modern kay nak 2008

7/16/2019 Modern Kay Nak 2008

1/106

KARABK NVERSTES

TEKNK ETM FAKLTES

METAL ETM BLM

MET 342 MODERN KAYNAK TEKNOLOJS

DERS NOTLARI

retim Eleman: Do. Dr. Nizamettin KAHRAMAN

Eyll 2007

KARABK


2/106

1

1. GR

Kaynak teknii, pek ok bilimsel ve teknik disiplinleri ierisine alan orijinal bir dnce zerinekurulmutur. Gelimesi, uygulayclarn edindikleri yeni bilgileri, karlatklar yeni problemlere

uygulamalar sonucu olumutur. Geen yllar srecinde, kaynak tekniinin nasl deitiinigsteren en iyi belirtilerden biri, metal endstrisinin kaynak yntemlerine kar tutumu olmutur.nceleri metaller nasl kaynak edilir veya edilmez diye snflandrlrken, bugn metallerinkaynak kabiliyeti zerinde durulmaktadr. Gnmzde metal ve alamlar piyasayakarlmadan nce, kaynak edilebilme kabiliyetleri gelitirilmektedir.

Gnmzdeki kostrksiyonlar i verimi ve gvenliini arttrmaya, boyutlar ve arlkltmeye, ayn zamanda malzeme ve retim masraflarn azaltmaya yneliktir. Buna paralelolarak birletirme teknolojisi de gelimesine ramen srekli birekilde yeni problemlerle karkarya kalmaktadr. Gelien gnmz endstrisinde ihtiya duyulan malzeme zelliklerinin okeitli olmas da farkl zelliklere sahip bu metalsel malzemelerin en uygun biimde nasl

birletirilebilecei sorusunu ortaya karmaktadr. Bu soruya, gelimekte olan kaynak teknolojisien iyi cevab verebilmektedir. Gnmzde kathal kaynak teknikleri farkl metalsel malzemelerin

birletirilmesinde baar ile kullanlabilmektedir.

Bugn ok sayda birletirme teknii vardr ve gnmzdeki sorun birletirmenin naslyaplaca deil, en iyi birletirme ynteminin nasl seileceidir. Bronz a insan birletirmeyntemi olarak sadece kama kullanma veya deri eritle balama arasnda seim yapmak zorundaiken, gnmzde bir tasarm mhendisi, ayn derecede uygun drt veya be deiik birletirmetekniinin olduu durumlarla kolaylkla karlalabilir. Her yntemin kendine has zelliklerivardr ve en uygun seim iin birok hususun deerlendirilmesi gerekir. Mukavemet, retimkolayl, maliyet, mr, korozyon dayanm ve grn gibi faktrlerin greceli nemi byklde gz nne alnan uygulamaya baldr.

Birletirme teknolojisinin tarihesi, gerekte bir grup insan ktlesinin tarihidir. Bunlarn bykbir ksm ufak tamircilik yapan, bir ksm da hayal kuranlardr desek daha uygun olur. Btnbunlarn hepsi de kendilerine gre bir katkda bulunmulardr. Bu insanlar, sk sk kazanlolmayan aratrmalarla, arkadalarnn alaylarna bile maruz kalmlardr. Fakat btn bunlararamen neye inanmlar ise, onun iin savaan bu insanlar, ufak katklar ile dnyamza iyi birmetal birletirme usuln armaan etmilerdir. Bunlarn balcalar ise, lehimleme veyahut dademirci kayna ile yaplan birletirmelerdir. Gnmzde demirci kayna, pratikte her ne kadarunutulmu ise de, orijinal bir metal birletirme ilemi olarak nazari itibara alnabilir. Birinci

Dnya Sava

ndan sonra kaynak teknolojisi ilerlemelerini salamlat

rm

ve tamir yntemiolarak kullanlmasnn yannda, retim arac haline de gelmitir. Kaynak endstrisinde nceleriaz, sonralar da daha ok bir talep grnmeye baland 1941 ila 1942 yllar arasnda kaynakendstrisi % 350 nispetinde fazla bir kapasiteye eriti. Bu ise, gelecein ancak bir ksm idi.Trkiyede kaynan gelimesi 1950li yllarn ortasndan itibaren olmutur. stanbul Teknikniversitesi eitim planna kayna 1951de almtr. Makine Malzeme ve mal UsulleriEnstits, endstriye ilk kaynak kurslarn 1955 ylnda amtr. Ayrca, Ankarada nceleriYksek Teknik retmen Okulunda daha sonralar Teknik Eitim Fakltesi bnyesinde kaynakeitimi ile ilgili eitli dersler verilmi ve 2000 ylnda kaynak alanndaki gelimeleri duyurmakve iletiimi salamak zere Gazi niversitesi Teknik Eitim Fakltesinde Kaynak TeknolojisiDernei kurulmutur.

Endstride kullanlan imalat yntemleri arasnda kaynak, en ok kullanlan birletirmetekniklerinden birisidir. Teknolojinin ilerlemesiyle yeni kaynak yntemleri gelitirilmi ve klasik


3/106

2

kaynak yntemleri ilerletilmitir. Yaplan aratrmalar sonucu elde edilen malzeme gruplarnileme ve birletirmeye ynelik almalarda buna paralel olarak gelimi ve bu dorultudametallerin zelliklerini kaybetmeden birbirleriyle birletirme gereksinimi ortaya kmtr.

Bilindii gibi, gnmzde metal ve metal olmayan birok malzemenin birletirilmesinde deiikkaynak yntemleri uygulanmaktadr. Ayrca, kaynak teknolojisi konusundaki gelimelerelektronik ve bilgisayar alanndaki gelimelerle daha da hzlanmtr. Bu gnk teknikte kaynakyntemlerinin yaygn uygulanabilmesi, mikro birletirmelerden, yksek nfuziyet derinliiisteklerine kadar ihtiyalar giderebilmesi nedenine dayand gibi, balangta ortaya kan

problemlerin byk apta zmlenmi olmasna da borlu bulunmaktadr. Modern KaynakYntemleri olarak da tanmlanan bu yeni uygulamalar bir yandan birletirilmelerde n grlenkoullara bal olarak seilip kullanlmakta, dier yandan yeni isteklere gre gelimelerinisrdrmektedirler. Ancak, bu derece hayati neme sahip kaynak ilemleri iin kaynak yntemiseimi teknik beceri ve bilgisi yeterli olmayan vasfsz kiilerce yaplmakta ve sonuta telafisiolmayan kazalar meydana gelmektedir. Hazrlanan bu notlarda, konstrksiyona uygun kaynak

ynteminin seimi ve bu kaynaklarn tantlmas amalanmtr.


4/106

3

2. TIG KAYNAK YNTEM

TIG kayna; kaynak iin gerekli s enerjisi bir tungsten elektrod ve i paras arasndaoluturulan ark tarafndan salanan ve kaynak blgesi de elektrodu evreleyen bir nozuldan

gnderilen asal gaz tarafndan korunan kaynak yntemidir (ekil 2.1). Koruyucu bir asal gazatmosferi altnda kaynak yntemi uygulamas ilk defa kinci Dnya savanda uaklardakullanlan baz magnezyum alaml paralarn birletirilmesiyle balamtr. ok ksa bir sreiinde bu yntemin eitli sahalarda kullanlabilmesi ve dier yntemlerle kaynatlmas zor metalve alamlarn kayna iin uygunluu anlalm ve bugn en ok aranlan yntemlerden birisihaline gelmitir.

ekil 2.1. TIG kaynann prensibi.

Bu yntemde kaynak edilen para ile erimeyen elektrod (Tungusten ve / veya alamlar)arasnda oluturulan bir elektrik ark kaynak iin gerekli scakl salar. Atmosferin kaynak

blgesine olan olumsuz etkilerine mani olabilmek iin banyo ve elektrod kaynak esnasnda birasal gaz akm ile rtlr. lave TIG kaynanda balangta helyum daha sonralar ise argon gazkullanlmaya balamtr. Hafif metal ve alamlarnn kaynanda kullanlan argon gaznn oksaf olmas gerekir. Aksi taktirde gaz ierisinde bulunabilecek su buhar, oksijen ve azot gibisafiyetsizlikler kaynan kalitesini drr. TIG kayna paslanmaz elik, alminyum,magnezyum, bakr ve dier demir d metaller gibi kaynak ilemi zor olan metallerin

birletirilmesinde yaygn olarak kullanlmaktadr. Tel kullanld hallerde, tel kaynak blgesineayn oksi asetilen kaynanda olduu gibi verilir. ekil 2.2de TIG kayna ile elde edilmi bir

kaynak dikii grlmektedir.

ekil 2.2 Kaynak dikii fotoraf

Dolgu metali

Kaynak metali

Ark

Koruma gaz

Nozul

Kaynak havuzu

Esas metal

Kaynak yn


5/106

4

TIG Kaynak Donanm

Bir TIG kaynak donanmu ksmlardan oluur:

Kaynak hamlac diye de adlandrlan bir kaynak torcu.

Kaynak akm ve kumanda alter kablosunu, gaz hortumunu ve gerektiinde soutma suyugiri ve k hortumlarn bir arada tutan metal spiral takviyeli, tor balant paketi.

Kaynak akmnn, gaz aknn ve gerektiinde soutma suyunun devreye giri ve kn,arkn tutumasn ve alternatif akm ile alma halinde arkn srekliliini salayan devreleride bnyesinde toplayan kumanda dolab.

Kaynak akm reteci.

zerinde basn drme ventili ve gaz debisi lme tertibat bulunan koruyucu gaz tp.

TIG Kaynak Torcu

TIG kaynak ynteminde tor, i paras ile ucundaki tungsten elektrot arasnda kaynak iingerekli olan elektrik arkn oluturabilmek iin, akm kablosundan ald akm elektroda iletmek,koruyucu gaz kaynak banyosunun zerini rtecek biimde sevk etmek grevlerini yerinegetirmek iin gelitirilmi bir elemandr.

ekil 2.3.(a) TIG kaynak torcu ematik, (b) TIG kaynak donanm

Bir TIG torcunun ekirdek ksmn erimeyen tungsten elektrodun tutucusu oluturur. Bu paragenel olarak zerinde boylamasna yarklar bulunan ve bir taraf konik bir kovandr ve elektrodyks ad ile de anlr. Her byklk ve trdeki torlar iin kullanlan eitli boyutlardakitungsten elektrodlarn boyutlarna uygun farkl i delik aplarnda, d boyutlar ayn olan elektrodtutucular retilmitir, dier bir anlatmla her aptaki elektrod iin ayr bir elektrot tutucusuvardr. Elektrot tutucusu, elektrot tutucusu kovan diye adlandrlan bir parann iine girer ve bu

para da zel bir somun ile tor gvdesine tespit edilir. Tor gvdesinin u ksmna taklankoruyucu gaz nozulu eitli aplarda retilir, ayn torca gaz gereksinimine ve kaynak ileminegre eitli byklklerde gaz nozulu taklabilir. Genel olarak koruyucu gaz debisi arttka, gaznozulu ap da byr.

Uygulama yerine ve kullanlan akm iddetine gre eitli tip torlar gelitirilmitir; su ve havaile soutulan tipleri mevcuttur, genellikle 100 A kadar olanlar hava, daha yksek akm iddetinealanlar ise su ile soutulurlar.

Elektrikli dme

Tungsten

elektrodKoruma gaz

ArkKatlamkaynakmetali

Ergimi kaynak metali

Dolgumetali

Gaz

geii

Kaynak yn

(a)

Dolgu

metali Tor

Ayak pedal(semeli)

paras

Soutmasu girii

AC veya DCAkm reteci

Koruyucugaz tp

Atksu

(b)


6/106

5

TIG Kayna Akm reteleri

Gnmzde TIG kaynak ynteminde akm reteci olarak transformatr ve redressr trlerijeneratr ve alternatrlere nazaran ok daha yaygn bir kullanma alanna sahiptir. Redresrler,

akm kaynak gerilimine ayarlayan bir transformatr ve bu akm dorultan bir redresrdenolumulardr, bu neden ile hem doru akm hem de alternatif akm reten bu tr reteler ile hertr metal ve alamn kaynan yapmak mmkn olabilmektedir. Cihaz zerindeki bir alteryardm ile kaynak akm ister transformatr kndan, istenir ise de redresr kndanalnabilir; redresr kndan akm ekme halinde, bir baka alter yardm ile dz kutuplama(tor negatif kutupta) veya ters kutuplama (tor pozitif kutupta) balantlarndan bir tanesiseilebilir; bu seimi kaynak kaynak yapaca metal ve alamn trne gre belirler.

Gnmzde gelimi TIG kaynak redresrleri bir de darbeli akm retecek biimde dizaynedilmilerdir. Darbeli akm doru akmn iddetinin iki snr deer arsnda ngrlen frekanstadeimesidir. Bu ekilde akmn st snr deerinin nfuziyeti ele edilebilmekte ve ayn zamanda

ortalama akm iddetinin s girdisi paraya uygulanmaktadr bu bakmdan daha ok D.A.E.N. ilealmada tercih edilen darbeli akm pozisyon kaynaklarnda ok iyi sonular vermektedir.

Kural olarak TIG kaynak usulnde alminyum, magnezyum gibi alamlarn kaynandaalternatif akm (AC), bakrn kaynanda ise sadece doru akm (DC) kullanlr, diermalzemelerin kaynanda akm cinsinin hissedilir bir tesiri olmamakla birlikte genelde DC akmkullanlr. Negatif kutup souk kutuptur ve bu nedenle kaynak srasnda tunsten elektrodun akmyklenebilirlii ve dayankl pozitif kutuplamasna gre negatif kutuplanmas halinde ok dahayksektir. Alternatif akmda kullanm halinde tungsten elektrodun akm yklenebilirlii, doruakmda negatif kutuplamadaki deerine eriemez ancak pozitif kutuplamaya gre birka kat dahayksektir.

Yksek scaklkta ergiyen oksit tabakas ieren malzemelerde kat oksit tabakas, kaynakbanyosunun akmasn ve damlalarn zerine dt paso ile birlemesini engeller. Yaklak2050 oClik ergime scaklyla alminyumoksit, ergitme kaynanda ok zor paralananoksitlerden biridir. TIG kaynanda bu oksit tabakasnn uzaklatrlmas arktaki yk tayclarlasalanr. Yk tayclar, elektronlardan ve elektronlarn ayrlmasyla oluan pozitif ykl gaziyonlarndan oluur. Elektronlar byk bir hzla hareket eder ancak, ktlelerinin kklnedeniyle kinetik enerjileri azdr. Bu nedenle sadece iyonlar, esas malzeme yzeyinearptklarnda oksit tabakasn paralamak iin yeterli enerjiye sahiptir.

ekil 2. 4. TIG kaynanda arkta yk tayclarn farkl hareketi

DA elektrodnegatif

Kaynakhavuzu

Derin ve dar nfuziyetYzeydeki oksit temizlenmez

yon

Ele

ktro

n

DA elektrod

pozitif

S ve geni nfuziyetYzeydeki oksit temizlenir

yon

Ele

ktron

AA(dengeli)

Orta nfuziyetYzeydeki oksit temizlenir

yon

Ele

ktro

n


7/106

6

ekil 2.4de arktaki yk tayclarn hareketleri ematik olarak verilmitir. Elektronlar katottananoda doru yer deitirir ve burada arpma sonucu s retilir. yonlar ise ters ynde hareketeder. Ancak iyonlarn kinetik enerjisi, sadece elektrod anod ve para da katod olduunda kaynak

banyosunun yzeyi zerine uygulanabilir. Fakat bu ekilde temizleme etkisi nemli oranda

dk olur. nk pozitif kutuplanm elektrodun kuvvetli birekilde snmas, akm iddetinizayflatr. Alternatif akm kullanlmas ile bu durumun iyi bir ortalamas elde edilebilir.

TIG Kaynak Ynteminde Kullanlan Kaynak Makineleri

Tm ark kaynak yntemlerinde, kaliteli bir kaynak dikii eldesi ancak kararl bir ark ilegerekleebildiinden, kaynak makinesinin seimine zen gstermek gereklidir, TIG kaynakynteminde, arkn kararll, kutuplama ve akm tr dier ark kaynak yntemlerinden dahaetkin bir biimde kaynak dikiinin kalitesini etkilediinden bu konuda daha byk zengstermek gereklidir.

TIG kaynak ynteminde, kaynatlan malzemenin trne gre hem alternatif akm hem de doruakm kullanldndan, modern kaynak makineleri her iki tr akm da gerektiindesalayabilecek trde tasarlanmlardr. TIG kaynanda kullanlan redresrler, akm kaynakgerilimine ayarlayan bir transformatr ve bu akm dorultan bir dorultmatan olumulardr.Son yllarda inverterler TIG kaynak ynteminde yaygn bir uygulama alan bulmutur; bu akmreteleri daha hafif oluklar gibi daha stabil bir ark oluturduklarndan pek ok kullanctarafndan tercih edilmektedirler.

TIG Kaynanda Yardmc Elektrik Donanmlar:

1-Yksek Frekans niteleri: Yksek frekans cihazlarnn TIG kaynak usulnde u faydalarvardr:a) Alternatif akmda, bilhassa pozitif yarm saykllarn balangcnda, sfr peryodlarnda

arkn atelenmesine yardm eder ve bu suretle yksek bota alma gerilimiihtiyacn ortadan kaldrr.

b) Tungsten elektrod ile para arasnda fiziksel temasa lzum kalmadan arknatelenmesini salar.

2) Kaynak Kontaktrleri: Kontaktrler kaynak yaplmad anlarda torda bota alma gerilimibulunmasn nleyerek operatr kaynak akmna kar tedric ederler.

3) Otomatik Argon Ekomsr: Bu cihazlar bir otomatik zaman rlesi gibidir; K

z

l derecedetavl tungsten elektrodun havada oksitlenmesini nlemek iin kaynaktan sonra asal gazgnderme sresin hassas olarak ayarlamaya yararlar.

TIG Kaynak Elektrodlar

TIG kaynak yntemi ile dier elektrik ark kayna yntemleri arasndaki en nemli fark, ekkaynak metalinin elektrod tarafndan salanmamas ve elektrodun sadece ark oluturma grevinistlenmi olmasdr; bu bakmdan burada, erime scakl 3500C civarnda olan Tungsten,elektrod malzemesi olarak seilmitir. Yksek erime scaklnn yan sra tungsten ok kuvvetli

bir elektron yaycdr ve yaynan elektronlar ark stunu iinde kuvvetli bir elektron akm

oluturur ve ark stunundaki atomlar iyonize ederek, arkn kararlln salar. Gnmzendstrisinde ticari saflktaki tungsten (% 99.5 W) ile toryum, zirkonyum ve lantanyum ilealamlandrlm elektrodlar kullanlmaktadr. Uygulamada karlalan TIG kaynak


8/106

7

elektrodlarn, saf tungsten elektrodlar, alaml elektrodlar ve izgili elektrodlar olmak zere grup altnda toplamak mmkndr. TIG kaynak elektrodlar, AWS A5.12 ile DIN 32528'de

bileimlerine gre snflandrlm ve bunlar birbirlerinden kolaylkla ayrt edebilmek iin de renkkodlar kullanlmtr.

izelge 2.1. Tungsten elektrodlarn kimyasal bileimleri ve renk kodlar (DIN 32528)

areti Malzeme No. Oksit erii Katklar % Renk Kodu

W 2.6005 -


9/106

8

ekil 2.5 TIG kaynak elektrodlarnn talanmas (Doru akmla kaynakta elektrod ucu)

ekil 2.6. Elektrod apna gre elektrod ular (Alternatif akmla kaynakta elektrod ucu)

Elektrod Tutucular

Elektrod tutucular, TIG kaynak ynteminde elektrodu torca balayan ve ayn zamanda da

elektroda kaynak ak

m

n

ileten bir parad

r. Bunlar genellikle bak

rdan yap

l

r ve i deliklerikullanlan elektrodun apna uygun olarak hassas bir ekilde ilenmitir. Otomatik kaynakuygulamalarnda scakla dayankl olabilmeleri asndan nikel-krom alamlar dakullanlmaktadr. Elektrod tutucular yarkl veya srmeli trde retilmektedir ve elektrod ile temaseden i ksm elektrod ile tam temas salayacak bir yzey dzgnlne sahiptir d ksm daelektrod tutucu yz diye adlandrlan parann i ksmna yerletiinden hassas bir ekildeilenmitir. Elektrod tutucularnn her kullanmdan nce zellikle i ksmlar kontrol edilmeli,kir, ya artklar temizlenmeli, i ksm derin bir biimde izilmi veya tungsten elektrodunuygun apta olmamas nedeni ile ark olumas sonucu iinde kraterler olumularkullanlmamaldr.

Tor Balant Paketi

TIG kaynak donanmlarn byk bir ksmnda, tor kaynak akm retecine, iinde akmkablosunu, koruyucu gaz hortumunu, kumanda kablolarn ve gerektiinde de soutma suyu gelive gidi hortumlarn bir arada tutan, tor balant paketi diye adlandrlan bir metal spiraltakviyeli kaln bir hortum ile balanmtr. Burada saf bakrdan yaplm olan akm kablosumakina veya torcun en st akm deerini tayabilecek bir kesite sahiptir. Bu kesiti mmknolduu kadar ufaltabilmek amac ile su soutmann var olduu hallerde akm kablosu su hortumuiinden geirilerek snmamas salanr. Koruyucu gaz olarak helyum'un kullanlmas halinde,kauuk helyumun diffzyonuna mani olamadndan zel bir plastikten imal edilirler.

D < 1,6 mm

D

D 1,6 mm

DD

~90o

~30o

D

~2D


10/106

9

Koruyucu Gaz Donanm

TIG kaynak ynteminde koruyucu gaz olarak sadece asal gazlar kullanlmaktadr, bu yntemdekoruyucu gaz iinde az miktarda dahi aktif bir gazn varlna msaade edilemez, zira kaynak

srasnda kzgn durumda bulunan tungsten elektrod bu olaydan etkilenir. Koruyucu gaz basnltplerden veya stasyoner bir byk basnl kaptan borular yardm ile datlarak kullanmalanna sevkedilir. lkemizde TIG kayna iin gerekli gaz basnl tplerden salanr, iletmeii merkezi gaz datm ebekeleri henz uygulama alan bulamamtr.

Koruyucu Gazlar

TIG kaynak ynteminde koruyucu gaz kullanmann tek amac kaynak srasnda, kaynak banyosunuve erimeyen tungsten elektrodu havann olumsuz etkilerinden korumaktr. TIG kaynakynteminde kullanlan koruyucu gazlar, Helyum ve argon veya bunlarn karm gibi asal gazlarolup, kimyasal bakmdan ntr karakterde, kokusuz ve renksiz monoatomik gazlardr. Kaynak

srasnda koruyucu gazlar kaynak blgesine bir s katksnda bulunmasalar da, s girdisini birdereceye kadar etkilerler. TIG kaynak ynteminde koruyucu gaz olarak kullanlan asal gazlarveya bunlarn karm kaynak srasnda kzgn durumda bulunan tungsten elektrod ve erimikaynak banyosu ile bir reaksiyon oluturmazlar, kaynak metalinin kalitesine olumsuz bir etkide

bulunmamalarna karn, kaynak hzna ve kaynakl balantnn kalitesine nemli etkidebulunurlar.

Argon ve helyumun kaynak karakteristiklerinin farkll bu gazlar ile yaplan uygulamalarda,baz metal ve alamlar iin biri dierine nazaran daha iyi sonular vermektedir. Argon satfiyatnn daha ucuz olmas ve kolay tedarik edilebilmesinin de etkisi ile TIG ynteminde en okkullanlan gazdr.

Helyum doada hidrojenden sonra en hafif gaz olup, zgl arl 0,179 kg/m3 olup havadanyaklak 7 kat daha hafiftir; argonun zgl arl ise 1,784 kg/m3 tr ve havadan 1,4 kere dahaardr. Bu farkllk her iki gazn kaynakta kullanmnda gaz sarfiyatn etkilemektedir, tavankaynak pozisyonu haricinde, kaynak ilemende ayn korumay gerekletirebilmek iin dahafazla helyuma gerek vardr. Ayrca kapal yerlerde yaplan kaynak ilerinde, rnei bir kazanveya basnl kap iinde, havadan ar olan argonun yere kmesine karn, helyum stksmlarda biriktiinden gerekli nlemin alnmad hallerde kaynaknn boulmasna nedenolabilmektedir. Ayn akm iddetinde helyum atmosferi iinde oluan ark, argon atmosferindeoluandan daha yksek bir ark gerilimine sahiptir bu da kaynak s girdisini ve dolays ile de

nfuziyeti artt

rmaktad

r. Bu olay zellikle ince kesitli paralarda argonun, kal

n kesitli ve

s

iletkenlii yksek olan malzemelerin kayna ile otomatik kaynak uygulamalarnda helyumuntercih edilmesine neden olmaktadr.

Argon atmosferinde oluturulan kaynak ark, helyuma nazaran daha yumuak ve daha sakindir,arkn sakinlii ve s girdisinin da kaynaky rahatsz etmeyecek mertebede olmasndan trmanuel kaynak uygulamalarnda argon gaz tercih edilir.


11/106

10

izelge 2.2. Argon ve Helyum gazlarnn TIG ynteminde davranlarnn karlatrlmas

Argon Helyum Dk ark gerilimi sonucu s girdisinin azalmas, 1.5

mm'den ince paralarn el ile kaynanda byk birstnlk salar.

Alminyum ve alamlar gibi yzeyleri refrakter bir oksittabakas ile kapl malzemelerin kaynanda temizlemeetkisi daha iddetlidir.

Arkn tutumas daha kolaydr. Ark daha sakin ve dahastabil yanar.

Havadan ar olmas nedeni ile daha az koruyucu gaz iledaha etkin bir koruma salar.

Dik ve tavan kaynaklarnda, gaz sarfiyatnn fazlaolmasna karn, s girdisinin azl sonucu oluan, dahaufak kaynak banyosuna kaynaknn kolaylkla hakimolabilmesine olanak salar.

Otomatik kaynak ilerinde hzn ykselmesi, gzenekoluumuna neden olur.

Farkl metallerin kaynanda daha iyi sonular alnr.

Yksek ark gerimi sonucu oluan daha

scak ark, s iletkenlii yksek malzemelerile kaln paralarn kaynanda daha stnsonular verir.

Yksek s girdisi ve yksek kaynak hzdaha dar bir ITAB oluturur ve bununsonucu kaynak balantsnn mekanikzelikleri iyileir ve arplmas ve kendiniekmeler azalr.

Havadan ok daha hafif olmas sonucukoruyucu gaz sarfiyat yksektir ve torcunmemesinden kan gaz akm hava

hareketlerine hassast

r. Otomatik kaynak ilemlerinde yksek

kaynak hzlarnda karlalan gzenek veyanma entikleri oluumu kontrol altnaalnabilir.

Havadan daha hafif olmas sonucu tavankaynaklarnda daha iyi koruma salar.

izelge 2.3. eitli metallerin TIG kayna iin nerilen koruyucu gazlar ve elektrodlar

Metalin tr Kalnl Akm Tr Elektrod Tr Koruyucu Gaz

Alminyum

Tm KalnlklarKaln Paralarnce Paralar

AADAENDAEP

W veya WTWT

WT veya WZ

Ar veya Ar-HeAr-He veya Ar

Ar

Bakr ve BakrAlamlar

Tm Kalnlklarnce Paralar

DAEN.AA

WTW veya WZ

Ar veya Ar-HeAr

MagnezyumAlamlar

Tm Kalnlklarnce Paralar

AADAEP

W veya WZWZ veya WT

ArAr

Nikel ve alamlar Tm Kalnlklar DAEN WT Ar

Yal

n karbonlu ve azalaml elikTmkalnlklar

DAENAA

WTW veya WZ

Ar veya Ar-HeAr

Paslanmaz elikTm Kalnlklarnce Paralar

DAENAA

WTW veya WZ

Ar veya Ar-HeAr

Titanyum Tm Kalnlklar DAEN WT Ar

TIG Kaynak Ynteminin Uygulama Alanlar

Bu yntem genellikle hafif metallerin birletirilmesinde kullanlr. eitli byklkteki torlarla15 mm ye kadar kalnlktaki paralar kaynatmak mmkndr. Bu yntemde yukardan aaya

doru dikey ve tavan kaynaklarnn da uygulanmas mmkndr. Yksek miktarda inko ihtivaeden bronzlar, titanyum alamlar, zirkonyum, uranyum gibi kaynak kabiliyetleri zayf metallerde bu yntemle gzeneksiz olarak kaynatlabilir.


12/106

11

TIG kaynak ynteminin kullanld nemli alanlarunlardr:

1. Her eit alminyum konstrksiyonlar; Mutfak takmlar, st gmleri, bira flar, borutesisatlar tanklar, tat imalat, hayal hatlar, teleferik kabinleri, gemi inaat v.s.

2. Dme magnezyum paralar.

3. Paslanmaz elikler; Kimya ve gda sanayiinde kullanlan cihazlar, buzdolab, boru tesisat,tbbi aletler, s eanjrleri, tanklar, gaz ve buhar trbinleri, meme donanmlar, uakmotorlar, kaynatma kazanlar, amar makineleri v.s.

4. Dezokside edilmi bakr ve alamlar; Kimya endstrisinde ve elektro-teknikte kullanlanbakr donanmlar v.s.

5. Sert tabaka doldurma kayna; Supaplarn oturma yzeyleri, anan paralarn doldurulmasv.s.

6. DKP elik saclar; karoseri ileri, ok ince saclarla yaplan konstrksiyonlar, uak inaat v.s.7. zel iler; transformatr saclar, inko kapl saclar, atom reaktrlerini inasnda kullanlan

eitli paralarn imalat v.s.

TIG kaynak usul memleketimizde son senelerde paslanmaz elik eya reticileri tarafndankullanlmaya balanm ve argon kayna ad altnda tannmtr.

TIG Kaynak Makinelerinde ve Yntemin Uygulanmasnda Ortaya kan Problemler

Ar Tunsten elektrod tketimi Doru akmda ark gezinmesi Alternatif akmda ark gezinmesi Doru akmda ark balamyor veya zor balayabilir.

Doru ak

mda kararl

olmayan ark oluumu Alternatif akmda kararl olmayan ark oluumu paras zerinde Tunsten kalnts Kaynak dikiinde gzeneklilik

TIG Kaynak Ynteminin Avantajlar

1. Btn metal ve alamlar kaynatlabilir. Paslanmaz elikler, sya mukavim elikler dkmedemir ve elik, alminyum, magnezyum bakr ve alamlar, titanyum, nikel, molibden,niobyum, tungsten gibi.

2. Bu yntemle yaplan kaynaklarda mukavemet ve kalite bakmndan mkemmel dikiler eldeedilir.

3. Dekapana ihtiya yoktur.

4. Kaynak dikileri genellikle kaynaktan sonra olduu gibi kullanlr.

5. ok kk alann stlmas ve snn srekli transferi dolaysyla dier yntemlere grearplmalar daha azdr.

6. Tungsten elektrodla dikite ok az bir karbr ayrmas meydana gelir.

7. Her eit birletirme ekli uygulanabilir; yatay, dik ve tavan pozisyonlarnda kaynakyaplabilir.

8. Kaynak torcu hafiftir ve dolaysyla rahat bir alma olana salar.9. Bu yntem sayesinde ayr cins metalleri ve alamlar birbirleriyle kaynatmak mmkndr.

10. TIG kaynak ynteminde genellikle koruyucu gaz olarak Argon kullanlr.


13/106

12

3. MIG-MAG ARK KAYNAI

Gazalt kaynanda kaynak iin gerekli s eriyen ve srekli beslenen bir tel elektrodla, i parasarasnda oluturulan ark yoluyla ve elektroddan geen kaynak akmnn elektrodda oluturduu

diren ile stmas yoluyla retilir. Kaynak yaplacak blge havann olumsuz etkilerinden bir gazortam ile korunduundan bu yntem Gazalt ark kaynak yntemi olarak adlandrlr.

ekil 3.1 Gazalt Kaynann Prensibi.Bu kaynak usul, koruyucu gazn zelliine bal olarak iki ayr isimle adlandrlr. Kaynakileminde asal gaz kullanlyor ise MIG (Metal Inert Gas), aktif gaz kullanlyor ise MAG (Metal

Aktif Gas) olarak adlandrlr. Sonu itibariyle iki ayr isimle adlandrlan kaynak eitlerindeekipmanlar ayndr. Sadece CO2 korumal kaynakta tp kna birstc eklenir.

MIG MAG kaynak tekniklerinin ok geni bir uygulama alanna sahiptir. Bu yntem ile okince levhalar dahil olmamakla beraber, her kalnlkta demir esasl ve demir d metallerin veyaalamlarnn kaynak ilemi mmkndr. MIG MAG kaynak ynteminin uygulanmas, kolayolduundan kaynak hibir glkle karlamaz, toprak kablosunu kaynatlacak malzemeye

balayp torcun ucundaki elektrodu da i parasna dedirmesi yeterli olacaktr.

Kaynak tarafndan ilk ayarlar yapldktan sonra arkn elektriksel karakteristiinin kendikendine ayarn otomatik olarak kaynak makinas salar. Bu nedenle yar otomatik kaynaktakaynaknn gerekletirdii elle kontroller, kaynak hz, dorultusu ve torcun pozisyonundanibarettir. Uygun donanm seilip, uygun ayarlar yapldnda ark boyu ve akm iddeti (elektrod

besleme hz) kaynak makinas tarafndan otomatik olarak sabit deerde tutulur. Gazalt kaynaiin gerekli donanm ekil 3. 2de verilmitir.

Kaynak donanm 4 temel gruptan olumutur:

a) Kaynak torcu ve kablo grubub) Elektrod besleme nitesic) G nitesi

d) Koruyucu gaz nitesi

Ark

KaynakYn

Katlam Kaynak

Metali

Akm Kablosu

Ergimi KaynakMetali

Paras

Tel Klavuzu VeTemas Tp

Gaz Memesi

Koruyucu Gaz

KoruyucuGazGirii

Tel ElektrodTel elektrodAkm kablosu

paras

Gaz memesiArk

Koruyucugaz girii

Tel klavuzu ve

temas tp

Ergimi kaynakmetali

Kaynak yn

Katlam

kaynak metali

Koruyucu gaz


14/106

13

Tor ve kablo grubu grevi yerine getirir. Koruyucu gaz ark blgesine tar. Elektrodu temastpne iletir ve g nitesinden gelen akm kablosunu temas tpne iletir. Kaynak torcununtetiine basld zaman, i parasnn ayn anda gaz, g ve elektrod iletir ve bir ark oluur. Ark

boyunu kendi kendisini ayarlamasn salamak iin tel besleme nitesi ile g nitesi arasnda

iliki salayan iki trl zm mevcuttur. Bunlardan en fazla bilineninde sabit gerilimli bir gnitesi (yatay gerilim-akm karakteristii salayan g nitesi) ile sabit hzl elektrod beslemenitesi kullanmaktadr. kinci zm ise azalan bir gerilim-akm karakteristii salar ve elektrod

besleme nitesinin besleme hz ark gerilimi yoluyla kontrol edilir. Sabit gerilim / sabit beslemehz zmnde torcun pozisyonundaki deime kaynak akmnda deimeye neden olur.Kaynak akmndaki deime ise derhal serbest elektrod uzunluunu deitirerek (elektrod erimehz deitiinden) ark boyunun sabit kalmasn salar. Torcu i parasndan uzaklatrmanedeniyle serbest elektrod uzunluunda meydana gelen artma kaynak akmnda azalmaya nedenolarak elektrodda diren stmasnn da ayn deerde kalmasn salar. Dier zmde ise, arkgeriliminde meydana gelen deimeler elektrod besleme sisteminin kontrol devrelerini yenidenayarlar ve bu sayede elektrod besleme hz uygun birekilde deitirilir.

ekil 3. 2 MIG - MAG kaynak donanmemas.

MIG MAG kaynak tekniinde kullanlan elektrotlarn aplarnn ince olmas nedeniyle akm

younluu yksektir (100 300 A/mm2). Akm younluunun ykseklii; metal transferformunu, kaynak hzn ve nfuziyet profilini olumlu ynde etkilemektedir.

MIG MAG kayna akm reteleri

Kaynak g niteleri ark oluturmak iin elektrik gcn elektroda ve i parasna iletilir.Gazalt kaynann byk bir ksmnda elektrodun pozitif kutupta olduu doru akm kullanlr.Bu nedenle g nitelerinin pozitif ucu torca, negatif ucu ise i parasna balanr. Doru akmg nitelerinin balca tipleri motor tahrikli jeneratrler (dnen ve hareketli tip) vetransformatr redresrlerdir (statik veya hareketsizdir).

Bir g kaynann yatay karakteristii sahip olup olmadna u ekilde karar verilir; akmretecinin karakteristiinin eimi her 100 amperde 1 5 volt arasnda bir deiim gsteriyor ise

Tel srmekontrol nitesi

Tel elektrodbobini

Gaztp

Kaynak torcu

Toprak hatt paras

Akm reteci


15/106

14

bu makine yatay karakteristie sahiptir. ekil 3.3de grld zere gerilimdeki kkdeimelere karlk akmdaki deimeler olduka byktr.

ekil 3. 3. Yatay karakteristie sahip bir makinenin I - V ilikisi.

MIG MAG kayna akm retelerinde iten ayar diye adlandrlan ark boyu ayar vardr. Bumakinelerde ark gerilimi, tel ilerleme hz ve buna bal olarak da akm iddeti ayarlanr. Telilerleme motorunun hz seilen bir devirde dneceinden tel ilerleme hz sabittir. Kaynak ilemiesnasnda herhangi bir sebeple ark boyu uzad zaman akm iddeti byk miktarda azalr. Buolay ematik olarakekil 3.4de gsterilmitir. Ark boyunun artmas akm iddetinin dmesine,dolaysyla tel ergime miktarnn azalmasna neden olur. Bu srada sabit hzla gelen tel, arknormal konumuna dndrr. Ark boyu ksaldnda akm iddeti ykselir, tel ergime miktarartar, sabit gelen tel hz ark normal boyuna dndrd iinde akm ve gerilim deerleri uygundeerlere seyreder.

ekil 3.4 Ark uzunluunu iten ayar yardm ile ayarlanmas.

0

5 00 1 0 0 1 5 0 3 0 02 5 02 0 0

1 0

2 0

4 0

3 0A

BC

Amper

Volt

GERLM

2

AKIM

DDET

13

5

4

SRE

SRE

3 451 2 54

2 3

5

1 4


16/106

15

nverter tr kaynak makineleri

Kaynak teknolojisindeki en son gelimelerden bir tanesi hatta en nemlisi inverter tr akmretelerinin uygulamaya girmi olmasdr. nverterler daha nceleri uak endstrisinde, kontrol

devrelerinde doru akm retiminde kullanlmaya balanm ve kazanlan deneyimler bunlarnkaynak endstrisinde de g kayna olarak kullanlmasna olanak salamtr.

Allm kaynak akm retelerinde, ebekeden ekilen alternatif akm (A.A) direkt olarak birtransformatre girer, burada akmn frekans deimez sadece gerilimi ayarlanr ve bu akmredresrde dorultulur ve filtre edilerek kaynak iin gerekli koullarda doru akm elde edilir vekontrol devreleri de k akmndan aldklar sinyalleri (akm rete deerleri) ile karlatrarakredresr kn ayar eder.

nverterler de ise, ebekeden ekilen A.A. nce bir redresre girer ve doru akm halinedntrlr ve bu akm Chooper diye adlandrlan zel bir cihazda yksek frekansl A.A. haline

dntrlr. Kaynak ilerinde kullanlan inverterlerde bu frekans 20.000 Hz mertebesindedir.Bu yksek frekansl A.A. transformatr gerilimi kaynak iin uygun deere indirilir ve buradankan akm aynen allm redresrlerde olduu gibi bir redresrde dorultulur ve bir filtredengeirilerek kaynak iin gerekli koullarda doru akm elde edilir. Sonu olarak, gerek allmakm retelerinde ve gerekse de inverterlerde ebeke akm kaynak iin gerekli koullardakidoru akma dntrlm olur, ama burada inverterin salad ok nemli stnlkler vardr.

Transformatrlerin bykl A.A.n frekans ile ters oranldr; frekans byketransformatr klr. Ayn akm gcndeki bir normal redresr ile inverterkarlatrldnda, inverterin arlk olarak % 25 ve boyut olarak ta % 33 daha kk olduugrlr.

nverterler daha yksek bir verim ve daha kk bir g faktrne sahiptirler ve dolay s ileinverter kullanm halinde elektrik giderlerin nemli bir azalma ortaya kmaktadr ve zellikle200 Ain altndaki akm iddetleri ile alma halinde bu verimlilik daha da bymektedir.

nverterlerin en nemli avantaj kaynak arknn stabilizesinin, performansnn ve kontrolkabiliyetinin artmasdr. Kontrol devresi inverterin kn saniyede 20.000 kez deitirebilmeve ark kontrolnn ok hassas bir biimde gereklemesine yardmc olmaktadr. Kktransformatrler deiimlere alm makinelerde kullanlan byk transformatrlerden daha azdiren gstermekte ve daha hzl bir uyum salayabilmektedir. Bu iki husus inverterlerin ennemli stnldr.

nverterlerin, endktans (akmn inme ve kma hz ) zerinde daha etkin bir kontrolsalamas kaynakya kaynak arkn ok yumuak bir ark halinden daha delici ve derinnufuziyet salayan bir ark haline kadar ayarlama olana salar. Bu olay ise, ksa ark ilealma halinde karlalan yanma oluu, souk kalm blgeler oluumu tehlikesini ortadankaldrd gibi bu tr almada grlen byk miktarda sramann azalmasn da salar.

nventerlerin bu stnlkleri darbeli ark sistemiyle birletirildiinde, saf CO2nin koruyucu gazolarak kullanlmas halinde bile srama grlmez. Darbeli akm ile alan inverterlerinstnlkleri u ekilde sralanabilir:

Is girdisinin daha etkin bir biimde kontrol,

K

sa ark boyu ortalama ak

m iddetlerinde dahi her pozisyonda sprey transferuygulamasna olanak salar ve srama yok denecek kadar azalr, Ayn akm iddetinde bir byk boy tel elektrod kullanabilme olana salar.


17/106

16

Tel srme tertibat

Tel elektrod srme tertibat, teli makaradan sap, ergiyen tel miktarn karlayacak bir hzla arkblgesine sevk eden bir mekanizmadr. Elektrod besleme nitesi (tel besleyici) bir elektrik

motoru, elektrod makaralar ve elektrod dorultusunu ve basnc ayarlayan aksesuarlardanmeydana gelmitir. Elektrod besleme motoru genellikle doru akmla alr. Elektrodu toryoluyla i parasna doru iter. Motor hzn geni bir aralkta deitiren bir kontrol devresininmevcut olmas gerekir. Sabit hzl elektrod besleyicileri normal olarak sabit gerilimli gniteleri ile birlikte kullanlrlar. Bunlar, gerekli devreler eklendii takdirde sabit akml gnitelerinde de kullanlabilir.

Sabit akml g nitesi kullanldnda, bir otomatik gerilim alglama kontrolu gereklidir. Bukontrol ark gerilimindeki deimeleri alglar ve ark boyunu sabit tutmak iin elektrod beslemehzn deitirir. Deiken hzl elektrod besleme tertibat ve sabit akml g nitesindenmeydana gelen bu sistem, besleme hzlarnn dk olduu byk apl elektrodlarda (1.6

mmden byk) kullanlabilir. Yksek besleme hzlarnda, motor hznn ayar arkn kararllnsalamaya yetecek kadar hzl birekilde yaplamaz.

Beseleme motoru elektrod besleme makaralarn tahrik eder. Bu makaralar, elektrod menbandanelektrodu ekme ve kaynak torcu iinde itme yoluyla elektroda kuvvet iletir. Tel beslemenitelerinde iki makaral veya drt makaral dzenler kullanlabilir. Tipik bir drt makaralelektrod besleme nitesi ekil 3.5de gsterilmitir.

ekil 3.5. Tm tahrikli drt makaral bir tel srme tertibat (ematik)

MIG MAG kaynanda kullanlan koruyucu gazlar

Btn gazalt kaynak yntemlerinde olduu gibi MIGMAG ynteminde de koruyucu gazn arkblgesini tamamen rtmesi ve kaynak metalini atmosferikartlardan korumas gerekmektedir.

MIGMAG kaynanda inert ve aktif gazlar veya bunlarn eitli oranlarda karmlar kullanlr.Genel olarak asal gazlar reaksiyona girmediklerinden dolay demird metallerin kaynanda,aktif gazlar veya aktif asal gaz karmlar da eitli tr eliklerin kaynanda kullanlmaktadr.

MIG MAG kaynanda ticari olarak kullanlan gazlar veya gaz karmlarndan asal olanlar

argon ve helyum, aktif olanlar ise karbondioksit, azot, oksijen ve hidrojen gazlardr.

1- Tel giri memesi

2- Tahrikli tel srme makaralar

3- Tahrikli bas

n ayarlama makaralar

4&5- Tel klavuz memeleri

2 2

51

33 4


18/106

17

Karbondioksit

Gazalt kaynanda kullanlan Karbondioksit gaz renksiz, kokusuz ve havadan takriben 1.5 katdaha ar bir gazdr. CO2 gaznn zgl arl 1.997 Kg/cm3tr ve her CO2 molekl bir

Karbon (C) atomu ile iki Oksijen (O2) atomunun birlemesinden meydana gelmektedir.

Koruyucu gazlardan olan Argon ve Helyum gibi asal gazlarn pahal ve temin edilmelerinin zorolmas nedeniyle bunlara gre daha kolay bulunan ve ucuz olan CO2 gaznn koruyucu gazolarak kullanm artmtr. CO2 gaz zellikle alamsz ve dk alaml elik malzemelerinkaynanda ucuzluk, derin nfuziyet, yksek kaynak hz ve iyi mekanik zellikler vermesinedeniyle lkemizde geni bir kullanm alan bulmaktadr.

Karbondioksit i yerlerine genellikle tp ierisinde getirilir. Tpn iindeki Karbondioksitinbyk bir blm sv haldedir ve bu svnn st ksmnda, buharlam Karbondioksit gazhalinde bulunur. Kaynak ilemi annda karbondioksit gaz kullanldka bu gazn basnc der

ve sv halden buharlaarak basnc normal hale dnr. Bu buharlama esnasndaKarbondioksit tp srekli olarak buharlama ssna ihtiya gsterir, bu bakmdan bir tptensrekli olarak ok fazla gaz ekme imkan yoktur. Buharlama ssnn ekilmesi sonucundascaklk der ve tp iindeki sv Karbondioksit zerrecikleri Karbondioksit karna dnp,tpn k borusunu ve dedantr tkar. Bu sebepten dolay, bir tpten devaml olarak 12lt/dak.dan daha yksek debilerde ekilmemesi gerekmektedir, devaml olmamak kouluyla budeer 17 lt/dak.ya kadar kabilir. Bu debiden daha fazla gazn gerekli olduu durumlarda

birden fazla Karbondioksit tp manifolt yardm ile balanarak kullanlmas gerekmektedir.Souk ortamlarda ise Karbondioksit gaz k yerine bir elektrikli stc ilave edilmesi tavsiyeedilir.

Karbondiksit gaz ile ksa devre ya da kresel gei salanabilir. Ancak Karbondioksit tek banaSprey Ark Geii salayamaz. Kresel geite, ark oluumu sert, ypratc ve yksek apakoluumu sz konusudur. apak oluumunu azaltmak iin, torcun ucu alma yzeyinden birmiktar derine gmlmesi gereklidir. Eer Argonca zengin bir karmla Karbondioksitkarlatrlrsa;

ekil 3.6 Karbondioksit gaznn metal gei formuna etkisi

Karbondioksit, daha yksek nfuziyet salar. Ancak kaynak dikii yzeyi son derece kaba birgrnme sahip olur. Karbondioksit kaynanda yksek metal yma oran elde edilir. Ancakgazn oksitleyici zelliklerinden dolay, oluan kaynak dikiinin mekanik zellikleri Argonca

zengin karma oranla dktr. Yksek apak oluumu nedeni ile dk hz elde edilir.


19/106

18

Argon ve Helyum

Argon ve Helyum, asal gazlar olup kaynak ilemi srasnda kaynak banyosu ile reaksiyonagirmezler. Bu gazlar alamsz, yaln karbonlu, paslanmaz elik ve demir d metallerin kaynak

ilemlerinde kullanlr. Bu iki gaz arasndaki temel farklar, younluk, sl iletkenlik ve arkkarakteristikleridir. Argon, havadan yaklak olarak 1.4 defa youndur, buna karlk helyum ise,havann younluunun 0.14 katdr. Helyuma ve havaya oranla daha youn olan Argon dzkaynak pozisyonlarnda en etkili, ark sabitleyen ve rtc etkisi olan gazdr. Helyum, tek banakullanld zaman ayn oranda koruma yapabilmesi iin Argona oranla 2-3 kat fazla debigerektirir. Helyum, Argona oranla ok daha yksek sl iletkenlie sahiptir ve ark enerjisi okdaha homojen dalml ark plazmas oluturur. Argon plazmas ise, merkezde ok yksek, dkonisinde ise daha az enerjiye sahiptir. Bu fark, kaynak diki profilini gl birekilde etkiler.

Helyum, kaynak srasnda daha derin ve geni bir diki oluturur. Argon ise "arap kadehi"eklinde bir penetrasyon yaratr. Balca Argon, Helyum, Argon-Helyum karmlar ve

Karbondioksit gazlar diki profilleri aadaki ekilde gsterilmitir. Helyum, Argona gre dahayksek bir iyonlama potansiyeli ve dolays ile daha yksek ark voltaj oluturur. Ancak safHelyum, ark balangcnda problem gsterebilir. Saf Helyumla oluturulan Ark rts dkvoltajlarda Sprey Transfer etkisi gstermez. Bunun sonucu olarak, saf helyum, koruyucu gazolarak kullanld zaman Argona gre daha yksek apak ve przl kaynak dikii elde edilir.

Argon ise, akm gei snrnn zerinde (Kresel-Sprey Ark) olduu zaman Sprey Ark etkisigsterir. Argon-helyum karmlar saf argon, elik ve demir d malzemelerin kaynandayaygn olarak kullanlr. Helyumun saf olarak kullanlmas ise yukarda anlatlan nedenlerdendolay snrldr. Ancak, daha derin ve daha geni kaynak dikii istendii zaman, Argon veHelyum belli oranlarda karm oluturularak kullanlrlar.

Sonu ekil 3.7 de grld gibi, daha gelimi kaynak dikii zellikleri ve sprey ark transferisalanr. Ksa devre geiinde, argon ve helyum gazlar, %60 - %90 helyum oranna kadar eitlioranlarda kartrlarak kullanlrlar. Paslanmaz, dk alaml elik kaynaklarnda ArgonaKarbondioksit eklemek yerine Helyum eklenir ve Karbondioksitin kaynak dikiindeki olumsuzmekanik etkileri minimuma indirilir. Argona %50 ve %75 orannda Helyum eklenmesi, safArgonun oluturduu ark voltajndan daha yksek ark voltaj oluturur. Bu karmlar,Aluminyum, Magnezyum ve bakrn kaynanda kullanlrlar. nk karmn verdii ykseks, bu malzemelerin ykseks iletkenliklerinden dolay istenen s miktarn karlar (Helishield2 : %75 He+ %25 Ar).

Argon Argon-Helyum Helyum

ekil 3.7 Argon ve helyum gazlarnn kaynak dikiekilleri.


20/106

19

Argon-Helyum-Karbondioksit- Oksijen Karmlar

Bu karm, 4' l (quadropole mix) karm adn alr ve MIG kaynanda, yksek amper/yksek

metal yma oran iin optimum artlar salar. Karm, optimum mekanik zellikler ve geniyma orannda allabilme asndan avantajlar salar. Ana kullanm alan, dk alaml veyksek dayanml malzemelerdir. Ancak, yksek retim istenen dk alaml eliklerinkaynaklarnda da kullanlr.

Saf Argona eklenen Helyum, demir-d malzemelerin kaynanda mkemmel sonu verir. SafArgon ise demir-d malzemelerin kaynanda (undercut) (diki alt atla) hatasna nedenolabilir. Saf argona %1-%5 orannda eklenen Oksijen ya da %3 ten %25' e kadar oranlardaeklenen karbondioksit, ark kararllnda belirgin bir dzelme salar. Asal gazlara eklenecekoptimum karbondioksit ya da oksijen miktar, yzey artlar (pasl vb.) diki geometrisi, kaynakteknii ve ana metal kompozisyonuna baldr. Genellikle, %2 oksijen ya da %8-10 orannda

karbondioksit eklenmesi optimum sonular oluturur. Argona karbondioksit eklenmesi, kaynakdikii profilini "eftali ekli" oluturarak iyiletirir. Argona %1 ile %9 oksijen eklenmesi, kaynak

banyosunun akkanln, nfuziyeti ve ark kararlln artrr. Oksijen ayn zamanda geiakmn azaltc etki gsterir. Yedirme eilimi azalr, ancak, manganez ve silisyum kaybndandolay kaynak metalinde yksek oksitlenme eilimi belirir (Silisyum ve Manganez, kaynakileminde deoksidan malzeme olarak kullanlrlar). Yaln, dk alaml ve paslanmazeliklerde, az da olsa, argon-karbondioksit karm kullanlr. %25 Oranna kadar eklenenkarbondioksit en az gei akmn drr, apak oluumunu azaltr, nfuziyeti artrr ve arkkararlln azaltr. Argon-karbondioksit karmlar genellikle ksa devre kaynaklarndakullanlr. Ancak, sprey ark ve darbeli ark kaynanda da kullanlr. Argon %5 karbondioksitkarm, darbeli ark kaynanda kullanlr. Argon-helyum ve karbondioksit karm, darbeli arkkaynanda da yaygn olarak kullanlr. Paslanmaz elik kaynanda %85 helyum + %13,5Argon + %1,5 CO2 ieren (HELISHIELD/1) karm ksa devre geii ve korozyon direncisalar. Gnmzde gelitirilen bir baka karm %60 Argon + %38 helyum + %2 CO2 ierir(HELISHIELD/101) ve paslanmaz elik kayna iin kullanlr. Bu karm ergimi metaleoptimum akkanlk, iyi yzey slatma, iyi bir ark kararll ve dk apak oluumu salar.Buna ilaveten, hidrojen atla ve birikme yoktur. Ayn zamanda bu karm darbeli ark kaynave sprey ark geii iin kullanlr.

Argon-Oksijen Karmlar

Argona kk oranlarda eklenen (% 1-2) oksijen apa

optimize eder ve sprey ark geiinde arkkararlln arttrr. Oksijen, daha geni nfuziyet salar ve yedirme etkisini azaltr. Ar+%1 yada Ar+%2 oksijen eklenmesi paslanmaz eliklerin kaynaklar iin uygundur. Oksijeni alnm

bakr, dk karbonlu ve alaml eliklerde kullanlr.

Argon-Oksijen-Karbondioksit Karmlar

Argona eklenen %3-%5 orannda oksijen ve %20 ye kadar karbondioksit, metal sektrndeyaygn olarak kullanlr. Bu gazlar, optimum koruma ve sprey ark, ksa devre ve darbeli arkgeii iin uygun ark karakteristii salar.


21/106

20

ekil 3. 8 Argon, Oksijen ve Karbondioksit Gazlarnn Kaynak Dikiine Etkileri.

Argon-Hidrojen Karmlar

Argon ve Hidrojen karmlar, paslanmaz elikten retilmi boru ve ince plaka kaynaklarndakullanlr. Karmn kullanm iin en nemli art, paslanmaz eliin Hidrojen krlganlnaduyarl olmamas gerektiidir. stenitik Paslanmaz elikler (3xx serisi) rahatlkla kaynak

yaplabilir. Ancak martensitik (4xx serisi ) elikler hidrojene kar duyarl olduu iinkullanlmas sakncaldr. Uygulanan kaynak hz, Argona eklenen Hidrojen miktarna gredeiir; nk ark voltaj hidrojen miktar arttka artar. Ancak eklenecek Hidrojen miktar,malzeme kalnlna ve diki trne gre deiir. Kullanlan Hidrojen miktar 1% ile 5%arasndadr. Argon-Hidrojen karmlar, TIG kayna ileminde kullanlr.

Koruyucu gazn grevleri

Koruyucu gazn grevi en ok bilinen ekli ile sadece kaynak banyosunu korumak deildir.Endstri uygulamalarnda veya maliyet hesaplamalarnda genellikle en son dnlen koruyucugaz seimi olmaktadr. Halbuki bilinenin aksine koruyucu gazlar sadece kaynak banyosunukorumakla kalmayp bunun yannda arkn kararllna, dikiin mekanik zelliklerine, dolgu

biimine, ilemin verimliliine, duman oluumuna ve bunun gibi birok kaynak parametrelerinede etki etmektedirler.

Koruyucu gazlarn kaynak ilemlerindeki etkileri balca u ekilde sralanabilir.a) Kaynak banyosunu atmosferden korumab) Arkn kararllc) Metal transfer formud) Nfuziyet, slatma ve kaynak diki geometrisie) Is girdisi

f) Kaynak ilerleme h

z

g) Kaynak metali kimyasal bileimih) Duman oluumu) Kaynak metalinin mekanik zellikleri

Maddeler halinde verilen koruyucu gazn etkileri ksacau ekilde aklanabilir.

Kaynak banyosunu atmosferden koruma: kaynak esnasnda dikii, atmosferin olumsuzetkilerinden korumak gereklidir. Koruyucu gaz, erimi kaynak banyosu ile onu evreleyenatmosfer arasndaki istenmeyen reaksiyonlar engeller.

Arkn kararll: MIG-MAG kaynanda arkn kararll geni lde metal transferinin geiekli ile kontrol edilir. Bu olay da koruyucu gazn bileimine baldr. Koruyucu gazn bileimi,transferde yer alan yzey gerilimi glerini deitirir ve ark kk davrann etkileyebilir. elik

Ar-O2 Ar-CO2 CO2


22/106

21

malzemelerin kaynanda Ar + O2 ve Ar + CO2 karmlar dzgn bir pskrtme transferi eldeedilmesini salarlar. Koruyucu gaz olarak CO2 gaz kullanldnda yalnzca damla transferi szkonusu olur.

Metal transfer formu: kaynak ilemi esnasnda ergiyen telden kaynak banyosuna aktarlanmetalin davrandr. Metal transferinin ekli geni bir oranda koruyucu gazn terkibine, kaynaktelinin bileimine ve dier kaynak parametrelerine baldr.

Nufuziyet, slatma ve kaynak diki geometrisi: bir kaynak dikiinin kalitesi yeterli nufuziyet,yksek slatma oran ve dzgn bir kaynak profili ile belirlenir. Koruyucu gazn kaynak dikiizerindeki etkisi byktr. Saf argon atmosferi altnda kaynak dikiinin ekli arap kadehitipinde bir nufuziyettir ve karbondioksit atmosferi altnda ise yksek derecede nufuziyetinyannda olduka ikin bir diki elde edilir. Buna sebep olarak Karbondioksit arknn dzensizoluu gsterilir.

Is girdisi: birim uzunluktaki kayna gerekletirmek iin harcanan sy gstermektedir. Isgirdisi deeri dk olursa az enerji harcanm olur. Is girdisini etkileyen faktrlerden nemli

birisi de gaz bileimidir. Ark tarafndan oluturulan s, gaz tarafndan en iyi ekilde iletilmelidir.Her gazn kendine zg bir termal iletkenlii vardr. Is girdisinin etkilerine kaynak metali

blmnde ayrntl birekilde yer verilecektir.

Kaynak ilerleme hz: arkn kaynak ynnde ald yolun zamana bal olarak ifadesidir.Kaynak ilemlerinde btn parametreler sabitlendiinde, maksimum nufuziyet orta ilerlemehzndadr. Koruyucu gazn s girdisi de kaynak hzna etkileyen faktrler arasndadr.

Kaynak metali kimyasal bileimi: Alam elemanlarnn telden banyoya maksimum verimletanm koruyucu gazn oksitlenme gcne baldr. Oksitlenme potansiyeli ayarlanm gazlarlayaplan kaynak ilemlerinde oksit kalntlar mikroyapya en az biimde aktarlr.

Duman oluumu: kaynak ileminde arkla birlikte, alma evresini etkileyen duman ve gazlaroluur. Arktan kan ultraviyole radyasyonu, ozon (O3) gaznn ortaya kmasna sebep olur.Ozon gzlerde, burunda ve boazda yanma gibi salk problemleri oluturur.

Mekanik zellikler: gazalt kaynanda gazn oksitlenme durumuna gre bir miktar alamelementi kayb olur. Bu kayplar, temel bileenler olan Mn ve Si gibi elementler olduundankaynak telinde bu elementlerin yksek derecede olmas gerekir. Koruyucu gazn kaynak

metalinin mekanik zelliklere etkisi, gzeneklilik ve oksitlenme eklinde olmaktad

r.Damla letim Mekanizmalar

Gazalt kaynanda metal damlalar elektroddan i parasna temel iletim mekanizmasylageer:

a) Ksa devre iletimi (ksa ark)b) ri damla iletimi (uzun ark)c) Sprey iletimi


23/106

22

Damla iletim tipi ok sayda faktr tarafndan etkilenir. Bunlar iinde en etkili olanlarunlardr:

a) Kaynak akmnn tipi ve iddetib) Elektrod ap

c) Elektrodun bileimid) Serbest elektrod uzunluue) Koruyucu gaz

Ksa devre iletim (ksa ark)

Ksa devre iletimi, gazalt kaynandaki en dk kaynak akm aralnda ve en kk elektrodaplarnda gerekletirilir. Bu tip bir iletim ince kesitlerin birletirilmesi iin, pozisyon kaynaiin ve byk kk aklklarn birletirmeye uygun olan kk ve hzla katlaan bir kaynak

banyosu oluturmak iin kullanlr. Metal, elektroddan i parasna, sadece elektrod kaynakbanyosu ile temas halinde olduu srada iletilir. Ark aral boyunca herhangi bir metal iletimi

olmaz. Elektrod i parasna saniyede 20 ila 200 kez temas eder.

ri damla iletimi (uzun ark)

Doru akm elektrod pozitif kutuplamada kaynak akm greceli olarak dk ise koruyucu gazncinsine bal olmakszn iri damla iletimi meydana gelir. Ancak CO2 ve helyumla bu tip iletimtm kullanlabilen kaynak akm deerlerinde oluur. ri damla iletiminin en nemli zelliidamla apnn elektrod apndan daha byk oluudur. ri damla yerekimi etkisiyle kolaylklahareket eder. Bu nedenle iri damla iletimi baarl bir biimde ancak oluk pozisyonundagerekleir. Ksa devre damla iletiminde kullanlan akmlardan biraz daha yksek akmdeerlerinde, tam asal gaz korumas altnda eksenel olarak ynlenmi iri damla iletimi eldeedilebilir. Eer ark boyu ok ksa (dk gerilim) ise tel ucunda byyen damla i parasnatemas edip arsnabilir ve paralanarak ar sramaya neden olabilir. Bu nedenle ark, damlakaynak banyosuna demeden nce elektroddan ayrlma imkan bulacak kadar uzun olmaldr.Ancak daha yksek gerilim kullanarak yaplan kaynaklarn yetersiz erime, yetersiz nfuziyet vear diki tamas nedeniyle reddedilme olasl yksektir. Bu ise iri damla iletimininkullanmn byk lde snrlar. Kaynak akm ksa devre iletimi iin kullanlan akmaralndan olduka yksekse, karbondioksitle koruma tesadf ekilde ynlenmi iri damlailetimine neden olur.

Sprey iletimi

Argonca zengin gaz korumasnda kararl, sramasz "eksenel sprey" tipi bir iletim elde etmekmmkndr. Bunun iin elektrod pozitif kutupta doru akm kullanlmas ve akm iddetiningei akm ad verilen kritik bir deerinin zerinde olmas gerekir. Bu akmn altnda iletim dahance aklanan iri damla iletimi yoluyla olur ve damla iletiminin hz saniyede birka damladr.Gei akmnn zerindeki deerlerde ise iletim, kk apl (elektrod apndan daha kk apasahip) damlalarn oluumu ve bunlarn saniyede yzlerce damla iletim hznda ayrlmasylaoluur. Bunlar ark aral boyunca eksenel olarak hzlanrlar.

Sv metalin yzey gerilimine bal olan metal "gei akm" elektrod apyla ve bir dereceyekadar da serbest elektrod uzunluu ile ters orantl olarak deiir. Elektrodun erime scakl ve

koruyucu gazn bileimi de gei akmn etkiler.


24/106

23

Sprey damla iletimi kuvvetle ynlenmi damlalar demetinden ibaret olup damlalar ark kuvvetleritarafndan ivmelendirilerek yerekimi etkisini yenen hzlara ularlar. Bu nedenle belirli artlaraltnda yntem her pozisyonda kullanlr. Damlalarn ap ark boyundan daha kk olduu iinksa devre meydana gelmez ve bu nedenle de srama, tamamen yok olmasa bile ihmal edilecek

mertebeye der.

MIG-MAG kayna tel elektrodlar

Tel elektrodlar, kaynak esnasnda zerinden akm geerek ergiyen, otomatik olarak beslenen(MIG-MAG, tozalt) ark kayna yntemlerinde ilave kaynak metali olarak kullanlan ve birkangala sarl halde bulunan tellerdir. MIG - MAG kaynanda tel elektrodlardan baka zlelektrodlar da kullanlr, bu elektrodlarn orta ksmnda rutil veya bazik zler bulunur.

zsz olarak kullanlan tel elektrodlar bileimlerine gre SG1, SG2 ve SG3 olmak zere gruba ayrlrlar. MIG-MAG kaynanda kullanlan tel elektrodlarn yzeyi przsz ve gayet

hassas olmaldr. Kaynak ilemi esnasnda tel elektrodda, ark kabiliyetini engelleyecek apak,ukurluk, katmer gibi yzey kusurlar veya yabanc maddeler bulunmamaldr.

Ergiyen elektrod ile ark kaynanda en nemli problemlerden bir tanesi de tel elektrodunseimidir. Bu kaynak ynteminde tel ve gaz kombinasyonu sonucunda ortaya kan kaynakmetalinin bileimi, gereken mekanik ve fiziksel zellikleri karlamak zorundadr, bu bakmdanelektrod seimi aada belirtilmi olan kriterler gz nnde bulundurularak yaplr.

Esas metalin mekanik zellikleriEsas metalin kimyasal bileimiKoruyucu gazn trEsas metalin kalnl ve geometrisialma ortamnn koullar

MIG-MAG kayna kaynak parametreleri

Kaynak parametreleri kaynak ileminin ve daha sonra oluan kaynakl balantnn kalitesinibelirleyen nemli unsurlardan birisidir. Kaynak parametreleri; kaynaklanan metal veya alamile kaynak metalinin tr, kalnl, kaynak az tr ve geometrisi, kaynak pozisyonu vekaynakl balantdan beklenen mekanik zellikler gz nnde bulundurularak belirlenir. Bu

parametrelerin seimi, kaynaknn alma artlarn da kolaylatrr.

Kaynaknn, kaynak arknn ve parametrelerinin kaynak banyosunu nasl etkilediini ve hangiparametrelerin hangi artlarda deitirileceini ok iyi bilmesi gerekmektedir. Kaynak ilemi iinseilen parametreler, birbirlerine uyum gsterdikleri zaman yumuak, kararl ve olduka rahat birark meydana getirirler. Kaynak parametreleri, kaynak ncesi belirlenen ve kaynak sresincedeitirilmesi mmkn olmayan parametreler, birinci dereceden ayarlanabilir ve ikinci derecedeayarlanabilir parametreler olmak zere ayr grupta incelenir.

lk gruba giren parametreler kaynan uygulanmasndan nce belirlenen koruyucu gaz tr,elektrod ap ve tr gibi etmenlerdir. Bu ilk gruba giren etmenlerin kaynak ilemi esnasndadeitirilmesi mmkn deildir. Bu parametreler, kaynaklarda kullanlan malzemelerin tr,

kalnl, kaynak pozisyonu ve balantdan beklenen mekanik zelliklere gre belirlenir.


25/106

24

kinci gruba giren ve birinci derecede ayarlanabilen kaynak parametreleri, kaynak dikiinikontrol altnda tutan akm iddeti (tel hz), ark gerilimi ve kaynak hz gibi etkenlerdir. Bu

parametreler arasndaki uyum iyi bir kaynak ile zayf bir kaynak arasndaki fark belirgin birekilde ortaya koyar.

nc gruba giren ikinci derecede ayarlanabilir kaynak parametreleri, kaynak ilemi sresincesrekli deien ve kaynak dikiinin biimini olduka etkili birekilde deitiren parametrelerdir.Bu gruba giren parametrelerin nceden seilip deerlendirilmeleri bir hayli zordur ve bazdurumlarda ak birekilde grlemez. Kaynak dikiinin biimini etkileyen bu parametreler toreimi, serbest tel uzunluu, nozul mesafesi, kaynak yn, koruyucu gaz miktar ve kaynak

pozisyonu olarak sralanabilir.

Yntemin stnlkleri

Yntemin yaygn olarak kullanlma nedeni, doal olarak salad stnlklerden

kaynaklanmaktadr. Bu stnlkler aada sralanmtr:a) Ticari metal ve alamlarnn tmnn kaynanda kullanlabilen yegane eriyen elektrodla

kaynak yntemidir.b) Elektrik ark kaynanda karlalan snrl uzunlukta elektrod kullanma problemini ortadan

kaldrmtr.c) Kaynak her pozisyonda yaplabilir. Bu tozalt kaynanda mmkn deildir.d) Metal yma hz elektrik ark kaynana nazaran olduka yksektir.e) Srekli elektrodla beslenmesi ve yksek metal yma hz nedeniyle, kaynak hzlar elektrik

ark kaynana nazaran yksektir.f) Elektrod beslenmesinin srekli olmas nedeniyle hi durmadan uzun kaynak dikileri

ekilebilir.g) Sprey iletim kullanldnda, ark kaynana nazaran daha derin nfuziyet elde edilir.

Bylece i ke kaynaklarnda ayn mukavemeti salayan daha kk kaynak dikiiekmek mmkn olur.

h) Youn bir crufun mevcut olmay nedeniyle pasolar aras temizlik iin sarf edilen zamanok azdr.

Bu stnlkleri yntemi yksek retime ve otomatik kaynak uygulamalarna zellikle uygunhale getirilmitir.

Yntemin snrlamalar

Dier kaynak yntemlerinde olduu gibi gazalt kaynann kullanlmasn zorlatran bazsnrlamalar da mevcuttur. Bu snrlamalar aada sralanmtr:a) Kaynak donanm, elektrik ark kaynana nazaran, daha karmak, daha pahal ve bir

yerden baka bir yere tanmas daha zordur.b) Kaynak torcunun elektrik ark kayna pensesinden daha byk olmas nedeniyle ve kaynak

metalinin koruyucu gazla etkin birekilde korunmas amacyla torcun balantya 10 ila 19mm. arasnda deiken yakn bir mesafeden tutulmas gerektii iin, bu ynteminulalmas g olan yerlerde kullanlmas pek mmkn deildir.

c) Kaynak ark koruyucu gaz bulunduu yerden uzaklatran hava akmlarndankorunmaldr. Bu nedenle, kaynak alannn etraf hava akmna kar muhafaza altna

alnmadka, yntemin ak alanlarda kullanlmas mmkn deildir.d) Greceli olarak yksekiddete s yaylmas ve ark younluu nedeniyle, kaynaklar buyntemi kullanmaktan kanmaldr.


26/106

25

4. TOZALTI ARK KAYNAI

Tozalt ark kayna yntemi ilk olarak Mc Keesport, Pensilvanyada kurulan bir boru fabrikasiin National Tube firmas tarafndan gelitirilmitir. Bu yntem borulardaki boyuna dikilerin

kaynan yapmak amacyla tasarlanmtr. Bu yntemin patenti 1930da Robinoff tarafndanalnm ve daha sonra Linde Air Products firmasna satlmtr. Tozalt ark kayna yntemil930larn sonlarnda ve 1940larn balarnda savunma yaplanmas sresince tersanelerde vesavunma sanayinde kullanlmtr. Bu yntem en verimli kaynak yntemlerinden birisidir vegnmzde gncelliini korumaktadr. Tozalt kayna, 1933 ylndan itibaren Amerikadayaylmaya balam. 1937den itibaren de Avrupada uygulama alan bulmu ve zellikle kinciDnya Savandan sonra gelierek endstride byk nem kazanmtr. Trkiyede ise likit(svlatrlm) petrol gazlarnn kullanlmaya balanmasyla ok miktardaki LPG tpn imaletmek iin 1960 yllarnda uygulanmaya balanmtr.

Tozalt kayna, kaynak iin gerekli snn, tkenen elektrod (veya elektrodlar) ile i paras

arasnda oluan ark (veya arklar) sayesinde ortaya kt bir ark kaynak yntemidir. Ark blgesikaynak tozu tabakas ile kaynak metali ve kaynaa yakn ana metal de ergiyen kaynak tozu(cruf) ve kaynak dikii tarafndan korunur. Tozalt kaynanda elektrik arktan ve ergimi metalile ergimi cruftan oluan kaynak banyosundan geer. Arkss elektrodu, kaynak tozunu ve anametali ergiterek kaynak azn dolduran kaynak banyosunu oluturur. Koruyucu grevi yapankaynak tozu ayrca kaynak banyosu ile reaksiyona girerek kaynak metalini deokside eder.Alaml elikleri kaynak yaparken kullanlan kaynak tozlarnda, kaynak metalinin kimyasalkompozisyonunu dengeleyen alam elementleri bulunabilir. Tozalt kayna otomatik birkaynak yntemidir. Baz tozalt kaynak uygulamalarnda iki veya daha fazla elektrod ayn andakaynak azna srlebilir. Elektrodlar yan yana (twin arc) kaynak banyosuna srlebilir veyakaynak banyolarnn birbirinden bamsz katlamasn salayacak kadar uzaklkta, arka arkayasrlerek yksek kaynak hz ve yksek metal yma hzna ulalabilir.

Bu kaynak eidi temel olarak, bir elektrik ark kayna eididir. Bu kaynak trnde ark, birmekanizma tarafndan otomatik olarak kaynak blgesine gnderilen plak tel ile i parasarasnda kaynak blgesine devaml gelen toz yn altnda oluur. Bu sebepten dolay bu kaynakeidine tozalt ark kayna denilmitir. ekil 4.1de tozalt kaynak donanm grlmektedir.

ekil 4.1. Tozalt ark kayna

Tor

.Akm reteci

. Tel Srme Motoru Kumanda Dolab

Tel Elektrod BobiniTel Elektrod

Tel SrmeMekanizmas

paras

Kaynak

Toz haznesi

Kaynak yn


27/106

26

Tozalt ark kayna teknii ancak yatay durumdaki kaynak dikileri iin uygundur. Her ne kadargnmzde bir takm zel tedbirler alnarak dik kaynak yapabilme imkan elde edildiyse de bumetod ile tavan kayna yapma ihtimali yoktur. Tozalt ark kayna metodunun esas uygulamaalanlar yap elikleri, basnl kap elikleri ve paslanmaz elikler zerinde younluk

kazanmaktadr.

Bu metodun temel zelliklerini u maddeler halinde sralayabiliriz.a) Yksek kaynak hz ve kaynak gcb) Yksek metal yma oranc) Derin nufuziyetd) Yksek kaliteli ve dzgn kaynak dikiie) Kolay temizlenebilir curuff) Kaln malzemelere uygulanabilirlikg) zel koruyucu emniyet tedbirlerine gereksinim olmamas

Kaynak metodunda birleme yzeyleri iyi temizlenir, kaynak malzemeleri ve parametreler uygunseilirse kaliteli bir kaynak metali elde edilir. Bu kaynak metodunda genellikle yksek akmdeerleri kullanldndan n stmaya ihtiya duyulmaz.

Tozalt ark kaynann prensibi

Toz alt ark kaynak ynteminde, rtsz ve srekli bir tel elektrod ve ark kaynak ile ergimimetal banyosunun havann olumsuz etkilerinde koruyan bir kaynak tozu (Flux) kullanlr.

Ark kaynak teli i paras arasnda meydana gelir ve bir toz rts ile korunduundangrlmez.

Kaynak tozu, kaynak bal

na tutturulmu bir toz nitesi ierisinde i paras

zerinekaynak hatt boyunca dklr. Toz miktar ark rterek atmosferik etkilerden kayna koruyacak ve srama oluturmayacak

ekilde ayarlanmaldr. Kaynak teli besleme nitesi araclyla ark blgesine sevk edilir. Tel besleme hz sabit

tutularak ark boyunun kararll salanr. Kaynak ark, teli ve kaynak tozunun belli bir miktarn ergitir. Ergimi kaynak tozu curuf

oluturmak zere sv metal banyosunun zerine ykselir ve onu tmyle rterek havannolumsuz etkilerden korur.

Kaynak ilerledike katlaan curuf kendiliinden kaynak metalinin zerinden ayrlr. Ergimi olan kaynak tozu ise tekrar kullanlmak zere toz toplama nitesi iine aktarlr.

Toz alt ark kaynak yntemi ile yzey kaplama ilerinde zaman zaman zl tellerden deyararlanlmaktadr.

Toz alt ark kayna otomatik ve yar-otomatik olmak zere iki ekilde uygulanr. Bu sistemlerde tel besleme makaralar ve kaynak bal ark kaynak bal ark blgesi

yaknlarnda birlikte altklarndan byk apl teller ile kaynak yapmak mmkndr. Yar-otomatik toz alt ark kaynak sistemlerinde ise MIG sistemlerinde olduu gibi tel

besleme makaralar ile kaynak bal arasnda byk bir mesafe bulunduundan tel apnispeten daha dk tutularak esneklik salanr.

Hem otomatik hem de yar-otomatik toz alt ark kaynak sistemlerinde ark kaynak tozu ilertl olduundan ergimi metal banyosuna kaynak esnasnda grmek olanakszdr.

Otomatik sistemlerde birden daha fazla ( genellikle iki ve baz durumlarda ) tel elektrodubir hat zerinde ard arda sralayarak almak mmkndr.(Tandem sistemleri)


28/106

27

Toz alt ark kaynanda kaynak tozunun fonksiyonu, rtl elektrodlarla yaplan kaynaktaelektrod rtsnn stlendii fonksiyondur. Arkn atmosferik etkilerden korunmas dikieklinin dzenlenmesi, kontroll soumann temini ve kaynak metaline gerekli baz alamelemanlarnn kazandrlmas vb.

Toz alt ark kaynanda ark tmyle kaynak tozunun altnda gml olduundan ok yksekkaynak akmlarnn uygulanmas sramaya neden olmaz.

Kaynak azlar zenle hazrlanmal ve eer azn iki yan arasnda boluk bulunacaksabunun deeri 1 mm.yi amamaldr.

Yntemin btn ekonomik avantajlarnn kullanlabilmesi iin kaynak azlar uygun ekildeseilmeli ve hassas olarak hazrlanmaldr. Bu yapld takdirde kk hatalar ve yanklariermeyen dzgn ve kaliteli dikiler ede edilir.

Toz alt ark kayna, elekrod kaynana oranla ok daha yksek az hazrlama masrafgerektirir. Ancak kaynak hzlarnn yksek oluu bu masraflar fazlasyla kompanse eder.

Kaynaa balamadan nce kaynak azlarnn temizliinden iyice emin olunmaldr. Su, ya,boya ve pas kalntlar kaynak dikilerinin gzenekli olu riskini artrr.

Toz alt ark kayna genellikle 500-1500 amper akm blgesinde ve ou zaman 1000amperlik akmla gerekletirilmesine karn 150 ampere kadar den ya da 4000 amperekadar kan akm deerlerinin kullanld durumlarda vardr.

ok yksek akm deerleri kullanldnda geni ve yava souyan ergimi metal banyolarelde edilir.

Hem kaynak metalinin hem de s tesiri altndaki blgenin entik darbe tokluu dkolacandan diki atlama eilimi gsterir. Bu nedenle ok yksek akm deerlerininkullanld durumlarda olduka azdr.

Genel olarak telin her mm ap iin 100/120 amper akm kullanlr. Yani 5 mm apnda teliakm deeri 500/600 amperdir.

Toz alt ark kaynanda hem alternatif akm (AC) hem de doru akm (DC Pozitif yadanegatif kutup DCEP-DCEN) elde edilir. Alternatif akm (AC) ile ulalan yma oranlar dadoru akm pozitif kutupta elde edilenlere oranla daha yksektir.

Yksek akm deerlerinin kullanlmas neticesinde ark flemesi olay belirginlik kazanr. Topraklama balantlarn i parasnn bir ucundan dier ucuna doru yaplan kaynak

esnasnda ark flemesinin nne geilebilir.

Tozalt kaynanda dikiin formuna tesir eden faktrler

Kaynak diki formu denilince, diki genilii, diki ykseklii ve derinlii anlalr. Diki formuincelendiinde i ve d diki formu olmak zere iki form gzlenir ( ekil 4.2 ). Her diki formunfuziyet derinlii, erime genilii ve diki ykseklii olmak zere ekilde karakterize edilir.

ekil 4.2. ve d diki formunun ematik gsterilii

b=Diki genilii

h=Diki ykseklii

t=Diki derinlii

b

t

b h


29/106

28

Diki formu, kaynakl balantdan beklenen zellikler bakmndan olduka nemlidir. Dikiformuna etki eden faktrleru ekilde sralanabilir.

a) Akm iddeti: Akm iddetinin artmasyla beraber zellikle i diki formu deimekte venfuziyet artmaktadr.

b) Akm younluu: Akm younluunun artmasyla (amper/mm2) nfuziyet ve dikiykseklii artmaktadr.

c) Kaynak hz: Kaynak hznn optimum deerinde nfuziyet en fazladr. Kaynak hz arttkanfuziyet ve diki genilii azalr.

d) Kaynak az ekli: Kaynak az asndaki deimelere gre diki formu etkilenmektedir.Az as arttka nfuziyet artmakta, diki ykseklii azalmaktadr.

e) Ark gerilimi: Ark geriliminin artmasyla beraber diki genilii artarken diki ykseklii venfuziyeti azalr.

f) parasnn bulunduu dzlemdeki eimi: paras, bulunduu yatay dzlemde 6o

yekadar bir eime sahip olmas pek nemli deildir. Bu eim artar ise nufuziyette ve dikiyksekliinde deimeler sz konusudur.

g) Akm cinsi ve kutup durumu: Doru akm ile yaplan kaynakta elektrodun negatif kutbabalanmas durumunda, pozitif kutba balanmaya nazaran daha yksek erime ve nufuziyetderinlii salanmaktadr. Alternatif akm kullanlarak yaplan kaynakta ise nfuziyet veerime, doru akmda her iki kutupta yaplan kaynaktakinin ortalamasdr.

h) Koruyucu kaynak tozunun tane bykl: Koruyucu kaynak tozu iriletike nufuziyet vediki yksekliinde dme, diki geniliinde de artma grlr.

) Serbest tel uzunluu: Kaynak telinin memeden darda kalan ksmnn artmasyla dikiykseklii artarken nfuziyette azalma grlr.

izelge 4.1de gazalt ve tozalt kaynanda kaynak diki formunu etkileyen faktrler verilmitir.

izelge 4.1. Kaynak diki formunu etkileyen faktrler

T O Z A L T I K A Y N A I

G A Z A L T I K A Y N A I

Nfuziyett (mm)

Diki Geniliib (mm)

DikiYkseklii

h (mm)

TozTketimi

Akm iddeti I (A) arttka artar artar artar deimez

Tel Srme Hz v (m/dak) arttka artar artar artar deimez

Ark Gerilimi U (V) arttka azalr artar azalr artar

Elektrod ap (mm) arttka azalr artar artar artar

Kaynak Hz (m/dak) arttka azalr azalr azalr azalr

D.C. (+) artar azalr azalr azalrAkm Cinsi/Kutuplama

D.C. (-) azalr artar artar artar

Serbest tel boyu (mm) arttka azalr artar artar artar

Toz tane boyu arttka azalr artar azalr artar


30/106

29

Tozalt ark kaynanda ark tututurma yntemleri

Tozalt ark kaynanda kaynaa balandnda kaynak makinesi reticisinin ngrd biryntem ile arkn tutumas salanr. Arkn daha kolay ve etkin bir biimde tutumasn salayan

baz tertibatlar retici tarafndan makine zerine monte edilmi olabildii gibi bunlar sonradankullanc tarafndan da elde edilerek makinelere eklenebilir.

Uygulamada arkn tutumasn nleyen en nemli etken; durup kalkmalarda tel elektrodun uksmnda ergimi ve kre biiminde katlam curuf olumasdr; bu curuf yeterli derecedeiletken olmadndan arkn tutumasna engel olur. Gnmz endstrisinde tozalt ark kaynaktekniinde arkn tutumasn salamak iin eitli yntem ve dzenekler gelitirilmitir, bunlarnen nemlileri unlardr:

Elektrod ucunun sivriltilmesi ile arkn balatlmas: Kaynak elektrodunun ucu sivriltilereki paras ile temas ettiinde bu noktadaki akm younluu ok yksek olduundan ark kolay

oluur.

elik yn ile arkn balatlmas: 10-12 mm apnda elik ynden (bulak teli) yaplmufak krecikler elektrod ucu ile i paras arasna yerletirilir. Akm devresi kapannca akm

bu topu kat ederek krecik hemen ergir ve ark oluur.

Srtme ile arkn balatlmas: Tel elektrodun ucu i parasna deecek kadar indirilir ve buarada kaynak ilemi hareket mekanizmas hareketlendirilir ve hemen kaynak akm devreyeverilir. paras ve elektrod ucu arasndaki hareket nedeni ile elektrodun ucu parayasrtnr ve devre kapandnda ark oluur.

zel tel srme tertibat ile arkn oluturulmas: Bu sistemde zel olarak gelitirilmi bir telsrme tertibatna gerek vardr. Tel srme tertibat teli i parasna deecek kadar ilerletir ve

bu anda kaynak akm devresi kapanr ve ksa devreden kumanda alan tel ergimeyebalamadan tel srme tertibat teli hafife geri eker ve ark oluur. Bundan sonra tel srmetekrar normal ilevini srdrmeye devam eder.

Yksek frekans jeneratr yardm ile arkn balatlmas: Bu yntemde TIG kaynakynteminde olduu gibi, kaynaa balandnda otomatik olarak bir yksek frekans akmdevreye girer ve kaynak ark oluunca yksek frekans akm devreden kar.

Sabit gerilimli akm reteci halinde arkn balatlmas: 600 A akm iddeti ve3,2 mm telapnn altndaki alma koullar iin nerilen sabit gerilimli akm reteleri ve yataykarakteristikli kaynak makinesi ile arkn balamas hi problem oluturmaz. Yksek akmiddeti ve kaln tel elektrodlar durumunda uygulamada kullanlan sabit akm karakteristikliakm reteleri zellikle arkn tutumasnda baz durumlarda, yani kaynan balangcnda

problem karmaktadr. Tel srme tertibatnn komutlara cevap sresinin daha uzun olmasdikite daha fazla elektrod ergimesini ve sonuta dikiin ikin olumasn salamaktadr.Gnmzde, baz tozalt kaynak makinesi reticileri g elektronii yardm ile sabitgerilimli karakteristie sahip akm retelerinin snrlarn geniletmeye, bazlar da tel srmetertibatlarn ve ark tututurma sistemlerini gelitirme ynnde almalarn srdrmektedir.


31/106

30

Tozalt kaynanda kullanlan kaynak telleri

Tozalt ark kaynanda kaynak metali ierisine katlacak olan alam elemanlar kaynak telindenveya kaynak tozundan alnabilir. Ancak kaynak metali bileiminin kontrolnn salanabilmesi

amacyla alam elemanlarnn kaynak telinden alnmas tercih edilir.

Tozalt kaynanda kullanlan kaynak telleri yksek kaliteli elik tellerdir. Bu tellerin aplar 1.2ile 12 mm arasnda deiir. Tozalt kaynak tellerinin yzeyleri tamamen dz, ya, pislik ve

pastan temizlenmi olmalar gerekmektedir. Tellerin paslanmasn nlemek ve kaynak esnasndakontakt lle sinden tele akm geiini kolaylatrmak iin bu teller, zerleri bakr veya bronzkapl olarak piyasaya arzedilir.

Tozalt ark kaynanda kullanlan kaynak telleri ierdikleri manganez miktarlarna gresnflandrlrlar. Kaynak tellerindeki manganez oranlar aadaki miktarlardadr.

Dk manganezli % 0.30 - 0.60 MnOrta manganezli % 0.90 - 1.25 MnYksek manganezli % 1.75 - 2.25 Mn

Tozalt kaynanda kullanlan kaynak tozlar

Tozalt kaynanda kullanlan kaynak tozlar, rtl elektrodlardaki rtnn fonksiyonunu yerinegetirir. Kaynak ilemine fiziksel ve metalurjik bakmdan tesir eder. Kaynak tozlar fiziksel olarakkaynak banyosunu atmosferden korur, kaynak dikiine uygun bir form verir ve abuksoumasna mani olur. Kaynak tozlar, tozalt ark kaynanda kaynak metalininalamlandrlmasna, dikiin gzeneksiz olmasna ve kaynak metalinin i yapsnn hatalardanarndrlm olmasna etki eder.

Kaynak tozu tanelerinin boyutu tozun performansn etkiler. Tozalt ark kaynandaki kaynaktozu, kaynak esnasnda oluan gazlarn dikii terk etmesine izin verecek nitelikte olmaldr. Tozuoluturan tanelerin boyutu kldke, oluan gazlarn dar kmas zorlamaktadr. Kaynakhzlarnn yksek olduu durumlarda orta ve iri taneli tozlarn, yksek akm iddetleri ilealrken ince taneli tozlarn kullanlmas yararldr. Toz rts yksekliinin fazla olmasgazlarn dar kamayarak gzenek oluturmasna neden olur. rt yksekliinin gerektiindenaz olmas da tozun koruyuculuk grevini yerine getirememesine sebep olur.

Kaynak tozlar

n

n s

n

fland

r

lmas

Tozalt kaynanda kullanlan tozlar muhtelif ekillerde snflandrlabilir. Bu snflandrmaaadaki ekilde yaplabilir.

A - Kaynan amacna gre C - Kimyasal karakterine grea) Hzl kaynak tozlar a) Asit karakterli tozlarb) Derin nfuziyet kaynak tozlar b) Bazik karakterli tozlarc) nce sac kayna tozlar c)Ntr karakterli tozlard) Aralk doldurma kaynak tozlar

B - mal ekline gre D - Manganez miktarna grea) Erimi kaynak tozlar a) Yksek manganezli tozlarb) Sinterlenmi kaynak tozlar b) Orta manganezli tozlarc) Aglomere kaynak tozalar c) Manganezsiz tozlar


32/106

31

Kaynak tozundan beklenen zellikler

yi bir kaynak tozunun bir takm zelliklere sahip olmas gerekmektedir. Bu zellikleru ekildesralanabilmektedir.

a) Kaynak ilemi srasnda arkn kararlln salamaldr. Bilhassa alternatif akm ilekaynak yaplrken, akmn yn deitirmesi annda arkn snmesini nlemelidir.

b) stenilen kimyasal bileim ve mekanik zelliklere sahip bir kaynak dikii salamaldr.c) Kaynak dikiinde, herhangi bir gzenek ve atlak oluumuna sebep olmamaldr.d) Kk pasolarn ve dar aralklarn kaynanda curufu kolay temizlenebilmelidir.e) Tozlar, eitli kaynak hatalarna sebep olabilecek organik maddeleri ihtiva etmemelidir.f) Tozlarn nem ekme miktar mmkn mertebe dk olmaldr.

Tozalt kaynann balca uygulama alanlar

Toz alt ark kayna dk karbonlu elik (< % 0.3 C) varil ve pervazlarn kayna iin okuygundur. n stma ve kaynak sonrassl ilem uygulamalar ile orta karbonlu elikler, alamlelikler, baz dkme demirler, bakr alamlar ve nikel alamlar kaynaklanabilirler. Bu prosesyksek karbonlu elikler, takm elikleri, alminyum, magnezyum, titanyum, kurun veya inkokayna iin uygun deildir. Yntemin kullanld baz alanlar;

- elik konstrksiyonlar- Gemi inaat- Kazan, depo, tank (iten ve dtan kaynaklar) imalat- Ak ve kapal profillerin imalat- Ar makine imalat- Boru kaynaklar (yuvarlak, boyuna, iten, dtan, spiral boru kaynaklar)- Kpr ve vin imalat- Metal kaplama ilemleri- Dolgu kaynaklar

Tozalt kaynann avantajlar:

1. Dz ve silindirik paralarn kaynanda, her kalnlk ve boyuttaki borularn kaynaklarndakullanlabilen yksek kaynak hzna ve yksek metal yma hzna sahip bir yntemdir.

2. Hatasz ve yksek mekanik dayanml kaynak dikileri verir.

3. Kaynak esnasnda srama olmaz ve arksnlar grnmez bu nedenle kaynak operatriin gereken koruma daha azdr.

4. Dier yntemlere gre kk kaynak az alarn kaynak yapmak mmkndr.

5. Tozalt kayna kapal ve ak alanlarda uygulanabilir.

6. Sert yzey dolgu kaynaklarnda rahatlkla kullanlabilir.

7. Dzgn ve apaksz bir kaynak dikii elde edilir.

8. Kaynan yapmnda el becerisinin nemli bir fonksiyonu yoktur.

9. rtl elektrod ile yaplan elektrik ark kaynanda, elektrik enerjisinin % 25inden,tozalt kaynanda ise % 68inden dorudan kaynak iin yararlanlmaktadr. Bu daenerjinin ekonomik kullanldn gsterir.


33/106

32

Tozalt kaynann Dezavantajlar:

1. Yntemin ilk yatrm maliyeti yksektir.

2. Tozalt kaynak tozlar havadan nem almaya eilimlidir, bu da kaynakta gzenee nedenolur.

3. Yksek kalitede kaynaklar elde edebilmek iin ana metal dzgn olmal, yzeyinde ya,pas ve dier kirlilikler olmamaldr.

4. Cruf kaynak dikii zerinden temizlenmelidir, bu baz uygulamalarda zor bir ilemolabilir. ok pasolu kaynaklarda, kaynak dikiine crf kalnts olmamas iin cruf her

paso sonras temizlenmelidir.

5. Tozalt kayna 5 mmden ince malzemelerde yanma yapabilecei iin genellikle uygundeildir.

6. Yntem zel baz uygulamalar hari, dz, yatay pozisyondaki aln kaynaklar ve kekaynaklar iin uygundur.

7. Her metal ve alam iin uygulanabilen bir yntem deildir.


34/106

33

Ark Kaynaklarnn Karlatrlmas

Yntem Avantaj Dezavantaj

MANUEL

rtlElektrik

ArkKayna

-Kirlilie hassas deildir-lk yatrm maliyeti dk-Ak havada kullanlabilir-Geni bir seim alan-Kimyasal dzenleme mmkn-Gaz sarfiyat yok

-Srama-Curuf kalnts-Tecrbeli eleman-Balama ve bitirmede hata ihtimali-Snrl amperaj (mm2 basna)-Son ilem gerekir-Depozite dk

TIGKayna

-Curuf yok-Yksek kaynak kabiliyeti-Her pozisyonda uygulanr-Btn metallere uygulanr-nce paralar mkemmel kaynatr

-lave gerekmeyebilir-Is kontrol edilebilir

-Koruyucu gaz gerekir-Kirlilie hassas (yzey temizlii)-Yma hz dk-Ak havada zor kullanlr-Is girdisi yksek

-Kimyasal yap

dzeltilemez-Depozite dk (2-3 kg/h)-Tanabilirliin snrl olmas

MIG-MAGKayna

-Curuf yok-Hareket hz yksek-Her pozisyonda kullanm-Az deformasyon-Az sratma-Yeniden tutuma kolayl-Etkin koruma-Dks girdisi-Depozito yksek (16 kg/h)

-Ak havada ilem zor-Gaz ihtiyac-Temiz yzey gerekir-Kimyasal yap dzelmez-Azami dikkat gerekir-lk yatrm fazladr

TozaltA

rkKayna

-Yksek ilerleme-Kullanm rahat-Derin nfuziyet-Mkemmel diki grnm-Duman k yok-Sratma yok-Deformasyon kk-Kimyasal bileim deiebilir-Depozito yksek (60 kg/h)

-Elektrod deiim zaman uzun-lk yatrm yksek-Yalnz yatay pozisyonda kullanlabilir-yi bir kaynak az hazrl-Artk toz toplanmas-Yalnz kaln paralarda avantajl-Banyo grlmez


35/106

34

5. SRTNME KAYNAI

Srtnme kayna, yaklak 50 yldan daha fazla sreden beridir bilinmesine ramen imalatsektr tarafndan yeterli destei alamamtr. Pek ok teknik eleman ya srtnme kayna

hakknda haberdar deil ya da imalat sektrnde kullanlabilirlii ispatlanmam yeni birteknoloji olarak bilmektedir. Son yllarda metal ve malzeme biliminde byk gelimelerinsalanmas ile birlikte, metalik malzemelerin birletirilmesi byk nem kazanmtr. zellikleyeni ve zellikleri gelitirilmi malzemelerin retilmesi ve bu malzemelerin mevcut ergitmekaynak yntemleri ile kaynatlmasndan doan problemler, srtnme kayna iin geni biruygulama alan salamtr. Dolaysyla, bu malzemeler iin atlama riskini ortadan kaldracakve iyapda en az deiiklie yol aacak birletirme yntemleri kullanlmas zorunludur. Aynveya farkl bileimdeki malzemelerin birletirilmesinde eer boyutlar ve ekilleri uygun ise,ergitme olaynn olmamas ya da snrl oluu, ok daha az kaynak hatas iermesi ve kaynaksonras minimum i gerilmeler oluturmas nedeniyle kat hal kaynak yntemlerinden biri olansrtnme kayna iin byk bir avantaj salamaktadr.

Srtnme kayna, elektrik enerjisi veya dier kaynaklardan s enerjisi uygulamadan malzemeyzeyleri arasndaki mekanik dnme hareketinin s enerjisine dnmesi ile kaynak iin gereklisnn elde edilerek yapld bir kat hal kaynak ilemidir. Srtnme kaynaklar, ara yzeykaynak scaklna ulaana kadar sabit bir i parasyla dnen bir i parasnn sabit veya belirliolarak artan basn altnda yaplr ve sonunda dnme durdurularak ilem tamamlanr. Birbirininters ynne dnen her iki parada hareketli olan srtnme kayna sistemleri de bulunmaktadr.Srtnme ss i parasnn ara yzey scakln hzla artrarak ergime derecesinin altnda belli

bir deere getirir ve plastik scaklkaralnda snan blgeye uygulanan basncn etkisi altndabirleme meydana gelir

Yakn zamana kadar geerliliini koruyan srtnme kaynann sadece dnel simetriye sahipkesitler iin kullanlma snrll gnmzde ortadan kalkmtr. Dnen torna aynasnn istenilen

pozisyonda frenlenebilmesi ile yuvarlak kesitli olmayan paralarn da kayna imkan bulmutur.Bu durumda merkezlenme problemi ortaya kmaktadr. Lineer titreim hareketinde de

paralardan biri uygulanan basnla birlikte geri titreim hareketi yaparak gerekli ssalanmaktadr.

Genel PrensiplerSrtnme kayna temelde dnen paralarn kaynanda kullanlan otomatik bir birletirmeilemidir. Yntemin temel admlar ekil.5.1.'de verilmitir. Burada birinci para dnmekte

dieri ise sabit birekilde durmaktad

r (ekil.5.1.a.). Daha sonra iki paraya birleme yzeyleribir araya gelsin diye eksenel basma kuvveti uygulanmaktadr (ekil.5.1.b.). Temas yzeylerininsrtnmesi ile i paralarnda blgesel snma balar ve boyca deiiklik olur (ekil.5.1.c.).Dnen i paralarndan biri durduunda ilem tamamlanr (ekil.5.1.d.)

(a)

(b)

(d)

(c)

ekil.5.1. Srtnme kaynanda temel admlar


36/106

35

Kat hal kaynak tekniklerinden olan srtnme kaynanda birletirme ergimeye bal olmadanara yzeyde ergimeye yakn yksek scaklkta meydana gelir. Srtnme kayna aamadaincelenebilir. Birinci aamada numuneler dk yk altnda temas haline getirilir vedeformasyon ilemi srtnme anmas ile ynlendirilir. kinci aamada uygulanan ykler

yavaa artrlr, snr izgisinde temas yzeylerinde nemli oranda srtnme ss oluur vegerinim sertlemesi ve yumuamas ilemlerinin bir deerine ulalr. nc aamada isesrtnme s iletimi biter, temas yzeylerinin her iki tarafnda snan malzemeyi ymak iinuygulanan yk biraz artrlr ve oluan apaklar temizlenir. Yntemin balangcndan bitiminekadar ara yzey basn altndadr. Kaynak srasnda uygulanan basn sabit para, hareketli paraveya dnen her iki para tarafndan salanr. Srtnme kayna ile birletirilen kaynak

blgelerinde ergimesiz bir blge, sdan etkilenmi dar bir blge ve kaynak etrafnda plastikolarak deforme edilmi malzeme gzlenir (ekil 5.6). Kaynak kalitesinin, uygun seilmimalzeme, birletirme tasarm, kaynak deikenleri ve kaynak sonras ilemlere bal olduugrlr. Kabul edilebilir kaynaklar geni kaynak parametreleri aralnda (hz, kuvvet ve zaman)

birok malzemeye uygulanabilir (rnekekil 5.7).

Srtnme Kaynak eitleri

Mhendislik malzemelerin ounluunda basit ve etkili bir ekilde kullanlabilen srtnmekayna ilemleri hareket ve enerji trne gre isimlendirilebilir. Bunlar srekli tahrikli srtnmekayna, volan tahrikli srtnme kayna ve kombine srtnme kaynak yntemidir.

Srekli tahrikli srtnme kayna

Direk srtnme kayna olarak da bilinen bu teknikte, gerekli olan enerji srekli bir tahrik grubutarafndan salanr. Paralardan biri enerji kayna olan motor nitesine bal iken nceden

belirlenen sabit bir hzda dndrlr, dier para eksenel bir basnla temas ettirilir. Yeterliderecede s girdisi salandnda dnme frenleme ile mmkn olan en ksa srede durdurulur.Uygulanan kaynak kuvveti yma yapmak amacyla artrlr ve daha sonra numune soumaya

braklr. Srekli tahrikli srtnme kayna Avrupa'da yaygn olarak kullanlmaktadr. Sreklitahrikli srtnme kayna zellikleri ekil.5.2. de verilmitir. Burada dnme hz ve eksenel

basn zamann fonksiyonu olarak grlmektedir. Durdurma iin gerekli zaman nemli birdeikendir. nk kaynak scaklnn ve yma kuvvetinin zamanlamasn (timing) etkiler.Yma aamas kaynak ilemi esnasnda daha yksek basn uygulanmas ile balar. Ancak

birok zaman durdurma aamasnda da yma aamas balar. Genelde durdurma aamasndahzn azalmasyla byk yma kuvveti uygulanabilir veya durdurma aamas tamamlandktan

sonra byk y

ma kuvveti uygulanabilir.

ekil. 5.2. Srekli tahrikli srtnme kayna zellikleri

Srtnme kuvveti

Kaynak Hz Yma kuvveti

ZAMAN

Kaynak sonu

ToplamapakyksekliiKaynak

ba

Hzla

nm

a

ekil. 5.3. Volan tahrikli srtnme kaynak zellikleri

Toplamapakykseklii

ZAMAN

Kaynak kuvveti

Kaynak baKaynak

Hz

Hzl

anma

Kaynak sonu


37/106

36

Volan tahrikli srtnme kayna

Volan tahrikli (atalet) srtnme kaynanda paralardan biri volana balanr ve dier para sabittutulur. Kaynak blgesine enerji giriini volan kontrol eder. Burada volann atalet momenti

nemli bir deikendir. Volanda biriktirilen enerji miktar volann hz ile kontrol edilir. Volannceden belirlenen dnme hznda dndrlr ve gerekli enerji volan zerinde depolanr. Motorserbest braklarak dnen volan ktlesi ayrlr ve eksenel olarak uygulanan srtnme kaynakkuvveti ile paralar bir araya getirilir. Bu arada paralarn birbirlerini frenlemesiyle yk i

paralarna iletilmi olur. Numuneler basn altnda srtnmeye balar. Dnen volandaki depoedilmi kinetik enerji, kaynak ara yzeylerinde srtnme vastasyla s olarak dalr ve volannhz der. Dnme ya durdurulduktan veya ksmen yavaladktan sonra yma kuvveti uygulanr.Yma kuvveti nceden belirlenen bir sre boyunca uygulanr. Bu teknik zellikle A.B.D. deuzay ve uak sanayiinde kullanlmtr. Volan tahrikli srtnme kaynak zellikleri ekil. 5.3. deverilmitir.

Volan tahrikli srtnme kaynann srekli tahrikli srtnme kaynandan mekanizma farkolarak fener miline bal olan volan grlmektedir. Srtnme ve yma gibi iki aamasyla dasrekli tahrikli srtnme kaynana benzemektedir. Ancak ekil 5.3. de grld gibi buaamalarda her iki kaynak yntemi arasnda farkllk vardr. Ayrca atalet kaynanda srtnmehz srtnme aamasnda srekli dmesine ramen srekli tahrikli srtnme kaynanda sabitkalmaktadr.

Kombine srtnme kaynak yntemi

Kombine kaynak yntemi direk srtnme kayna ile atalet kaynann ortaklaa kullanld bir

metottur. Byk boyutlu paralarn birletirilmesinde kullanlr. Kombine kaynak ilemiylemkemmel kalitede kat hal birletirmeleri elde edilir.

Ayrca yeni gelimelerle bilgisayarla kumanda edilebilen radyal, yrngesel titreimli, kelikarlkl hareket eden, dorusal karlkl hareket eden srtnme kayna ve srtnerek yzeyileme yntemleri gze arpmaktadr.

Srtnme Kaynak Makineleri

Srtnme kaynak makineleri yatay ve dey olabilen sabit, torna veya matkap gibi dnenksmlar bulunan temel talal retim makinelerine benzemektedir. Makine zerinde ayna ve

pens gibi numunelerin balanabilecei elemanlarla fren ve yk uygulamalar iin hidrolik vebenzeri niteler bulunur. Bunlara ilaveten kontrol ve kumanda elemanlar mevcuttur. Ayrca yeniteknolojiyle bilgisayar kontrol ve kumanda elemanlar bulunmaktadr. Makinenin byklkullanlan yma basnc miktarna gre deimektedir. Bu makineler tam mekanize olduundan

paralarn balanmas, boaltlmas ve apaklarn kaynaktan sonra hemen alnmas otomatik birekilde yaplabilir.

Byk srtnme kaynak makineleri (200 ton) uak motorlar paralar iin retilmektedir.Ayrca otomotiv sektr, traktr paralar, i makineleri paralar srtnme kaynak makineleriile baar ekilde kaynaklanmaktadr. Deniz ve hava kuvvetleri iin gerekli retimler iin de

benzeri byk kapasiteli makineler tasarlanmaktadr. Subaplar, aratrma lboratuar ve benzeriparalar iin ise kk kapasiteli makine tasarmlar yaplmaktadr.


38/106

37

1. Tahrik Motoru 2. Kavrama 3. Hareketli Ayna4. Denge Plakas 5. Sabit Ayna 6. ift Etkili Hidrolik Silindir7. Pistonlu Yatak 8. Hz Kontrol nitesi 9. Motor ve Dili Pompa10. Ya Tank 11. Yn Kontrol Valfleri 12. Hz Kontrol Valf

Dier kaynak tekniklerinde olduu gibi srtnme kaynanda temizlik ynnden zel biruygulama gerekmez. Genellikle alevle kesilmi yzeyler, gres boya ve dier bulaklar kaynanyaplmasn engellemez. Ayrca yzeyde bulunan pas ve kaplama kaynak ileminde problemoluturmaz. Fakat kaln oksit tabakalarndan, yzeyde bulunan derin izik ve deliklerdenkanlmaldr. zellikle oksit tabakalarnn sorun olduu Al-elik gibi farkl metallerinkaynanda yzey temizlii nemlidir.

Kaynak Parametreleri

Btn kaynak yntemlerinde olduu gibi bu ynteminde kaynak parametrelerinin optimumdzeyde kontrol kaynak kalites

modern kay nak 2008

Documents