GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI 1. İŞLEMİN ESASI VE ÖZELLİKLERİ Tozaltı kaynağının karakteristik özellikleri, kaynak süreci boyunca arkın örtülü bir ortam içinde oluşumu, işlemin sürekliliği, yüksek ergime verimi, kaynak dikiş kalitesinin göreceli yüksekliği ve uygulamalarda işlem parametreleri yönünden oldukça geniş bir çalışma serbestliğine sahip olunduğu şeklinde belirtilebilir.
Şekil 1: Tozaltı kaynağı için gerekli cihaz ve donatım şeması İşlemde, ergiyen çıplak bir elektrod, tozla örtülü bir ortamda ana parça ile ark oluşturarak yanmaktadır. Şekil 1’de işlem için gerekli donatımlar şematik olarak verilmektedir. Tozaltı kaynağında uygulanabilinen işlem değerlerinin sınırları, genel bir bakış açısı vermesi amacı ile aşağıda belirtilmektedir. Kaynak akım şiddeti (I) Kaynak ark gerilimi (U) Kaynak hızı (v) Akım yoğunluğu (i)
100–2000 (5000) A 20–70 V 10–300 m/saat 20–200 A/mm2
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
1/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Tozaltı kaynak sistem ve donatımı, güç membaı, tel-toz besleme, toz emme, kaynak hız ve yörüngesini belirleyen hareketli bir araba ve işlevleri yerine getiren-kontrol eden kumanda düzeninden oluşmaktadır. Dönel dikişler ve profil biçimlerin kaynağında ise, sabit kaynak sistemi, hareketli parça düzenlemesine geçilmektedir. Bu yöntemde kaynak ağızlı veya kaynak ağızsız birleştirmeler yapılabilmekte, ancak yöntemin özelliklerinin dikişe yansıması açısından, uygulamaların oluk pozisyonda yapılması gerekli görülmektedir. Şekil 2’de tek tel sistemli hareketli araba üzerinde düzenlenmiş bir kaynak sistemi ve kaynak dikişini çekilişi görülmektedir.
Şekil 2: Tek tel sistemli tozaltı kaynak arabası (solda) ve kaynak dikişinim çekilmesi. Yöntem,diğer ark esaslı uygulamalarla kıyaslandığında, özellikle verim açısından, belirgin olarak öne çıkmaktadır. Genel bir fikir vermesi amacıyla, ortalama değerlerle çalışma koşullarında, tozaltı kaynağı ile kaynak dikişlerinin oluşturulmasında, tüketilen ısının yüzde olarak bileşenleri şekil 3’de şematik olarak verilmektedir. Yöntemde elektrodan malzeme göçümü, damla geçişi şeklinde gerçekleşmektedir. Damla hacmi ve damla frekansı, uygulanan kaynak parametreleri ve kullanılan toza bağlı olarak ortaya çıkmakta ve kontrol altında tutulmaktadır. Arkın oluştuğu kaverna hacmi ve curufun oluşum eğilimide bu parametrelerin etkisi altında bulunmaktadır. Kaynak aşamasın ortaya çıkan bölgeler ile malzeme göçümünü tasarımı şekil 4’de kesit olarak görülmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
2/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 3: Tozaltı kaynağında tüketilen ısının bileşenleri. Kaynak dikişi oluşumunda pay sahibi olan elektrodan malzeme göçümü, iki şekilde ortaya çıkmaktadır.
Şekil 4: İşlem esnasında ortaya çıkan bölgeler ve malzeme göçümü.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
3/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
a. Kaverna boşluğunda elektrod ucunda serbest damla oluşumu ve cürufa temas etmeden metalsal banyoya geçişi, b. Kaverna üzerindeki curufdan damla oluşumu ve metalsel banyoya geçişi. Belirtilen her iki tür malzeme geçiş şeklinde de metalürjik reaksiyonlar farklı şekillerde ortaya çıkmaktadır. Tozaltı kaynağı için oluşturulan donatım ve düzenlemeler, kullanılma yerlerindeki çalışma amaçlarına göre, tam ve yarı otomatik olarak seçilmektedir. Yöntemin ergitme gücünün yükseltilmesi, işlemlere hızlılık kazandırılması, nüfuziyet derinlilikleri ve dikiş boyutlarının kontrol altında tutulması gibi beklentiler, şekil 5 ve şekil 6’daki şemalarda görüldüğü gibi değişik uygulama seçeneklerinden yararlanma imkânlarını da vermektedir. Bunlara, tek kafalı-tek beslemeli paralel elektrod, tek beslemeli ard arda iki elektrod, iki yandan kaynak, endirekt (dolaylı) ark ile kaynak uygulamaları örnek olarak verilebilir.
Şekil 5: Tozaltı kaynağında çift elektrodlu uygulamalar. a) tek akım membaı paralel elektrod. b) tek akım membaı ard arda iki elektrod. c) çift akım membaı ard arda iki elektrod (tandem).
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
4/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 6: Kaplama kaynağı için uygulamalar. a) indirekt ark-çift elektrod ile kaynak. b) band elektrod ile örtü kaynağı. Yöntemde, kaplama ve örtme amacı ile yapılan kaynak işlemlerinde band ilave malzeme kullanılabilmesi ayrıca bir üstünlük olarak ortaya çıkmaktadır.
2. TOZALTI KAYNAĞINDA ENERJİ BESLEME ÇEŞİTLERİ Tozaltı kaynağında, doğru ve dalgalı akım kullanılabildiği gibi, doğru akım kullanmada, elektrodun negatif veya pozitif kutuba bağlanması da mümkün olabilmektedir. 2.1.1
Doğru Akım – Elektrod Pozitif Kutupta
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
5/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Doğru akım besleme pozitif kutuplamada, ark’ın düzgün kararlılığı görülmektedir. Başlangıçta elektrod ucunda damla oluşumu düzenli bir şekilde olmaktadır. Diğer etkenlere bağlı olarak devreden fazla güç çekildiğinde, elektromanyetik beslemenin etkisi ile damla yüzeyinin sınır gerilimi azalmakta, bu da ark’ın kararlılığını etki altında tutmaktadır. Küçük kaynak hızlarında, kavernada yönlenen metal damlacıkları kaynak yönüne doğru gitme eğilimindedirler. Hız arttıkça bu durum, geriye yönlenme şekline dönüşmektedir. Bu olay, ayrıca kaynak parametreleri, kaynak tozu ve kaverna atmosferinin de etkisi altındadır. Genellikle nötr ve asit karakterli toz kullanılmada damla çapları küçülmekte, bazik ve yüksek bazik toz kullanılmada ise bu çaplar büyümektedir. Yüksek akım yoğunluklarında, küçük damlaların oluşmasıyla damla frekansı hızla büyümektedir. Akım yoğunluklarındaki ani artmalarda, metalsel banyo kaynak yönünün tersine, düşmelerde ise kaynak yönüne doğru hareket etme eğiliminde bulunmakdadır. Elektrodun pozitif kutuba bağlanmasında, sıvı fazdaki metal damlalarının yüzeyleri, süreç boyunca negatif akım taşıyıcılığını yüklenmektedirler. Bu nedenle de damlaların aşırı derecede ısınmaları ortaya çıkmaktadır. Damlalardaki bu aşırı ısınma, erginti banyosunun sıcaklığının yükselmesine neden olmakta ve sonuçta daha derin bir erginti banyosu meydana gelmektedir. 2.1.2 Doğru Akım – Elektrod Negatif Kutupta Doğru akımla beslemede elektrod negatif kutupta bulunursa, özgül ergitme gücü ve malzeme göçümünde değişiklikler meydana gelmektedir. Bu durumda elektrod arkından iletilen ısı miktarı, pozitif kutuplamaya karşın daha küçüktür. Bu, elektrod yayınmasının yükselmesi nedenine dayanmakta, dolayısıyla da eşit miktarda kaynak teli ergitmek için daha yüksek akım şiddetlerinde çalışma gerekmektedir. Negatif kutuplamada arktaki katod noktasının sık sık değişmesi sebebiyle erginti metal damlaları, pozitif kutuplama durumundaki kadar çok aşırı ısınamamaktadır. Damlalardaki bu göreceli ısınamama durumu, elektrod uç bölgesinin sürekli şekilde erimesi olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tür kutuplamada damla frekansının düşüklüğü, ortalama hacimsel damla büyüklüklerinin artması bu olayın kanıtı olarak görülmektedir. Büyüyen damlaların erginti banyosuna teması, arkasından yeni damlanın oluşumu ve büyümesi nedeniyle doğan ark kuvvetlerinin de pozitif kutuplamayla kıyaslandığında daha şiddetli oldukları görülmektedir. Bu oluşum içinde sıvı fazdaki elektrod ucunun erginti banyosu ile temas ettiği anlarda patlamalı bir şekilde malzeme göçüm köprüsünde kesiklik meydana getirmekte, bu durum kaynak akımına dinamik bir değişim olarak yansımaktadır. 2.2 Dalgalı Akım Esas olarak dalgalı akım besleme ile kaynak yapmada kaynak bölgesindeki olaylar, eşit işlem parametreleri kullanılması koşuluyla, doğru akım-pozitif kutuplama ile kaynakta ki oluşumlara uymaktadır. Artan akım şiddeti ve gerilim ile metalsel damla hacimleri küçülmekte ve damla frekansları yükselmektedir. Ancak damla devinimlerinde , doğru akıma nazaran bir düzensizlik gözlenmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
6/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Dalgalı akımda metalsel damla hacmi ve damla frekansını etkileyen bir diğer etken de tozun kimyasal bileşimi ve üretim türüdür. Burada da doğru akımda olduğu gibi nötr ve asit karakterli kaynak tozlarının küçük damla hacimleri ve büyük damla frekansları, yüksek bazik karakterli tozların ise, bu durumun tersini oluşturduğu görülmektedir. Dalgalı akım, kaverna pulsasyonunu ve metalsel banyo hareketlerine de etkilemekte, kaverna değişim frekansı daha büyük bir dinamiklik göstermektedir. Dalgalı akım ile beslemede, akımın her sıfırdan geçme noktasından sonra bir tutuşma olayı söz konusu olmakta, dolayısıyla da arkın kararlılığında, kaynak tozu ile kaynak enerji membaının sahip olduğu karakteristiğin geniş çapta etki payı bulunmaktadır. Şekil 7’de görüldüğü gibi, eşit kaynak şartlarında, K1 ve K2 karakteristiklerine sahip enerji membaları ile yapılan kaynak işlemlerinde, gerilim
Şekil 7: Enerji membaının tutuşmaya etkisi. a) yarım dalga gerilim eğrisinde tutuşma zamanları. b) değişik enerji membalarının çalışma karakteristikleri. Sıfırdan geçerek hızla yükselmekte, diğerine nazaran ∆t tutuşma zamanı küçülmektedir. Şekil 8’de ise aynı akım membalarına ait tutuşma zamanlarının relatif tekrarlılık yüzdeleri verilmektedir. Bu şekilde düzenli bir kaverna hareketi gerçekleşmemekte, ancak metalsel damla akışı kararlı bir şekilde gerçekleşmektedir. K3 karakteristiğini veren akım membasını kullanmada ise relatif uzun bir ark sönme aralığı meydana gelerek ark sıcaklığında düşme görülmekte, iyonizasyon yetmezliği sonucu tutuşma için daha yüksek gerilim gerekmekte yada tutuşma zamanı uzamaktadır. Ani gerilim yükselmesi olamadığından, arkın yeniden tutuşumu,ark aralığının elektrodun ilerlemesi sonucu küçülmesi ve hatta teması ile gerçekleşmektedir. Bu süreç kavernaya büyüme ve kuvvetli metalsel banyo hareketi olarak yansımaktadır.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
7/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Tutuşma zamanlarına (∆t) kullanılan kaynak tozlarının fiziksel ve kimyasal özellikleri de etkilemektedir. Bu olumda ana etkenler kaverna ortamındaki iyonizasyon ve kaynak tozlarındaki elemanların aldıkları enerjilerin büyüklük mertebeleridir.
Şekil 8: Değişik enerji membalarında tutuşma zamanının relatif tekrarlılık yüzdesine etkisi . Örnek olarak aynı kaynak koşullarında, normal bazik karakterli bir tozla yüksek bazik karakterli bir tozun kıyaslanmasında, ikincisinin %25 daha uzun bir tutuşma gecikmesi olduğu görülmektedir. 2. 3. Kaynak Akım Üreteçleri Tozaltı Kaynak Yönteminde işlemin gerektirdiği tür akım şiddeti ve gerilim verecek şekilde karakteristiğe sahip akım üreteçleri gerekmektedir. Yöntemin uygulamalardaki yeri bakımından, önemli bir özellik beklentisi de devrede kalma oranının % 100 olarak öngörülmesidir. Çoğunlukla yatay olmak üzere düşey karakteristikli üreteçler de kullanılmaktadır. Düşey karakteristikli akım üreteçlerinde, ark geriliminin önemli bir büyüklükte değişmesine karşın akım şiddetindeki değişim çok azdır. Ark boyunun kaynak donanımı tarafından ayarlandığı ve sabit tutulduğu bu yöntemde, ark boyunun değişmesi durumunda, ark boyunun eski durumuna getirilebilmesi için , ark Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
8/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI boyundan kumanda alan bir elektronik ölçüm sistemi ile tel sürme sisteminin motor devri değiştirilmektedir. Bu sistem, ataletinden dolayı sınırlı bir hıza sahip olmasına rağmen, tel ilerleme hızının yavaş olduğu, kalın çaplı elektrod ile çalışmalarda kullanılmaktadır. Yatay karakteristikli kaynak akım üreteçlerinde, ark boyu dolayısıyla da ark gerilimini az bir miktarda değişmesine karşın, akım şiddetinde yani elektrod ergime gücünde değişim çok daha kuvvetli ortaya çıkmaktadır. Bu tür akım üreteçleri, iç ayar diye de adlandırılan, ek bir donatım da gerektirmeden kendinden oluşan bir ark boyu ayarlama özelliğine sahip bulunmaktadır. Bu akım üreteçlerinde, ark gerilimi ve tel ilerleme hızı bunlara bağlı olarak da akım şiddeti ayarlanır, dolayısıyla tel ilerleme motoru devri ve tel hızı sabittir. Genel bir değerlendirme ile 4 mm’den ince tel tüketildiğinde, doğru akım yatay karakteristikli, bu çaplardan büyük kalınlıklarda düşey karakteristikli (özel ark tutuşturma düzenekli) akım üreteçlerinden yararlanıldığı belirtilebilir. Dalgalı akım kullanılmalarında, ya da dalgalı akım ile doğru akımın birlikte kullanıldığı çok telli uygulamalarda, düşey karakteristikli akım üreteçleri gerekmektedir. Ancak, çift telli ve iki telin de aynı akım üretecinden beslendiği uygulamalarda yatay karakteristikli üreteçler kullanılabilmektedir. 2.3.1. Dalgalı Akım Üreteçleri Kaynak transformatörü olarak bilinen, bu tur akım üreteçlerinin tozaltı kaynağında kullanılmak üzere geliştirilen tipleri % 100 devrede kalma özellikli ve 800–1500 A akım şiddeti verecek şekilde tasarlanmıştır. Daha yüksek akım şiddetleri ile çalışma gereksinimlerinde paralel bağlanmaları da mümkündür. Bu tür akım üreteçlerinde arkın kolay tutuşmasını sağlamak için boşta çalışma geriliminin 70–80 V olması gerekmektedir. Dalgalı akım kaynak üreteçlerinin yaygın kullanım alanları, yüksek akım şiddeti gerektiren uygulamalar, çok telli uygulamalar, dar aralıkda yapılan kaynak uygulamaları ve ark üflemesi sorunu olan biçimlerin kaynağı örnekler olarak verilebilir. 2.3.2. Doğru Akım Üreteçleri Doğru akım kaynak üreteçleri içinde en yaygın kullanılanları redresörlerdir. Normal elektrik şebekesine bağlanan bu cihazların tek ve üç fazlı akım ile de beslenen türleri bulunmaktadır. Üç fazlı akım ile beslenen üreteçler, yüksek akım şiddeti gerektiren uygulamalarda, gerek daha kararlı bir kaynak arkı oluşturmaları ve gerekse de şebekeyi daha dengeli bir şekilde yüklemeleri nedeni ile tercih edilirler. Genelde 400–1500 A aralığında akım şiddeti verecek şekilde düzenlenmiş olanları olduğu gibi, kullanılacak elektrod çapı ve otomatik veya yarı otomatik çalışma ihtiyaçlarına göre, daha dar aralıkta akım verecek şekilde tasarlanmış olanları da bulunmaktadır. Doğru akım ile 1000 A’in üzerindeki
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
9/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI çalışmalarda, kaynak edilen tasarıma da bağlı olarak, ark üflemesi ortaya çıktığından dalgalı akım üreteçlerine geçilmesi önerilmektedir. Bu tür kaynak üreteçlerinin hem sabit akım hem de sabit gerilimle çalışabilecek yetkinlikte düzenlenmiş olanları da bulunmaktadır. Bunlar genellikle 650 A altındaki uygulamalarda tercih edilmektedir. Doğru akım veren kaynak üreteçlerinden bir diğer türde jeneratörlerdir. İçten yanmalı motorlarla tahrik edilen bu tip üreteçler ile kapalı alanlarda çalışmak uygun değildir. Düşey ve yatay karakteristik ile çalışabilecek şekilde tasarlanmış olan bu üreteçlerden açık şantiyelerde yararlanılmaktadır. Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak üreteçlerinde, arkın tutuşturulmasını kolaylaştırıcı bazı yöntem ve düzenlemelerden de yararlanılmaktadır. Bu bağlamda, tel elektrod ucunun sivriltilmesi ile arkın tutuşturulması, daha kolay ergime yeteneğine sahip çelik yünü ile arkın başlatılması, anında kısa devre oluşturulacak şekilde sürtme ile arkın başlatılması, özel tel sürme tertibatı ile arkın oluşturulması, ark oluştuktan sonra devreden çıkacak bir yüksek frekans cihazı vasıtası ile arkın oluşturulması, uygulamaları başlıca örnekler olarak verilebilir.
3. KAYNAK TOZLARI Tozaltı kaynağında kullanılan tane biçimine sahip tozlar, örtülü elektrodlarda örtünün yaptığı görevleri üstlenmiştir. Tozların işlem aşamalarındaki işlevleri aşağıda özet olarak verilmektedir. a. Oluşturulan eş yükseklikteki toz ve cüruf tabakası ile metalsel kaynak banyosunun, atmosfer gazlarının karşı etkisinden korunması. b. Tozun içerdiği elemanların, oluşturulan kaynak dikiş metalürjisine etkilemesi. c. Bileşiminde bulunan kolay iyonize olan elamanlar (Ca-,Na-) vasıtasıyla, arkın kararlılığını etkilemesi. d. Uygun viskozite ve yüzey gerilimli olarak oluşturulan cüruf ile kaynak dikişi üst biçimini şekillendirmesi. Kaynak tozlarını üretim metotları ve özellikleri yönlerinden aşağıda belirtildiği şekillerde tanımlamak mümkündür. a. Üretim yöntemlerine göre. Ergimiş, aglomere, karışık. b. Kimyasal bileşimlerin göre. Asit, bazik, nötr. c. Viskozitelerine göre. Yüksek viskoziteli (çok pasolu kaynaklarda), orta viskoziteli (oluk pozisyonlu birleştirmelerde), düşük viskoziteli (ince malzeme birleştirmelerde). Kullanılan kaynak tozları, viskozitelerine bağlı olarak.uygulamadaki amaçlara göre de adlandırılmaktadır. Bu tanımlamaya göre sınıflama aşağıda verilmektedir. 1. Yüksek kaynak hızları için kaynak tozları. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
10/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI 2. Derin nüfuziyet tozları. 3. Aralık doldurma kabiliyetli tozlar. 4. İnce malzemelere yatkın kaynak tozları. 5. Dolgu ve kaplama (zırhlama) işlemleri için kaynak tozları. Kaynak tozlarının uygulamadaki tanımlanmalarında, içerdikleri mangan oksit oranları da dikkate alınmaktadır. Bu açıdan ise tozlar,
a. Yüksek manganlı tozlar ( % 30–45 MnO ), b. Orta seviyede mangan içeren tozlar ( % 14–20 MnO ) c. Düşük manganlı tozlar ( ≤ 14 MnO ) olarak üç grupta toplanmaktadır. 3.1. Kaynak Tozlarının Üretim Yöntemleri Ve Kıyaslanmaları Ergimiş Tozlar ( F ) : Bu tozların üretilmesinde genellikle kuvarz, mangan cevheri veya mangan cürufu, Dolamit, kalsiyum bileşikleri ve kil gibi doğal malzemeler ön görülen oranlarda karıştırılarak bir araya getirilir ve çoğu kez ark ocaklarında 1500-1600 °C’da ergitilir. Ergitmede tane büyüklükleri ve yanma kayıpları dikkate alınır. Tozlar öğütme, kurutma, eleme işlem aşamalarından sonra kullanılabilir duruma gelir. Aglomere Tozlar ( A ) : Titan, mangan. Kalsiyum, magnezyum bileşikleri ve alaşım elemanları sinterleme aşamasından sonra öğütülür. Karışıma bağlayıcı elemanlar ilave edilir. Kurutma ve öğütme aşaması sonu, uygun tane büyüklüğü için elekten geçirilir.
Karışık Tozlar ( M ) : Tozu oluşturacak ön malzemeler ince olarak öğütülür. Karıştırılıp topaklar halinde pres edilme sonrası alev ocaklarında 1000-1100 ºC’da sinterlenme işlemine tabi tutulur. Öğütme işleminden sonra elekten geçirilerek uygun tane boyutlarına getirilir. Bu tozlar içinde, bileşiminde bulunan mangan, dikişe alaşımlama yapılabilmesi, üretilme yönteminden gelen istenen şartlara uyabilme özelliği ve eş kaynak koşullarında daha az sarfiyata sahip olduklarından aglomere tozlar, daha çok kullanılma özellikleri ile öne çıkmaktadır. 3.2. Kaynak Tozlarının Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
11/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Kimyasal Karakteristikleri Kaynak tozları kimyasal bileşimleri ve baziklik ölçeğine göre sınıflandırılmaktadır. Bu sınıflamaya göre tanımlar ve sınırlar aşağıda verilmektedir.
Kaynak tozlarının içerdiği başlıca bazik ve asit karakterli elemanlar aşağıda verilmektedir. Baziklik ölçeği Borischewski ‘ye göre verilen ifade ile hesaplanmaktadır. Bazik: BaO, CaO , CaF2 , FeO , K 2O , MgO , Na 2O , Na 2AlF6 Asit: Al 2O 3, SiO2, TiO2 , ZrO2
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
12/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 9 : Tozların kimyasal karakterleri ile damla hacmi ve damla frekansının ilişkisi. (Ik=220 A , Uk=34 V , vk=25 cm/dak) Tozlar sahip oldukları kimyasal özellikler ile özellikle damla hacmi ve damla frekansını etki altında tutmaktadır. Sabit kaynak parametreleri ile en yüksek damla frekansı nötr,en düşük damla frekansı ise yüksek bazik karakterli kaynak tozları kullanmakla elde edilmektedir ( şekil 9).
3.3. Kaynak Tozlarını Sınıflandırılması Kaynak Tozları için üretimlerinden tüketimlerine kadar gerekli olan bilgiler CEN (European Committe For Standardization) ve bu Standardlara uyumlu olarak TSE tarafından tanımlanmış bulunmaktadır. Bu konu ile ilgili Türk Standartları aşağıda verilmektedir. TS EN 760 (Kasım 1998)
Kaynak Sarf Malzemeleri-Tozaltı Ark Kaynağı için Tozlar Sınıflandırma
TS EN 14295 (Ocak 2004)
Kaynak Sarf Malzemeleri-Yüksek Mukavemetli Çeliklerin Tozaltı Ark Kaynağı İçin Tel ve Boru Biçiminde Özlü Elektrodlar ve Elektrod Toz Kombinasyonları-Sınıflan.
TS EN 756 (Ocak 2007)
Kaynak Sarf Malzemeleri-Alaşımsız ve İnce Taneli Çelik
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
13/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Tozaltı Ark Kaynağı İçin Tel Elektrodlar,Tel ElektrodToz ve Boru Tipi Özlü Elektrod-Toz KombinasyonlarıSınıflandırma, Bu Standartlar yardımı ile ele alınan herhangi bir toz için verilen sembolik gösterilişten yararlanarak, tozun üretim metodu, kimyasal karakteri, dikişe göçümde kayıp ve artımlar, malzeme ve kaynak pozisyonlarına uygunluk, uygun akım türü ve şiddeti, seçilmesi gereken tel - toz kombinasyonu, kaynak uygulama türü, tozun tane büyüklüğü gibi bilgilere ulaşmak mümkündür. Kaynak tozlarını nemli ortamlara karşı özenle korunması gereklidir. Gerekli durumlarda kaynak işleminden önce nem alma işlemine başvurulmalıdır. Kurutma işlemini ergimiş tozlar için yaklaşık 250° C’da , iki saat, aglomere tozlar için ise yaklaşık 350 º C’da üç saat koşullarına uyularak yapılması gerek mestedir. Aşağıda TS EN 760’a göre bir tozun kısa gösterilişi, açıklaması ve kısa gösterilişlerdeki ifadeler için gerekli çizelgeler verilmektedir. Tozun Özellikleri : 100 gr saf kaynak metalinde (H10) 8 ml H2’e sahip bir kaynak metali meydana getiren a.a. veya d.a. kullanılabilen mangan (7) için % 0,5 silis (6) için %0,2 toplama yapan, Sınıf 1 uygulamalar (1) için kalsiyum silikat tipinde (CS), ergitme (F) ile imal edilen tozaltı kaynağı (S) için toz. TS EN 760 – S F CS 1 67 AC H10 TS EN 760 S F CS 1 67 AC H10
: Standard numarası : Tozaltı ark kaynağı için toz : Ergimiş toz (A:aglomere. M:karışık) : Toz tipi (çizelge 1) : Uygulama toz sınıfı pasolu : Metalürjik davranış (çizelge 2) : Akım tipi (AC: dalgalı, DC: doğru) : Hidrojen miktarı (çizelge 4)
Toz Sınıfı 1 :Yapı çelikleri,yüksek mukavemetli çelikler gibi alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılır. Genellikle Mn- ve Si- dışında alaşım elementi içermez. Toz Sınıfı 2: Paslanmaz çelik,ısıl dirençli Cr- ve Cr-Ni çelikleri Ni- ve Ni-esaslı alaşımların birleştirme ve yüzey dolgu kaynağı için kullanılır. Toz Sınıfı 3: C-,Cr- veya Mo- gibi alaşım elementlerinin kaynak metaline transferi ile aşınma dirençli yüzey oluşturmak amacı ile kullanılır. Toz Tipleri: Mangan-Silikat Tipi (MS)
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
14/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Bu tip kaynak tozları esas olarak MnO ve SiO2 ihtiva ederler. Genellikle düşük Mn-lı tel elektrodla kullanılabilmeleri için kaynak metaline yüksek oranda Mn- transferi yapmaları ile karakterize edilirler. Kaynak metali tarafından alınan Si-da yüksektir. Bu tip tozlar göreceli olarak yüksek akım taşıma kapasitesine sahiptir ve yüksek kaynak hızları, iç köşe kaynaklarına uygundur. Kaynak çeperi düzgün çıkar, kaynak ara yüzeyi yanma oluğu ihtiva etmez. Kalsiyum-Silikat Tipi (CS) Esas olarak CaO, MnO ve SiO2 oluşturulmuştur. En yüksek akım taşıma kapasitesine sahip olan bu tozlar, kaynak metaline en fazla Si-katkısı ile öne çıkarlar. Bu tozlar mekanik özellik şartlarının çok fazla katı olmadığı yerlerde kalın kesitlerin iki pasolu kaynağı için uygundur. Zirkonyum-Silikat Tipi (ZS) Bu tip kaynak tozları ana bileşenler olarak ZrO2 ve SiO2 ederler. Uygulamalarda temiz yassı çelik malzemeler üzerinde, yüksek hızlı ve tek pasolu kaynakların yapımı için Önerilir. Cürufunun iyi ıslatma etkinliği, yanma oluğu olmaksızın yüksek hızda üniform kaynakların yapımı için gerekli özellikleri sağlar. Rutil-Silikat Tipi (RS) Esas bileşenleri TiO2 ve SiO2 dir. Yüksek Mn-yanışının yanında, yüksek Si-alınmasını sağlar. Bu tozlar orta veya yüksek Mn-içeren tellerle kullanılır. Akım taşıma kapasiteleri oldukça yüksektir. Yüksek hızlarda çoklu ve tekli tellerle kullanılabilinir.
Alumina-Rutil Tipi (AR) Esas bileşenleri Al2O3 ve TiO2 dir. Kaynak metaline Mn- ve Si- geçişleri orta seviyelerdedir. Sağladığı avantajlar, cüruf viskozitesi yüksek, köşe kaynaklarında iyi kaynak görünümü, kusursuz cüruf ayrılması, yüksek hızlarda çalışılabilme. Her tür akımda çalışılabilir. O2-içeriği nedeni ile orta seviyede mekanik özellikler elde edilir. Uygulama alanları, ince cidarlı konteynırlar, boru(kanat ve takviyeler),gemi inşası, iç köşe kaynakları. Alumina-Bazik Tipi (AB) Ana eleman Al2O3 dür. MgO ve CaO de bulunur. Orta seviyede Mn-geçişi vardır. Kısa sıvı cüruf verir. Orta derecede O2-muhtevası nedeniyle, özellikle iki pasolu uygulamalarda, iyi bir kaynak metali tokluğu sağlanır. Her iki akım türünden de yararlanılarak, alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılabilir. Alumina-Silikat Tipi (AS) Bu tozlar Al2 O3 ve ZrO2 silikat miktarı ile dengelenmiş MgO ve CaF2 de içerirler. Nötr karakterlidir, ancak Mn-yanması da olabileceğinden S3 teli ile kullanılması önerilir. Düşük O2-li kaynak metali elde edilir. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
15/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Sınırlı akım taşıma kapasitesi ve kaynak hızı seçilmelidir. Genellikle doğru akım önerilir. Dar aralık uygulamalarında, yüksek tokluk beklentilerinde kullanılması önerilir. Uygulama alan örnekleri, basınçlı kaplar, nükleer bileşenler, deniz platformlarındaki birleştirmeler, ince taneli çelikleri kaynağı. Alumina Florür-Bazik Tipi (AF) Bu tozların ana bileşenleri Al2 O3 ve CuF2 dür. Kaynak metali Mn-,Si- ve diğer alaşım elemanları yönünden nötrdür. Yüksek F- bulunması sebebi ile iyi bir ıslatma kabiliyeti yanında iyi bir kaynak yüzeyi elde edilir. Kullanma alanları, paslanmaz çelik ve Ni-esaslı alaşımlar gibi alaşımlı tellerle kombine uygulanması. Florür-Bazik Tipi (FB) Bu tozların ana bileşenleri CaO, MgO, MnO ve CaF2 dür. Ayrıca düşük seviyede SiO2 de bulunur. Metalürjik davranışı nötr veya Mn-yanması şeklinde gelişir. Yüksek cüruf bazikliği düşük O2-li yüksek saflıkta kaynak metali eldesini sağlar. Bu tozlar yüksek tokluk koşulunun sağlanması istendiğinde çok pasolu kaynaklar için önerilir. Kullanma alanları, basınçlı kap birleştirmeleri,nükleer bileşenler,deniz platformlarındaki birleştirmeler,ince taneli çelikleri kaynağı, paslanmaz çelikler ve Ni-esaslı alaşımların kaynağı.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
16/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
17/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
18/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI 4 . Kaynak Telleri (elektrodlar) Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak telleri elektrik ark ocaklarında üretilen, metalürjik güven yönünden kimyasal bileşimlerinde yüksek Mn- içeren özel çeliklerdir. Yüzeylerinin temiz olması gerekliliği yanında , korozyona dayanım ve kontakt elemanı ile temas yüzeyinin elektrik iletkenliğini arttırmak amacıyla Cu- veya bronz ile kaplanmış olarak tüketilirler. Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak tellerinin çapları 1,2-12,0 mm arasındadır. Tellerin içerdiği P- ve Smiktarlarının her birinin % 0,03’den az olması gerekmektedir. Bileşimde bulunan diğer elementlerin % sınırları ve kaynak dikişindeki etkileri Tablo 1 de verilmektedir.
Tablo 1: Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak tellerinde bulunan Elementlerin % sınırları ve öne çıkan etkileri. Kaynak tellerinin bileşim yönlerinden seçimlerinde, kaynak dikişinin durumuna göre alaşım özelliği ve beraber kullanılacağı tozla uyumu en önemli etkenler olarak dikkate alınması gerekmektedir. Çizelge 5’de tozaltı kaynağında yaygın tüketilen tellerin TS EN 756 ‘ya göre gösterilişleri ve kimyasal bileşimleri verilmektedir.
5. Metalsel Kaynak Banyosundaki Metalürjik Reaksiyonlar Tozaltı kaynağı uygulamasında,işlem aşamasında ortaya çıkan metalürjik olaylar büyük anlam taşımaktadır. Bunlara metal-cüruf tabakaları arasındaki redüksiyon ve ergiyik metaldeki C-,Mn-,Sielementlerinden Dezoksidasyon olayları örnek verilebilir. Kaynak dikişlerindeki Mn- ve Si- gibi elementlerin oranları birleştirilen bölgenin kalitesini belirlemektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
19/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 10: Ergimiş metal, cüruf ve gaz fazları arasında oluşabilecek Reaksiyonların şematik tasarımı.
Verilen reaksiyonlar metal-cüruf sınır yüzeyinden, göreceli yüksek derişmedeki Si O2 ,Mn O ve düşük derişmedeki Fe O içeren cürufa doğru gelişir. Ortalama cüruf sıcaklığı 1550 °C ± 100 ortalama metalsel banyo sıcaklığı 1770°C ±100 Ortalama metalsel damla sıcaklığı ise 2300 °C ±200 seviyelerinde bulunmaktadır.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
20/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Bu reaksiyonların yoğunlukları Si- ve Mn- ın redüksiyon ve bununla birlikte kaynak dikişine geçişine,kaynak tozunun kimyasal karakterine, reaksiyon bölgesindeki sıcaklığa, uygulanan kaynak parametrelerine, birbirlerine ilgi duyan elementlerin derişme oranlarına ve reaksiyon süresine bağlı olarak ortaya çıkmaktadır.
Kaynak tozlarının içerdiği SiO2 ve MnO yoğunluklarına göre, kaynak bölgesindeki reaksiyon eğilimlerine ait örnekler aşağıda verilmektedir. Örnek I : Kullanılan kaynak tozunda yüksek oranda SiO2 bulunmasına karşın, MnO bulunmamaktadır.
Kaynak tozundan gelen Si- kaynak metalinden redüklenir. Tel elektroddan gelen Mn- oksitlenir ve cürufa geçer.
Bu iki reaksiyonun sonunda da kaynak dikişine geçen silisyumun dikişteki derişmesi artmaktadır. Ayrıca mangan kaybı ortaya çıkmaktadır. Bu durumda yüksek oranda mangan içeren kaynak teli kullanılması önerilir.
Örnek II : Kullanılan kaynak tozunda SiO2 ve MnO bulunmaktadır. Kaynak tozundan gelen mangan, kaynak metalinden redüklenir. Kaynak tozundan gelen silisyum ise mangan tarafından redüklenir, serbest silisyum kaynak metaline geçer.
Yukarıda verilen örneklerde görüldüğü gibi, birinci durumda kaynak dikişine geçen silisyum, ikinci durumun iki katı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu bilinenler dikkate alınarak, kaynak dikişlerinde ön görülen kimyasal bileşimlere ulaşılabilinmesi için, kaynak tozu ile kaynak teli seçimini bir arada düşünmek gerekmektedir. Uygulamalara örnek olabilmesi açısından, kaynak tozu-kaynak teli kombinezonlarına ait birkaç örnek Tablo 2’de verilmektedir. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
21/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Genel olarak; Yüksek oranda MnO içeren tozlarla (% 30–45) , düşük oranda Mn- içeren (% 0,5-0,8) teller, Orta derecede MnO içeren tozlarla (%14–20), %0,8–1,4 Mn- içeren teller, Bileşimlerinde MnO bulunmayan kaynak tozları ile de %1,5–3,0 mangan, İçeren kaynak tellerinin bir arada kullanılması uygun görülmektedir.
Tablo 2: Tozaltı kaynağında, kaynak teli- kaynak tozu kombinezonları ve uygulama yerlerine ait örnekler. Kaynak teli-kaynak tozu kombinasyonlarının kısa gösterilişlerle verilmeleri, uygulamalarda doğru yönlendirme ve hatalardan korunma yönlerinden kolaylıklar sağlamaktadır. TS EN 756 sayılı standarddan alınmış iki kısa gösteriliş örneği ve gerekli çizelgeler aşağıda verilmektedir. Örnek 1 : Çok pasolu teknik için tozaltı ark kaynağında kullanılan bir tel-toz kombinasyonu, en düşük akma mukavemeti 460 MPa (46) olan ve bir alumina-bazik tozla (AB) ve bir S2 teli ile -30 °C’ta (3) sağlanan 47 J’lük en düşük ortalama darbe enerjili bir kaynak metali için kısa gösteriliş. EN 756 - S 46 3 AB S2
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
22/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
EN 756 S 46 3 AB S2
: Standard numarası : Tel-toz kombinasyonu / tozaltı ark kaynağı : Çekme özellikleri ( çizelge 1 ) : Darbe özellikleri ( çizelge 3) : Kaynak tozu tipi : Tel elektrodun kimyasal bileşimi
Örnek 2 : En düşük akma mukavemeti 420 MPa (4T) olan, 520 MPa’dan daha büyük enine çekme mukavemetli ve bir alumina-bazik tozla (AB) ve S2Mo tel elektrotla 20°C’ta (2) 47 J’lük darbe enerjisi veren bir esas metalde imalatçının tavsiyelerine göre iki pasolu teknik kullanılarak yapılan tozaltı ark kaynağı için bir teltoz kombinasyonunun kısa gösterilişi. EN 756 - S 4T 2 AB S2Mo EN 756 S 4T 2 AB S2Mo
: Standard numarası : Tet-toz kombinasyonu / tozaltı ark kaynağı : Çekme özellikleri ( çizelge 2 ) : Darbe özellikleri ( çizelge 3) : Kaynak tozu tipi : Tel elektrodun kimyasal bileşimi
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
23/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
6 . Kaynak Dikişi Oluşumu ve Dikiş Biçimleri Tozaltı kaynağında oluşan kaynak cürufu kaynak metaline metalürjik yönden etkisine paralel olarak, katılaşma aşamasında da işlemin önemli bir etkeni rolüne sahip bulunmaktadır. Uygulamalarda oluşturulan kaynak dikişleri özellikle dendritik bir yapı görünümündedirler. Yapısal oluşumda, kaynak bölgesinde soğuma hızının yavaşlamasına bağlı olarak taneler irileşmektedir. Bu oluşumda diğer etkenler olarak, kaynak edilen parçanın kütlesel büyüklüğü ve biçimi, ergitilen ilave malzemeler, seçilen birim dikiş enerjisi, metalsel banyo büyüklüğü, dikiş üstünde oluşturulan cüruf tabakasının kalınlığı sayılabilir. Metalsel kaynak banyosundaki kristalleşme, dikiş yanlarından başlayarak, çubuk ya da kısmen bozulmuş çubuk kristaller olarak dikiş ortasına doğru yayılır. Bu kısımda metalsel banyonun zayıflaması ile çubuk kristallerin muntazamlığı kaybolur, arzu edilmeyen, kaynak kesit ve kalitesi ortaya çıkar.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
24/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 11: Tozaltı kaynağında, kaynağın amacına bağlı olarak Seçilmesi gereken iç ve dış dikiş biçim oranları Birleştirme ve dolgu/kaplama kaynaklarında farklılıklar gösteren,uygun dikiş biçim oranlarının sağlanmaması durumlarında, gerek tozun ve gerekse ergimiş kaynak cürufunun beklenen işlevlerini tam olarak yerine getiremeyeceğinin bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenlerle uygun kaynak parametreleri ile çalışmak ve şekil 11’de verilen dikiş biçim oranlarının sınırları içinde kalmak, ön şart olarak gerekli görülmektedir. 7. Çalışma Tekniği Tozaltı kaynağı otomatik olarak gerçekleştirilebilen bir işlem olmasına karşılık, iç ve dış dikiş biçim oranları sınırları içinde kalmak koşulu ile, değiştirilebilen işlem parametreleri dikiş biçimi oluşumunu büyük oranda etkilemektedir. Tozaltı kaynak yöntemi, ark esaslı uygulamalar içinde, nüfuziyet derinlikleri ve nüfuziyet kesitlerinin büyütülmesinde en fazla serbestliğe sahip uygulama olarak tanınmaktadır. Bu özellik, birim dikiş enerjisinde artımlar sağlanarak ortaya çıkarılmaktadır. Birim dikiş enerjisinin en önemli değişkeni kaynak akım şiddetidir. Ancak kaynak edilecek biçimlere bağlı olarak, birim dikiş enerjisinin kalınlık eşdeğeri ve ön tavlama sıcaklığı ile bir arada ele alınması gerekli görülmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
25/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Tablo 2: Tozaltı kaynağında işlem parametrelerinin dikiş Boyutlarına etkileyiş yönleri. Tozaltı kaynağında, işlem parametrelerinin değişimlerinin, dikiş kesitini tanımlayan t, b, h boyutlarına yansıma yönleri şematik bir gösteriliş ile verilmektedir. Birim dikiş enerjisi-nüfuziyet kesiti ve derinliği ilişkisine bir örnek teşkil etmesi bağlamında, en fazla yararlanılan iki parametre olan, kaynak akım şiddeti ve kaynak hızı değiştirilerek ortaya çıkarılmış deneysel çalışma sonuçları şekil 12’ de görülmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
26/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 12: Birim dikiş enerjisi ile nüfuziyet derinliği ve kesiti ilişkisi Kaynak koşulları: ark gerilimi 32 V, kontakt aralığı 40 mm, toz nötr, tel S2, tel çapı 4 mm, doğru akım-pozitif kutup, malzeme St 52.3-25 mm. Şekilde de görüldüğü gibi, uygulanan kaynak hızlarının artması neticesinde, nüfuziyet derinliklerinde çok büyük değişikler olmamasına karşılık, nüfuziyet kesitlerinde oldukça büyük küçülmeler meydana gelmektedir. Bu görünüm, kaynak nüfuziyet derinliği için en önemli işlem parametresinin akım şiddeti olduğunun kanıtı olarak kabul edilmektedir. Sıvı fazdaki metalsel kaynak banyosu, katı fazdaki ana malzemenin ısınması ve ergimesi için ihmal edilebilir bir ısı kaynağı olarak kabul edilmektedir. Bu durum, bilhassa uygun seçilememiş kaynak şartlarında, metal erginti banyosu önden giderek, katı ana malzemeyi elektrik arkına karşı kapattığı veya ark aralığının ani olarak büyümesi nedeniyle, nüfuziyet derinliğinin oldukça önemli derecede azalması şeklinde açıklanmaktadır. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
27/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 13: Ark aralığının büyümesinden meydana gelen yetersiz nüfuziyet derinliği. Kaynak koşulları: Malzeme-St 37,2, akım şiddeti 520 A, ark gerilimi 31 V, toz-bazik, Tel–4 mm, kontakt Aralığı 35 mm, kaynak hızı 43 cm/dak. Şekil 13’de koşulları verilmiş olan deney ortamında yapılan kaynak sonucunda ortaya çıkan dikiş kesitleri görülmektedir. Ön hazırlamada meydana getirilmiş eşit hacıma sahip iki yüzeysel kofluktan, x noktasındaki kofluk tamamen ortadan kaldırılamamıştır. Dikiş kesitinin boyutlarının incelenmesinden, bu kofluğun ön büyüklükten ziyade ark aralığının ani büyümesi nedeninden kaynaklandığı anlaşılmaktadır. Zira, y noktasındaki kofluk da aynı hacımda hazırlanmıştır. Dikiş yüksekliği (h) ve dikiş genişliği (b) nin , x , y ve z kesitlerindeki boyutsal ölçümlerinde fazla bir farklılık görülmemesi, bu savı destekleyen sonuçlar olarak görülmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
28/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 14: Tozaltı kaynak uygulamalarında, metalsel banyo Delinmesine karşı alınabilecek bazı önlemler.
Tozaltı kaynak uygulamalarında göreceli derin nüfuziyet etkisi nedeni ile metalsel kaynak banyosunun delinme durumunun göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Şekil 14’de bu olasılığa karşın dikiş altlarına düzenlenebilecek önlem örnekleri ile Tablo 3 ‘de kaynak edilecek parça kalınlıkları esas alınarak çıkarılmış uygun dikiş ağız ve boyutları verilmektedir. Bu yöntemle gerçekleştirilmesi ön görülen birleştirmelerde, işlem öncesi kaynak değerlerinin seçiminde, göz önünde tutulması gereken etkenler, malzeme türü ve kimyasal bileşimi, kaynak edilen sac veya parça kalınlığı, kaynak çeşidi ve pozisyonu, ilave malzeme çapı ve kesiti, paso sayısı, kaynak dikiş çeşidi, kaynak tozu tane büyüklüğü ve özellikler, olarak sayılabilir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
29/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Tablo 3: Tozaltı kaynak uygulamalarında, parça kalınlıklarına bağlı uygun kaynak Ağızları ve alın aralıkları Alaşımsız yapı çelikleri için, Y-kaynak ağzı ve yatay / oluk pozisyonlarda birleştirme koşullarında, yassı malzeme kalınlıklarına bağlı ve ölçek olarak alınabilecek çalışma değerleri Tablo 4’de verilmektedir.
Tablo 4: Alaşımsız çeliklerin tozaltı kaynağı için, yassı malzeme kalınlıklarına bağlı Çalışma değerleri (yatay/oluk pozisyon, Y-kaynak ağzı) Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
30/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Uygulamalarda işlem öncesi kaynak akım şiddetinin seçiminde, genel olarak kaynak edilecek malzeme kalınlığı-kaynak ağzı-ilave kaynak malzemesi kesiti ilişkisi dikkate alınması gerekmektedir. Yöntemde tüketilen elektrodlar farklı kesitlerde olabildiğinden, çoğu kez akım şiddeti yerine akım yoğunluğu daha anlamlı görülmektedir. Normal elektrod kullanılmada da çapa bağlı uygun akım yoğunlukları ile yüklenmeleri önerilmektedir. Tablo 5’de çaplara uygun akım yoğunluk aralıkları verilmektedir.
Tablo 5: Tozaltı kaynağında, değişik tel elektrod çapları için Akım yoğunluk aralıkları. 8. Uygulama Alanları Tozaltı kaynağı, değişik konstrüksiyon biçim ve et kalınlıklarına göre düzenlenen, farklı kaynak ağzı biçimleri ile alın kaynağı, iç ve dış köşe kaynağı, bindirme kaynağı ve
Şekil 15: Tozaltı kaynağı ile gerçekleştirilmiş birleştirme ve dolgu kaynağı örnekleri. Çok telli bir kaynak tezgâhı ile buhar kazanı kızdırıcıları kaynağı (solda) ve Çift taraflı dikiş kesiti (üstte), band elektrod uygulaması ile dönel kap içerisine Paslanmaz çelik malzeme kaplanması
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
31/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Özel açılmış delikli bindirme kaynağı şekillerinden yararlanılarak aşağıda belirtilen alanlarda yaygın olarak uygulanmaktadır. Basınçlı kaplar, kazanlar, yakıt tankları, basınçlı tüp yapımları, gemi inşa sanayi, çelik konstrükiyon köprü tabyaları, spiral ve eksenel dikişli boru imali, platina sacdan kaynak dikişli çeşitli profiller imali, her türlü çelik konstrüksiyon, ağır taşıtların imali, ve benzerleri. Şekil 15’de birleştirme ve dolgu kaynağı olarak uygulamadan alınmış tipik iki örnek görülmektedir. Yöntemin uygulanmasında, yüksek ergime verimi ve yüksek nüfuziyet derinlikleri nedenleri ile s < 4 mm’lik kalınlıklarda güçlükler ortaya çıkabilmektedir. Bu kalınlıklarda bakır altlık veya kaynak tozlarından oluşturulmuş yastık kullanılması yada özel dikiş biçimlerinden yararlanılması, akım şiddeti ve ark geriliminin düşük tutulması, yüksek kaynak hızları ile çalışılması, kaynak tellerinin küçük çapta seçilmesi (≈ 2 mm), pozitif kutuplamanın uygulanması ve iri taneli kaynak tozlarının seçilmesi gerekli görülmektedir.
Şekil 16: İnce yassı malzemeler için birleştirme biçimlerinden örnekler. (kalınlık 3 mm, tel çapı 2,0-2,4 mm, doğru akım-pozitif kutup) 5 mm’den ince kalınlıklardaki birleştirme biçimlerine ait bazı örnekler, işlem koşulları ile birlikte şekil 16’da verilmektedir. Verilen örneklerden A’da görülen biçim özellikle basınçlı sıvı gaz tüplerinde, dönel dikiş birleştirmelerinde, uygun dikiş biçimi olarak uygulanmaktadır. Kalın malzemelerin birleştirilmesinde, malzeme bileşiminde homojenlik olmama durumlarında, laminasyon kusurlarında, özellikle sakinleştirilmemiş çeliklerde sıcak çatlama tehlikesi bulunmaktadır. Kök pasolarda, metalsel banyo büyüklüğünün de etkisi ile ana parçadan ergime payının büyümesi sonucu, oluşumun ortaya çıkma eğilimi artmaktadır. Bu durumlarda, özellikle kök pasolarda kaynak gerilimlerinin göreceli olarak yüksek, akım şiddetlerinin düşük seçilmesi gerekmektedir. Uygulamalarda, elektrod çaplarına göre verilen akım yoğunluklarının alt sınırlarına uyan akım şiddetlerinden ölçek değerler olarak yararlanılabilinir. Aşağıda bu esasa göre önerilen değerler örnek olarak verilmektedir. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
32/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Ark gerilimi = 38–40 V Akım şiddeti ≤ 900 A (elektrod çapı 5 mm) ≤ 1000 A (elektrod çapı 6 mm) Ayrıca kalın parça ve sacların kaynağında, ince taneli tozların kullanılması ( ≤ 1,5 mm) uygun görülmektedir. Yüksek dayanımlı kaynak dikişlerinin eldesinde, bilhassa malzeme alaşım elamanı oranlarının yüksek olması durumlarında, sıcak çatlamaya karşı yeterli güven sağlanması için, kaynak tozu-kaynak teli kombinasyonunun uygun seçilmesi ve ısı etkisi altında kalan bölgelerin, olabildiğince kaynak öncesi ve kaynak sonrası tavlama işlemine tabi tutulması ön şart olarak gerekmektedir. Kaynak birleştirmelerden genel olarak yüksek mekanik dayanımlar, çatlama ve gözenek oluşmaması güveni gibi özelliklere sahip olmasının beklenmesi doğaldır. Alaşımlı ve yüksek alaşımlı çeliklerde bu özelliklere ilave olarak, korozyon ve taneler arası korozyona karşı da dayanım aranmaktadır. Bu özelliklerin de sağlanabilmesi için Nb- ve Ti- malzemelere bir denge (stabilizatör) elemanı olarak ilave edilebilmekte ve bileşimdeki C-nun belirli bir sınırda tutulması gerekmektedir. Ayrıca kullanılan kaynak tozundaki SiO2 ve MnO oranlarının da düşük tutulması, aranan özelliklerin ortaya çıkarılmasına yardımcı olmaktadır. Bu şekilde kaynak bağlantı bölgesinin taneler arası korozyon riski azaltılmakta, Si- ve Mn- dan gelen Cr- oksidasyonu ile kaynak dikişlerinin istenmeyen eleman ve bileşimleri içermesi olasılığı düşük oranlarda tutulmuş olmaktadır. Alaşımlı ve yüksek alaşımlı çeliklerin ısı iletim kabiliyetleri düşük olduğundan, daha düşük kaynak akım şiddetleri ile çalışılması (yaklaşık olarak alaşımsız çelikler için uygulananın %80’i seviyelerinde) veya kaynak akım şiddetinin daha kısa süre etkilemesi amacıyla kaynak hızlarının arttırılması da sorunun çözümüne yardım etmektedir. Tozaltı kaynak yönteminin yatkın olduğu bir başka uygulama alanı da dolgu ve kaplama/zırhlama amaçlı kaynak işlemleridir. Bu amaçlı uygulamalara örnek olarak aşınan millerin ve makine parçalarının dolgu işlemleri, yumuşak çelik ve malzemelerin üzerlerine aşınmaya, darbeye veya korozyon ve oksidasyona dayanımlı yüzeyler oluşturulması gösterilebilir. Bu tür uygulamalar için tozaltı kaynak yönteminin üstünlüğü, devreye çift elektrod-tandem-band elektrod gibi türev yöntemlerde sokularak işlemin 40 kg/saat ‘a kadar varan yüksek ergime verimi, elde edilen kaplamanın kalitesi, yüzeyinin düzgünlüğü ile boyut korunum üstünlükleri ve bu uygulamanın sürekli yapılabilmesi özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Temel prensip olarak kaplama amaçlı tozaltı kaynak uygulamalarında, ana malzemeden ergime payının düşük oluşturulmasına dönük kaynak parametreleri ile çalışılması gerekmektedir. Bu nedenle işlemlerde düşük kaynak akım şiddeti, yüksek ark gerilimi, daha büyük kesitli ilave malzeme ile buna bağlı olmak koşuluyla daha düşük kaynak hızları ile çalışılmaktadır. Bu uygulamalarda genellikle nötr ve bazik karakterli tozların kullanılması önerilmektedir. Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
33/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Uygulamalarda her türlü alaşımlı ilave malzeme, tel veya band şekilli olarak kullanılması mümkün olabilmektedir. İşlemlerde ayrıca kullanılan tozlarla da alaşımlama yapılabilmektedir. Band elektrodla tozaltı kaynak uygulamasında kullanılan band boyutları ve işlem parametreleri Tablo 6’da örnek olarak verilmektedir.
Tablo 6: Band elektrod kullanılarak yapılan dolgu kaynağında, band Boyutları ve işlem parametreleri (kaynak hızı: 10 cm/dak). Bu tür uygulamalarda elektrod olarak tel veya bandların kaynak tozları ile bir arada kullanım olanaklarına ait örnekler aşağıda verilmektedir. a. Alaşımlı tel veya band - Normal toz b. Alaşımlı tel veya band - Alaşımlı toz c. Alaşımsız tel veya band - Alaşımlı toz d. Alaşımlı özlü elektrod - Normal toz İşlemlerde band elektrodla normal ark, tel elektrod kullanımlarda ise çift elektrodlu sistemler ile doğrudan ve dolaylı ark uygulamalarından bir arada yararlanılmaktadır. Birleştirme amaçlı işlemlerde olduğu gibi, dolgu/kaplama açlı işlemlerde de alaşımlı ve yüksek alaşımlı kaynak dikişlerinin oluşturulmasında, sıcak çatlama ve aşırı sertlik oluşum olasılıklarına karşı, ana parçaya ön tavlama uygulanması gerekli bulunmakta, ayrıca bir işlem sonu tavlaması önerilmektedir…
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
34/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Band elektroddan yararlanarak gerçekleştirilen uygulamalarda, bandın dikiş eksenine göre konumunu, dikiş eksenine dik, paralel ve diyagonal düzenleyerek,ön görülen dolgu biçimine ulaşmak kolaylığı da bulunmaktadır. Şekil 17’de belirtilen farklı uygulamaların şematik görünümleri ve elde edilen dikiş form örnekleri verilmektedir.
Şekil 17: Farklı band konumları ile uygulama imkânları ve elde edilen dikiş dolguların makro dağlanmış kesitleri. Tablo 7’de ise kimyasal bileşimi verilen alaşımsız çeliğe band elektrodla kaplamada, ön görülen östenitik yüzey kimyasal bileşiminin elde edilmesi amacıyla uygulanan kademeli paso sonucu, ortaya çıkarılan element yüzdeleri verilmektedir.
Tablo 7: Alaşımsız çelik yüzeyine iki pasolu uygulama sonu elde edilen kimyasal bileşim.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
35/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI Tozaltı kaynağında iki elektrod ile ark oluşturularak yapılan uygulamalarda birçok avantajlar sağlanabilmektedir. Birleştirme veya dolgu işlemlerinde öngörülen beklentilere göre bu türev yöntemler uygulamalarda kullanılma alanları bulmaktadır. Bu şekilde, ergitme güçlerinde artmalar, derin nüfuziyet etkisi ortaya çıkarma, daha yüksek kaynak hızlarına ulaşma, metalsel banyo boyutlarını değiştirebilme, ana ve ilave malzeme ergime paylarını değiştirerek dikiş kimyasal bileşimini denetim altında tutabilme, iç ve dış dikiş boyutlarını değişiklikler sağlanabilmektedir. Bu uygulamalara ait örnekler aşağıda şematik şekillerle verilmektedir.
Şekil 18 : Tek akım üretecinden beslemeli iki elektrodla tozaltı kaynağı-tandem usulü.
Şekil 19: Birinci elektrod dalgalı akım, ikinci elektrod doğru akım güç üretecinden beslemeli çift elektrodla tozaltı kaynağı.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
36/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI
Şekil 20: Tek akım üreticinden beslenen, tek metalsel banyo oluşumlu, paralel iki elektrodla yapılan tozaltı kaynağı.
Şekil 21: Tek akım üreticinde beslenen, dolaylı ark oluşumu da ortaya çıkan, paralel ve açılı konumda yapılabilen iki elektrodla tozaltı kaynağı.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
37/38
GEV - ATB
IIW No:1.10 Revizyon No: 001 Tarih: 09.03.2009
TOZALTI KAYNAĞI 9 . Kaynak Personeli, Çalışma Ortamında Sağlık ve Emniyet Tozaltı kaynağı, genellikle ağırlıklı olarak düz ve yatay konumda yapılan, bu konumda olmayan tasarımlarında ilave donatımlar yardımı ile bu konuma getirilmesi ile gerçekleştirilen uygulamalardır. Elektrik arkının dıştan görünmediği bu yöntemde işlemlerin yarı otomatik veya otomatik yapılması nedeni ile de kaynak elemanından yüksek seviyede kaynakçı yeteneği ve becerisi beklenmemektedir. Kaynak elemanından aranan nitelik kaynak deneyim birikimi ile elektro teknik bilgisidir. Tozaltı kaynağının gerçekleştirilmesi için, iş parçasının konumlanmasına yarayan iş bağlama düzenleri ve fikstürlerin tasarlanması, özellikle maliyetler ve zaman yönlerinden öne çıkmaktadır. Kaynak elemanı açısından kaynağın yapılması, yüksek derecede yetenek gerektirmezken, kurulum prosedürü, kabul edilebilir kaynak pozisyonda iş parçasını konumlandırmak için gerekli fikstür ve tutucuların üretilmesi ve kurulumu yetenekli personel gerektirmektedir. Kaynakta sağlık yönünden ana güvenlik konuları, elektrik şoku, kısa devre ihtimali, magnetik alanda kalma, az miktarlarda olsa da duman ve gazın solunması, arkın ultraviyole ışınlarından ve kızgın metal kızıl ötesi yayınımından meydana gelen yanıklardır. Yüksek güvence için bu yöntemle de çalışan kaynak elemanın da cilt ve gözlerinin korunması esastır. Elektriksel sorunların riskini azaltmak için, tüm tesisat ve ekipmanlar uygun şekilde topraklanmalı ve kaynak kabloları bakımlı olmalıdır. Bu uygulamalarda kaynak üreteçlerinin diğer yöntemlerle kıyaslandığında güçlerinin yüksek olduğu, boşta çalışmalarda gerilimin yüksek olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. Kaynak elemanının tüm giysilerinin yeterli izole özelliğine sahip olması gerekmektedir. Tozaltı kaynağında, uygun işlem parametreleri ile çalışma koşullarında, gaz ve duman üremesi hemen hemen yoktur. Bununla birlikte, buharlaşma ihtimali olan elementler potansiyel bir tehlikedir. Bu elementlere maruz kalmayı önlemek için, kaynak ortamı uygun havalandırmaya sahip bulunmalı, gerekli durumlarda havadaki oksijen ölçümleri yapılmalıdır. Tozaltı kaynağında ark parlaması ve buna eşlik eden sıçrama, oluşan cüruf ve beslenen toz yığını vasıtasıyla hemen hemen ortadan kaldırılmıştır. Ancak açık alan çalışmalarında kaynak bölgesi rüzgâra karşı korunmalıdır. Bununla birlikte kaynak elemanının gözlerinin sürekli olarak korunması, kaynak dikişlerine temas etmelerde sürelere dikkat edilmesi gerekli görülmektedir.
Kaynak Teknolojisi ve Tahribatlı/Tahribatsız Muayene Eğitim Araştırma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarındaki metin ve resimlerin, tamamının ya da bir kısmının, GEV’in yazılı izni olmaksızın elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayıt sistemi ile çoğaltılması yayımlanması, sunumlarda kullanılması ve depolanması yasaktır.
38/38
