waja gulung telah dibuat dan tahun 1783 rod dan bar digulung pula dihasilkan. Untuk mengilang besi tuang, suhu yang tinggi diperlukan dan ini hanya dapat dilakukan setelah menukar Bessemer dicipta dalam tahun 1855. Dalam proses pengeluaran besi dan keluli, bijih besi yang utama digunakan ialah hematit (Fe2O3), tetapi magnetit (Fe2O4), siderit (FeCO3) dan limonit (Fe2O3 + nH2O)  ada juga digunakan.

Sulfur, fosforus, silika dan tanah liat adalah bendasing-bendasing utama yang mungkin terdapat di dalam bijih-bijih ini. Oleh kerana bijih yang mustahak ini wujud dalam bentuk oksida, maka proses mendapatkan besi hendaklah merupakan satu proses yang dapat mengurangkan atau mengasingkan oksigen. Hasil keluaran yang terjadi daripada pembakaran bijih besi dengan karbon dinamakan besi jongkong.


2.  Besi jongkong dan serpihan besi diperlukan untuk :

  • Bahan asas untuk membuat besi tempa, besi tuang dan keluli.
  • Oxide of iron (Venetian red) sebagai pigmen cat anti karat, bahan kosmetik dan untuk mengilap lensa.
  • Perusion blue untuk dijadikan nila dan bahan cetak biru.
  • Iron cores untuk elektromegnet dalam telefon dan sistem motor.

3.  Besi lembut ialah bahan yang lazim digunakan untuk  binaan kerja keluli. Ia dikeluarkan mengikut gred kekuatan asas seperti gred 43, gred 50 dan gred 55. Kekuatan gred 43, 50 dan 55 menunjukkan kekuatan tegangan muktamad minimum 430 N/mm2,, 500 N/mm2 dan 550 N/mm2. Sifat besi lembut yang penting diketahui ialah kekuatan tegasan tegangan, keanjalan, kemuluran, rintangan hakisan, ketahanan kebakaran dan pencuacaan.



4. Umumnya jika dibandingkan logam besi, logam-logam bukan besi lebih mudah   bertukar sifat-sifat kejuruteraanya. Apabila dikenakan pengerjaan mekanik tetapi tidak begitu terpengaruh oleh tindakan haba dan tidakan mudah berkarat. Logam jenis ini digunakan untuk binaan strutur atau untuk membuat bahan-bahan yang bersifat ringan, mudah megalirkan elektrik, tahan karat serta bahan-bahan yang takat daya tahan dan modulus keanjalannya boleh diterima.


IT OKEY !!!!!




PENILAIAN KENDIRI 4A

  1. Nyatakan LIMA bentuk tembaga yang boleh didapati di pasaran.

  1. Terangkan dengan jelas perkara-perkara berikut :

  1. Besi tuang  (Cast Iron)
  2. Besi tempa  (wrough iron)
  3. Besi lembut

3. Jelaskan sifat-sifat, kegunaan-kegunaan dan jenis-jenis bagi gangsa (bronze).

4. Terangkan cara-cara pemasangan dan penyambungan bagi kerja logam berikut;
     a. Bolt dan nat
     b. Rivet
     c. Kimpalan arca dan gas

5. Berikan LAPAN langkah-langkah keselamatan yang perlu dititik   beratkan semasa menjalankan tugas untuk kerja-kerja logam.



MAKLUM BALAS


1. Dalam pasaran tembaga boleh didapati dalam lima bentuk iaitu :
a. Tembaga elektrolitik – tembaga ini mempunyai sifat pengaliran haba  dan elektrik yang baik dan senang dikerjakan.

  1. Tembaga fosfor – tembaga ini mengandugi 0.006% hingga 0.05% fosforos. Sifar pengalirannya kurang baik tetapi tembaga ini lebih kuat.
  2. Tembaga argentum – tembaga ini mengandungi sedikit argentum dan sesuai digunakan untuk membuat alat-alat elektrik.
  3. Tembaga pengaliran tinggi bekas oksigen.
  4. Tembaga arsenik -  tembaga ini mengandugi 45% arsenik.

2.  Besi Tuang (Cast Iron)

Beberapa jenis besi tuang dapat dihasilkan secara menggabungkanya dengan unsur-unsur aloi, selain daripada itu jenis-jenis besi tuang yang berlainan boleh juga dikeluarkan secara fizikal atau dengan mengawal kadar penyejukannya. Pengurangan kadar penyejukan besi tuang akan mengurangkan jumlah karbon yang bergabung jumlah karbon bebas akan bertambah dan saiz hablurnya juga bertambah, jadi sekeping besi tuang yang disejukkan perlahan-lahan akan terdiri daripada hablur atau simping grafik yang panjang dan halus dalam satu matriks pearling dan simetit dan berwarna kelabu.

Grafit adalah suatu bahan yang biasa digunakan. Oleh itu dengan adanya simping grafit besi tuang itu menjadi lemah dan rapuh. Kekuatan tengangan puncak besi tuang kelabu antara 67 MN/m2 (10,000 lb/in2) hingga lebih daripada 483 MN/m2 (70,000 lb/in2) dan modular putusnya ialah lebih kurang dua kali kekuatan tegangnya. Pertambahan kadar penyejukan akan membawa dua akibat. Pertama, mengurangkan jumlah grafit bebas dan kedua mengurangkan saiz hablurnya. Jika besi tuang cair disejukkan dengan cepat, kesemua karbonnya akan tertahan atau tertinggal dalam besi sebagai simetit yang keras dan rapuh. Hasilnya besi tuang itu menjadi amat kuat tetapi rapuh.



Oleh kerana tidak ada grafit didalamnya besi ini mempunyai warna yang cerah dan dinamakan besi tuang putih. Besi kokol ialah sejenis besi tuang yang disejukkan dengan cepat secara menyalutkan sebahagian daripada acuannya dengan logam. Jenis ini banyak digunakan untuk membuat roda gerabak keretapi kerana sifatnya yang tahan haus. Oleh kerana besi tuang boleh dibentuk dengan mudah dengan acuan, maka bentuk-bentuk besi tuang kelabu boleh dihasilkan dengan lebih mudah daripada bentuk-bentuk leluli, tetapi disebabkan kekuatan tengagan yang rendah dan sifatnya yang rapuh besi ini hanya sesuai digunakan untuk membina struktur yang mengalami tegasan tenganan yang rendah dan tidak menanggung beban dinamik. Besi tuang kelabu digunakan dengan meluasnya untuk rangka dan alas mesin, paip, acuan (casing) dan tempat bagi alat pencetakan, kepala selinder, roda dan alat pengecap mata wang. Besi kokol digunakan untuk permukaan tahan haus seperti rada keretapi dan bajak.

b). Besi Tempa
Selain daripada besi tempa yang dihasilkan terdapat juga jenis besi tulin yang lain yang dikilangkan untuk kegunaan tertentu. Besi tempa boleh dikenali atau dapat dibezakan kerana padanya masih terdapat sangga, terutamanya ferus silikat yang tidak dibuang keluar semuanya. Penggulungan besi tempa akan memberikan sifat-sifat arah kerana serat-serat halusnya akan selari dengan arah penggulungan. Operasi ini juga akan megurangkan saiz ira sangga dan meningkatkan kemuluran serta kekerasannya.

Ketumpatan besi tempa ialah 7690 kg/m3 dan kekuatan mampatan maksimumnya ialah antara 207 MN/m2 hingga 276 MN/m2. Kekuatan ricih maksimumnya ialah lebih kurang 276 MN/m2. Besi tempa mudah dikimpal kerana sifat kesenangan kerjanya yang tinggi. Oleh itu besi ini banyak digunakan untuk kerja hiasan besi. Besi tempa juga banyak digunakan untuk membuat paip, plat dandang dan tiub, kepingan logam dan bahagian-bahagian kereta dan gerabak kerana sifatnya tahan karat.

c). Besi Lembut
Besi lembut ialah bahan yang lazim digunakan untuk  binaan kerja keluli. Ia dikeluarkan mengikut gred kekuatan asas seperti gred 43, gred 50 dan gred 55. Kekuatan gred 43, 50 dan 55 menunjukkan kekuatan tegangan muktamad minimum 430 N/mm2,, 500 N/mm2 dan 550 N/mm2. Sifat besi lembut yang penting diketahui ialah kekuatan tegasan tegangan, keanjalan, kemuluran, rintangan hakisan, ketahanan kebakaran dan pencuacaan.




3. Ia merupakan sebatian timah dengan tembaga yang turut ditambah dengan beberapa logam lain untuk mengukuhkan sifatnya. Timah bertindak meneguhkan sifat logam supaya ia lebih tahan, kuat, tahan lasak dan tahan karat. Kegunaan gangsa adalah seperti berikut:

  • Wang siling
  • Loceng
  • Hasil kerja seni seperti arca dan ukiran.
  • Komponen enjin
  • Rod, bar dan sesalur

Gangsa juga terbahagi kepada beberapa jenis iaitu :

  • Phosphor bronze – menjadikan gangsa lebih kuat, tahan geseran, bermutu tinggi dan mudah dibentuk.
  • Lead bronze – dijadikan bahagian mesin terutamanya ‘bearing’.
  • Nickel bronze – dijadikan bahagian mesin seperti gear dan ‘mechinenary bearing’
  • Silicone bronze – dijadikan pam, bahagian-bahagian kapal dan komponen elektrik.

4. Cara pemasangan dan penyambungan untuk kerja-kerja logam boleh    dijalankan dengan cara-cara seperti berikut :

a) Bolt dan Nat
Penyambungan ini boleh dilakukan sebagai sambungan sementara bagi anggota struktur keluli. Ia terdiri daripada bolt dan nat serta sesendal, di mana sesendal bertujuan untuk menahan daya yang lebih. Lubang untuk bolt dibuat dengan menggunakan mesin gerudi. Lubang yang ditebuk itu mestilah lebih besar daripada ukuran garis pusat luar bebenang, iaitu lebih kurang 0.5 mm.
Dalam penyambungan ini, dua jenis bolt digunakan iaitu :

  • bolt keluli lembut
  • bolt tegangan tinggi

Bolt keluli lembut digunakan untuk binaan yang tidak terlalu besar dan tidak mustahak serta pembinaan yang tidak menerima beban yang besar.
Bolt tegangan tinggi digunakan untuk mana-mana binaan keluli sebagai pengganti pasak kerana kerja mengetatkan bolt ini sangat mudah.

b) Rivet
Diperbuat daripada keluli lembut dan terdapat dua jenis iaitu :

  • berbentuk kubah
  • kepala benam
Rivet perlu dganti apabila didapati bentuknay tidak tepat, paksi rivet tidak lurus dan kepala retak.



c) Kimpalan Arka dan gas (arc and gas welding)
Kimpalan untuk binaan keluli hendaklah dibuat oleh tukang kimpal yang mahir. Kimpalan digunakan untuk penyambungan di antara struktur keluli. Kimpalan boleh dibuat dalam dua cara, iaitu kimpalan arka dan kimpalan gas.

Dalam kimpalan arka, arka terjadi antara dua elektrod atau rod kimpalan dengan atau tanpa logam penambah (filler rod). Caranya ialah dengan mencairkan rod kimpalan dengan arka yang dihasilkan daripada tenaga elektrik dan melekatkan logam penambah pada bahagian yang hendak dikimpal. Suhunya di antara 2500°C–3500°C dan voltan arka antara 15V–25V. Kimpalan arka lebih cepat dan memberi penembusan yang lebih dalam. Kimpalan arka lebih sesuai untuk kepingan yang tebal dan boleh digunakan di kedua-dua permukaan.

Dalam kimpalan gas, nyalaan api gas dari oksiasetilena digunakan untuk keluli sederhana. Dengan hidrogen atomik, suhunya meningkat ke 4000°C. Untuk menyambung plumbum (lead), kimpalan gas suhu rendah diperlukan, iaitu menggunakan oksida hidrogen. Kimpalan ini memerlukan tukang yang mahir. Peralatan untuk kimpalan murah dan mudah alih. Kimpalan gas amat berguna untuk penyambungan kepingan keluli nipis, plat dan untuk keratan logam bukan besi.

Jenis-jenis kimpalan ialah :

  • kimpal muka tumpu (butt weld)
  • kimpal kambi (fillet weld)

Kelebihan menggunakan sambungan kimpalan :

  • sambungan ini kelihatan lebih kemas dan elok
  • memudahkan penyelenggaraan kerana tidak berkarat
  • mudah dan cepat dalam kerja-kerja penyambungan
  • pembaziran keluli dapat dikurangkan
  • sambungan ini ringan dan seterusnya mengurangkan beban binaan.

5. Langkah-langkah keselamatan perlulah dititik beratkan semasa menjalankan tugas  di antara langkah-langkah keselamatan tersebut ialah:

  • Tidak bermain-main atau bergurau dengan rakan sekerja semasa menjalankan kerja logam.
  • Memakai pakaian yang sesuai dengan kerja.
  • Memakai  sarung tangan  dan kasut keselamatan semasa berada di tempat kerja.
  • Mematuhi arahan dan peraturan keselamatan.
  • Mengambil kira kemampuan diri sendiri.
  • Menggunakan alatan tangan yang sesuai dengan kerja yang dilakukan
  • Mengenalpasti punca kemalangan yang sering berlaku semasa kerja dilakukan.
  • Mengenalpasti langkah mencegah kemalangan.