kaynak eğitimi 1 - ÖZEN MAKİNA SANAYİ ve TİC. A.Ş.

Transkript

KAYNAK TEKNOLOJİSİ
KAYNAK EĞİTİMİ 1
0
İÇİNDEKİLER
BÖLÜM 1
Kaynağın tarifi sınıflandırılması .......................................................................................................................... 2
Kaynağı uygulandığı malzemeye göre sınıflandırma ......................................................................................... 2
Kaynağı amacına göre sınıflandırma ................................................................................................................. 2
Kaynağı usulü bakımından sınıflandırma ........................................................................................................... 2
Kaynağı iĢlem cinsine göre sınıflandırma ........................................................................................................... 2
Metal kaynağı ..................................................................................................................................................... 3
Kaynağın perçin ile mukayesesi ......................................................................................................................... 3
Kaynağın döküm ile mukayesesi ........................................................................................................................ 3
BÖLÜM 2
Kaynak kabiliyeti................................................................................................................................................. 5
Eritme kaynağındaki kaynak kabiliyeti ................................................................................................................ 5
Eriyen bölge ....................................................................................................................................................... 6
Isı tesiri altındaki bölge ....................................................................................................................................... 6
Elektrik direnç kaynağında kaynak kabiliyeti ...................................................................................................... 7
BÖLÜM 3
Elektrik ark kaynağı ............................................................................................................................................ 8
Kaynak arkı ........................................................................................................................................................ 8
Doğru akım arkının kararlılığı ............................................................................................................................. 8
Metal arkının çalıĢması ...................................................................................................................................... 8
Arkın üflemesi..................................................................................................................................................... 8
Elektrik ark kaynağında bazı deyimlerin tarifi ..................................................................................................... 9
Elektrik ark kaynak makinelerinin sınıflandırılması ............................................................................................. 9
Doğru akım (DC) kaynak makineleri .................................................................................................................. 9
Alternatif akım (AC) kaynak makineleri ............................................................................................................ 10
Doğru akım ile alternatif akım kaynağının mukayesesi .................................................................................... 10
Kaynak elektrotları............................................................................................................................................ 10
Elektrot standartları .......................................................................................................................................... 12
Kaynak ağzının hazırlanması ........................................................................................................................... 14
BÖLÜM 4
Koruyucu gaz altında ark kaynağı .................................................................................................................... 16
TIG kaynağı ...................................................................................................................................................... 17
Koruyucu gazlar ............................................................................................................................................... 17
Elektrotlar ......................................................................................................................................................... 18
TIG kaynak torçları ........................................................................................................................................... 19
Akım kaynağı.................................................................................................................................................... 19
Kaynak tekniği .................................................................................................................................................. 20
MIG kaynağı ..................................................................................................................................................... 20
Koruyucu gazlar ............................................................................................................................................... 20
Akım Ģekli ve akım kaynağı .............................................................................................................................. 20
ÇalıĢma tekniği ................................................................................................................................................. 21
MAG kaynağı.................................................................................................................................................... 22
Karbondioksit.................................................................................................................................................... 22
Kaynak telleri ve kaynak dikiĢinin özellikleri ..................................................................................................... 22
Kaynak tekniği .................................................................................................................................................. 23
Çeliğin kaynağında MAG kaynağının MIG kaynağına üstünlükleri .................................................................. 23
Kısa ark boyu ile MAG kaynağı ........................................................................................................................ 23
ġematik makine ekipmanları ............................................................................................................................ 24
Tel sürme tertibatı ............................................................................................................................................ 26
Koruyucu gaz ayarı .......................................................................................................................................... 26
Kaynak torcunun kullanma ve bakımı .............................................................................................................. 27
Hortum paketinin kullanım ve bakımı ............................................................................................................... 27
Torcun yapısı.................................................................................................................................................... 27
Masif dolu teller ................................................................................................................................................ 28
Tel elektrotlar.................................................................................................................................................... 28
Torç açısının kaynak Ģekline etkisi ................................................................................................................... 29
BirleĢtirme hatasının sebepleri ......................................................................................................................... 31
Makine arızaları ................................................................................................................................................ 32
Çekme ve çarpılmaların önlenmesi .................................................................................................................. 36
ĠĢ güvenliği ....................................................................................................................................................... 42
1
BÖLÜM 1
KAYNAĞIN TARİFİ; SINIFLANDIRILMASI; DİĞER İMAL USULLERİ İLE MUKAYESESİ
1-Tarif:
Kaynak, malzemenin sınırlandırılmıĢ bölgesini ısı, basınç veya her ikisini birden kullanarak bir ilave kaynak
malzemesi katarak veya katmadan birleĢtirmektir. Pasta, toz veya gaz gibi yardımcı kaynak malzemesi de iĢleme
kolaylık sağlar.
2-Kaynağı uygulandığı (esas) malzemeye göre sınıflandırma :
Kaynak uygulandığı malzemenin cinsine göre “metal kaynağı” veya” plastik malzeme kaynağı” olarak ikiye ayrılır.
3-Kaynağı amacına göre sınıflandırma :
3-1-BirleĢtirme kaynağı : Ġki veya daha fazla parçayı çözülmez bir bütün haline getirmek üzere kaynak yapmaktır.
3-2-Doldurma kaynağı : Bir iĢ parçasının hacmindeki eksikliği tamamlamak veya hacmini büyütmek, ayrıca
korozyona veya aĢındırıcı tesirlere karĢı korumak maksadı üzerine sınırlı bir alan dahilinde malzeme kaynak
etmektir.
4-Kaynağı usulü bakımından sınıflandırma : (Bakınız Tablo 1)
4-1-El kaynağı: Yalnız el ile hareket ettirilen kaynak aleti ile yapılan kaynaktır.
4-2-Yarı mekanize kaynak: Kaynak aleti kısmen mekanize edilmiĢ bir makine ile sevk edilir.
4-3-Tam mekanize kaynak: Kaynak aleti el yerine tamamen mekanize edilmiĢ bir makine ile sevk edilir.
4-4-Otomatik kaynak: Gerek kaynak iĢlemi ,gerekse iĢ parçasının değiĢtirilmesi gibi bütün ana ve ara iĢlemler
tam olarak mekanize edilmiĢtir.
Hareket iĢlemi
Usulü
Bakımından Sınıflandırma
Koruyucu gaz kaynağına
ait örnek
El kaynağı
TIG
-
Torcun
hareketi
El ile
El ile
Yan iĢlemlerin
hareketi
El ile
Yarı mekanize kaynak
TIG
MIG
El ile
Mekanik
El ile
Tam mekanize kaynak
TIG
MIG
Mekanik
Mekanik
El ile
Otomatik kaynak
TIG
MIG
Mekanik
Mekanik
Mekanik
Telin hareketi
Tablo 1 : Kaynağı usulü bakımından sınıflandırma
5-Kaynağı iĢlemin cinsine göre sınıflandırma :
5-1-Eritme kaynağı : Malzemeyi yalnız sıcaklığın tesiri ile bölgesel olarak eritip bir ilave metal katarak veya
katmadan birleĢtirmektir. (ġekil 1.1)
5-2-Basınç kaynağı : Malzemeyi genelde ilave metal katmadan basınç altında bölgesel olarak ısıtıp
birleĢtirmektir. (ġekil 1.1)
ġekil 1.1. Eritme ve basınç kaynağının Ģematik gösterimi
2
6-Metal kaynağı
6-1-Eritme kaynağı usulleri
6-1-1-Döküm eritme kaynağı
6-1-2-Elektrik direnç eritme kaynağı
6-1-3-Gaz eritme kaynağı
6-1-4-Elektrik ark kaynağı
6-1-4-1-Karbon arkı ile kaynak
6-1-4-2-Metal arkı ile kaynak
6-1-4-3-Koruyucu gaz ile kaynak
A-TIG kaynağı
a-Normal TIG kaynağı
b-Plazma TIG kaynağı
c-Ark atom kaynağ
B-MIG kaynağı
a-Normal MIG kaynağı
b-Aktif gazla MAG kaynağı
6-1-4-4-Metal koruyucu altında (yatırılmıĢ elektrot ile) kaynak
6-1-4-5-Toz altı kaynağı
6-1-5-Elektron bombardımanı ile kaynak
6-1-6-Lazer ıĢını ile kaynak
6-2-Basınç kaynağı usulleri
6-2-1-Soğuk basınç kaynağı
6-2-2-Ultrasonik kaynak
6-2-3-Sürtünme kaynağı
6-2-4-Ocak kaynağı
6-2-5-Döküm basınç kaynağı
6-2-6-Gaz basınç kaynağı
6-2-7-Elektrik direnç kaynağı
6-2-8-Elektrik ark basınç kaynağı
6-2-9-Difüzyon kaynağı
7-Kaynağın perçin ile mukayesesi:
Kaynak ağırlık ve iĢçilikten ekonomi sağlar. Ağırlıktan sağlanan tasarruf %18-30 arasındadır. Sağladığı
ekonomi de %20-35 arasındadır. Kaynak teknolojisindeki geliĢmeler bu oranları kaynak lehine daha da
arttırmaktadır.
Kaynak perçine nazaran daha iyi sızdırmazlık sağlar.
Kaynaklı bağlantıların mukavemeti perçine göre daha yüksektir. Perçinlemede esas malzemenin
mukavemetine eriĢilememesine rağmen , kaynakta esas malzeme mukavemetine %100 eriĢilmektedir.
Kaynak ile daha ucuz ve kolay konstrüksiyonlar yapılmaktadır. (ġekil 1.2)
Gemi inĢasında kaynak perçine nazaran gemi direncini azaltır.
8-Kaynağın döküm ile mukayesesi
Kaynakta model masrafı yoktur.
6 mm den daha ince parçaların dökümünün zor olmasına karĢı, kaynakta 6 mm den ince parçalara yapılan
konstrüksiyonlar bir güçlük göstermez.
Kaynak tamiratta üstünlük sağlar. Kırılan veya aĢınan parçaların kaynak ile kısa zamanda eski haline
getirilmesi mümkündür.
Çelik dökümü pratikte birçok zorluklar gösterir. Halbuki kaynak iĢleminde böyle bir zorluk yoktur.
Kaynak (perçinde olduğu gibi) döküme nazaran ağırlıktan ekonomi sağlar. Kaynak uygulamada teslim
süresini döküme nazaran %40 düĢürmekte ve ağırlıktan da %30 nispetinde bir ekonomi sağlamaktadır.
3
ġekil 1.2 Kaynak ile perçin bağlantılarında iç ve köĢe birleĢtirmeleri
4
BÖLÜM 2
KAYNAK KABİLİYETİ
1-GiriĢ
Metal ve alaĢımların kaynakla birleĢtirilmesinde “kaynak kabiliyeti” çok önemli bir deyimdir ve metalik
malzemenin birleĢebilme yeteneğini ortaya koyar.
Kaynak edilen metal ve alaĢımlar uygulamada pek az istisnası ile bütün kaynak usullerinde kaynak yerinin veya
metalik malzemenin solidüsüne üstten yakın bir sıcaklığa kadar zorunluluğundadır. Burada kaynak tekniğinde
kullanılan ısı membaının, uygulanan kaynak usulüne göre değiĢtiğini de unutmamak gerekir.
Eritme kaynağında, metal damlasında çok yüksek bir sıcaklık oluĢur. Mesela normal bir elektrik ark
kaynağında metal damlasının sıcaklığı 1539
ile 3070
arasındadır. Damlanın katı haldeki metal tarafında
sıcaklığı 1539
olmasına rağmen arkın oluĢtuğu noktadaki sıcaklığı da buharlaĢma sıcaklığına yakındır (3070
). Eritme kaynağında damlanın ortalama sıcaklığı 2300
dir.
Genellikle kaliteli iyi bir kaynak bağlantısı sağlamak için , kaynak yerini havanın tesirinden korumak veya
diğer bir deyimle oluĢacak kimyasal ve metalürjik reaksiyonları kontrol altına almak gerekir.
Damla ve kaynak banyosunun esas metal tarafındaki metalürjik reaksiyonların oluĢumu için geçen süre çok
kısadır. Metalürjik reaksiyonlar büyük çapta damlanın ısınma ve kısa devre süreleri ile kaynak banyosunun esas
metal tarafındaki oluĢum süresine bağlıdır. Metalürjik reaksiyonların oluĢumu için geçen süre kaynak usullerine
göre 10-3 ile 1,5 saniye arasındadır.
2-Eritme kaynağında kaynak kabiliyeti
Kaynak kabiliyeti her ne kadar kesin ve kantitatif ifade edilebilen bir özellik değilse de çok karıĢık bir anlam
taĢır. Milletlerarası Kaynak enstitüsü kaynak kabiliyetini Ģöyle tanımlar ;
“Bir metalik malzeme, verilen bir usul ile bir maksadı için, bir dereceye kadar kaynak yapılabilir diye kabul edilir.
Uygun bir usul kullanılarak kaynaklı metalik bağlantı elde edildiği zaman, bağlantı yerel özellikleri ve
bunların konstrüksiyon tesirleri bakımından tayin edilmiĢ Ģartları sağlamalıdır”
Buradan da anlaĢılacağı üzere, kaynak kabiliyeti yalnızca malzemeye bağlı bir özellik değil, aynı zamanda
kaynak usulüne ve kaynak konstrüksiyon una da bağlıdır. Bir metal veya alaĢım, bir kaynak usulünde gayet iyi
derecede kaynak kabiliyeti göstermesine rağmen, diğer bir usulde çok zayıf bir kabiliyetine sahiptir.
Kaynak kabiliyeti ġekil 2.2. de görüldüğü gibi, malzeme, imal usulü ve konstrüksiyon olmak üzere;
malzemenin kaynağa elveriĢliliği, konstrüksiyon un kaynak emniyeti ve imalatta kaynak yapabilme imkanı
deyimlerini kapsar. Buna göre kaynak kabiliyeti ;
A- Kaynağa elveriĢlilik
a- Malzeme
b- Mal usulü
B- Kaynak yapabilme imkânı
a- Mal usulü
b- Konstrüksiyon
C- Kaynak emniyeti
a- Malzeme
b- Konstrüksiyon arasındaki bağıntılarla ilgilidir.
ġekil 2.2. Kaynak kabiliyetinin malzeme, imal usulü, ve konstrüksiyona bağlı ifadesi
5
Bir malzemenin kaynak kabiliyeti için, en az iki ön Ģartın mevcut olması anlamını ortaya koyar.
a- Parçaların belirli bir kaynak usulü ile birleĢtirilmesi mümkün olmalıdır.
b- Kaynak edilen malzeme maruz kalacağı zorlanmalara dayanmalıdır.
AlaĢımsız veya hafif alaĢımlı yüksek mukavemetli bir çeliğe iyi bir kaynak kabiliyetine sahiptir demek için her
Ģeyden önce aĢağıdaki iki Ģartın bir arada olması gerekir.
a- Kaynaktan önce ve sonra iyi bir sünekliğe sahip olmalıdır.
b- Kaynak metali esas metal ile karıĢtığı zaman gevrek olmayan bir kimyasal bileĢim sağlamalıdır.
Bu iki nokta ilk bakıĢta gayet basit gibi görünmesine rağmen gerçekte bir çok Ģartın bir arada olmasını
gerektirir. Mesela el ile yapılan normal elektrik ark kaynağında kaynak kabiliyetine ve dolayısı ile de çatlama
rizikosuna tesir eden faktörler aĢağıda ki gibi sıralanabilir.
A- Esas metal
a- BileĢim
b- Kalınlık
c- Isıl iĢlem durumu
d- Sünelik
e- Sıcaklık
f- Saflık derecesi ve homojenlik
B- Ġlave metal
a- BileĢim
b- Akma sınırı ve süneklik
c- Hidrojen içeriği
d- Saflık derecesi ve homojenlik
e- Elektrot çapı
C- Diğer faktörler
a- Erime derecesi
b- Rijitlik
c- Form faktörü
d- Kaynak sırası
e- Kaynakçı faktörü
Kaynak yapılan bir parçada kaynak bölgesini eriyen ve ısının tesiri altındaki bölge (ITAB)
olarak iki kısımda incelemek mümkündür.
A-Eriyen Bölge
Eriyen bölge genelde kaynak banyosunda meydana gelen türbülanstan dolayı katılaĢmadan önce iyice
birbirine karıĢmıĢ esas malzeme ve kaynak metalinden ibarettir. Esas metalin kaynak metaline nispeti çeĢitli
kaynak usullerine bağlı olup, geniĢ bir aralık içerisinde değiĢir. Eriyen bölgenin katılaĢması , kendini çevreleyen
esas metale ısı iletimi ile olur ve oldukça iri sütunlar Ģeklinde kristaller meydana getirir. Özellikle kalın
parçalardaki derin nüfuziyetli kaynaklarda bu iri silindirik kristallerin birleĢtiği yerde yani ortadaki kısımlarda
segregasyondan dolayı bir boĢluk oluĢur ve zayıflama meydana gelir.
B-Isı tesiri altındaki bölge (ITAB)
Isı tesiri altındaki bölge , kaynak metalinin yani eriyen bölgenin esas metal ile birleĢtiği kısımdan itibaren
takribi 1450 ile 700
arasındaki bir sıcaklığa maruz kalan bölgedir. Eğer ITAB de eriĢilen en yüksek sıcaklık
kaynağın merkezine olan mesafenin bir fonksiyonu olarak bilinir. Esas metalin tipi ve Ģartları da tanınırsa kaynak
iĢlemi sonunda meydana gelecek yapıyı önceden tahmin etmek mümkündür. Ayrıca soğuma hızının da hesaba
katılması gerekir.
Özellikle 900
nin üzerinde tavlanan bölge , kalın parçaların kaynağında soğuma daha çabuk olacağından
bir nevi su verme iĢlemine göre bu kısımda çok yüksek sertlik elde edilir.
ITAB , bir kaynak bağlantısının en kritik bölgesini teĢkil eder ve birçok kırılma çatlama bu bölgede olur.
Milletler arası kaynak enstitüsüne göre ITAB nin maksimum sertliği 350-400 Vickers değerinde olmalıdır.
6
3.Elektrik direnç kaynağında kaynak kabiliyeti
Elektrik direnç kaynağında birleĢtirilecek parça malzemenin cinsine göre az veya çok olmak üzere büyük bir
özgül direnç gösterir. Elektrik akımının geçiĢinde parça gösterdiği bu elektrik direnci dolayısı ile ısınır.
Elektrik direnç kaynağında kaynak kabiliyeti malzemenin cinsine bağlıdır. Mesela elektrik iletkenliği yüksek
olan bir malzeme, elektrik iletkenliği düĢük olan bir malzemeye göre daha kötü kaynak kabiliyetine sahiptir
denilebilir. Ancak elektrik direnç kaynağındaki kaynak kabiliyetinin enerjiye ihtiyaç duyulacağından kendini
hemen belli eder.
Tablo 2.1 ve 2.2 de bazı metal ve alaĢımların fiziksel özellikleri ile kaynak kabiliyetleri verilmiĢtir.
Metaller
Elektrik iletkenliği
(m/mm² )
Isı iletkenliği
(cal/cm.s °C)
Erime noktası (°C)
Kaynak kabiliyeti
Alüminyum
36
0,53
659
Ġyi
Demir
10
0,16
1530
Çok iyi
Altın
45
0,74
1063
Yeterli
Kobalt
11
0,17
1490
Çok iyi
Bakır
56
0,94
1083
Kötü
Magnezyum
22
0,41
650
Ġyi
Molibden
21
0,33
2620
Yeterli
Nikel
11
0,21
1453
Çok iyi
Platin
9
0,17
1770
Çok iyi
GümüĢ
62
1,10
960
Kötü
Tantal
6,5
0,13
2850
Çok iyi
Titan
1,85
0,041
1660
Çok iyi
Tungsten
10
0,40
3380
Yeterli
Tablo 2.1 Bazı metallerin fiziksel özellikleri ve kaynak kabiliyetleri
Karbonlu çelik
Elektrik iletkenliği
(m/mm² )
6,0
Isı iletkenliği
(cal/cm.s °C)
0,12
Ostenit
3,5
Magnezyum alaĢımları
AlaĢımlar
Erime noktası (°C)
Kaynak kabiliyeti
1490
Çok iyi
0,05
1420
Çok iyi
16,0
0,28
620
Çok iyi
AlMg3
20,0
0,37
625
Çok iyi
AlMg4
16,5
0,28
605
Çok iyi
AlMn
25,0
0,41
645
Ġyi
AlMgCu
27,5
0,37
590
Ġyi
AlMgSi
31,0
0,42
620
Ġyi
Çinko alaĢımları
17,0
0,25
400
Çok iyi
Alüminyum alaĢımları
22,0
0,37
610
Ġyi
Tablo 2.2 Bazı alaĢımların fiziksel özellikleri ve kaynak kabiliyetleri
7
BÖLÜM 3
ELEKTRİK ARK KAYNAĞI
1-Kaynak arkı :
Ark kızgın bir katottan yayınan elektrotların yüksek bir hızla anodu bombardıman etmesi neticesinde
meydana gelir. Bu bombardıman çarpma sonunda nötr moleküllerin iyonize olmasına sebebiyet verdiğinden
kuvvetli bir sıcaklık yükselmesi hasıl olur. Toplam enerjinin %85’ i ısı, %15 i ıĢık enerjisi olarak ortaya çıkar.
2-Doğru akım arkının kararlılığı :
Metalsel bir arkın sabit gerilim altında çalıĢma kararlılığını sağlamak için yeterli bir direnç seri olarak
bağlanmakta ve çok kerede dirence , akımın hızlı değiĢmelerine karĢı koyacak bir self ilave etmek zorunluluğu
hasıl olmaktadır.
Bakır, pirinç fosforlu ve alüminyum bronzlarında arkın teĢkili güçlük gösterir. Bu gibi hallerde arkın
kararlılığını sağlamak ve tutuĢmayı da kolaylaĢtırmak üzere elektrotun örtüsüne uygun maddeler katılır ve
böylece iyonlaĢma gerilimi , termo iyonik kabiliyeti ve ısı geçirgenliği arzu edilen değerde tutulmuĢ olur.
3-Metal arkının çalıĢması :
Elektrot metalinin kaynak yapılacak parçaya erimiĢ metal damlacıkları halinde geçiĢi , arkı çok kısa bir an
için kısa devre yapmakta ve kraterdeki erimiĢ metal ile temas etmektedir. Bu esnada kraterdeki metalin yüzey
gerilimi damlanın kaynak parçasına devredilmesini sağlamaktadır. Her damlanın elektrottan kaynak yapılan
parçaya geçiĢi gerçek bir kısa devre yapmakta , dolayısı ile de gerilim birden düĢmekte ve akım Ģiddeti önemli
derecede artmaktadır.
4-Arkın üflemesi :
Manyetik malzemeden mamul bir telden elektrik akımı geçtiği zaman , etrafında bir manyetik kuvvet alanı
meydana gelir. Kuvvet hatları telin yakınında sık ve uzaklaĢtıkça da seyrekleĢir.
Bir kaynak arkı da hareket halinde bulunan bir iletkendir. Dolayısı ile arkın etrafında bir manyetik kuvvet
alanı oluĢur. Bu kuvvet alanı da kaynak esnasında arkın üflemesine sebep olur.
A.Arkın üflemesine tesir eden faktörler
a- Paralel iki iletkendeki akım yönü
b- Akım geçen bir iletkenin eğimi
c- Parçadaki akım yönü
d- Manyetik iletkenlerin tesiri
e- Aynı parçada birden fazla kaynakçının çalıĢması hali
f- Hava akımın tesiri
B-Ark üflemesini önleme yolları
a- Kaynak elektrotuna uygun bir eğim verilmesi
b- Ġlk (kök) pasonun adım usulü ile kaynak yapılması
c- Yeri değiĢtirilebilen bir kutup tertibatının kullanılması
d- Kaynak dikiĢinin kuvvetli noktalarla bağlanması
e- Kısa ark boyu ile kaynak yapılması
f- Örtülü elektrotlar ile kaynak yapılması
g- Alternatif akım kullanılması
h- Bir manyetik üfleme tertibatının kullanılması
i- Ġnce çaplı elektrotların tercih edilmesi
8
5-Elektrik ark kaynağında bazı deyimlerin tarifi :
BoĢta çalıĢma gerilimi : Kaynak makinesinin kaynak yapmaya hazır durumda bulunduğu, fakat kaynak
yapılmadığı zaman kabloların bağlandığı noktalar arasındaki gerilimdir.
ÇalıĢma gerilimi : Kaynak yaparken , yani ark yaparken kabloların bağlandığı klemenslerin arasındaki gerilime
denir.
Ark gerilimi
: Kaynak yaparken parça ile elektrotun ucu arasındaki gerilimdir.
Kaynak akımı : Kaynak yaparken yani kaynak devresinde ark yanarken çalıĢma gerilimine tekabül eden akım
Ģiddetidir.
Nominal kaynak akımı
: Kaynak makinesinin %60 yükleme süresinde kalacak Ģekilde çalıĢması ile verilen akım
Ģiddetine denir.
Devrede kalma süresi : Kaynak makinesinin yük altında çalıĢtığı süre makinenin toplam çalıĢma süresine
bölünürse çıkan değerin 100 ile çarpımı , yüzde devrede kalma süresini verir.
6-Elektrik ark kaynak makinelerinin sınıflandırılması :
Elektrik ark kaynak makineleri hem doğru akım, hem de alternatif akım ile çalıĢabilir,
Buna göre;
Doğru akım ile çalıĢanlar
: Kaynak jeneratörleri, kaynak redresörleri
Alternatif akım ile çalıĢanlar
: Kaynak transformatörü
DOĞRU AKIM KAYNAK MAKĠNELERİ
9
ALTERNATĠF AKIM KAYNAK MAKĠNELERĠ
7-Doğru akım ile alternatif akım kaynağının mukayesesi :
A-Kaynak tekniği bakımından
a- Arkın kararlılığı
b- TutuĢma özelliği
c- Arkın üflemesi
d- Kutup durumu
e- Erime gücü
f- Kaynak dikiĢinin kalitesi
B-Elektronik bakımdan
a- Güç faktörü (Cos
b- Verim
c- ġebekeye bağlanma
C-Ekonomi bakımından
a- Alım fiyatı
b- Bakım masrafı
c- Enerji masrafı
d- Elektrot masrafı
8-Kaynak elektrotları :
8-1-Karbon elektrotlar
El ile yapılan normal ark kaynağında yalnız arkı oluĢturan elektrotlar karbon elektrotlardır.
Bu elektrotlar genellikle dairesel kesitli olup, amorf, grafit ve elektro-grafit olmak üzere üç çeĢittir.
Karbon elektrotlar ya iĢ parçası ile aralarında yada iki elektrot arasında arkı oluĢturur ve ayrıca kaynak ağzını
doldurmak için bir ilave metal kullanılır. Eğer ağızlar ince saçlarda olduğu gibi kıvrık bir Ģekilde hazırlanmıĢ ise
ayrıca bir kaynak teline ihtiyaç yoktur.
8-2-Çubuk elektrotlar
Bu elektrotlar hem arkın oluĢumunda hem de ilave metal olarak kullanılır. Kaynak yaparken erir ve kaynak
ağzını doldurur. YumuĢak çeliklerin kaynağında kullanılan çubuk elektrotlar örtülü ve örtüsüz olmak üzere ikiye
ayrılır.
A-Örtüsüz elektrotlar
Bu elektrotların dıĢ yüzeyleri çıplaktır. Bunlar çekme yöntemi ile imal edilirler. Ġki ye ayrılır:
10
a-Çıplak elektrotlar : Bu elektrotlarla kaynak yaparken dikiĢi havanın oksijen ve azotun etkisinden
korumak mümkün değildir. Azot kaynak dikiĢinin mukavemeti ve sertliğini arttırmasına rağmen, sünekliğini
düĢürür. Oksijende dikiĢin mekanik özelliklerini kötüleĢtirir ve alaĢım elemanlarının yanmasına sebep olur. Çıplak
elektrotlarda kaynak iĢlemi zor yapılır. Ġri damlalar halinde erir ve nüfuziyeti azdır. Yalnız doğru akımda elektrot
(-) kutba bağlanarak kaynak yapılır.
b-Özlü elektrotlar : Bir nevi çıplak elektrottur. Elektrotun çekirdeğinde arkı stabilize eden bazı organik
maddelerle doldurulmuĢ bir öz vardır. Bundan dolayı bu tür elektrotlarla kaynak yapıldığı zaman havanın kaynak
dikiĢine tesiri çıplak elektroda nazaran daha azdır. Öz maddesinin yanmasıyla meydana gelen gaz atmosferi
dikiĢi kısmen örter.
Kaynak hem doğru akımla (elektrot negatif kutba bağlanarak) hem de alternatif akımla yapılabilir. Ġri
damlalar halinde erir ve orta derecede bir nüfuziyet sağlar. Kaynak iĢlemi çıplak elektrotlara nispeten daha
kolaydır.
B-Örtülü elektrotlar
Örtülü elektrotlarda çıplak telin üzerine presleme yolu ile bir örtü kaplanmıĢtır. Faydaları;
Arkın tutuĢmasını ve oluĢmasını kolaylaĢtırır. Böylece kaynağın hem doğru hem de alternatif akımda
yapılmasını sağlar.
Eriyen metal damlalarının yüzey gerilimine tesir ederek gerek tavan gerekse dikine kaynaklarda
çalıĢmayı kolaylaĢtırır.
Bir koruyucu gaz ortamı meydana getirerek kaynak dikiĢini havanın azotu ve oksijeninden korur. Böylece
kaynak dikiĢinin mekanik özellikleri yükselmiĢ olur.
Kaynağı bir cüruf tabakası ile örterek dikiĢin yavaĢ soğumasını sağlar.
Erime hızını yükseltir.
Örtülü elektrot çeĢitleri
a-Rutil elektrotlar :
Bu elektrotların örtüsünü titan dioksit (Rutil) oluĢturur. Yani titan bakımından zengindir. Örtü kalınlığı
arttıkça dikiĢin mekanik özellikleri artar. Cüruf kaynağı müteakip kolayca kalkar. Hem doğru (elektrot (-) kutupta ,
hem de alternatif akımda kaynak yapılabilir. Her kaynak pozisyonu için uygulanabilir. Sıçrama kaybı azdır.
b-Asidik elektrotlar :
Bu elektrotların örtüsünde demir oksit, manganez bulunur. Bu elektrotlar genelde kalın örtülüdür. Ġnce
örtülü olanlarda metal geçiĢi iri damlalar halindedir. Kaynağı müteakip katılaĢan cürufa tersten bakıldığı zaman
arı peteğini andıran bir görüntü vardır ve cüruf kolayca kalkar. Çabuk akan ve düz dikiĢler veren elektrot tipidir.
Yukardan aĢağı doğru kaynak durumu hariç her pozisyon için kullanılabilir. Hem doğru, hem de alternatif akımda
kaynak yapılabilir. Bu elektrotların aralık doldurma kabiliyeti olmadığı için ağızların birbirine iyice uyacak Ģekilde
hazırlanması gerekir.
c-Oksidik elektrotlar :
Örtülerinde demir oksit bulunur. Kalın örtülü olarak imal edilirler. Kaynak esnasında metalin geçiĢi
damladan ziyade bir duĢ akıĢı gibidir. Düz görünüĢlü ince dikiĢler verir.
Kaynak esnasında kuvvetli bir karbon ve manganez yanması meydana gelir. Bunun için dikiĢin içerdiği
manganez miktarı azdır. Yalnızca düĢük karbonlu çeliklerin (alaĢımsız) kaynağında kullanılır ve yatay oluk
pozisyonunda kaynak edilir. Aralık doldurma kabiliyeti az olduğundan, kaynak edilecek parçalar birbirine iyice
uydurulması gerekir. Oksit karakterli elektrotlarla temin edilen dikiĢlerin sıcakta çatlama eğilimi diğer elektrotlara
nazaran daha fazladır. Bu elektrotlar ancak güzel ve düzgün görünüĢlü dikiĢler istenildiği zaman tavsiye edilir.
Ġçbükey dikiĢ formu verir.
d-Bazik elektrotlar :
Örtülerinde kalsiyum ve diğer toprak alkali metallerin karbonatları ile birlikte bir miktarda kalsiyum florür
bulunur. Genellikle kalın örtülü olarak imal edilirler. Kaynak sırasında metal orta irilikte damlalar halinde geçer.
Cürufun kalkması diğerlerine nazaran daha güçtür.
Bazik elektrotlar genellikle doğru akımda (+) kutba bağlanarak kaynak yapılır. Bazı tipleri alternatif akımda
da kullanılabilir. Hemen hemen bütün kaynak pozisyonlarına uygun olup, gayet iyi bir aralık doldurma kabiliyeti
vardır. Bu elektrotların mekanik özellikleri diğerlerine göre daha yüksektir ve 0
altında bile sünekliği gayet iyi
dikiĢler verir.
11
Kullanıldığı yerler:
BileĢimi bilinmeyen karbonlu ve hafif alaĢımlı çeliklerin her türlü kaynak birleĢtirmesinde
Yüksek karbonlu , fosforlu ve azotlu çeliklerin kaynağında
Çatlama hassasiyeti bakımından kalın kesitlerin (50 mm den yukarı) güvenilir kaynak iĢlerinde.
Tamamen rijit konstrüksiyonların kaynağında
Yüksek karbonlu çeliklerin düĢük karbonlu çeliklere kaynağında
0
nin altında çalıĢılması gereken kaynak iĢlerinde
Dinamik zorlamalara maruz kalan yerlerde
Bazik elektrotlar kuru yerlerde muhafaza edilmelidir. Örtüsü rutubet alan elektrotları kullanmadan önce 250 C
de en az yarım saat bekletilerek kurutulması gerekir. Aksi takdirde dikiĢte gözenekler oluĢur ve hidrojen
gevrekleĢmesi meydana gelir.
e-Selülozik elektrotlar :
Örtüsünde yandığı zaman gaz haline geçen organik maddeler bulunur. Genelde kalın örtülü olarak imal
edilirler. DikiĢin üzerinde oluĢan cürufun miktarı azdır.
Sıçrama kaybı yüksektir. Bu elektrotlar doğru akımda (+) kutba bağlanarak veya alternatif akımda kullanılır. Her
pozisyon kaynak için uygundur. Aralık doldurma kabiliyeti iyidir. Kaynak formu dıĢbükeydir.
f-Derin nüfuziyet elektrotları :
Bu tip elektrotlara birer paso çekerek 2d + 2 mm (d : elektrot tel çapı) kalınlığındaki saçlara kaynak ağzı
açmadan alın durumunda kaynak yapmak mümkündür. Her taraftan çekilen pasonun sacın yarı kalınlığını
aĢması gerekir. Mesela , 4 mm çapında bir elektrot ile 2x4 +2 = 10 mm kalınlığındaki iki sacı alın durumunda
ağız açılmadan kaynak edilebilir.
g-Demir tozlu elektrotlar :
Örtülerini demir tozu teĢkil eder. Demir tozu kaynak sırasında erir ve dikiĢe karıĢır. Mekanik özellikler
dikiĢte artar.
9-Elektrot standartları :
ISO standardına göre elektrotların gösterimi
E 43 2 R 160 22 Fe
E
43
2
R
160
22
Fe
: Elektrotun ekstrüzyon yolu ile imal edildiğini gösterir.
: Kaynak yeri çekme mukavemeti 430 N/mm2 (Tablo 3.1)
: Tek rakamlı bir sayı olup kaynak yerinin hem minimum uzama hem de minimum çentik darbe
mukavemetini gösterir. (tablo)
: Örtünün karakterini gösterir. (tablo)
: Elektrotun randımanını gösterir. (tablo)
: Rakamların birincisi kaynak pozisyonunu , ikincisi de akım Ģekli kutup durumu ve makinenin boĢta
çalıĢma gerilimini gösterir. (tablo)
: Elektrotun demir tozlu olduğunu ifade eder.
ÇEKME MUKAVEMETĠ
(N/mm²)
E 430
430 – 510
E 431
430 – 510
E 432
430 – 510
E 433
430 – 510
E 434
430 – 510
E 435
430 – 510
E 510
510 - 610
E 511
510 – 610
E 512
510 – 610
E 513
510 – 610
E 514
510 – 610
E 515
510 – 610
Tablo 3.1 Kaynak yerinin çekme mukavemeti
ELEKTROTUN ĠġARETĠ
12
Minimum % uzama
(l0=5 d0 )
ĠĢaretler
Minimum 28 Joule’luk iĢe
tekabül eden çentik darbe
deneyi sıcaklığı (°C)
Herhangi bir değer verilmemiĢtir.
+20
22
0
-20
24
-30
-40
0
1
2
3
4
5
Tablo 3.2. Kaynak yerinin min. uzama miktarı ile çentik darbe mukavemeti
ĠĢaret
A
AR
B
C
O
R
RR
S
Karakteri
Asidik (demir oksitli)
Asidik (rujtil)
Bazik
Selülozik
Oksit
Rutil (orta kalın örtülü)
Rutil (kalın örtülü)
Diğer tipler
Tablo 3.3. Örtüyü karakterize eden harfler
ĠĢaret
1
2
3
4
5
Kaynak pozisyonu
Bütün kaynak pozisyonları için
Yukardan aĢağıya dikey pozisyon hariç diğer
bütün pozisyonlar için
Yatay ve oluk pozisyonlar için
Oluk pozisyonunda iç köĢe dikiĢleri için
Yukarıdan aĢağıya dikey pozisyon hariç diğer
bütün pozisyonlar için
Tablo 3.4. Kaynak pozisyonunu gösterir rakamlar
ĠĢareti
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Doğru akımda
(+)
(+) veya (-)
(+)
(-)
(+) veya (-)
(+)
(-)
(+) veya (-)
(+)
(-)
Alternatif akımda boĢta çalıĢma gerilimi
14 volt
50 volt
50 volt
50 volt
70 volt
70 volt
70 volt
90 volt
90 volt
90 volt
Tablo 3.5. Akım Ģekli, kutup durumu ve kaynak makinesinin boĢta çalıĢma gerilimini gösteren rakamlar
13
10-Kaynak ağzının hazırlanması:
El ile yapılan elektrik ark kaynağında kaynak ağzının hazırlanma tarzı Ģekil 3.2 de ve Ģekil 3.3 de verilmiĢtir.
ġekil 3.2.Normal elektrik ark kaynağında alın birleĢtirmeleri
14
ġekil 3.3. Normal elektrik kaynağında köĢe birleĢtirmeleri
15
Kaynak yapılırken elektrota verilen hareketin Ģekli kaynak kalitesine tesir eden faktörlerden biridir. Bu
bakımdan kaynak operatörü uygun hareketi vermek durumundadır. Bu hareketler aĢağıdaki Ģekillerde
gösterilmiĢtir.
BÖLÜM 4
KORUYUCU GAZ ALTINDA ARK KAYNAĞI (MIG-MAG-TIG)
Temel prensip kaynak bölgesini koruyucu bir gaz atmosferi altında havanın zararlı tesirlerine karĢı
korumaktır.
Kullanılan elektrot ve gazların cinslerine göre koruyucu gaz kaynak usullerini çeĢitli sınıflara ayırmak
mümkündür.
A- Eriyen elektrotla yapılan koruyucu gaz kaynağı
a- Çıplak elektrotla soy gaz atmosferinde yapılan kaynak (MIG)
b- Karbondioksit atmosferinde eriyen metal elektrotla yapılan kaynak (MAG)
B- Erimeyen elektrotla yapılan koruyucu gaz kaynağı
a- Erimeyen iki elektrotla yapılan kaynak (Ark atom-Atomik hidrojen)
b- Erimeyen bir elektrotla yapılan kaynak (TIG)
16
1-TIG kaynağı
TIG (Tungsten Inert Gas) usulünde kaynak arkı erimeyen bir tungsten elektrot ile iĢ parçası arasında
oluĢmakta; ark, elektrot ve erimiĢ banyo havanın tesirinden argon veya helyum atmosferi ile korunmaktadır. Bazı
durumlarda ilave kaynak metali kullanılabilir.
1-1-Koruyucu Gazlar
TIG kaynağında koruyucu gaz olarak önce Helyum kullanılmıĢ, sonra yerini Argona bırakmıĢtır. Bu her iki
gaz da soy gazdır. Bu gazlar kimyasal olarak nötr bir karakter taĢır ve diğer elemanlarla birleĢemez. Her ikisi de
renksiz ve kokusuz olup, yanmazlar.
Helyum gazının sarfiyatı argona göre fazladır. Bunun da nedeni helyum gazının özgül ağırlığının (0,1784
kg/m3) , argona göre ( 4,002 kg/m3) daha az olması nedeniyle uçucu olmasıdır. Bu sebeple Argon gazı daha
fazla tercih sebebidir.
Kalın kesitli parçaların ve ısı iletkenliği büyük malzemelerin kaynağında yüksek bir ark gerilimi ile gücüne
ihtiyaç vardır. Bu gibi hallerde aynı akım Ģiddetinde daha yüksek ark gerilimi veren helyum gazının kullanılması
arzu edilir.
Hafif metal ve alaĢımlarının kaynağında kullanılan argonun çok saf olması istenir. Mesela %99,99 gibi.
Ġçerisinde bulunan gayet az miktardaki su buharı, oksijen ve azot kaynağın kalitesine tesir eder. Paslanmaz
çelikler, bakır ve alaĢımlarının kaynağında da en çok %0,1 oksijen ve %0,5 ile 1,5 azot bulunabilir. Oksijen ve
azotu az olan Argon gayet temiz ve parlak bir kaynak dikiĢi verir. ġayet azot ve oksijen miktarı sınırın üzerinde
bulunursa kaynak bölgesi gri kahverengi veya mat bir durum alır.
Argon gazı 150-180 atm basınçla çelik tüplere doldurularak nakledilir. Argon kaynak basıncına basınç
düĢürücü manometreler ile düĢürülür.
Tablo 4.1 de gazların bazı özellikleri verilmiĢtir.
Özellikler
CO2
Azot (N2)
Oksijen (O2)
Argon (Ar)
Atom ağırlığı
-
14,008
16
39,39
Molekül ağırlığı
44,00
28,016
32
39,39
Havadaki oranı (%)
Özgül ağırlığı
(0 oC de 760 mm-Hg (1atm) basınçta)
Kritik ayrıĢma sıcaklığı
(760 mm-Hg (1atm) basınçta)
Kritik sıcaklık
-
78,03
20,99
0,94
1,98
1,251
1,429
1,781
-
-195,8 oC
-183 oC
-185,7 oC
31,0
-147,1
-118,8
-122,4
75,3
33,5
49,7
48,0
Kritik basınç (atm)
Tablo 4.1. CO2 , Argon, Azot ve Oksijenin özellikleri
17
1-2-Elektrotlar
TIG kaynağında kullanılan elektrotlar ya saf tungsten yada toryum veya zirkonyumla alaĢımlandırılmıĢ
elektrotlardır. Tungsten elektrotlar , toz halindeki tungstenin sinterlenmesi ile elde edilirler.Toryum ile
alaĢımlandırılmıĢ elektrotlar ise sinterleme iĢlemi esnasında %1 ile 2 kadar toryum oksit verilir ve böylece bütün
kesitte muntazam bir Ģekilde yayılır. AlaĢımlandırılan tungsten elektrotlar aĢağıdaki üstünlükleri sağlar.
Ġyi bir elektron emisyonu sağlar.
AlaĢımsız elektrotlara nazaran alaĢımlı elektrotları %25 daha yüksek bir akım Ģiddeti ile yüklemek
mümkündür.
AlaĢımlı elektrotların ömürleri daha uzun ve sarfiyatları da alaĢımsız elektrotlara nazaran %50 daha
azdır.
Elektrotun tesadüfen kaynak yeri ile temas etmesi halinde , kaynak banyosunda husule geçen sıçrama
ve buharlaĢma saf elektrota göre daha azdır.
Tungsten elektrotların uçlarının formları;
Ucu yarım yuvarlak ĢekillendirilmiĢ bir silindirik elektrotla yapılan kaynakta geniĢ fakat derinliği az bir
nüfuziyet elde edilir. Diğer taraftan ucu konik olan bir elektrotta aynı akım Ģiddetinde yapılan kaynakta ise dar ve
derinliği fazla bir nüfuziyet meydana gelir.
1-3-TIG Kaynak torçları
Bir TIG kaynağı torcunun çekirdek kısmını, elektrotu tespit eden bir elektrot tutucusu teĢkil eder. Elektrot
tutucusu genel olarak kenarlarında boylamasına yarıklar bulunan ve konik bir kısmı içeren bir kovandan ibarettir.
Elektrotu tutan kovan bir mahfaza içerisine oturmuĢ olup, bunun alt ucunda da bir gaz memesi bulunur.
18
1-4-Akım Kaynağı
Genel olarak TIG kaynağında hem doğru hem de alternatif akım kullanılır. Fakat pratikte her iki akım cinsi ile
yapılan kaynak farklı neticeler verir. Genelde malzemeler doğru akım ile kaynak edilirken, alüminyum ve
magnezyum alaĢımlarında alternatif akım kullanılması gerekir.
AĢağıdaki tablo 4.2 de kaynak edilecek malzemeye bağlı olarak akım Ģeklinin seçimi verilmiĢtir.
Malzeme
Yüksek frekans veya impuls
jeneratörü ile stabilize edilmiĢ
alternatif akım
2
1
1
1
1
1
Doğru akım elektrot
(-) kutba bağlı
Doğru akım elektrot
(+) kutba bağlı
Mg 1,5 mm ye kadar
Te
1
Mg 1,5-5 mm
Te
2
Mg 5 mm den kalın
Te
Te
Mg dökümü
Te
Al
Te
Te
Al dökümü
Te
Te
Paslanmaz çelik
0,8 mm e kadar
1 (2)
Te
0,8 mm den kalın
Te (2)
1 (1)
Te
Pirinç
1 (2)
1 (1)
Si bronzu
1 (2)
1 (1)
Te
Al bronzu
1
2
Te
GümüĢ
2
1 (1)
Te
Hastelloy
2
1
Te
Galvanize sac
1
2 (1)
Te
Doldurma kaynağı
2
1
Te
Dökme demir
2
1
Te
YumuĢak çelik
0,8 mm e kadar
2 (1)
1 (1)
Te
0,8 mm den kalın
Te (2)
1 (1)
Te
Yüksek karbonlu çelik
0,8 mm e kadar
2 (1)
1 (1)
Te
0,8 mm den kalın
Te (2)
1 (1)
Te
Bakır (dezokside edilmiĢ)
Te (Te)
1 (1)
Te
1 Tavsiye edilir
2 Kullanılması uygun
Te Tavsiye edilmez
(*) Argon ark nokta kaynağı içindir
Tablo 4.2. Malzemeye bağlı olarak akım Ģekli ve kutup durumu
Doğru akımda elektrot negatif (-) kutba bağlanarak yapılan kaynakta, direkt bir kutuplama söz konusudur.
19
Elektronların ihraç edildiği katodik leke, elektrotun ucunda bulunur ve pozitif (+) kutbun bağlandığı parçaya
yapılan elektron bombardımanı ile derin bir nüfuziyet sağlanır. Fakat arkın erimiĢ banyoda elektriksel bir
temizleme tesiri yoktur. Yüzeyde oluĢan doğal oksit tabakası nedeni ile hafif metallerin kaynağı için böyle bir
kutuplama uygun değildir. Buna rağmen bakır ve paslanmaz çelik gibi malzemelerin kaynağı için elveriĢlidir.
Elektrot pozitif (+) kutba bağladığı zaman ters kutuplama söz konusudur. Bu durumda ark erimiĢ banyoda
büyük bir elektriksel temizleme kabiliyetine sahiptir ve oluĢan katodik leke oksit tabakasını parçalar. Elektrot aĢırı
ısınır. Böyle bir kutuplama hafif metallerde ince saçların kaynağı için uygundur.
1-5-Kaynak Tekniği
Yüksek kaliteli birleĢtirmelerin elde edilmesinde; kaynak ağızlarının ve ilave metalin yani kaynak tellerinin iyi
bir Ģekilde temizlenmesi gerekir. Mevcut kir ve pislikler bir tel fırça ile veya benzeri bir vasıta ile temizlenmelidir.
Kaynak iĢlemi kaide olarak sağdan sola doğru yapılır. Torcun parçaya takriben 75° lik bir açı ile tutulması gerekir.
Normal Ģartlarda sola doğru kaynak edilir. Sağa kaynak ta nüfuziyet iyi değildir.
Tavlı haldeki elektrotun erimiĢ durumdaki metal veya kaynak teline temas etmesi önlenmelidir. Mesela
alüminyum ve alaĢımlarının kaynağında elektrotun teması sonunda tungsten alüminyum ile alaĢımlaĢarak temiz
olmayan bir kaynak dikiĢi meydana getirir.
Genel olarak TIG kaynağı ile yapılan kaynak birleĢtirmelerin büyük bir kısmını alın bağlantıları teĢkil eder.
Saçların birleĢtirmesinde , kutu imalinde , metal depoların yapında, silindirik cebri boruların yapında ince saç
malzeme kullanıldığı için alın birleĢtirme Ģeklinde konstrüksiyon yapılır.
2-MIG kaynağı
MIG (metal inert gas) kaynağı da genel olarak argon atmosferi altında yapılır.
2-1-Koruyucu gazlar
Soy koruyucu gaz altında yapılan MIG kaynaklarında Helyum, argon veya ikisinin karıĢımı kullanılır.
Alüminyum ve alaĢımları için genel olarak yüksek saflık derecesinde (% 99,99) ekstra saf argon kullanılır.
Argona hidrojen karbondioksit azot ve oksijen gibi gazların ilavesi hafif metallerin kaynağında dikiĢin
bozulmasına sebep olur.
Çeliğin MIG kaynağında argon gazına oksijen ve karbondioksit karıĢtırılmaktadır. Böylece kolay eriyen
küçük miktardaki oksitlerin teĢekkülünü hızlandırarak, eriyen elektrot telinden düĢen damlaların yüzey gerilimi
zayıflamakta ve ince taneli bir metal geçiĢi sağlanmaktadır.
2-2-Akım Ģekli ve akım kaynağı
MIG kaynağında doğru akım kullanılır ve genellikle elektrot pozitif (+) kutba bağlanır. Ark kararlı bir Ģekilde
yanarak derin nüfuziyet sağlar. Hafif metallerin kaynağında parçanın yüzeyinde oluĢan oksit tabakasının
parçalanması ancak elektrotun pozitif (+) kutba bağlanması ile mümkündür.
Elektrotun doğru akımda negatif (-) kutba bağlanması ile oksidin parçalanma tesiri ortadan kalktığı gibi arkın
kararlılığı ve diğer yandan nüfuziyet de azalır.
20
MIG usulü el kaynağında ark boyu daima değiĢtiğinden ark gerilimi de değiĢir. Gerekli akım Ģiddeti
elektrotun ilerleme hız ile ayarlanır. Bunun içinde kaynağa baĢlamadan önce gerekli ayarlar istenen kaynak
gerilimi ve tel hızı ayarlanarak kaynak akımı zorunlu olarak hemen tespit edilmiĢ olur.
2-3-ÇalıĢma tekniği
Prensip olarak bilinen dikiĢ Ģekilleri MIG usulü ile de yapılabilir. Yatay pozisyonda hem el hem de otomatik
olarak kaynak edilebilir.
Kaynak dikiĢinin yüksekliği, geniĢliği ve nüfuziyeti, aynı torç tutuluĢunda kaynak gerilimi, kaynak akım
Ģiddetini ve kaynak hızını değiĢtirerek ayarlanabilir. Akım Ģiddeti yükseldikçe nüfuziyet artar, buna mukabil dikiĢ
geniĢliği ve yüksekliği azalır. Kaynak geriliminin ve hızının yükselmesi de dikiĢin geniĢliğine ters yönde etki eder.
Kaynak torcu, kaynak yönüne ters istikamette en fazla 30 C lik bir eğimle tutularak yapılırsa (Ģekil ) bu halde
daha çok kısmen mekanize edilmiĢ MIG usulünün bütün pozisyonlara uygulama tarzı hatıra gelir. Böylece
kaynak operatörü kaynak banyosuna ve elektrotun erime iĢlemine kolayca bakabilir. Eğer bu meyil (açı)
fazlalaĢırsa nüfuziyet azalır ve dikiĢi de incelir. Bu takdirde de kaynak hızının yükseltilmesi gerekir. Aksi halde
kaynak banyosunun önünde bir yığılma olur ve aynı zamanda kaynak dikiĢinde kalıntı ve gözenek meydana
gelir. Ayrıca bu eğimin artması koruyucu gaz akımına da tesir ettiğinden gazın koruma kabiliyeti de azalır. Böyle
bir çalıĢma tarzı özellikle ince saçların ve kök pasolarının kaynak edilmesinde kullanılır.
Eğer derin bir nüfuziyet ve kalın bir kaynak pasosunun sağlanması isteniyorsa bu takdirde torca kaynak
yönüne doğru en fazla 30 C lik bir eğim verilir. Böyle bir çalıĢmanın uygulanacağı en faz durum oluk
pozisyonunda ki tam mekanize edilmiĢ MIG usulü kaynaklardır.
21
3-MAG Kaynağı
Koruyucu gaz olarak CO2 (karbondioksit) kullanıldığı zaman MAG (metal active gas) kaynağı adını alır. MIG
ten tek farkı koruyucu gazdır. Diğer makine donanımı aynıdır.
Alüminyum, magnezyum ve alaĢımları gibi kolay oksitleĢen malzemelerin kaynağında karbondioksitin
koruyucu gaz olarak kullanılması mümkün değildir. Günümüzde MAG kaynağı özellikle çeliğin kaynağında büyük
bir üstünlük sağladığından geniĢ çapta kullanılmaktadır.
3-1- Karbondioksit
Karbondioksit (CO2) renksiz kokusuz ve özgül ağırlığı 1,997 kg/m3 olan bir gazdır. Havadan daha ağırdır.
Basınçlı tüplerde kullanılırlar. Karbondioksit tüpleri 15
de ve takriben 65 atmosferde doldurulurlar. Kullanım
esnasında sıvı haldeki karbondioksit gaz haline geçer.
Karbondioksitin saf ve kuru olması önemlidir. Karbondioksitte bulunan rutubet bağlantıya gevreklik verir ve
kaynak yerinde balık gözlerinin oluĢmasına neden olur. Diğer yandan karbondioksitin bileĢiminde bulunan
oksijen ve azotun düĢük olması istenir, aksi halde dikiĢin mekanik özelliklerini fenalaĢtırır.
Argon ve karbondioksit gazı için aynı ölçü aleti kullanılır. Yalnız karbondioksit, argon ve helyumdan daha
yoğun olduğu için ölçü aletlerinin karbondioksit için yeniden ayarlanması gerekir.
3-2-Kaynak telleri ve kaynak dikiĢinin özellikleri
MAG kaynağında, MIG kaynağında kullanılan teller kullanılmaz. Karbondioksit atmosferi altında meydana
gelen yanma dolayısı ile bu kaybı telafi etmek için MAG usulünde özel kaynak telleri kullanmak gerekir.
Karbondioksit oksitleyici bir gaz olduğu için alaĢım elemanlarının yanması ile erimiĢ banyonun üzerinde hafif bir
cüruf toplanması meydana gelir. Bu cüruf kaynağı müteakip kolayca kalkar. MAG kaynağındaki kullanılan telleri
aĢağıdaki gibi sıralamak mümkündür:
a- AlaĢımsız çelik teller: Bunların yalnız manganez ve silisyum miktarı biraz fazladır.
b- AlaĢımlı teller: Bunlar özel iĢlerde kullanılırlar. Zirkonyum ve titanyum gibi dezoksidan maddeleri ile
alaĢımlandırılmıĢ tellerdir.
c- Kenetli teller: Bu teller ince bantların aralarında bir dekapanla birlikte sarılması ile elde edilir. Sonra
bunlar normal tel çapında çekilir.
d- Toz ilaveli çelik teller: Ark oluĢmadan kısa bir süre önce, toz halindeki dekapan manyetik olarak çelik tele
yapıĢır ve daha sonra teĢekkül eden arka geçer.
22
3-3-Kaynak tekniği
MAG kaynağı daha öncede belirtildiği üzere MIG kaynağında ki donanımın aynısıdır. MAG kaynağında akım
Ģekli olarak doğru akım söz konusudur.
Erime gücü akım Ģiddetinin bir fonksiyonudur. Aynı akım Ģiddetinde ve 1,6 mm lik tel üzerinde MIG usulü
ile mukayese edildiği zaman, MAG kaynağının argon gazına (MIG) nazaran daha yüksek bir erime gücüne sahip
olduğu görülür.
MAG kaynağı usulünde çalıĢırken MIG kaynağına nazaran ark daha kısa tutulur. Kaynak teli ile parça
arasındaki mesafe takribi 1-2 mm dir. Kaynak torcu mümkün mertebe parçaya dik Ģekilde tutulur. Ark boyu
büyürse, kaynak dikiĢinin içerisinde gaz kabarcıkları kalır, gözenekli bir dikiĢ elde edilir. MAG kaynağında da
bütün pozisyonlar uygulanabilir.
MAG kaynağındaki damlalar MIG kaynağına nazaran daha büyüktür ve sıçrama kaybı da daha fazladır.
3-4-Çeliğin kaynağında MAG kaynağının MIG usulüne üstünlükleri
Karbondioksit, argon gazına nazaran daha ucuz olduğundan gaz masrafı azdır.
Aynı hacimli tüplerde argon gazına nispeten daha fazla karbondioksit konabilir.(Sıvı halde nakil olabilir)
MAG kaynağındaki nüfuziyet MIG e göre daha fazladır.
Kaynak hızı MAG da daha fazladır.
MAG kaynağındaki UV ıĢınlar MIG e göre daha zayıftır.
3-5-Kısa ark boyu ile MAG kaynağı
Kısa ark boyu ile MAG kaynağında ark boyu daha kısadır ve ince çaplı tel kullanılır. Bunun neticesinde de
telden eriyerek esas metale geçen damlalar daha iri olmakta ve böylece esas metale verilen ısı miktarı da
azaldığından özellikle ince saçların kaynağında büyük üstünlük sağlar.
Normal MIG kaynağında damla geçiĢi bir suyun duĢtan akıĢı gibi duĢ Ģeklindedir. Diğer bir deyimle damlalar
çok ince taneli olup akımın geçtiği telin ucundan doğru (çizgisel) Ģeklinde kaynak yapılan parçaya geçer. Eğer
akım Ģiddeti de artarsa geçen damla sayısı da artar ve damla büyüklüğü de değiĢir. Bu durumda damlaların takip
ettiği yol tam çizgisel değildir ve fırlayarak gideceği yere çarpar.
Kısa ark boyu ile yapılan kaynakta elektrotun ucunda oluĢan damla yandan düĢer ve parçaya geçmek üzere
yolunu arar. Bu; kısa ark boyu ile kaynak yapmanın tipik bir özelliğidir. Bu usul; genellikle ark boyunun kısalığı,
metal geçiĢinin iri taneli oluĢu, kaynak telinin inceliği (0,6-0,8-1,0-1,2) , ark geriliminin ve akım Ģiddetinin
düĢüklüğü ile normal MIG ve MAG kaynağından ayrılır.
23
24
25
Gazaltı kaynak makineleri Ģehir Ģebekesinden aldığı elektrik akımını kaynak akımına dönüĢtürür. Bu iĢlem
aĢağıdaki parçalar vasıtası ile olur.
1-TRANSFORMATÖR: Üzerindeki sargılar sayesinde Ģebekeden (prizden) aldığı elektriğin gerilimini düĢürür.
Buna karĢılık akım Ģiddetini artırır. Yani voltajı düĢürerek amperi yükseltir.
2-REDRESÖR : Makinedeki alternatif akımı doğru akıma dönüĢtürür.
3-BOBĠN: Doğru akımın kaynak makinesinden daha düzgün çıkmasını sağlayarak gerektiğinde kaynağın
sıçrantısız olmasını temin eder.
Gazaltı kaynak makineleri her zaman doğru akımla çalıĢır. Kaynak torcu (+) kutuba ve aksam (–) kutuba
takılır.
4-2-Tel sürme tertibatı
Tel sürme tertibatında alt ve üst makaralar mevcuttur. Alt makaralar direkt olarak motordan hareket alarak
teli ileri doğru iter. Üst makaraların görevi ise baskı oluĢturarak telin hortum paketine doğru ilerlemesin
sağlamaktır. Baskı makaralarını çok iyi ayarlayarak tele uyguladığı kuvveti istenilen seviyede tutmak gerekir.
Eğer baskı makarası gevĢek ayarlanırsa teli ileri doğru süremez, çok sıkı ayarlanırsa bu seferde tel sıkıĢarak
ezilir.
Tel sürme makaraları;
-Çelik tel elektrotlar için V Ģeklinde makara
-Alüminyum için yuvarlak oluklu makara Ģeklinde tasarlanmıĢtır.
NOT : Tel sürme makaraları tel elektrotun çapına göre seçilmelidir. Aksi takdirde tel hareketinde arızalar ortaya
çıkar.
4-3-Koruyucu gaz ayarı
Koruyucu gaz ayarı Ģu Ģekilde yapılmalıdır.
Tel çapı x 10 = l/dk
Örneğin tel çapı 1 mm ise gaz akıĢ debisi 10 l/dk olmalıdır. KöĢe kaynaklarında bu değer biraz düĢük ayarlanır.
26
4-4-Kaynak torcunun kullanımı ve bakımı
-Akım kontak memesi tel elektrodun çapı ile aynı olmalıdır.
-Kontak memesi çok iyi sabitlenmelidir.
-AĢınan memeler değiĢtirilmelidir.
-Gaz nozulu ve kontak memesi tutucusu düzenli olarak kaynak sıçrantılarından temizlenmelidir.
-Gaz nozulu ve kontak memesi tutucusu belirli aralıklarla spreylenmelidir.
4-5-Hortum paketinin kullanımı ve bakımı
-Kaynak makinesine bağlantı yeri sıkı bağlanmalıdır.
-Tel spirali tel çapına uygun olmalıdır.
-Tel spirali zaman zaman hava ile temizlenerek içerisinde tel artıkları kalması engellenmelidir.
-Alüminyum kaynağında plastik spiral kullanılmalıdır.
-Hortum paketi bükülmemelidir.
-Mümkün olduğu kadar kısa hortum paketi kullanılmalıdır.
4-6-Torcun yapısı
27
4-7-Masif dolu teller
Hava soğutmalı torçlar 200 amper akım Ģiddetine kadar kullanılırlar. Daha büyük amperlerde ise su
soğutmalı torçlar kullanılmalıdır.
4-8-Tel elektrotlar
Tele elektrot kaynak akımını arka dönüĢtürür ve eriyerek kaynak banyosunun bir kısmını oluĢturur. Kaynak
metali ana malzeme ile aynı özellikleri oluĢtursun diye tel elektrotların içine alaĢım elementleri katılır. Tel
elektrotların dıĢı iki sebepten dolayı bakır kaplanır.
-Telin paslanmasını önlemek için
-Elektrik akımını tele daha kolay iletmek için
Gazaltı kaynaklarında kullanılan teller alman normlarına göre SG2 tellerdir. Bu teller hem karıĢım gazda
hem de CO2 gazında kullanılabilir.SG3 telleri ise sadece %100 CO2 gazında kullanılır.
Sanayide en çok kullanılan masif tellerden baĢka ayrıca özlü teller mevcuttur. Özlü tellerin bazılarıyla
koruyucu gaz olmadan bile kaynak yapılabilir.
4-9-Malzemeler ve koruyucu gazlar;
Alüminyum & Bakır
Paslanmaz çelik
%100 Argon
%97 Argon + %3 CO2
%97 Argon + %3 O2
AlaĢımsız ve düĢük alaĢımlı Çelik
%82 Argon + %18 CO2
%87 Argon +%10 CO2 + %3 O2
%100 CO2
28
29
30
31
32
33
34
35
DOĞRU
YANLIŞ
Kaynak
Geçiş
Yerleri
36
Kaynak Sırası
37
DOĞRU
YANLIŞ
38
YANLIŞ
DOĞRU
39
Önce alın kaynakları, sonra boyuna ve takviyeler kaynatılır.
Kaynaktan
sonra
Isı ile doğrultma
işlemi
U- profilin uygun şekilde
desteklenmesi
40
Kaynak yerleri
çok yakın
Kaynak çok kalın
Z- ölçüsü ince sacın
Kalınlığını aşmamalıdır.
YANLIŞ
DOĞRU
41
42
43
YANLIŞ
DOĞRU
44
YANLIŞ
DOĞRU
45
YANLIŞ
DOĞRU
46
YANLIŞ
DOĞRU
47
YANLIŞ
DOĞRU
48
ÖZEN MAKİNA SANAYİ ve TİC. A.Ş.
ÖZEN MACHINERY TRADE & CO.
Büsan Özel Organize Sanayi 2. Sokak No : 46 Konya / TÜRKĠYE
Tel : +90 332 345 03 45 Fax : +90 332 345 03 53
www.ozenmakina.com.tr e-mail : [email protected]
49

kaynak eğitimi 1 - ÖZEN MAKİNA SANAYİ ve TİC. A.Ş.

Transkript

Benzer belgeler

TIG Argon gaz tungsten ark kaynağıkısa illüstrasyonlar. Ayrıca

TMM MP 700-3AC - TMM Tahribatsız Malzeme Muayene

Makaleyi indirmek için lütfen tıklayınız.

temel kaynak yöntemleri ve plastiklerin kaynağı

Ürün Broşürü

Kaynak Tekniği Föyü

Mono and Stereo Gordian İncelemesi - Can Hi-Fi

Crea JoyBox Recorder Cougar 1200CM Corsair