Teknologi Kimpalan

Rujukan

Asas Kimpalan

Kimpalan merupakan proses penyambungan bahan di mana dua atau lebih bahagian dicantumkan pada permukaan yang bersentuhan melalui penggunaan haba dan/atau tekanan. Selepas disatukan, permukaan yang perlu dicantumkan dirujuk sebagai permukaan yang berlapis-lapis, bergabung dan mewujudkan ikatan yang kuat. Logam adalah bahan yang paling kerap digunakan dalam prosedur ini; walau bagaimanapun, plastik juga boleh digunakan. Kadangkala, untuk membantu penggabungan, bahan pengisi diperkenalkan. Kimpalan ialah istilah yang digunakan untuk menggambarkan pemasangan akhir elemen yang dipautkan. Kimpalan boleh dilakukan menggunakan haba sahaja, gabungan haba dan tekanan, atau tekanan sahaja tanpa haba luaran. Teknik kimpalan tertentu boleh digunakan untuk menggabungkan logam yang berbeza bersama-sama; walau bagaimanapun, ia terutamanya digunakan untuk menyambungkan bahagian yang terbentuk daripada logam yang sama.

Jenis Proses Kimpalan

Proses kimpalan boleh dibahagikan kepada dua kumpulan utama: kimpalan keadaan pepejal dan kimpalan pelakuran.

Kimpalan Gabungan

Proses kimpalan pelakuran menggunakan haba untuk mencairkan logam asas, selalunya dengan logam pengisi tambahan untuk meningkatkan kolam lebur dan menguatkan kimpalan. Apabila tiada logam pengisi digunakan, kimpalan dipanggil autogenous. Teknik kimpalan yang paling popular termasuk dalam kategori pelakuran dan sering dikumpulkan ke dalam kategori berikut:

Kimpalan Arka (AW)

Kimpalan arka ialah sekumpulan teknik kimpalan di mana logam dipanaskan menggunakan arka elektrik, seperti yang ditunjukkan di bawah. Kebanyakan prosedur kimpalan arka menggunakan logam pengisi, dan ada juga yang mengenakan tekanan semasa proses sedang dijalankan.

Rujukan

Arka elektrik dihasilkan apabila arus elektrik mengalir melalui jurang litar, menyebabkan lajur gas terion secara terma dan mengekalkan arka tersebut. Dalam kimpalan arka (AW), elektrod bersentuhan sebentar dengan bahan kerja sebelum berpisah dengan cepat untuk menghasilkan arka. Mana-mana logam boleh dicairkan oleh haba melampau yang dihasilkan oleh arka ini, yang boleh mencapai suhu sehingga 10,000°F (5500°C). Logam asas yang dicairkan dan, jika berkenaan, logam pengisi bergabung untuk menghasilkan kolam logam cair berhampiran hujung elektrod. Biasanya, logam pengisi ini ditambah untuk meningkatkan isipadu dan kekuatan sambungan kimpalan. Kolam kimpalan cair di belakang elektrod mengeras apabila ia bergerak di sepanjang sambungan.

Pengimpal boleh mengawal kedudukan elektrod secara manual berhubung dengan bahan kerja, atau mereka boleh menggunakan teknik mekanikal seperti kimpalan mesin, robotik atau automatik. Masa arka, juga dikenali sebagai masa arka-hidup, ialah nisbah masa kimpalan sebenar kepada jumlah jam yang dihabiskan. Dalam kimpalan arka manual, kualiti kimpalan sangat bergantung pada keupayaan dan dedikasi pengimpal.

Masa arka dikira sebagai (jam bekerja) / (masa arka dihidupkan).

Kedua-dua pengimpal individu dan stesen kerja automatik boleh mendapat manfaat daripada idea ini. Tempoh arka untuk kimpalan manual biasanya kira-kira 20% kerana operasi memerlukan koordinasi tangan-mata yang ketara di bawah keadaan yang mencabar, dan selang rehat adalah penting untuk mengelakkan keletihan. Walau bagaimanapun, bergantung pada operasi tertentu, masa arka dalam kimpalan robotik, automatik dan mesin mungkin meningkat kepada kira-kira 50%.

Kimpalan Rintangan (RW)

Kimpalan rintangan, juga dikenali sebagai kimpalan rintangan elektrik (ERW), mencapai penggabungan dengan menggunakan haba yang dihasilkan oleh rintangan elektrik pada aliran arus antara permukaan yang berpecah bagi dua komponen yang disatukan di bawah tekanan. Komponen utama yang terlibat dalam kimpalan rintangan digambarkan dalam rajah di bawah, yang mempamerkan operasi kimpalan titik rintangan, yang merupakan kaedah yang paling biasa digunakan dalam kategori ini.

Komponen-komponen ini terdiri daripada benda kerja yang akan dikimpal (biasanya bahagian logam lembaran), dua elektrod yang bertentangan, mekanisme untuk mengenakan tekanan dan menekan bahagian-bahagian tersebut bersama-sama, dan bekalan kuasa AC yang menyediakan arus terkawal. Proses ini mewujudkan kawasan yang terlakur antara kedua-dua bahagian, yang dikenali sebagai nugget kimpal dalam kimpalan titik. Tidak seperti kimpalan arka, kimpalan rintangan tidak memerlukan gas pelindung, fluks atau logam pengisi; dan elektrod yang menghantar kuasa elektrik tidak boleh digunakan. Kimpalan rintangan dianggap sebagai sejenis kimpalan pelakuran kerana haba yang dikenakan biasanya mencairkan permukaan yang rosak. Walau bagaimanapun, terdapat pengecualian. Sesetengah operasi kimpalan berasaskan pemanasan rintangan menggunakan suhu di bawah takat lebur logam asas, menghalang pelakuran daripada berlaku.

Kimpalan Gas Oksibahan Api (OFW)

Kimpalan gas Oxyfuel (OFW) merangkumi pelbagai operasi kimpalan yang menggunakan bahan api berbeza yang digabungkan dengan oksigen untuk melaksanakan tugas kimpalan. Perbezaan utama antara proses ini ialah jenis gas yang digunakan. OFW juga biasa digunakan dalam memotong obor untuk mengiris dan memisahkan plat logam dan bahan lain. Proses yang paling penting dalam kumpulan ini ialah kimpalan oksiasetilena.

Kimpalan oksiasetilena (OAW) ialah teknik kimpalan pelakuran yang menggunakan nyalaan suhu tinggi yang dihasilkan oleh pembakaran asetilena dan oksigen, yang diarahkan oleh obor kimpalan. Logam pengisi boleh ditambah, dan kadangkala tekanan dikenakan di antara permukaan yang bersentuhan semasa proses tersebut. Apabila logam pengisi digunakan, ia biasanya datang dalam bentuk rod, dengan diameter antara 1.6 hingga 9.5 mm (1/16 hingga 3/8 inci). Komposisi logam pengisi mesti hampir sama dengan logam asas. Selalunya, rod pengisi disalut dengan fluks untuk membersihkan permukaan dan mencegah pengoksidaan, menghasilkan sambungan kimpalan yang lebih kuat. Asetilena (C2H2) ialah bahan api yang paling digemari dalam kumpulan OFW kerana ia boleh mencapai suhu tertinggi, mencapai sehingga 3480°C (6300°F).

Kimpalan alur elektron (EB)

Kimpalan alur elektron (EBW) ialah kaedah kimpalan pelakuran di mana haba dijana dengan mengarahkan aliran elektron yang sangat fokus dan kuat ke permukaan kerja. Peralatan yang digunakan dalam EBW adalah serupa dengan yang digunakan dalam pemesinan alur elektron. Pistol alur elektron beroperasi pada voltan tinggi, biasanya antara 10 hingga 150 kV, untuk memecut elektron, manakala arus alur kekal rendah, diukur dalam miliampere. Walaupun kuasa keseluruhan dalam EBW mungkin tidak terlalu tinggi, ketumpatan kuasa adalah sangat ketara. Ketumpatan kuasa tinggi ini dicapai dengan memfokuskan alur elektron ke kawasan permukaan kerja yang sangat kecil.

Rujukan

Ketumpatan kuasa (PD) dalam EBW boleh dikira menggunakan formula:

di mana PD mewakili ketumpatan kuasa dalam W/mm² (boleh ditukar kepada Btu/saat-dalam² dengan membahagi dengan 1055), f₁ ialah faktor pemindahan haba (dengan nilai tipikal untuk EBW antara 0.8 hingga 0.95), E ialah voltan pecutan dalam volt, I ialah arus pancaran dalam amp, dan A ialah luas permukaan kerja dalam mm². Luas kimpalan tipikal untuk EBW adalah antara 0.013 hingga 2.0 mm².

Kimpalan pancaran laser

Dalam kimpalan laser, juga dikenali sebagai kimpalan pancaran laser (LBW), bahan-bahan dicairkan menggunakan sumber haba laser pekat, membolehkannya bergabung semasa ia sejuk. Disebabkan oleh haba pekat yang dihasilkan oleh laser, kimpalan boleh dilakukan pada kelajuan tinggi—diukur dalam meter seminit—untuk bahan nipis dan boleh menghasilkan kimpalan yang sempit dan dalam dengan kepingan bertepi segi empat sama dalam bahan yang lebih tebal.

Rujukan

Singkatan "laser" merujuk kepada penguatan cahaya melalui pancaran sinaran yang dirangsang. Pemesinan pancaran laser merupakan satu lagi aplikasi teknologi ini. Untuk mengelakkan pengoksidaan, LBW biasanya dijalankan menggunakan gas pelindung seperti karbon dioksida, argon, nitrogen dan helium; logam pengisi biasanya tidak disertakan. Sama seperti kimpalan pancaran elektron, kaedah ini menghasilkan kimpalan berkualiti tinggi dengan penembusan yang mendalam dan zon yang terjejas haba yang sempit. Akibatnya, perbandingan antara LBW dan EBW adalah perkara biasa.

Berbanding dengan EBW, LBW mempunyai beberapa kelebihan: ia tidak memerlukan ruang vakum, tidak melepaskan sinar-X, dan pancaran lasernya boleh ditumpukan dan dihalakan dengan menggunakan cermin dan kanta optik. Tetapi tidak seperti EBW, LBW tidak dapat mencapai kedalaman yang sama dan nisbah kedalaman-ke-lebar yang tinggi. Walaupun EBW boleh menghasilkan kedalaman kimpalan sehingga 50 mm (2 inci), kimpalan laser hanya boleh mencapai kedalaman kimpalan maksimum kira-kira 19 mm (0.75 inci). Dalam LBW, nisbah kedalaman-ke-lebar biasanya dihadkan kepada kira-kira 5:1. LBW digunakan secara meluas untuk penyambungan komponen kecil kerana tenaga yang sangat tertumpu di kawasan pancaran laser yang sempit.

Kimpalan Keadaan Pepejal

Kimpalan keadaan pepejal merangkumi pelbagai teknik penyambungan di mana penggabungan permukaan penyambungan dicapai tanpa leburan, menggunakan tekanan dengan atau tanpa haba tambahan. Prosedur kimpalan biasa dalam kategori ini termasuk yang berikut:

Kimpalan Difusi (DFW)

Kimpalan resapan (DFW) melibatkan penyambungan dua permukaan di bawah tekanan pada suhu tinggi, membolehkan bahagian-bahagian tersebut bergabung melalui resapan keadaan pepejal.

Rujukan

Suhu yang digunakan adalah jauh lebih rendah daripada takat lebur logam, mencapai sehingga kira-kira 0.5 T_m (suhu lebur), dengan ubah bentuk plastik yang minimum pada permukaan. Mekanisme ikatan utama ialah resapan keadaan pepejal, di mana atom berhijrah merentasi antara muka permukaan yang bersentuhan. DFW sering digunakan dalam industri aeroangkasa dan nuklear untuk menyambungkan logam berkekuatan tinggi dan refraktori. Ia sesuai untuk menyambungkan logam yang serupa dan berbeza, dengan lapisan logam pengisi yang sering diletakkan di antara logam asas yang berbeza untuk meningkatkan resapan. Proses resapan boleh mengambil masa yang lama, kadangkala mengambil masa lebih sejam.

Kimpalan Kacau Geseran (FSW)

Kimpalan kacau geseran (FSW) ialah teknik kimpalan keadaan pepejal di mana alat berputar bergerak di sepanjang garis sambungan antara dua benda kerja, menghasilkan haba melalui geseran dan mengacau logam secara mekanikal untuk menghasilkan jahitan kimpalan. Proses ini mendapat namanya daripada tindakan mengacau atau mencampurkan yang terlibat. Tidak seperti kimpalan geseran konvensional (FRW), di mana bahagian itu sendiri menghasilkan haba geseran, FSW menggunakan alat tahan haus yang berasingan untuk tujuan ini.

Alat yang digunakan dalam FSW mempunyai bahu silinder dan prob yang lebih kecil yang memanjang di bawahnya. Semasa kimpalan, bahu bergesel pada permukaan atas kedua-dua bahagian, menghasilkan sebahagian besar haba geseran, manakala prob menambah haba tambahan dengan mencampurkan logam di sepanjang garis sambungan. Reka bentuk prob dioptimumkan untuk meningkatkan tindakan pencampuran ini. Haba yang dihasilkan daripada geseran dan pencampuran melembutkan logam kepada keadaan yang sangat plastik tanpa mencairkannya. Apabila alat bergerak maju di sepanjang sambungan, tepi hadapan prob yang berputar menolak logam yang dilembutkan di sekelilingnya, menempa logam menjadi jahitan kimpalan. Bahu membantu membendung logam yang diplastikkan di sekeliling prob.

Rujukan

FSW digunakan secara meluas dalam industri seperti aeroangkasa, automotif, landasan kereta api dan pembinaan kapal. Aplikasi biasa termasuk sambungan punggung pada bahagian aluminium yang besar. Proses ini juga boleh digunakan dengan komposit dan polimer, serta logam lain seperti titanium, keluli dan kuprum. Kelebihan FSW termasuk sedikit herotan atau pengecutan, penampilan kimpalan yang menarik, kualiti mekanikal sambungan kimpalan yang sangat baik dan penyingkiran asap berbahaya, lengkungan dan masalah perisai yang biasa berlaku pada kimpalan arka. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa kelemahan pada prosedur ini, iaitu keperluan untuk pengapitan kepingan yang kuat dan penciptaan lubang keluar apabila alat dikeluarkan.

Kimpalan Ultrasonik (USW)

Kimpalan ultrasonik (USW) melibatkan penggunaan tekanan sederhana antara kedua-dua komponen sambil menggunakan gerakan berayun pada frekuensi ultrasonik dalam arah selari dengan permukaan yang bersentuhan. Kaedah gerakan berayun ini, yang kerap digunakan dalam kimpalan pusingan, memecahkan salutan permukaan untuk membolehkan sentuhan rapat dan hubungan metalurgi yang kukuh antara permukaan. Walaupun beberapa pemanasan berlaku disebabkan oleh geseran antara muka dan ubah bentuk plastik, suhu kekal jauh di bawah takat lebur, menafikan keperluan untuk gas pelindung, logam pengisi atau fluks.

Transduser ultrasonik digandingkan dengan sonotrod, yang memindahkan gerakan berayun ke bahan kerja atas. Dengan amplitud antara 0.018 dan 0.13 mm (0.0007 hingga 0.005 inci), transduser ini mengubah tenaga elektrik kepada gerakan getaran frekuensi tinggi, biasanya dalam julat 15 hingga 75 kHz. Terdapat kurang ubah bentuk plastik kerana tekanan pengapit USW jauh lebih rendah daripada yang digunakan dalam kimpalan sejuk. Ia biasanya mengambil masa kurang daripada satu saat untuk menyelesaikan proses kimpalan.

Rujukan

USW digunakan terutamanya untuk sambungan riba pada bahan lembut seperti aluminium dan kuprum. Mengimpal bahan yang lebih keras boleh menghauskan sonotrod dengan cepat. Bahan kerja hendaklah agak kecil, dengan ketebalan kimpalan biasa kurang daripada 3 mm (1/8 inci). Aplikasi termasuk penamatan wayar dan penyambungan dalam industri elektrik dan elektronik, menghapuskan keperluan untuk pematerian, pemasangan panel logam kepingan aluminium, mengimpal tiub kepada kepingan dalam panel solar dan pelbagai tugas pemasangan bahagian kecil.

Automasi dalam Kimpalan

Disebabkan oleh risiko yang berkaitan dengan kimpalan manual dan keinginan untuk meningkatkan produktiviti dan kualiti produk, pelbagai bentuk mekanisasi dan automasi telah muncul. Kategori ini merangkumi kimpalan mesin, kimpalan automatik dan kimpalan robotik.

Kimpalan mesin ialah istilah untuk kimpalan mekanikal yang menggunakan peralatan yang berfungsi di bawah pengawasan berterusan pekerja. Biasanya, kerja pegun digerakkan berhubung dengan kepala kimpalan yang digerakkan secara mekanikal, atau kerja itu digerakkan berhubung dengan kepala kimpalan pegun. Untuk menyelia operasi, pekerja manusia mesti sentiasa memantau dan berkomunikasi dengan jentera.

Apabila jentera boleh menyelesaikan tugas tanpa memerlukan campur tangan manusia, ia dipanggil kimpalan automatik. Biasanya, seorang pekerja manusia hadir untuk menyelia prosedur dan mengenal pasti penyimpangan daripada prosedur operasi standard. Penggunaan pengawal kitaran kimpalan untuk mengawal pergerakan arka dan lokasi bahan kerja tanpa pengawasan manusia yang berterusan membezakan kimpalan automatik daripada kimpalan mesin. Untuk kimpalan automatik, kerja mesti diletakkan berhubung dengan kepala kimpalan menggunakan lekapan dan/atau penentu kedudukan kimpalan. Di samping itu, ia memerlukan lebih banyak ketepatan dan keseragaman dalam elemen komponen yang digunakan dalam kimpalan. Disebabkan oleh faktor-faktor ini, kimpalan automatik hanya boleh digunakan dalam pengeluaran volum tinggi.

Robot perindustrian atau manipulator terprogram digunakan dalam kimpalan robot untuk mengawal pergerakan kepala kimpalan secara autonomi berhubung dengan kerja. Disebabkan jangkauan robot yang boleh disesuaikan dan keupayaan untuk diprogramkan semula untuk konfigurasi bahagian yang berbeza, kaedah automasi ini boleh dijustifikasikan untuk bilangan pengeluaran yang agak kecil, walaupun dengan lekapan yang agak mudah. ​​Dua lekapan kimpalan dan seorang pemasang manusia yang memuat dan memunggah barang semasa kimpalan robot membentuk sel kimpalan arka robot standard. Syarikat pemasangan akhir automobil menggunakan robot perindustrian bukan sahaja untuk kimpalan arka tetapi juga untuk kimpalan rintangan badan kereta.

Sambungan Kimpalan

Terdapat lima jenis sambungan asas yang digunakan untuk menyatukan dua bahagian untuk dicantumkan. Jenis sambungan ini bukan sahaja boleh digunakan untuk kimpalan tetapi juga untuk kaedah penyambungan dan pengikatan yang lain. Lima jenis sambungan ditakrifkan seperti berikut:

Sendi punggung: Dalam sambungan jenis ini, bahagian-bahagiannya sejajar pada satah yang sama dan disambungkan pada tepinya.

Sambungan sudut: Bahagian-bahagian tersebut membentuk sudut tepat dan disambungkan di sudut.

Sendi riba: Sendi ini melibatkan dua bahagian yang bertindih antara satu sama lain.

Sambungan tee: Satu bahagian diletakkan serenjang dengan bahagian yang lain, menyerupai bentuk huruf "T".

Sambungan tepi: Bahagian-bahagiannya selari dengan sekurang-kurangnya satu tepi sepunya, dan sambungan dibuat di sepanjang tepi ini.

Jenis-jenis Kimpalan

Setiap sambungan yang dinyatakan di atas boleh dibentuk melalui kimpalan. Adalah penting untuk membezakan antara jenis sambungan dan kaedah yang digunakan untuk mengimpalnya—dirujuk sebagai jenis kimpalan. Variasi antara jenis kimpalan terletak pada geometrinya (jenis sambungan) dan proses kimpalan yang digunakan.

Kimpalan Fillet

Seperti yang dilihat di bawah, kimpalan fillet digunakan untuk mengisi sempadan plat yang dibentuk oleh sambungan tee, lap, dan sudut. Untuk menghasilkan keratan rentas yang menyerupai segi tiga tepat, logam pengisi digunakan. Memandangkan ia hanya perlu menggunakan tepi segi empat sama asas kepingan untuk penyediaan tepi, ia merupakan jenis kimpalan yang paling popular dalam kimpalan arka dan oksibahan api. Kimpalan fillet boleh dibuat secara tunggal, berganda, berterusan, atau sekejap-sekejap—iaitu, dikimpal secara berterusan di sepanjang keseluruhan sambungan atau dengan jurang yang tidak dikimpal di antaranya.

Kimpalan Alur

Kimpalan alur biasanya memerlukan pembentukan tepi bahagian menjadi alur untuk meningkatkan penembusan kimpalan. Alur ini boleh berbentuk segi empat sama, serong, V, U atau J, dan ia boleh digunakan pada salah satu atau kedua-dua belah, seperti yang digambarkan di bawah. Logam pengisi, yang biasanya digunakan melalui kimpalan arka atau oksibahan api, mengisi sambungan. Walaupun penyediaan tepi ini memerlukan lebih banyak pemprosesan melangkaui tepi segi empat sama asas, ia sering dilakukan untuk menguatkan sambungan kimpalan atau semasa mengimpal bahagian yang lebih tebal. Walaupun kimpalan alur paling kerap dikaitkan dengan sambungan punggung, ia digunakan dalam semua jenis sambungan kecuali sambungan riba.

Kimpalan palam dan kimpalan slot

Kimpalan palam dan kimpalan alur digunakan untuk menyambungkan plat rata. Proses ini melibatkan penciptaan satu atau lebih lubang atau alur pada plat atas, yang kemudiannya diisi dengan logam pengisi untuk menggabungkan kedua-dua bahagian tersebut.

Kimpalan titik dan kimpalan jahitan biasanya digunakan untuk sambungan riba. Kimpalan titik melibatkan kawasan kecil yang terlakur di antara permukaan dua kepingan atau plat, dengan pelbagai kimpalan titik selalunya diperlukan untuk menyambungkan bahagian-bahagian dengan berkesan. Teknik ini paling kerap dikaitkan dengan kimpalan rintangan. Kimpalan jahitan adalah serupa dengan kimpalan titik tetapi terdiri daripada bahagian terlakur berterusan atau hampir berterusan di antara dua kepingan atau plat.

Kimpalan bebibir

Kimpalan bebibir dan kimpalan permukaan digambarkan di bawah. Kimpalan bebibir dibuat pada tepi dua atau lebih bahagian, biasanya kepingan logam atau plat nipis. Sebaliknya, kimpalan permukaan tidak bertujuan untuk menyambungkan bahagian tetapi untuk memendapkan logam pengisi ke permukaan bahagian asas menggunakan satu atau lebih manik kimpalan. Manik kimpalan ini boleh digunakan dalam satu siri lintasan selari yang bertindih, meliputi kawasan besar bahagian asas untuk meningkatkan ketebalannya atau menyediakan salutan permukaan pelindung.

Fizik Kimpalan

Tenaga haba berketumpatan tinggi diberikan kepada permukaan yang perlu dicantumkan, mengakibatkan pencairan setempat logam asas, untuk mencapai pelakuran. Haba juga mesti cukup tinggi untuk mencairkan sebarang logam pengisi yang digunakan. Ketumpatan kuasa (W/mm² atau Btu/saat-masuk²) ialah unit ukuran yang digunakan untuk menggambarkan ketumpatan haba. Ia berkait songsang dengan ketumpatan kuasa dalam menentukan masa pencairan. Ketumpatan kuasa yang rendah menyebabkan pencairan berlaku lebih perlahan kerana haba hilang sebaik sahaja ia ditambah, mengelakkan pencairan. Kebanyakan logam boleh dicairkan semasa kimpalan dengan ketumpatan kuasa minimum kira-kira 10 W/mm² (6 Btu/saat-masuk²). Masa pencairan berkurangan apabila ketumpatan haba meningkat. Walau bagaimanapun, logam akan mengewap disebabkan oleh suhu yang teruk jika ketumpatan kuasa melebihi kira-kira 10⁵ W/mm³ (60,000 Btu/saat-masuk³). Agar kimpalan berkesan, ketumpatan kuasa mesti dikekalkan dalam julat tertentu. Kadar kimpalan dan saiz kawasan yang boleh dikimpal dipengaruhi oleh variasi dalam kaedah kimpalan.

Walaupun kimpalan gas bahan api oksigen menghasilkan banyak haba, ia mempunyai ketumpatan yang rendah kerana ia meliputi kawasan yang besar. Oksiasetilena, bahan api OFW yang paling panas, terbakar pada suhu kira-kira 3500°C (6300°F). Sebaliknya, kimpalan arka mencapai suhu tempatan antara 10,000°F dan 12,000°F (atau 5500°C hingga 6600°C) sambil menyampaikan tenaga yang luar biasa merentasi kawasan yang lebih kecil. Ketumpatan kuasa yang tinggi selalunya lebih diingini kerana lebih baik dari segi metalurgi untuk mencairkan logam dengan tenaga sesedikit mungkin.

Ketumpatan kuasa dikira sebagai kuasa yang memasuki permukaan dibahagikan dengan luas permukaan:

PD = P/A

di mana PD ialah ketumpatan kuasa (W/mm² atau Btu/saat-masuk²), P ialah kuasa yang memasuki permukaan (W atau Btu/saat), dan A ialah luas permukaan di mana tenaga dikenakan (mm² atau masuk²). Pengiraan ini dirumitkan oleh faktor-faktor seperti pergerakan sumber kuasa (cth., arka kimpalan), yang memanaskan kawasan di hadapan dan memanaskan kawasan di belakang selepasnya. Selain itu, ketumpatan kuasa tidak seragam merentasi permukaan yang terjejas, berbeza-beza mengikut luas.

Rujukan

Groover, MP, 2010. Asas Pembuatan Moden: Bahan, Proses dan Sistem. Edisi ke-4. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Inc.