G AZ ALTI KAYNAĞI

MIG - MAG KAYNAĞI

Prof. Dr. Kutsal TÜLBENTÇİ

İTÜ KİMYA - METALÜRJİ MAKİNASI

12 KASIM 1993

MIG - MAG KAYıNAK DONANIMI

Bir NÎIG kaynak donanımı şu kısımlardan oluşur:

1.- Kaynak tabancası diye de adlandırılan bir kaynak torcu.

2.- Tel şeklindeki elektrod ve muhafazasını, kaynak ve şalter kablosunu, gazhortumunu ve gerektiğinde soğutma suyu giriş ve çıkış hortumlarını bir arada tutanmetal spiral takviyeli hortum; torç bağlantı paketi.

3.- Tel şeklindeki elektrodun hareketini sağlayan tertibat.

4.- Kaynak akımının geçişini, soğutma suyunun devreye girişini, koruyucu ga-zın akışını ve telin hareketini sağlayan kumanda dolabı.

5.- Kaynak akım üreteci.

6.- Üzerinde basınç düşürme ventili ve gaz debisi ölçme tertibatı bulunan koru-yucu gaz tüpü.

KAYNAK TORÇLARI

MIG-MAG kaynağmdaîel elektroda akımın yüklenmesi,ark bölgesine koruyucugazın gönderilmesi torcun görevidir. Arkın çok yakınında bulunması nedeni ile özel-likle, yarı otomatik yöntemlerde operatörün sıcaklıktan mümkün olduğu kadar azetkilenmesi için çeşitli biçimlerde torçîar geliştirilmişse de günümüzde en yaygın olarakkullanılanı, oksi-asetîlen üftecini andıran biçimde bükülmüş olan türüdür; tel elek-trodun spiral içinde itilerek ilerletilmesi çok zor olan alaşımlar için tabanca şeklin-de, üzerinde teî ilerletme tertibatı ve ufak bir tel kangalı bulunduran torçlar da üre-tilmektedir.

MIG - MAG yönteminde tel elektrod sürekli olarak ilerlediği için tele elektrikiletimi bir kayar kontak ile sağlanır. Tel torcu terketmeden biraz evvel bakır esaslıbir kontak lülesi içinden geçerken kaynak akımı ile yüklenir; bu kontak lülesine kon-santrik olarak, torcun ağız bölgesinde bir gaz lülesi (nozul) bulunur ve bu lüle saye-sinde, koruyucu gaz akımı laminer olarak (girdapsız olarak) kaynak bölgesine sevk-edilir.

Ark sıcaklığından etkilenen torcun sürekli olarak soğutulması gereklidir; dü-şük akım şiddetlerinde yapılan çalışmalarda koruyucu gaz akımı gerekli soğutmayıyapabilmektedir. Kalın elektrodların, yani yüksek akım şiddetlerinin kullanılmasıhalinde ise (Ï 250 A) su ile soğutma sistemi gereklidir. Su ile soğutma, doğal ola-rak düşük akım şiddetlerinde de daha iyi bir soğutma yaparsa da, uygulamada torç-ta sızdınnazîığm sağlanması için kullanılan contaların bakımı külfetli olduğundantercih edilmez.

Torcun ark sıcaklığından en fazla etkilenen parçaları gaz ve kontak lüleleridir;kontak lülesi, sıcaklığın yanısıra hareket halindeki tele, kısa bir bölgede akımı iletti-ğinden, yüksek bir akım şiddetinin ve kaynak banyosundan sıçrayan metal damla-cıklarının etkisine de maruz kalmaktadır.

Yüksek sıcaklık aşınmayı arttırarak telin geçtiği deliğin büyümesine ve dolayısıile tele elektrik iletiminin zorlanmasına neden olur. Uygulamada, akım şiddetininüst sınırlarında çalışılması halinde, kısa bir süre sonunda tel ilerleme hızında düzen-sizlikler görülmeye başlar, bu telin aşın ısınmış kontak lülesi içinde sürtünmesininartmasından ortaya çıkmaktadır; bu olay temas düzensizliğine yol açtığından, ar-kın stabilitesini kaybetmesine, kaynaklı bağlantının da kalitesini yitirmesine nedenolur. Uygun akım şiddetlerinde de eğer ısınma ortaya çıkıyorsa kontak lülesinin mon-tajına dikkat etmek gereklidir; lüledeki sıcaklığın geriye iletilmesi bağlantı soketi-nin tam yerme oturmaması veya temas yüzeylerinde yabancı madde (pislik v.b.) bu-lunması nedeni ile önlenmiş olabilir.

Koctak lülesinin aşın ısınması bu olayın dışında başka birçok nedenle de orta-ya çıkabilir; örneğin lülenin banyodan olan mesafesi, kontak kalitesi lülenin malze-mesi, koruyucu gaz türü, ark boyu, ağız türü, iş parçası sıcaklığı ve iş parçasınınısı yansıtma özeliği gibi...

Kontak lüle malzemesi elektriği çok iyi iletmek ve aynı zamanda aşınmaya (özel-likle eîektroerozyona) dayanıklı olmak zorundadır. CuCr, CuCrZr, CuBe uygula-mada çok sık kullanılmakta ve saf bakıra tercih edilmektedir; günümüzde piyasadaaşınmaya daha da dayanıklı sinter tekniği ile üretilmiş CuTu, CuTuAg alaşımı kon-tak lüleleri de bulunmaktadır. Uygulamada lülenin iç çapının tel çapından takriben0,2 mm daha büyük olmasına müsaade edilir, bu değer yumuşak tel eîektrodları ha-linde daha da büyüyebilir.

Cr, Ni ve Al eîektrodları kontak lülesini bakır kaplanmış yumuşak çelik teller-den daha fazla zorlarlar; kısa bir süre içinde, çok sayıda arkın yakılıp söndürülmesilülenin kontak yüzeylerinin bozulmasına neden olur.

Kontak lülesi ile konsantrik olarak bulunan gaz lülesi de çalışma esnasında aşı-rı termik zorlamaya maruz kalan torç elemanlarındandır. Kaynak bölgesine gönde-rilen koruyucu gazın düzgün akımını sağlayan gaz lülesinin büyüklüğü, erime gücüve kaynak hızına bağlı olarak değişir.

Kaynak esnasında lüleye yapışan, sıçrayan metal damlacıkları, koruyucu gazınlaminer akımını bozar ve bu da kaynak bölgesinin iyi korunmamasına neden olur.Sıçramanın aşırı olduğu hallerde, yapışan metal damlacıkları akım lülesi ile gaz lü-lesi arasında köprü oluşturarak, gaz lülesi ile iş parçası arasında ikinci bir arkın oluş-masına ve bu da, hem iş parçasının hem de torcun hasar görmesine neden olur; bubakımdan kaynak esnasında sıçramanın fazla olduğu hallerde torç sık sık kontroledilip temizlenmelidir.

Her iki tüle de torcun kolaylıkla değiştirilebilen ve yedekleri tedarik edilebilenelemanlarıdır.

213

1 Torç Boynu2 Kontak Lülesi Tutucusu3 Torç Gövdesi4 Torç Şalteri5 Kabza6 Conta7 Bağlama Ringi8 İzolasyon Yüksüğü9 Kılavuz Lülesi

10 Kılavuz Hortumu11 Şalter Kablosu12 Gaz Hortumu13 Akım Kablosu14 Gaz Lülesi15 İzolasyon Ringleri16 Kontak Lülesi17 Eiektrod Kılavuzu (spiral)

— Hava soğutmalı torç kesiti ve torç bağlantı paketi. 18 Torç Bağlantı Rakoru

TORÇ BAĞLANTI PAKETİ

Torç kaynak makinasına, içinde tel eiektrod kılavuzunu, akım kablosunu, ko-ruyucu gaz hortumunu ve gerekli hallerde soğutma suyu geliş ve dönüş hortumları-nı bir arada tutan metaî spiral takviyeli ve kalın hortum ile irtibatlanmıştır, bu kaimhortuma torç bağlantı paketi adı da verilir.

Kullanılan tel elekîrodun malzemesine göre çeşitli türde kılavuzlar kullanılır;bazı yörelerde bu kılavuzlara spira! veya gayd adı da verilir. Klavuz, tel ilerletmetertibatından kontrol lülesine kadar tel elektrodun sevkedilmesi görevini üstlenir;alüminyum ve alaşımları, Cr-Ni paslanmaz çelikler için plastik hortum, aîaşımsızve alaşımlı çelik eîekrrodlar için ise :e!:k spiral şeklinde yapılmış kılavuzlar kullanı-lır. Kullanılan kılavuz hortumun çap!, eiektrod çapına uygun olarak seçilir; uygula-mada genellikle her kılavuz ile ancak iki birbirine yakın çaptaki teller kullanılabilir.

214

TEL SÜRME TERTİBATI

Tel elektrod sürme tertibatı, teli makaradan sağıp, önceden saptanmış bir hızlaark bölgesine gönderen bir mekanizmadır. Çalışma sistemlerine göre çekme, itme türütertibatlar diye adlandınhrlarsa da prensip olarak çalışma bakımından birbirlerin-den pek farkları yoktur. Hız ayan kademesiz bir mekanik tertibat veya gerilimi de-ğiştirilerek hızı ayarlanan bir doğru akım motoru tarafından gerçekleştirilir. Günü-müzde daha çok bu ikinci sistem tercih edilmektedir.

Tel sürme tertibatları çalışma prensibi bakımından, rulolu tertibatlar ve planettertibatlar olmak üzere iki ana gruba ayrılırlar.

— Tel sürme tertibatı.

Ruloîu tertibatlarda, tel iki veya dört rulo arasından geçer; bunlardan alt rulo-lar arzu edilen tel besleme hızına eşit bir çevresel hızla dönerler ve üzerlerinde telçapına uygun bir kanal açılmıştır, üst rulolar avara döner, bunların bazıları düz,diğer bazılarına ise kanal açılmıştır; kullanılan elektrodun sert olması halinde rulo-lara teli kaydırmamaları için tırtıllar da açılmıştır.

Tel makaradan sağıhrken tam düz değildir ve bu şekilde tel kaynak bölgesinesevkedilirken, spiral kılavuz içinde sürtme yaptığından sürme tertibatını zorlar vetel ilerletme hızının düzensiz olmasına neden olur ki bu olay da kaynak dikişininkalitesini etkiler.

Dört rulolu tertiplerde tel bir dereceye kadar düzelir, ikî rulolu tertibatlarda,sürme mekanizmasından önce bir tel doğrultma ruloları grubuna gerek vardır.

Tel sürme tertibatında ruloların tel üzerine yaptıkları basıncın iyi ayarlanmasıve tel tür ve çapına uygun biçimdeki ruloların kullanılması gereklidir.

215

Uygun tel basıncı ve Tel basıncı Uygun olmayan Uygun olmayankanal ölçüsü çok yüksek kanal boyutu kanal boyutu

(küçük) (büyük)

— Rulo profilinin ve basıncının elektrod üzerine etkileri.

Yumuşak malzemeden yapılmış kaynak telleri ile özlü elektrodlar halinde dörtrulolu tel sürme tertibatlarının kullanılması ile daha iyi sonuç alınmaktadır; bu hal-de ruloların profilinin kalitesi ile rulo basıncının ayarı da büyük bir öneme sahiptir.

Rulolu tel sürme tertibatlarının yegâne mahzuru makaradan sağılan teli tamolarak doğruîtamamalarıdır.

Dönel veya planet sistemi tel sürme tertibatlarında eksenleri birbirlerine göreçarpık üç rulo vardır, tel bunların arasından geçer, ruloların bağlı olduğu gövde dön-dürülür ve bu şekilde ruloların temas noktası tel üzerinde bir helis çizer; tel döne-mediği için de ilerleme hareketi yapar. Bu sistemin en büyük avantajı tel elektroduçok iyi bir şekilde doğrultmasıdır.

Planet sistemi tel sürme mekanizmaları, teli çok iyi doğrulttuğundan, tel ile spiralkılavuz arasındaki sürtünme azalır ve dolayısı ile daha uzun hortumlar kullanmakmümkün olur; bu tertibatla hortum boyu 6 m.'ye kadar uzatılabilir. Yalnız bu sis-tem ince ve yumuşak metallerden yapılmış tel elektrodlar ile özlü eiektrodlar içinuygun değildir.

— Planet veya dönel tel sürme tertibatı şeması.

216

KUMANDA TERTİBATI

Gerekli ayarlar yapılıp makinanın ana şalteri kapatılarak çalışmaya hazır halegelinince, kaynağa başlamak için yan otomatik MIG-MAG makinalarmda torç üze-rindeki düğmeye basmak kafi gelir. Bu anda, önce ayarlanmış debide koruyucu gazakımı başlar, kısa bir süre sonra ark oluşur ve ark oluştuktan çok kısa bir süre son-ra da tel sürme tertibatı devreye girer. Kaynağa son verilmesi halinde ise bu sırala-manın tersi oluşur. Büyük güçlü makinalarda ayrıca soğutma suyunun devreye girişve vîkışı da gem kumanda tertibatı tarafından gerçekleştirilir.

— Tel ilerlemesinin durması ile akımın kesilmesi arasındaki sürenin (geri yanmasüresi) telin ucunun biçimine etkisi.

MÏG - MAG KAYNAĞI AKIM ÜRETEÇLERİ

MÏG - MAG kaynağında kullanılan kaynak akım üreteçlerinin VI karakteristi-ği örtülü elektrod ile yapılan elektrik ark kaynağı ve TIG kaynağında kullanılan akımüreteçlerinden çok farklıdır. MIG - MAG kaynak yönteminde kullanılan akım üre-teçleri yatay karakteristiklidir; sabit gerilimli diye de adlandırılan bu kaynak akımüreteçlerinde, gerilimin tamamen sabit tutulması mümkün olmadığı gibi aynı zaman-da mahzurludur. Zira böyle bir üreteçte elektrod iş parçasına temas ettiğinde geri-lim düşecek ve akım şiddeti sonsuz yükselecektir ve bu da elektrod ucunda ani birpatlamaya ve şiddetli sıçramaya neden olur; bu bakımdan bu tür kaynak akım üre-teçlerinde her 100 amper için azami 7 Volt kadar ark gerilimi düşümüne müsaadeedilir; bu değer kaliteli üreteçlerde 2 ilâ 5 V arasındadır.

Bu tip kaynak akım üreteçlerinde iç ayar diye isimlendirilen ark boyu ayan var-dır. Bu tip üreteçlerde ark gerilimi ve tel ilerleme hızı \e buna bağlı olarak da akımşiddeti ayarlanır. Bu tür makînalarda tel ilerletme motoru, seçilmiş sabit bir devirdedöner, yani diğer bir deyimîe tel hızı sabittir.

— / \ ) ayan ile ark boyunun kaynak süresince sabit kalmas».

Kaynak esnasında herhangi bir nedenle ark boyu uzadığı zaman Şekil 18'de gö-rüldüğü gibi akım şiddeti büyük miktarda azalır. Buna bağlı olarak da eriyen telmiktarı azaldığından ark normal boyuna döner; aksi halde, yani ark boyunun kısal-ması halinde ise akım şiddeti süratle artar, eriyen tel miktarı da buna bağlı olarakartacağından neticede de ark boyu normale döner.

Bu kaynak yönteminde görüldüğü gibi ark boyunun ayarlanması yarı otoma-tik kaynak halinde dahi, kaynakçının melekesine veya dikkatine bırakılmamıştır.Ark boyu kaynak akım üretecinin yatay karakteristiği sayesinde kendinden ayar-lanmaktadır.

Günümüzde MIG-MAG kaynağında kullanılmak üzere genelde iki tür kaynakakım üreteci imal edilmektedir.

Birinci tür, şantiyelerde, elektrik akımının bulunmadığı yerlerde kullanılmaküzere geliştirilmiş, dize! veya benzin motoru tarafından tahrik edilen jeneratörlerdir.

Bunla: genellikle gerektiğinde yatay ve gerektiğinde düşey karakteristik ile ça-lışabilecek tarzda dizayn edilirler ve bu şekilde bilhassa pipe line borularının kayna-ğında hem örtülü elektrod ile elektrik ark kaynağı ve hem de MIG-MAG yöntemin-de kullanılabilir. Bu özelik bilhassa pipe line borularının kaynaklarında büyük birkolaylık sallamakladır.

- 2 1 8 -

Atölyelerde kullanılan akım üreteçleri ise bir transformatör ve bir redresördenoluşmuş paket cihazlardır. Günümüzde artık elektrik motoru ile tahrik edilen jene-ratörlerin imali yok denecek kadar azalmıştır.

Normal şebekeye bağlanan bu cihazların monofaze ve trifaze akım ile çalışan-ları vardır. Trifaze akım ile çalışan üreteçler gerek daha kararlı bir kaynak arkı oluş-turmaları ve gerekse de şebekeyi dengeli bir şekilde yüklemeleri nedeni ile tercih edi-lirler.

MIG kaynak yönteminde güvenilir kaynak bağlantısı elde edebilmek için ayar-lanması gereken kaynak parametrelerinin başında akım şiddeti ve gerilimi gelir. Sa-bit gerilimli veya diğer bir deyimle yatay karakterisîikli kaynak akım üreteçlerindebu iki parametre birbirlerinden bağımsız olarak ayarlanabilir.

Kaynak akım gerilimi, akım üretecenin ince ve kaba ayar düğmelerinden kade-meli olarak veya bazı özel tiplerde ise potansiyometre ile kademesiz olarak ayarla-nabilir. Kaynak akım şiddeti ise MIG kaynak üreteçlerinde tel ilerletme düğmesin-den ayarlanır. Seçilmiş olan gerilim ve akım şiddetinin dikiş formu ve ark şekli üze-rine etkileri Şekil 42'de gösterilmiştir. Uygun seçilmiş bir çalışma noktası arkın sa-kin ve kararlı bir şekiide yanışı ile kendini belli eder. Bir MIG kaynak akım ürete-cinde sabit gerilim karakteristik ayar imkânı ne kadar fazla olursa optimal çalışmanoktasının saptanması da o derece kolay olur. Genel olarak standard akım üreteçle-rinde 3 kaba ayar ve 5 adet de ince ayar vardır, bu da toplam 15 kademede gerilimayar olanağı sağlar.

Eriyen elektrod ile gazaltı kaynağında doğru akım ve yatay karakteristikli kay-nak akım üreteçleri kullanılır. Bilinen diğer ark kaynak yöntemlerinde olduğu gibidoğru akım kullanılması halinde elektrod pozitif veya negatif kutba bağlanabilir.Alüminyum ve alaşımlarının kaynağında banyo üzerinde oluşan oksit tabakasınınparçalanabilmesi için elektrodun muhakkak pozitif kutba (ters kutuplama) bağlan-ması gereklidir. Diğer metal ve alaşımların özellikle çeliklerin kaynağında her ikikutuplama türü de kulïamlabiiirse de, çok daha derin bir nüfuziyet sağladığındanuygulamada genellikle ters kutuplama tercih edilir: doğru kutuplama çok nadir ola-rak, nüfuziyetin çok az olmasının gerekli olduğu hallerde kullanılır.

— Kutuplamanın dikiş formuna ve kaynak özeliklerine etkileri.

İyi bir nüfuziyetin, buna Karşın parçaya kaynaktan olan ısı girdisinin sınırlı tu-tulmasının gerekli olduğu hallerde, darbeli doğru akım yöntemi uygulanır. Darbelidoğru akım (pulsed direct current) ile alternatif akımı birbirlerine karıştırmamaklazımdır; darbeli doğru akım halinde, seçilen akım şiddeti önceden saptanmış ikideğer arasında, arzu edilen bir frekansta değişmektedir.

KORUYUCU GAZ TÜPLERİ

Ülkemizde MÎG - MAG ka>nağı için gerekli koruyucu gaz basınçlı tüplerdensağlanır. İşletme içi merkezi sistem gaz dağıtım şebekeleri henüz uygulama alanı bu-lamamıştır.

Ülkemizde asal gaz tüpü olarak, oksijen için üretilmişlerin benzeri 40 litre ha-cimli 150 Alü'lük tüpler kullanılmaktadır. Batı ülkelerinde ise 10, 20, 50 litre ha-cimli, 200 Atü ile doldurulan tüpler tercih edilmektedir; bu şekilde tüplerde 2, 4veya 10 m- gaz depolanabilmektedir.

-220-

CO? tüpleri içinde gaz sıvfhaldedir ve bu bakımdan gaz tüpleri içerdikleri sıvıgazın ağırlığına göre 10, 20 ve 30 Kg'lık olmak üzere sınıflandırılırlar. 1 Kg. sıvıCO2 teknik olarak 540 litre koruyucu gaz oluşturur. Tüp ağızlarına gaz basınç ayarventili diye isimlendirilen ve aynen oksijen tüpündeki tertibatı andıran bir düzenektakılır; bunun üzerinde tüpe yakın olan manometre tüp basıncını,diğeri ise gaz de-bisini gösterir. Gaz debisi bu şekilde ölçülüp ayarlanabildiği gibi, flovmetre denilenbir konik cam tüp içinde haraketli bir bilya bulunan aletle de yapılabilir.

Koruyucu gaz olarak COj kullanılması halinde, tüp içinde gaz sıvıdan buhar-laşırken ortamdan enerji çeker ve doîayısı ile tüpte ortaya çıkan sıcaklık düşmesisonucu kuru buz diye adlandırılan CO2 karı oluşur ve bu da ventili tıkar; sürekliolarak 12 lt/dak daha fazla debilerde CO2 kullanılması veya kaynak işleminin so-ğuk iklimlerde yapılması hallerinde tüp çıkışına bir ısıtıcı konur.

Gaz akımının kaynak esnasında açılıp kapanması tüpler ile değil, kumanda do-labında bulunan bir magnetik ventil ile sağlanır.

Gaz tüplerine takılan basınç ayar ventilleri sadece belirli bir gaz türü içindirve bunlar dizayn edildikleri gaz için kullanılmalıdırlar.

2 21

iMIG - MAG KAYNAK YÖNTEMİNDE KULLANILANKORUYUCU GAZLAR

Gazaltı kaynak yöntemlerinin üç tür sarf malzemesi vardır, bunlar elektrik ener-jisi, koruyucu gaz ve kaynak metalidir. Kaynak telinin kimyasal bileşimi ve koruyu-cu gazın türü kaynak metalinin bileşimini ve mekanik özeliklerini belirleyen en önemlifaktörlerdir.

Bütün gazain kaynak yöntemlerinde olduğu gibi koruyucu gazın MİG - MAGyönteminde ark bölgesini tamamen örtmesi ve atmosferin olumsuz etkilerinden ko-ruması gereklidir.

MİG - MAG kaynağında inert ve aktif gazlar veya bunların çeşitli oranlardakarışımı kullanılır. Genel olarak asal gazlar, reaksiyona girmediklerinden demir dı-şı metallerin kaynağında, aktif gazlar veya aktif ve asal gaz karışımları da çeşitlitür çeliklerin kaynağında uygulama alanı bulmaktadır.

Kaynak işlemi için gaz seçiminde çeşitli faktörlerin göz önünde bulundurulma-sı gereklidir;

Bunlar şu şekilde sıralanabilir:

1.- Kaynatılan metal veya alaşımın türü,

2.- Ark karakteristiği ve metalin damla geçiş biçimi,

3.- Kaynak hızı,

4.- Parça kalınlığı, gereken nüfuziyet ve kaynak dikişinin biçimi,

5.- Tedarik edilebilirlik ve gazın maliyeti,

6.- Kaynak dikişinden beklenen mekanik özelikler.

ASAL GAZLAR

Asal gazlar, kabuklanndaki bütün yerlerin elektronlar ile dolu olması, diğerbir deyimle dış kabuğun kapalı olması doîayısı ile diğer elementlerin atomları ileelektron alışverişinde bulunamazlar; yani kimyasal bir reaksiyon oluşturamazlar.Koruyucu gaz kaynağı yöntemlerinde, asal gaz olarak helium ve argon kullanılır.Argon gazı, içinde oluşan arkın gerilim düşümü diğer koruyucu gazlara nazaran dahaazdır, ayrıca argonun ısı iletme kabiliyetinin de zayıf olması nedeni ile ark sütunudaha geniş ve sıcaklığı da özellikle dış kısımlarda düşüktür. Sütunun merkezindegerek metal buharları ve gerekse damla geçişi doîayısı ile sıcaklık daha yüksektir.Bu bakımdan argon'un koruyucu gaz olarak kullanıldığı kaynak dikişlerinde nüfu-ziyet dikişin merkezinde derin, kenarlarda azdır.

Al ve Cu gibi metallerin kaynağı için uygun olan argon, çelikler halinde, ancakbaşka gazlarla karıştırılarak kullanıldığında iyi sonuçlar vermektedir. Helium'un ha-vadan çok hafif olması gaz sarfiyatını çok arttırmakladır. Örneğin; yatay pozisyon-da aynı şartlarda argonun yaptığı korumayı sağlamak için 3 misli heliuma gerek var-dır. Helium atmosferi, ısıyı iyi ilettiğinden, bu gazın koruyucu gaz olarak kullanıl-mayı halinde derin nufuziyeıli kaynak dikişleri elde edilir. Ark geriliminin düşümüde argona nazaran yüksek olduğundan, helium atmosferinde oluşan kaynak arkıdaha yüksek enerjilidir. Bu bakımdan ısıyı iyi ileten metallerin kalın kesitlerinin kay-nağında ekseriya ön ısıtma gerektirmez.

222

. — Çeşitli Asal gaz ve karışım gaz atmosferlerinde oluşan ark gerilimi.

KARBONDİOKSİT (CO2)

Karbondioksit renksiz, kokusuz ve özgül ağırlığı 1,997 kg/m3 olan bir gazdır.Havadan takriben 1,5 misli daha ağırdır. Basınçlı tüplerde kullanılır. Karbondiok-sit tüpleri 15CCde takriben 65 atmosferde doldurulur. Bu şartlarda tüpün ihtivaettiği gaz sıvı haldedir. Kullanma sırasında sıvı haldeki karbondioksit gaz haline geçer.

Karbonun yanması sonucu ortaya çıkan karbondioksit, endüstriyel çapta, ya-nıcı gazların, akaryakıt ve kokun yanma ürünü olarak, kireç taşının kalsinasyonu,amonyak üretimi ve alkolün fermantasyonunda da yan ürün olarak elde edilir.

Karbondioksit kaynak işletmelerine genellikle tüp içinde getirilir, tüp içindekikarbondioksitin büyük bir kısmı sıvı halinde bulunur ve sıvının üst kısmında (tüpün1/3) ise buharlaşmış karbondioksit gaz halindedir ve bu gazın basıncı düştükçe desıvıdan buharlaşarak basıncı normale döndürür.

Buharlaşma esnasında tüp daima bir buharlaşma ısısına ihtiyaç gösterir, bu ba-kımdan standard bir tüpten bir anda çok fazla gaz çekebilme olanağı yoktur; zirabuharlaşma ısısının çekilmesi sonucu sıcaklık düşer ve sıvı karbondioksit zerrecikle-ri karbondioksit karına dönüşür, çıkış borusunu ve detandörü tıkar; bu bakımdanbir tüpten sürekli olarak 12 litre/dakMan daha büyük debiler çekilmemesi gerekli-dir, sürekli olmamak koşulu ile bu değer 17 h/dak'ya kadar çıkabilir. Bu debidendaha fazla gazın gerekli olduğu hallerde, birden fazla tüpün bir manifold ile bağla-narak kullanılması gereklidir. Soğuk iklimlerde ise karbondioksit kan zerreciklerinçıkış ağzını tıkamaması için, buraya bir elektrikli ısıtıcı konması hararetle tavsiyeedilen bir husustur.

Tüp içinde karbondioksitin çok büyük bir kısmının sıvı halde bulunması nede-ni ile hiçbir zaman bu tüpler eğik veya yatay durumda kullanılmamalıdır; karbon-dioksit tüpleri daima kullanma esnasında dik durumd2 tutulmalıdır. Birçok aktifgazın kaynakta koruyucu gaz olarak kullanılmaya uygun olmamalarına karşın, kar-bondioksit arzettiği çok sayıda üstünlük dolayısı ile az alaşımlı ve sade karbonluçeliklerin gazaltı-kaynağında cok geniş capta bir uygulama alanı bulmuştur.

Karbondioksidin çeliklerin kaynağında sunduğu avantajlar derin nüfuziyet, dahayüksek kaynak hızları ve düşük kaynak maliyeti olarak sıralanabilir. Karbondioksitile düşük akım şiddetleri ve ark gerilimlerinde kısa ark ile, yüksek akım değerlerin-de ise uzun ark damlalı metal geçişi ile kaynak yapmak mümkün olabilmektedir.

223

Karbondioksit atmosferi altında yapılan, diğer bir deyimle koruyucu gaz ola-rak karbondioksit, kullanılan kaynak yöntemine Metal Activ Gas kelimelerinin başharflerinden faydalanılarak MAG adı verilmiştir.

Alüminyum, magnezyum ve alaşımları gibi kolaylıkla oksitlenen malzemelerinkaynağında CO2 gibi aktif bir gazın kullanılmamasına rağmen, bu gaz çeliklerin kay-nağında yeni imkânların ortaya çıkmasına neden olmuştur.

Karbondioksit, argon gibi monoatomikyüksek sıcaklığında karbonmonoksit ve oksinak banyosundaki elementlerle birleşir; arkbanyosuna doğru gelir ve bir miktarı tekrarile aynşma esnasında almış olduğu ısıyı tekramasına neden olur. Banyo içinde demiroksi:redükîenir. Mangan ve silisyum kaybı kaynaBu bakımdan çeliklerin. ka>nağında MIG >ominde kullanılamaz.

elementer bir gaz olmadığından, arkınjene ayrışır. Serbest kalan oksijen kay-

sütunu içinde ionize olan gaz kaynakkarbondioksit haline geçer ve doîayısı: verir ve bu da dikişte nüfuziyctin arı-aynca mangan ve silisyum tarafından

k telinin bileşimi tarafından karşılanır,niemi için üretilmiş teller MAG yöme-

— CO2 atmosferinde oluşan reaksiyonlar.

MAG kaynağında, kaynak işlemi esnasında bir miktar alaşım elementi oksi-dasyonla kasbolduğundan, dikişin üzerinde çok ince bir cüruf tabakası oluşur vebu da çok kolay bir şekilde kalkar.

KARIŞIM GAZLAR

Ark atmosferinin karakteri, kullanılan çeşitli gaz ve gaz karışımlarına bağlı ola-rak değişir.

He ve Ar karışımları koruyucu gaz olarak yukarıda belirtilmiş olan özeliklerikarışım oranına göre gösterirler. Argon gazına az miktarda Oksijen, çeşitli oranlar-da CO2 ilave ederek karışım gazlar elde edilir.

\rgon, h e! iu m gibi 2^ ! gazların clu^u-fuklan a:V. atmosferinin nötr bir ka-rakter göstermesine karşın, argon gazına oksijen veya karbondioksit gibi aktif gaz-ların karıştınlmasıyla ark atmosferine oksitleyici bir karakter kazandırılabilir. Hid-rojen gazının karıştırılması halinde ise redükleyici bir gaz atmosferi oluşur.

224

Areon'a oksijen veya karbondioksit gazlarının karıştırılması ile oluşan ekzo-term bir reaksiyon sonucunda kaynak banyosunun sıcaklığı yükselir ve yüzey gerili-mi zayıfiar, böylece kaynak banyosunun akıcılığı yükseltilmiş ve gazı giderilmiş olur.Ayrıca, koruyucu gazın oksijen içermesi düşük akım yoğunluklarında da ince tanelive kısa devresiz damla geçişinin (Sprey ark) oluşmasına yardımcı olur.

Oksijen, oksitleyici etkisi, oksijene karşı büyük bir afînitesi olan mangan, silis-yum, alüminyum, titanyum, zirkonyum gibi alaşım elementlerinin kaynak telindekimiktarının arttırılması ile dengelenir.

Çeliğin MÏG kaynağında argon gazına oksijen ve karbondioksit karıştırılmak-tadır. Böylece oksijen kolay eriyen oksitlerin oluşumunu hızlandırarak, eriyen elek-trod4eîioden düşen damlaların yüzey gerilimini zayıflatmakta ve ince taneli bir me-tal geçişi sağlamaktadır.

KaynakUsulü

MIG

karışımgazlar

MAG

GazınKarakteri

Asai

Asa!Asal

HafifOksitleyici

Oksitleyici

KuvvetliOksitleyici

Gazınİşareti

DİN 32526

1.1

1.2I.3

M. 1.1

M. 1.2

M. 1.3

M. 2.1

M. 2.2

M. 3.1

M. 3.2

M. 3.3

C

GazınBileşimi

Ar % 100

He % 100He % 25-75Ar kalanı

O2 °/o 1... 3Ar katanıCO2 % 2... 5Ar kalanıCO2 °/o 6... 14Ar kalanıCO2

Q/o 15... 25Ar kalanıCO2 °/b 5... 15O 2 % 1... 3Ar kalanıCO2 % 26... 40Ar kalanıCO2 % 5... 20O2 % 4. . 6Ar kalanıO 2 % 9... 12Ar kalanı

CO2 % 100

Kullanma Yeri

Çelik nar cinde bütün metal vealaşımınCu ve A! alaşımları

Cu ve Aî alaşımları

Paslanmaz Çelikler

Paslanmaz Çelikler

Alaşsrr.s 2 ve az alaşımlı çelikler

Alaşımsz ve az alaşımlı çelikler(özlü e'eWroG ile)Alaşım?: ve az alaşımlı çelikler

Alaşıma z ve az alaşımlı çelikler

ASaşırrî z ve az alaşımlı çeiikier

Aîaşırrs z çelikler

Aiaşir.s z ve az alassmli çelikler

— MiG-MAG Kaynak yönteminde kullanılan koruyucu gazlar.

Koruyucu gazların farklı kimyasal ve fiziksel özeliklerinden dolayı, düzgün vesakin vanish bir ark ile kaynak yapabilmek için, her bir gaza belirli bir ark gerilimive akım şiddeti uygulamak gerekmektedir. Örneğin; karbcr.dioksit molekülünün ay-rışması için yüksek akım yoğunluğuna gerek vardır. Bun." sonucu olarak iri taneli,sıçrarnah bir damla geçişi meydana gelir ve derin nüfuziyetli kaynak dikişleri eldeedilir.

Bazı metal ve alaşımların kaynağında argon gazında çok düşük derecede birsafiyetsizlik bulunması, kaynak dikişinde oksit, niırür ve gözenek oluşmasına ne-den olmaktadır.

225

MiG - MAG YÖNTEMINDEKAYNAK ELEKTRODLARI

Bu yöntemde kullanılan tüm elektrodîar tel halindedir ve bir kangala sarılmışolarak makinaya takılır. Kangal büyüklükleri ve tel çaplan standardlarla saptanmıştır.

Son yıllarda, kaynak metalinin özeliklerini geliştirebilmek için çeliklerin kay-nağında kullanılmak üzere özlü veya kenetli elektrod diye isimlendirilen bir tür ge-liştirilmiştir. Bunlar yumuşak çelikten ince bir şeritin, ferroaiiyaj ve dekapanlar ileberaberce kıvrılıp tel haline getirilmesi ile üretilmişlerdir. Bu şekilde tel halinde üre-tilmesi güç veya imkânsız bileşimdeki alaşımlar dahi kolaylıkla elektrod haline geti-rilebilmekte ve daha geniş bir spektrumda elektrod üretimi mümkün olabilmektedir.

MIG - MAG KAYNAK YÖNTEMİNDE ELEKTROD SEÇİMİ

Eriyen elektrod ile gazaltı kaynak yönteminde en önemli problemlerden bir ta-nesi de tel elektrodun seçimidir. Bu kaynak yönteminde tel ve koruyucu gaz kombi-nasyonu sonucunda ortaya çıkan kaynak metalinin bileşimi gereken mekanik ve fi-ziksel özelikleri karşılamak zorundadır, bu bakımdan elektrod seçiminde aşağıdabelirtilmiş olan hususlar gözönûne alınmak zorundadır.

Elektrod seçimini etkileyen en önemli faktör esas metalin fiziksel ve mekaniközelikleri ile kimyasal bileşimdir. Esas metalin bu özelikleri bilinmediği zaman gö-rünüşü, ağırlığı, magnetik özeliği ile kama testi, kırma ve kıvılcım testi gibi basitatölye testleri ile bu konuda bir fikir edilinebilirse de, özellik gerektiren işlerde, kim-yasal bileşimin muhakkak bir analiz ile saptanması gereklidir. Elektrod seçimi aşa-ğıda belirtilmiş olan kriterler gözönünde bulundurularak yapılır;

1,- Esas metalin mekanik özelikleri

Bu kritere göre elektrod seçimi, genellikle esas metalin çekme ve akma muka-vemeti gözönûne alınarak yapılır; bazı hallerde, özellikle ferritik çelikler halinde mal-zemenin kırılma tokluğunun da (çentik-darbe mukavemeti) gözönûne alınması ge-reklidir.

2.- Esas metalin kimyasal bileşimi

Esas metalin kimyasal bileşiminin bilinmesi, bilhassa renk uyumunun, koroz-yon direncinin, krip dayanımının, elektriksel ve ısıl iletkenliğinin sözkonusu olduğuhallerde gereklidir. Bunun yanısıra çelikler halinde, ısının tesiri altında kalan bölge-de, sertleşme oluşup oluşmayacağının önceden belirlenmesi bakımından da esas me-talin kimyasal bileşiminin bilinmesi gereklidir. Genel oîarak sade karbonlu ve az ala-şımlı çelikler halinde elektrod seçiminde, esas metalin kimyasal bileşimi en önemlifaktördür.

3.- Koruyucu gazın türü

Koruyucu gaz oîarak asal gaz veya karışımlarının kullanılması halinde bîr yan-ma kaybı sözkonusu değildir; buna karşın bir aktif gaz, örneğin karbondioksit veyaasal gaz + aktif gaz karışımı kullanılması halinde birtakım yanma kayıpları ile kar-şılaşılır.

Daha önceden belirtilmiş olduğu gibi aktif gaz kullanılarak çeliklerin kaynatıl-ması halinde az bir miktar demir oksijen tarafından oksitlenir ve ortaya çıkan de-mir oksit de bileşimdeki mangan ve silisyum tarafından redükîenir; buradaki silis-yum ve mangan kaybı elektrod tarafından karşılanmak zorundadır, bu bakımdançeliklerin kaynağında MİG Yöntemi için geliştirilmiş bir elektrod MAG yöntemin-de kullanılamaz.

•227-

4.- Esas metalin kalınlığı ve geometrisi

Kaynakla birleştirilecek olan parçaların, kalın kesitli veya karışık şekilli olma-ları halinde, çatlamanın önlenebilmesi için kaynak metalinin sünek olması gerekli-dir;bu durumlarda en iyi sünekliği sağlayan kaynak metalini oluşturacak türde birelektrod seçilmelidir.

Kaynaklı yapının aşırı düşük veya yüksek sıcaklıklarda, korozif ortamlarda ça-lışmasının gerekli olduğu hallerde, kaynak metalinin her bakımdan esas metalin öze-liklerini aksettirmesi gereklidir. Ayrıca Şartnamelerde kaynak metalinin bazı ilaveözeliklere de sahip olması istenebilir ve bu husus da elektrod seçiminde çok önemlibir rol oynar.

Günümüz endüstrisinde, elektrod seçimini kolaylaştırmak gayesi ile çeşitli stan-dardlar hazırlanmış ve özelikler sınıflandırılmıştır, gereksinimleri karşılayacak veesas metal ile en iyi uyumu sağlayarak en iyi sonuçlan verecek türde çok çeşitli telve özlü tel elekırodiar üretilmektedir.

ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA KULLANILAN ELEKTRODLAR

Çeliklerin kaynağında kullanılan tel elektrodlar şu şekilde gruplanabilir:

1- Alaşımsız teller

Bu tür teller yumuşak çeliklerin kaynağında kullanılır, bunîarm bileşimlerinialaşımsız çeliklerden ayırdeden sadece mangan ve silisyum içeriklerinin bir miktardaha fazla olmasıdır.

2- Alaşımlı teller

Bu teller özel bileşimde olup, alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılır.

3- Kenetli veya özlü teller

Bu tür tel elektrodlar, alaşımsız ince bir saç şeridin boru haline getirilmesi veyabir lüleden geçilerek tel şeklinde çekilmesi sonucu elde edilmişlerdir. Boru biçimin-de olanların iç kısmında, diğerlerinin kıvrımları arasında bir dekapan ve ferroalaşımtozları bulunur; kaynak dikişinin dezoksidasyonu ve alaşımlanması bu öz tarafın-dan gerçekleştirilir.

Çeliklerin eriyen elektrod ile gazaltı kaynağında kullanılan elektrodların türle-rine ve çeşitli Standardlara göre sınıflandırılmalarına geçmeden önce, bunların bile-şiminde bulunan alaşım elementleri ve bunların kaynak dikişine olan etkilerini bil-mek, elektrod seçiminde kolaylık sağlar.

228

25.-35% 25...35% 30...40%— Çeliklerin kaynağında kullanılan özlü tel elektronların kesitleri (Şematik).

Dezoksidasyon: kaynak banyosundan bir elementin oksijenle birleşerek oksitoluşturup cürufa geçmesine denir; oksijen dikişte gözenek oluşumuna neden oldu-ğundan, bu işlemin kaynak esnasında gerçekleşmesi çok önemlidir. Çeliklerin kay-nağında kullanılan elektrodlara ilave edilen alaşım elementleri ve bunlann etkileriaşağıda belirtilmiştir.

Silisyum

Çeliklerin eriyen elektrodla gazaltı kaynağında silisyum elektrod metalinde enyaygın bir şekilde kullanılan dezoksidasyon elementidir. Genelde, çelik gazaltı telle-ri % 0.40 ila 1,2 arasında değişen bir oranda silisyum içerirler ve bu bileşim aralı-ğında, silisyum çok iyi bir dezoksidasyon özeliğine sahiptir. Silisyum içeriğinin yük-selmesi sonucu kaynak metalinin sünekliğinin az bir miktar azalmasına karşın mu-kavemeti oldukça şiddetli bir artma oluşturur; bir smır değerin üzerinde, silisyummiktarının artması ise kaynak dikişinin çatlama hassasiyetini arttırır.

Mangan

Mangan da silisyum gibi, kaynak metalinin mukavemet özeliklerinin geliştiril-mesi ve kaynak banyosunun dezoksidasyonu için ilave edilir. Mangan içeriğinin art-ması kaynak dikişinin mukavemetini silisyumdan daha şiddetli olarak yükseltir veaynı zamanda kaynak metalinin çatlama hassasiyetini de azaltır. Çeliklerin kayna-ğında kullanılan kaynak tellerinin manganez içeriği % 1 ilâ 2 arasında değişir.

Alüminyum, Titanyum, Zirkonyum

Bu elementlerin hepsi de çok kuvvetli dezoksidandırlar, kaynak teline ^o ö.20'yekadar ilave edildiklerinde aynı zamanda mukavemeti arttırıcı yönde de etkirler.

Karbon

Karbon, çeliklerin yapısal ve mekanik özeliklerini diğer bütün alaşım element-lerinden çok daha şiddetli bir şekilde etkiler, bu bakımdan çelik kaynak tellerindemiktarı % 0.05 ilâ 0.12 arasında değişir. Bu miktar kaynak metalinin mukavemeti-ni gerektiği kadar yükselttiği gibi süneklik ve tokluğuna da olumsuz yönde hissedi-lebiîir bir etki yapmaz.

Esas metal veya telde karbon miktarının artması, koruyucu gaz olarak CCb kul-lanılması halinde porozite oluşumuna neden olur; karbon miktarı artınca, banyodaCO oluşarak karbon kaybı ortaya çıkar, bu da gözenek oluşumuna neden oîur, buolay dezoksidasyon elementlerinin ilavesi ile önlenir.

Diğer alaşım elementleri

Nikel,krom ve molibden mekanik özelikleri geliştirmek ve korozyondayanımını

- 2 2 9 -

arttırmak gayesi ile çeşitli çelik kaynak tellerine katılan alaşım elementleridir. Buelementler az miktarda kaynak metalinin mukavemet ve tokluğunu arttırmak gaye-si ile, paslanmaz çelikler halinde ise oldukça yüksek miktarlarla paslanmayı önle-mek için katılırlar. Genel olarak kaynak işleminde koruyucu gaz olarak bir asal gazveya içinde az miktarda CO 2 içeren asal gaz kullanıldığında, kaynak dikişinin kim-yasal bileşimi telin bileşiminden bir farklılık göstermez, buna karşın saf COı kulla-nılması halinde Si ve Mn ve diğer dezoksidasyon elementlerinin miktarlarında birazalma görülür. Çok düşük miktarlarda ( ro 0.04-0.05) karbon içeren teller ile yapı-lan kaynak dikişlerinde ise karbon miktarında bir artma görülür.

ÇELİKLERİN KAYNAĞINDA KULLANILAN TEL VE ÖZLÜELEKTRODLARIN SINIFLANDIRILMASI

Çeliklerin eriyen elektrod ile gazaîtı kaynağında (MIG-MAG) kullanılan tel veözlü tel elektrodlar ülkemizde TS, Alman DİN standardlarma ve Amerikan AWS'agore sınıflandırılır. Ülkemizde bu konuda sadece az alaşım!: çeliklerin kaynağı içinkullanılan çelik tellere ait bir standard bulunmaktadır (TS 5618). Uygulamada buhalin dışında yukarıda belirtildiği gibi DİN ve AWS standardlarma başvurulmaktadır.

Birçok metal ve alaşımın gazaltı kaynağı için geliştirilmiş olan elektrodlar ge-nellikle her iki standardda kimyasal bileşimlerine göre sınıflandırılmış olmasına kar-şın, çelikler halinde bir istisna olarak hem kimyasal bileşim ve hem de mekanik öze-likler bir arada sınıflandırma kriteri olarak kullanılmışlardır.

A WS standardında MIG-MAG kaynak elektrodlarının simgeleri 4 grup işaret-ten oluşmuştur:

1- Simgenin baş kısmındaki E harfi elektrod olduğunu ve MIG-MAG kayna-ğında kullanılabileceğini gösterir; bunu takiben bulunan R harfi ise aynı elektrodunTIG kaynağında da kullanılabileceğini belirtir.

2- 2 /eya 3 hane halinde verilmiş olan rakkamlar kaynak telinin nominal çek-me mukavemetini belirtir.

3- Rakkarnlardan sonra gelen harf kaynak telinin türünü belirtir, S standarddolu teli. C ise özlü teli belirtir.

4- En sonda bulunan rakkam veya harfler telin özel bileşimini belirtir.

AWS Standard No.

A5.7

A5.9

A5.10

A5.14

A5.1Ô

A5.18

A5.19

A5.24

Meta!

Bakır ve bakır alaşımlar*

Paslanmaz çelikler

Alüminyum ve alürrunyjn alaşımları

Nikel ve alaş;mlan

Titanyum ve titanyum alaş;mlan

Karbonlu çelikler

Magnezyum alaşımlar;

Zirkonyum ve alaşımlar!

A5.28 ; Az alaştrr.lı çelikler

— MIG-MAG kaynağında kullanılan elekîrodîann AWS standard numaralan.

Alman DİN normlarında ise, MIG-MAG kaynağında kullanılan elektrodlar çe-şitli normlar halinde de gruplandınlmışlardır. Bu standardlarda, tellerin çaplan, to-leransları, yüzey durumları, ambalajlanma ve pazara sunma biçimleri ile kimyasalbileşimleri belirtilmiştir.

Gazaltı kaynağında kullanılan elektrodlar ile ilgili DİN normları şunlardır:

DİN 8559 Alaşımlı ve alaşımsız çeliklerin kaynağında kullanılan gazaltı kaynağıiçin tel elektrodlar,

DİN 8575 Sıcaklığa dayanıklı çelikler için gazaîtı kaynağı tel elektrodlan,

-230

Paslanmaz Çelik Elektrodlar

Paslanmaz çeliklerin gazaltı kaynağında elektrod seçiminde aşağıdaki faktör-lerin gözönünde bulundurulması gereklidir:

1.- Paslanmaz çeliklerin kaynağında Ar-1% O2 karışımı sprey ark halinde vekısa ark halinde ise ABD'de o9O He, ro7.5 Ar, «/o2,5 CO 2 karışımı (A-1025) kul-lanılır. Bu her iki gaz ile de bütün paslanmaz çelikleri kaynatmak mümkündür.

2.- Kaynak elektrodu seçimi genel olarak kaynak metali bileşiminin esas metalile uyum göstermesi esasına göre seçilir.

3.- Burada elektrod seçiminde dezoksidantlarm miktarı bir kriter olarak kulla-nılmaz.

DEMİRDIŞI METAL VE ALAŞIMLARIN KAYNAĞINDA KULLANILANTEL ELEKTRODLAR

Alüminyum alaşımı kaynak tellerinin, ana alaşım elementleri magnezyum, man-ganez, çinko, silisyum ve bakırdır. Bu elementleri katmanın en önemli gereji. alaşı-mın mekanik özeliklerinin ıslahıdır, doğal olarak bu işlem yapılırken ortaya çıkanalaşımın korozyon direnci ve kaynak kabiliyeti de gozönünde bulundurulur.

Hangi tür alüminyum elektrodun, hangi tür alaşım ile beklenen sonucu •. erdiğitecrübeler ile saptanmıştır ve genellikle bir tür tel birden fazla alaşım ile rahatlıklakullanılabilmektedir: tabiatı ile burada üzerinde dur^ması 2fe-:en e~. öne'sus kaynak bağlantısından beklenen özeliklerdir.

hu-

236

Bakır ve alaşımlarının kaynağında kullanılan tel eîektrodlann bileşiminde mu-kavemeti arttırmak gayesi ile bir takım alaşım elementleri ilave edilmiştir, yalnız bakırhalinde gözönünden uzak bulundurulmaması gereken en önemli husus, her alaşı-mın elektrik iletkenliğini olumsuz yönde etkilediğidir. Bu alaşımların kaynağındaelektrod seçimine kullanılan koruyucu gazın bir etkisi yoktur.

— DIN 1736ya göre Nike! ve alaşımlar» için kaynak leîieri.

Nikel ve alaşımlarının kaynağında, telin bileşiminin esas metal bileşimine uy-gun olmasına dikkat edilir.

Magnezyum ve alaşımlarının kaynağında elektrodan esas metalden daha dü-şük bir erime sıcaklığına ve daha geniş bir katılaşma aralığına sahip olması arzu edilir.

• 2 3 8

MÏG - MAG KAYNAĞINDA ARK TÜRLERİ VEARKTA KAYNAK METALİ TAŞLMMI

MIG - MAG kaynağında gerekli ısı enerjisi, iş parçası ve eriyen tel elektrod ara-sında oluşturulan elektrik arkı tarafından sağlanmaktadır. Elektrik arkmdaki olay-lar oldukça karışık ve arXui fiziksel açıklaması konumuz dışı olduğundan, olayı ba-sitçe, iş parçası ve tel elektrod arasında kızgın gaz ve metal buharları tarafından elek-triğin iletimi diye tanımlayabiliriz.

Kaîoddan (eksi kutup) elektrodlar büyük bir hızla anoda (anı kutup) doğru gi-derler ve bunların bu hızlı hareketlerinin enerjisi de ısıya dönüşür: hızla hareket edenelektronların çarptıkları bölge de aşırı ısınır, malzeme erir ve kısmen buharlaşır. Elek-tronlar bu hızlı hareketleri esnasında atomların dış kabuklarına çarparlar \e oradanda elektronların ayrılmasına neden olurlar; elektron kaybeden a:om ise artık nötrdeğildir, ion haline gelmiştir ve pozitif yüklüdür ve yükünden ötürü de hızla katoda(eksi kutba) doğru gider ve oranın ısınmasına neden olur ve bu şekilde erime ve bu-harlaşma sürekli devam eder.

Elektron ve ionlarm elektrik alanı içinde hareketleri bir ark süîunu oluştururve buoa plazma adı verilir. Burada görülen ionların çok azı kullanılan koruyucugaza aittir, bunlar metal atomlarından oluşmuşlardır. Koruyucu gaz aıomlarınm buionlaşraaolayına iştirak etmemelerine rağmen, koruyucu gaz tür ve bileşimi dikişinbiçimine ve ark içinde kaynak metali taşınımma etki eder.

Koruyucu gaz tür ve bileşimi büyük çapta akım ileten ark 5_ı:ununnn kesitinive doîayısı ile de elektrodda erime sonucu damlacıkları oluşturan kuvvetin şiddetve doğrultusunu etkiler.

Alamı ileten ark sütununun kesiti koruyucu gazın ısı iletme özeliğine bağlıdır;ısıyı iyi ileten koruyucu gaz halinde ark çekirdeği daralır, akım yoğunluğu anar vesıcaklık yükselir.

Karbondioksit ve Helium ısıyı iyi ilettiklerinden, bu gazların kullanılması ha-linde akım ileten ark çekirdeği argon veya argonca zengin gazlar haline nazaran da-ha inœ oluşur.

Ark çekirdeğinde bu incelme, arkın elektrik direncinin artmasına neden olurki bu da ark gerilimini yükseltir. Örneğin; CO2 halinde ark geriîirr.i. aynı erime gü-cünde, argon veya argonca zengin gazların kullanılması haline nazaran 3 V daha yük-sektir.

Karbondioksit koruyucu gaz olarak kullanıldığında, ark sıcaiO.ğ'mds molekül-lerden bazıları (CO2 —* CO+ Î/2O2) ayrışır ve genişleme yönünde bir kuvvet orta-ya çıkar.

Artta sıcaklığın düşük olduğu bölgelerde (ark zarfında) ayrışmış olan CO2 mo-leküllerinin büyük bir kısmı tekrar birleşir ve bu esnada ayrışma esnasında absorbeettiği ısıyı geri verir ve bu da kaynakta erimeye yardımcı olur.

CO2 içinde oluşan arkın çekirdeği çok ince olmasına rağmer. yukarıda bahse-dilen bu olay nedeni ile geniş ve nüfuziyeti oldukça iyi bir kaynak i ikisi elde edilir.

Ayrışma sonucu ortaya çıkan oksijenin az bir kısmı çelikteki alaşım elementle-ri ile birleşerek yüzeyde çok ince bir cüruf oluşturur.

Artda bir tür elektrik iletkeni olduğundan etrafında bir magneûk alan oluşur;akı yoğunluğu yükseldikçe radyal büzülme kuvvetini oluşturan marr.etik alanın şid-deti artar ve bu olaya Pinch-Effekt adı verilir. Arkın bu kısımlarında bilhassa elek-trod ucunda akım yoğunluğu fazla olduğundan büzülme kuvveti âe en şiddetli bukısımda oluşur ve damla oluşumunu kolaylaştırır.

-539-

— Elekîrodun ucunda damla oluşumu (Şematik).

Radyal büzülme kuvvetinin büyük olduğu kısımdan bu kuvvetin daha zayıf ol-duğu kısma doğru bir aksiyal kuvvet oluşur ve bu da olıışmiiş damlanın elektroducunda ayrılmasına ve kaynak ağzına taşınmasına yardımcı olur.

— Elektrodun ucunda oluşan metal damlasına etkiyen kuvvetler ve yönleri.(Şematik).

Argonun koruyucu gaz olarak kullanılması halinde oldukça geniş bir ark sütu-nu onaya çıkar \e ark sütunu elektrod ucunda kapanarak daralır: ark sıcaklığındaelektrod ucunun, Pinch-Effekt (büzülme kuvveti) ve sıvı metalin yüzey gerilimi tersyönde etkir, damla irileşir elektroddan ayrılır ve ark tarafından iş parçasına taşınır.

Belirli bir akım şiddeti ve ark geriliminin üzerindeki uygulamalarda Pinch-Effekt.(büzülme kuvveti) çok şiddetlenir, elektrodun ucu sivrileşîr ve uzar, damlacıklar olu-şur oluşmaz elektroddan ayrılarak iş parçasına geçer; saniyede yüzlerce damlacığınoluşup iş parçasına ark tarafından taşındığı bu hale arkla sprey taşınım (sprey trans-fer) veya sprey ark adı verilir.

240

Arkta sprey taşınım olayı yalnız argon ve argonca zengin karışım gaz kullanıl-dığı ve belirli bir kritik akım şiddeti ve ark gerilimi değerlerinin üzerinde çalışıldığızaman ortaya çıkar.'

Argonun koruyucu gaz olarak kullanılması halinde CCK'ye nazaran daha ge-niş bir dikiş, daha az bir nüfuziyet elde edilir. Dikişin kesiti incelendiğinde erimebölgesinin orta kısmında iş parçasına doğru parmak şeklinde bir nüfuziyet görülür;bu olaya hızla iş parçasına elekîroddan ark tarafından taşman erimiş metal damla-cıkları neden olmaktadır.

Kaynak işlemi esnasında metal damlacıklarının geçiş özeliğine göre çalışma ka-rakteristiği seçimi île 14 ila 24 V arasında kısa ark, 23 ilâ 34 V arasında ise uzunve sprey ark (duş şeklinde damla geçişi) elde edilir. 18 ilâ 28 V arasında ise uzunve kısa ark arası bir damla geçişi karşılanır. Damla geçişine bağlı olarak akım yo-ğunluğu kısa ark halinde 125 A/mm :'den küçük, uzun ve sprey ark halinde ise budeğerden büyük olmalıdır.

KISA ARK

Kısa ark yöntemi ince elektrodlarla (0.6 ilâ 1.2 mm) kısa ark boyu yani düşükark gerilimi ve düşük akım şiddeti ile kaynak yapıldığında karşılaşılan bir ark türü-dür. Burada ark oluşunca elektrodun uc kısmı hemen erimeye başlar ve burada birdamlacık oluşur, damlacık banyoya doğru akarken elektrod ve iş parçası arasmdakısa devre oluşur, gerilim düşer, akım şiddeti yükselir damla eîektroddan kopar vekısa devre ortadan kalkar ve aynı olay tekrarlanır. Uygulanan akım şiddeti, ark ge-rilimi koruyucu gaz türü ve eîektrod metaline bağlı olarak bu işlem saniyede 20 ilâ200 kere tekrarlanır.

Burada kaynak metali iş parçasına sadece kısa devre anında geçmekte ye arktarafından taşınmamaktadır. Kısa ark boyu halinde düşük ark gerilimi, düşük akımşiddeti ile çalışılması ve metal transferinin kısa devre esnasında gerçekleşmesi sonu-cu iş parçasına uygulanan ısı girdisi çok düşüktür, bu bakımdan ince parçaların kay-nağı ve çarpılma tehlikesinin büyük olduğu haller için çok uygun bir ark türüdür.Ayrıca bu tür ark ile yapılan kaynakta kaynak banyosunun çok büyük olmaması vehemen katılaşması nedeni ile, dik ve tavan kaynaklan ve geniş kök aralıklarının örül-mesînde de uygun bîr yöntemdir.

ÜZÜN ARK (GLOBÜLER METAL TAŞINIMI)

Akım şiddeti ve ark gerilimi biraz daha yüksek tutulursa kısa devre ile kaynakmetali taşınımı yerine globüler (damlasal) metal taşınırm hali oluşur. Bu halde arktutuşur tutuşmaz elektrodun uç kısmında erime başlar ve bir damlacık oluşur, dam-lacık irileşir ve elektrod çapını aştıktan sonra eîektroddan kopar ve yerçekimi yardı-mı ile ark sütunu boyunca ilerler ve banyoya düşer.

Ark geriliminin yüksek olması nedeni ile burada ark boyu uzundur ve dolayısıile normal halde damla banyoya intikal ederken kısa devre oluşumu nadirdir.

Bu tür ark hemen hemen bütün kullanılan koruyucu gazlar ile ortaya-çıkar,yalnız COj haricindeki gazlarda bu ark ancak çalışma bölgesinin ak kısımlarında-ki değerlerde görülür, buna karşın CO:'nin koruyucu gaz olarak kullanılması ha-linde hemen hemen her çalışma bölgesinde damlasal metal iaşınımı görülür. Dam-laların iri olması ve metalin kaynak banyosuna yerçekimi ile taşınmasından ötürübu yöntemde tavan kaynağı yapmak zorlaşır.

Damlasal metal taşınımı halinde ark stabl değildir ve sıçrama miktarı fazladır.

241

— Kısa Ark ve Uzun Ark ile yapılan MAG kaynağında akım şiddetinindamla geçişi ile değişimi.

SPREY ARK

Kaynak metalinin iş parçasına duşlama şeklinde geçişi, sprey ark halinde görü-lür. Kaynak metalinin iş parçasına bu şekilde taşınımı eîektrod ucunun sivrileşmesisonucu bu sivrümiş uçların koparak iş parçasına çok küçük damlalar halinde geçişiile gerçekleşir. Damlacıklar tel çapından çok küçüktür ve telden uzun ark halindençok daha süratle ayrılırlar. Damla sayısı saniyede birkaç yüze kadar çıkabilir.

Sprey ark genel olarak argon veya argonca zengin koruyucu gaz ile yüksek akımşiddeti ve ark gerilimi kullanıldığından ortaya çıkar.

Sprey ark, yüksek akım şiddetlerinde oluştuğundan bilhassa kalın parçalarınka>nağı için ç >k uvgundur ve bu yöntemde sıçrama çok azdır. Yüksek erime y ucunedeni ile banyo diğer ark türlerine nazaran daha geniş oluşur. Bu bakımdan yatayve oluk pozisyonlarda dolgu ve kapak pasolarının çekilmesi için çok uygundur; kokpanolar için ancak altlık kullanmak koşulu ile uygulanabilir. Bu ark türünde yüksekgüçlerde çalışıldığından torçun çok iyi bir şekilde soğutulması gereklidir.

242

DARBELI ARK

Bu yöntemin uygulanabilmesi için bu tür kaynak akımını üreten özel bir kay-nak akım üretecine gerek vardır. Burada sözü edilen darbeli doğru akım ile alter-natif akımı birbirlerinden iyi ayırt etmek gereklidir,darbeli doğru akımda akım şid-deti, saptanmış iki değer arasında seçilmiş olan frekansta değişmektedir. Bu yön-tem ile arzulanan her çalışma bölgesinde kısa devre oluşturmadan iş parçasına azbir ısı girdisi uygulanarak çalışmak mümkün olabilmektedir ve ayrıca frekansı ayar-layarak istenen sayıda ve irilikte erimiş metal damlacıklarının iş parçasına geçişi sağ-lanabilmektedir.

Bu yöntemin tek dezavantajı kaynak akım üretecinin ve tel ilerletme tertibatı-nın pahalı ve donanımın bakımının da külfetli olmasıdır.

Bu yöntemde akım şiddeti ayan yapılırken temel akım şiddeti darbeler arasın-da arkın sönmeyeceği bir değerde seçilmelidir. Gerekli temel akım şiddetinin değeri,büyük çapta darbe frekansının etkisi altındadır, frekans yükseldikçe akım şiddetiazaltılabilir.

Akım şiddetinin yükselmesi parçaya olan ısı girdisinin artmasına neden olur vedaha çok yükselmesi halinde ise darbeler arasındaki sürede de erime olabileceğin-den damla oluşum düzeni yok olur. Bu bakımdan kahn ve ısıyı iyi ileten metallermümkün olduğu kadar kalın elektrod kullanarak kaynatılmalıdır.

.- Darbelî akım yönteminde damlaların oluşumu ve banyoya geçişi (Şematik).

Darbe akımı, elektrod ucunda temel akım tarafından oluşturulmuş damlaya,kuvvetli bir büzülme kuvveti (Pinch effekt) uygular ve damla kısa devre oluşturma-dan ark tarafından kaynak banyosuna taşınır. Bu şekilde kısa devresiz damla taşımıancak darbe akımı belirli bir değere eriştiği zaman mümkündür ve bu değer elek-trod malzemesi ile koruyucu gazın türüne ve tel çapına bağlı olarak değişir.

Çok yüksek şiddetli darbe akımı, damlanın çok fazla ivmelenmesine neden olurve bu da sıçramayı arttırır, banyoya hızla çarpan damla yarıcı bir etki yapar, dikişkenarlarında kertikler oluşturur.

Bu ark türünün çeliklere uygulanmasında koruyucu gaz olarak CCh kullanıla-maz, zira darbe fazında ark kuvvetleri damla oluşumuna ters yönde etki yapmaktadır.

Darbe genişliğinin azalması, sinüzoidal değişim gösteren darbe de, ortalama akımdeğerinin azalmasına neden olur; yalnız darbe genişliği daralülırken damlaların ge-reken şekilde ivmelenip elektrod ucundan ayrılması için gerekli zaman göz önündetutulmalıdır.

244

Darbe frekansının yükselmesi, damla sayısını, etkin akım şiddetini, parçaya olanısı girdisini arttırır ve bu da dikiş biçimini etkiler. Darbe frekansı akım üreteçlerin-de genellikle 25,33, 50 ve 100 olacak şekilde kademelendirilmiştir; 25 ve 33 gibi dü-şük frekans değerlerinde oluşan ark, gözler için zararlı olduğundan, bu kademeler,el ile yapılan kaynakta kullanılmazlar.

— MIG-MAG kaynağında kullanılan ark türleri ve uygulama alanları.

MIG-MAG kaynak yöntemi geniş ayar olanakları, çeşitli yardımcı malzeme vedonanımlar sayesinde günümüz endüstrisinde ince saçlardan oldukça kalın kesitliparçalara kadar uygulama alanı bulmuştur.

İnce parçaların kaynağında birçok hallerde sadece çok küçük ark güçlerindeçalışma gerekirken, kalın parçalarda gerek ekonomiklik ve gerekse de yeterli bir nü-fuziyetin sağlanması, uygun pozisyonlarda çalışmanın gerçekleştirilmesi gibi neden-lerden ötürü yüksek güçlü arklar tercih edilmektedir. Yalnız şurası da unutulmama-lıdır ki her kaynak makinesinde her koruyucu gazla bütün ark türlerinin eldesimümkün değildir.

Örneğin sprey ark hali uygun eîektrod ve gaz kombinasyonu ile iyi soğutulmuştorv kullanarak orta akım şiddetlerinde elde edilebilmektedir. Darbeli ark ise ancakbu iş için dizayn edilmiş akım üreteçlerine sahip olunduğu zaman uygulanabilmek-tedir.

MİG - MAG kaynağında kullanılan ark türlerinin uygulama alanları Tablo 29'datopluca özetlenmiştir.

245

KAYNAK PARAMETRELERİNİN SEÇİMİ

Kaynak parametreleri kaynak işlemini ve elde edilen kaynak bağlantısının kali-tesini belirleyen en önemli unsurlardır. Kaynak parametreleri, kaynaklanan metalveya alaşım ile kaynak metalinin türü ve kaynak ağız geometrisi gözönünde bulun-durularak saptanır. Bu parametrelerin seçimi kaynakçının çalışma koşullarını ko-laylaştırdığı gibi gereken özelikte kaynaklı bağlantı elde edebilme olasılığını da arttırır.

Kaynak parametreleri, kaynak öncesi saptanan ve kaynak süresince değiştiril-mesi mümkün olmayan parametreler, birinci derecede ayarlanabilir ve ikinci dere-cede ayarlanabilir parametreler olmak üzere üç ayrı grupta incelenebilir.

Birinci gruba giren parametreler kaynağın uygulanmasından önce saptanan, kay-nak koruyucu gaz türü, elektrod tür ve çapı gibi etmenlerdir ve bunların kaynakişlemi esnasında değiştirilmesine olanak yoktur. Bu parametreler, kaynaklanan mal-zemenin türü, kalınlığı, kaynak pozisyonu, erime gücü ve bağlantıdan beklenen me-kanik özelikler gözönüne alınarak saptanır.

Birinci derecede ayarlanabilir diye adlandırılan, ikinci gruba giren parametre-ler, ilk gruba giren parametreler seçildikten sonra, kaynak dikişini kontrol altındatutan, dikişin biçimini, boyutlarını, ark stabilitesini ve kaynaklı bağlantının emni-yetini etkileyen değişkenlerdir. MIG-MAG kaynağında bu parametreler akım şid-deti, ark gerilimi ve kaynak hızıdır.

Bu parametreler kolaylıkla ölçülebildiği gibi, kaynak esnasında da gereken hal-lerde yeniden ayarlanabilen ve tüm dikişi en sıkı ve etkin bir biçimde kontrol altın-da tutan etmenlerdir.

Üçüncü gruba, kaynak işlemi süresince sürekli olarak değişen ve kaynak dikişi-nin biçimini oldukça şiddetli bir şekilde etkileyen parametreler girer. Bu parametre-lerin önceden seçilip değerlendirilmeleri oldukça zordur ve bazı hallerde etkilen deaçık bir şekilde görülmez. Bunlar genelde ikinci gruba giren parametreleri etkileyenve dolaylı olarak da kaynak dikişinin biçimini belirleyen parametrelerdir. MIG-MAGkaynağında bunlar torç açısı ve elektrod serbest uç uzunluğu olarak sıralanabilir.

KAYNAK ÖNCESİ SAPTANAN PARAMETRELER

Elektrod çapı

Her tür elektrod bileşimi için çapa bağlı olarak bir akım şiddeti aralığı vardır.Büyük çaplı elektrodlar daha yüksek akım şiddeti ile kullanılabildiklerinden dahayüksek bir erime gücüne sahiptirler ve daha derin nüfuziyetli dikişler oluştururlar.Erime gücü akım yoğunluğunun bir fonksiyonudur, eş çaplı iki elektrod farklı akımşiddetlerinde kullanıldıklarında, yüksek akım şiddeti ile yüklenende, akım yoğunlu-ğu büyük olduğundan, daha yüksek bir erime gücü elde edilir. Akım şiddeti, tel ça-pı ve erime gücü arasındaki ilişkiler Şekil 'de görülmektedir. Dikişin nüfuziyetide, akım yoğunluğuna bağlıdır, aynı akım şiddetinde, küçük çaplı eîektrodla dahaderin nüfuziyetli dikişler elde edilir. Büyük çaplı elektrod halinde ise kaynak dikişidaha büyük olur.

Kullanılacak olan kaynak elektrodunun çapının seçiminde kaynatılan parçanınkalınlığı, nüfuziyet derecesi, erime gücü, arzu edilen kaynak dikişi profili, kaynakpozisyonu ve elektrodların fiyatı göz önünde bulundurulur. Küçük çaplı elektrod-lar ağırlık ölçüsünde daha pahalıdır, fakat her uygulama için kaynak maliyetini as-gariye indiren bir elektrod çapı bulmak mümkündür.

2.46

— Yığılan, kaynak metali, akım şiddeti ve elektrod çapı arasındaki itişki (Yumuşakçelik eiektrod, CO2 ile kaynatıldığında)

KORUYUCU GAZ TÜRÜ

Gazaltı kaynağında çeşitli türlerde gazlar kullanılır ve her gazın oluşturduğuerime gücü, dikiş biçimi ve nüfuziyet birbirlerinden farklıdır. Koruyucu gaz türü-nün aynı zamanda kaynak esnasında sıçrama miktarına, kaynak hızına, kaynak me-talinin arktaki transfer şekline ve elde edilen bağlantının mekanik özeliklerine etki-si vardır.

Demir esaslı metallerin kaynağında saf karbondioksit ile, argon-karbondioksitve argon-oksijen karışımları kullanılır. Karbondioksitin koruyucu gaz olarak kulla-nılması halinde aynı akım şiddeti için en büyük erime gücüt en derin nüfuziyet, engeniş ve en konveks kaynak dikişi elde edilir. Karbondioksit en ucuz koruyucu gazolmasına karşın en fazla sıçrama kaybı ve en fazla duman oluşturan gazdır. Kar-bondioksitin koruyucu gaz olarak kullanılması halinde oluşan yüksek ısı girdisi do-îayısı ile aynı akım şiddeti için daha yüksek hızlarda kaynak yapmak mümkün ola-bilmektedir.

Argon ve argon-oksijen karışımı gazlar, kaynak esnasında karbondioksitin tambir karşıtı özelik gösterirler; bu gazlar ile en düşük erime gücü, en az nüfuziyet,en dar ve en az yüksek kaynak dikişi elde edilir. Argon-oksijen karışımı gazlar aynızamanda en az duman ve en az sıçrama oluşturan bir kaynak işlemi sağlarlar. Argoıı-karbondioksit karışımı gazlar ise karbondioksit ve argon-oksijen karışımı arasındabir özelik gösterirler.

Demir dışı metallerin kaynağında kullanılan koruyucu gazlar, argon, heliumve argon-helium karışımlarıdır. Bu durumda da argon en az nüfuziyeti ve en dü^ükerime gücünü, en dar dikişi veren gazdır. Helium ve argon-helium .karışımlarına na-zaran daha ucuz olan argon aynı zamanda en az sıçrama oluşturan gazdır. Heliumen derin nüfuz:ye:i, daha yüksek bir erime gücü, geniş ve konveks bir kaynak dikişioluşumunu sağlar. Heliurnun kullanılması halinde aynı ark boyu için arkgerilimidaha yüksektir ve kaynak esnasında koruyucu gaz sarfiyatı argona nazaran dahafazladır.

Argon-heüum karışımları karışım oranına bağlı olarak bu ikisinin arasında birkarakteristik gösterir. Şekil 38'de çeşitli koruyucu gaz türlerinde elde edilen kaynakdikişi profili şerr.arik olarak gösterilmiştir.

247

- Çeşitli koruyucu ga2 türlerinde elde edilen kaynak dikişi profilinin şematikolarak gösterilişi.

BİRİNCİ DERECEDE AYARLANABİLİR PARAMETRELER

Kaynak akım şiddeti

Kaynakta kullanılan akım şiddetinin erime gücüne, kaynak dikiş biçim ve bo-yutlarına ve nüfuziyete etkisi diğer bütün parametrelerden daha şiddetlidir. Sabitgerilim sistemli olan MIG-MAG kaynak makinalarında, kaynak akım şiddeti tel hı-zı ile beraberce, tel hız ayarı düğmesinden ayarlanır, tel ilerletme hızı arttıkça, kay-nak akım şiddeti de artar.

Kaynak akım şiddeti yükseldikçe erime gücü de artar, bu olay açık bir biçimdeŞekil deki diyagramda görülmektedir. Diyagramdaki eğrilerin ak kısmının eğim-leri azdır, yukarı doğru ise dikleşmektedirler, bu artan akım şiddeti ile erime gücüarasındaki bağıntının doğrusal olmadığı, yüksek akım yoğunluklarında erime gücü-nün daha şiddetli arttığını ortaya koymaktadır. Bu husus serbest tel ucunda, telinyüksek akım şiddetlerinde ortaya çıkan şiddetli bir elektrik direnç ısıtmasına bağ-lanmaktadır. Bütün diğer kaynak parametreleri sabit tutulduğu zaman anan akımşiddeti ile kaynak dikişinin eninin yüksekliğinin, nüfuziyetinin ve boyutlarının ar-tan akım şiddeti ile arttığı görülür

Aşırı yüksek akım şiddeti çok geniş bir kaynak banyosu ve derin nüfuziyeteneden olduğundan delinmelerin ortaya çıkmasına neden olabilir; çok düşük akımşiddeti de çok kötü bir nüfuziyete ve elektrod metalinin parçanın üzerine yığılması-na neden olur.

MIG-MAG kaynağında gaz sarfiyatı tel çapı, lüle çapı ve akım şiddeti arasındaki bağıntı.

-248-

Kaynak gerilim! (Ark boyu)

Sabit gerilim karakterisîikli bir kaynak akım üreticinde ark gerilimi veya kay-nak gerilimi, elektrod ucu ile îş parçası arasındaki uzaklık tarafından belirlenir.

Sabit gerilim karakteristikii kaynak akım üreteçlerinde ark gerilimi, akım üre-tecinin ince ve kaba ayar düğmelerinden kademeli olarak veya bazı tiplerde ise po-tansiyometre ile kademesiz olarak ayarlanır. Zira bu tür akım üreteçlerinde, her arkgerilimi değeri için makina tarafından sabit olarak tutulan bir ark boyu vardır;sabit akım karakteristikii makinalarda (örtülü elektrod ile ark kaynağı, TIG) ise arkboyunu kaynakçı ayarlamak zorundadır.

Bir uygulama için ark gerilimi, kullanılan koruyucu gaz, elektrod çapı, kaynakpozisyonu, ağız şekli ve esas metalin kalınlığı göz önünde bulundurularak saptanır.Her koşulda aynı kaynak dikişini veren bir sabit ark boyu mevcut değildir. Örne-ğin, ark boyu, aynı gerilim için helium ve karbondioksit kullanılması halinde, argo-nun koruyucu gaz olarak kullanılması haline nazaran çok daha uzundur. Bütün di-ğer parametreler sabit tutulmak koşulu ile ark geriliminin artması, halinde kaynakdikişi yaygın ve geniş bir biçim alır.

— Ark gerilimi ve akım şiddetinin kaynak dikişinin biçimine etkileri (Şematik).

249

Nufuziyet ise artan ark gerilimi ile bir optimum değere kadar artar ve bu değer-den sonra azalmaya başlar. Yüksek ark gerilimi, nüfuziyetin azlığı dolayısı ile bazıgeniş aralıklarda kök pasoda köprü kurabilmek için kullanılır. Çok küçük ark geri-limi çok dar ve aşın şişkin (konveks) kaynak dikişlerinin oluşmasına, aşın derecedeküçük ark gerilimi ise poroziteye neden olur.

Uygun seçilmiş bir çalışma noktası, arkın sakin ve kararlı bir şekilde yanışı ilekendini belli eder. Bir MIG-MAG kaynak akım üretecinde sabit gerilim karakteris-tik ayar imkânı ne kadar fazla olursa optimal çalışma noktasının saptanması da oderece de kolay olur. Genel olarak standard akım üreteçlerinde 3 kaba ayar ve 5 adetince ayar vardır, bu da toplam 15 kademede gerilim ayar olanağı sağlar.

Kaynak hızı

Kaynak hızı yan otomatik yöntemlerde kaynakçı, otomatik veya mekanize yön-temlerde ise makina tarafından ayarlanır.

Kaynak hızı, kaynak arkının iş parçası boyunca olan hareketi veya birim za-manda yapılan kaynak dikişi boyu olarak tanımlanır. En derin nüfuziyet kaynakhızının optimum değerinde elde edilir ve bu hızın yavaşlaması veya artması hallerin-de ise nüfuziyet azalır. Kaynak hızı yavaş olduğu zaman, birim zamanda birim bo-ya yığılan kaynak metali artar ve bu da kaynak banyosunun büyümesine neden olur,çok akışkan hale gelen sıvı metal ağız içinde arkın önüne doğru akar ve bu da nüfu-ziyetin azalmasına neden olur ve sonuçta geniş bir kaynak dikişi elde edilir. Kaynakhızının artması, dikiş yüksekliğinin artmasına neden olur. Aşın derecede yavaş kay-nak hızı, fazla miktarda kaynak metalinin yığılması ve nüfuziyetin azlığı nedeni ileağız kenarlarında kalan bölge oluşmasına neden olur. Hızın artması birim boya ve-rilen ısının azalmasına ve dolayısı ile de esas metalin eriyen miktarlarının azalması-na neden olur ve bu da nüfuziyeti azaltır. Kanyak hızının aşın artması, kaynak me-talinin kaynak ağzını doldurmaması nedeni ile dikiş kenarlarında yanma oluklarınıandıran yarıkların oluşmasına neden olur.

İKİNCİ DERECEDE AYARLANABİLİR PARAMETRELER

Serbest tel uzunluğu

Elektrod serbest tel uzunluğu, torç içindeki kontak borusunun en uç noktasıile tel elektrodan uç kısmı arasındaki mesafe olarak tarif edilir. Bu boyun uzamasısonucu elektrodun elektrik direnci artar ve elektrodun ön ısınması diye tanımlanansıcaklığı yükselir ve dolayısı ile de elektrodun uç noktasını eritebilmek için gerekliakım şiddetinde azalma ortaya çıkar.

Serbest tel uzunluğunun artması erime gücünün artmasına, nüfuziyetin azal-masına neden olur, sonuç olarak serbest tel uzunluğunun aşın artması, fazla mik-tarda soğuk kaynak metalinin (düşük sıcaklıkta) kaynak dikişine yığılmasına nedenolur

— Serbest tel uzunluğunun dikiş formuna etkisi (Şematik).

Genel olarak serbest tel uzunluğu, kaynak ağzında, kısa bir bölgede kök açıklı-ğının değiştiği ballerde, dikişi kompanse edebilmek gayesi ile kullanılır. Örneğin;geniş kök açıklığı halinde, nüfuziyetin azaltılmasının gerekli olduğu yerlerde serbesttel uzunluğu arttırılarak akım şiddetinin ve nüfuziyetin azaltılması sağlanmış olur

-.25/-

Kısa Ark Uzun Ark Sprey Ark

— Çeşjtii ark türlerinde uygun serbest tel uzunluğu (Şematik).

Torç açısı

Kaynak elektrodunun veya torçunun iş parçasına nazaran konumu ve kaynakesnasındaki hareketi kaynak dikişinin formunu etkileyen etmenlerden bir tanesidir.

Kaynak elektrodunun konumunu, kaynak dikişini referans alarak belirlemekkonusunda kıta Avrupasmda bir kural veya alışkanlık yoktur, buna karşın Ameri-kan literatüründe bu konuya yer verilmektedir. Bu konumlamaya göre, kaynak doğ-rultusuna dik düzleme çalışma düzlemi ve bu düzlem üzerinde torçun iz düşümüile kaynak yapılan parçanın üst yüzü arasındaki açıya çalışma açısı denir.

Kaynak doğrultusu ve elektrod'dan geçen düzleme de hareket düzlemi adı veri-lir. Elektrodun bu düzlemde bulunan ve kaynak doğrultusuna dik olan çizgi ile yap-tığı açı hareket açısı diye tanımlanır ve elektrodun ucu kaynak yönünde olursa buaçı negatif, aksi yönde olursa pozitif olarak gösterilir.

MIG - MAG kaynağında da, aynen oksiasetiîen kaynağında olduğu gibi solave sağa kaynak yöntemi uygulanabiiir. Torçun kaynak yapılan iş parçasına tam dikolarak tutulması halinde sağ veya sol kaynak arasında sonuç yönünden bir fark gö-rülemez, buna karşın kaynak hamlacı 30°'ye kadar bir hareket açısı ile tutulduğuzaman sol ve sağ kaynağın dikiş biçimi üzerine olan etkisi açık bir şekilde görülür.

Hareket açısı 30°'yi aşmadığı sürece, bu açı, kaynağın, kaynakçı tarafından kont-roluna yardımcı olur; kaynakçı kaynak banyosunu ve elektrod ucunun erimesini ra-hatlıkla görebildiği için dikişin kalitesi yükselir. Buna karşın bu değer aşıldığındanüfuziyet azalır ve dikiş incelir, bu durumda kaynak hızının arttırılması gerekir, ak-si halde sıvı metal kaynak banyosunun önüne doğru ilerler ve dikişte gözenek vekalıntı oluşumu olasılığı anar; eğimin fazlalaşması diğer yönden koruyucu gaz akı-mın da etkilediğinin, gazın koruma etkinliği azalır.

Sağa kaynak pozitif hareket açısı ile daha dar, daha yüksek ve daha derin nü-fuziyetîi dikiş elde edilir, ark daha stabildir ve sıçrama daha azdır; sağa kaynak da-ha ziyade çeliklerin kaynağında tercih edilen bir yöntemdir. Sola kaynak (hareketaçısı negatif) ise kontaminasyona mani olmak ve esas metale intikal eden ısı mikta-rını azaltmak gayesi ile alüminyumun kaynağında tercih edilen bir yöntemdir.

MIG-MAG yönteminde kaynak yönünün eğimine göre dikiş biçiminin değişimi.

' -253-

MIG-MAG yömeminde kaynak dikişinin biçimine, kaynak dikişinin yataya na-zaran konumu da büyük ölçüde etkiler* zira kaynak esnasında banyo sıvı haldedirve kaynak ağzı içinde yer çekiminin etkisi ile eğim doğrultusunda akmak ister. Buolayın etkisi en belirgin bir biçimde büyük çaplı bir boru biçiminde bir yapının çev-re kaynağının, torç sabit tutulup parçanın ekseni etrafında döndürülerek gerçekleş-tirilmesinde görülür.

Burada torcun dönen parçaya göre konumuna göre dikişin biçimi değişir; ge-ne! bir kural olarak kaynak doğrultusunun eğimi yukarı doğru arttıkça dikiş dara-lır, nufuziyeti ve yüksekliği artar; aksi halde meyil aşağı doğru olduğu zamandikişin genişliği artar, nufuziyeti ve yüksekliği azalır.

KAYNAK AĞIZLARININ HAZIRLANMASI

Eriyen elektrod ile gazaJtı kaynağında, kaynak ağzını şekillendirmede kaynaklıparçanın şekli, kaynatılan malzemenin türü ile ilgili metalurjik hususlar ve konuda-ki standardlargözönünde bulundurulur. Kaynak ağzı hazırlamada en önemli hususgereken mukavemette en iyi kalitede kaynak dikişinin gerçekleşmesini en ekonomikşekilde gerçekleştirmedir.

Kaynaklı bağlantının gerek kalitesini ve gerekse de maliyetini çok önemli birbiçimde etkilediği için ağız dizaynı kaynak teknolojisinde önemli bir konuma sahip-tir. Eriyen elektrod ile gazaltı kaynağı diğer ark kaynak yöntemlerinden ötürü, kay-nak ağız dizaynında bu özeliğinde göz önünde bulundurulması gereklidir. Bu açı-dan en önemli konu kaynak yaparken kaynakçının kaynak dikişine rahat bir şekil-de erişebilmesi ve kaynak yaparken de torçunu rahat bir şekilde hareket ettirebilme-sidir.Bu konuda diğer önemli bir husus da gaz lülesi ile dikişin kökü arasındaki me-safedir. Dikişin kök kısmına lülenin gerektiği kadar yaklaşamaması hem kök nifu-ziyetini ve hem de kaynak banyosunu koruyan gaz örtüsünün kaynak banyosunukoruma derecesini etkiler.

Kaynak ağız dizaynını etkileyen en önemli faktör bağlantıdan beklenen muka-vemettir. Bu değer kaynak ağzında nüfuziyet miktarını belirler. Yüksek mukave-metin gerekli olduğu veya dinamik zorlamaların etkin olduğu hallerde parça tümkesiti boyunca kaynatılmak zorundadır ve dikiş tam bir nüfuziyete sahip olmakzorundadır. Buna karşın statik zorlanmalar halinde ancak kaynak dikişinden bek-lenen mukavemetin gerektirdiği kadar bir kesit kaynatılır ve bu gibi hallerde tamnüfuziyet gerekmez.

Kaynaklı bağlantıda, kaynaklanan kesitin tümünün veya bir kısmının kaynak-lanması, ağız formunu, kök aralığını ve kök alın yüksekliğini etkiler. Kesitin ancakbir kısmının kaynatılmasının gerekli olduğu hallerde, kök açıklığına gerek yokturve yüksek bir kök alnı da bırakılabilir. Eriyen elektrod ile gazaltı kaynağında diğeraçık ark yöntemlerine (örtülü elektrod, TIG) göre daha ince çaplı bir elektrod kul-lanılması nedeni ile ark daha yoğundur ve aynı akım şiddeti için nüfuziyet daha de-rindir. Bu bakımdan diğer yöntemlere göre daha yüksek bir kök alnı ve daha darbir kök aralığı kullanılır. Doğal olarak bu husus düşük akım şiddetlerinin kullanıl-dığı kısa devre ark yöntemi için geçerli değildir.

Elektrod çapının diğer yöntemlere göre daha küçük olması kaynak ağız açıları-nın daha dar tutulmasına olanak sağlar.

Kaynak ağız şekil seçimini etkileyen faktörlerden bir tanesi de kaynak pozisyo-nudur, örneğin oluk pozisyonunda ağız açısının dar tutulabilmesine karşın dik po-zisyonda daha geniş ağız açısına gerek vardır. Dik ve tavan pozisyonlarında akımşiddetinin alt sınırları kullanıldığından kök aralığı daha büyük ve kökte alın yük-sekliği daha az olmak zorundadır. Ayrıca korniş kaynaklarında, asimetrik V ağzıbanyonun akmasına mani olduğundan simetrik V ağzına tercih edilir.

Kaynak ağzı dizaynında en önemli etkenlerden bir tanesi de parça kalınlığıdır.MIG-MAG yönteminde iki taraftan kaynak yapmanın mümkün olduğu hallerde,uygun kök aralığı bırakmak ve akım şiddetini üst sınırlarda seçmek koşulu île 10mm kalınlığındaki parçalar dahi küt alın ağız ile kaynatılabilirler. Kalın parçalariçin V ve X ağızlan kullanılır, parça kalınlığının daha da artması hazırlanması zorolan U ağzını daha ekonomik hale getirir, zira kalın parça halinde (15 mm'den ka-lın) daha az kaynak metali gerektirmesinden ötürü U ağzı daha ekonomik olmaktadır.

Kaynak ağız dizaynını etkileyen diğer önemli bir husus da kaynatılan malzeme-nin türüdür. Örneğin alüminyumun ısıl iletkenliği çok yüksek ve erime sıcaklığı dü-şüktür, buna karşın paslanmaz çeliğin ısıl iletkenliği daha düşüktür, bu bakımdanalüminyum halinde küt alın ağzı ile kaynatılabilecek azami parça kalınlığı paslan-maz çelikten daha küçük olacaktır, zira ısı kaynak bölgesini hızla terketmekte vekaynak banyosunun derinleşmesine olanak sağlamaktadır.

255

Nikel halinde, kaynak banyosunun tam akıcı hale gelmemesi nedeni Ut, uygunbir erimeyi sağlamak için torç manipülasyonuna olanak verebilmek için daha genişbir ağız açısına gerek vardır.

Tek taraftan yapılan kaynak dikişlerinde, kök nüfuziyetini kontrol altında tut-mak ve akmayı önlemek için zaman zaman çeşitli altlık türleri de kullanılır.

Yukarıda belirtilmiş olan bu önemli faktörler de göz önüne alınarak dizayn edilenkaynak ağızlarının hazırlanmasına gereken itina gösterilmelidir. Uygun olmayan birdizayn ve kötü hazırlanmış kaynak ağızlan, hatalı dikişlerin ortaya çıkmasına ne-den olur.

KAYNAK HATALARI

Tüm kaynak yöntemlerinde olduğu gibi eriyen elektrod ile gazaltı kaynağındada kaynak parametrelerinin uygun seçilmemesi, uygun olmayan ilave metal ve kötübir kaynak tekniğinin uygulanması sonucu bir takım kaynak hataları ile karşılaşılır.Tüm kaynak hataları kaynak dikişinde bir zayıflama ve süreksizlik oluşturdukla-rından bağlantının servis esnasında kırılmasına ve bazı hallerde de telafisi olanaksızkazalara neden olduklarından kaynaklı bağlantıların hatasız olması gereklidir.

Bu bakımdan kaynaklı konstruksiyonlarda, ka>nak dikişlerinin kontrolü sonderece önemlidir. Kaynak dikişlerinde iki ana grup hata ile karşılaşılır. Birinci gru-ba giren hatalar dış hatalar diye adlandırılır ve çıplak göz veya büyülteçle saptana-bilir. İkinci gruba giren hatalar ise göz kontrolü ile saptanması olanaksız iç hatalar-dır; bunlar ancak (X) ışınlan veya uî-rason ile bellenebilirler. Kaynaklı bağlantı-larda belirlenmiş hataların tamiri oldukça güç ve pahalı olduğundan, mümkün ol-duğu kadar hataya olanak vermeyen bir biçimde çalışılmalıdır.

Eriyen elektrod ile yapılar, gazakı kaynağında en çok karşılaşılan hata türlerive bunların nedenleri aşağıda açıklanmıştır:

NÜFUZÎYET AZLIĞI

Kaynak anında, erimenin bütün malzeme kahnhğınca olmaması sonucunda, bağ-lananın alt kısımlarında kırılmaya neden olabilecek oyuk ve çentikler oluşur. MIG-MAG kaynağında nüfuziyet azlığının oluşmasına aşağıdaki nedenler yol açar.

a- Birleştirme yerinin geometrisine uygun bir elektrod çapının seçilmemesi,

b- Akım şiddetinin uygun seçürr.emesi,

c- Uygun bir kaynak ağzının açılmaması,

d- Kök pasosunun fena çekilmesi.

Küt aim birleştirmelerde, tam bir nüfuziyet elde etmek için birleştirmenin altı(yani diğer yüzü) bir keski veya oksijen rendesi ile temizlenip bir paso kaynak iledoldurulmalıdır.

Nüfuziyet azlığı hatasının olunmaması için alır. birleştirmelerinde ağızların ti-tizlikle hazırlanması ve iki parça arasında uygun bir aralığın bırakılması gereklidir.

MIG-MAG kaynağı ile yapılar, köşe birleştirmelerinde, düşük akım şiddeti ileçalışılması veya gereğinden kaim bir eîekîrodun kullanılması, dipte bîr nüfuziyet az-lığına neden olabilir. Ancak, daha in:e çaplı bir elektroda- kuîiattılması da her za-man bu haıayıortadan kaiuinn ,w -., ^-çanmA ülkene ve ısı iletme yeteneğine göreuygun çapta bir elektrodun kullanılması gereklidir. Genel olarak köşe kaynakları-nın oluk durumunda kaynak edilmesi önemli öner:.en bir konudur.

Nüfuziyet azlığının neden olduğu hataların giderilmemeleri halinde; özellikledikişin yorulma dayanımı ciddi bir şekilde düşer ve dikiş bükülrneye zorlandığındadipteki oyuk ve çentikler kırılma eğilimini arttırır ve birleştirme bu kısmından çatla-yarak kolayca kırılır.

BİRLEŞTİRME AZLIĞI (YETERSİZ ERİME)

Kaynak metali ile esas metal veya üstüste yığılan kaynak metaline ait pasolararasında birleşmeyen kısımların bulunması sonucunda bu hata ortaya çıkar. Birleş-me azlığına genellikle cüruf, oksit, kav veya diğer demir olmayan yabancı maddele-rin varlığı neden olur. Bu maddeler, esas metal veya ilave metalin tamamen erimesi-ne engel olduğundan yetersiz bir birleşme ortaya çıkar.

Birleştirme azlığından oluşan hatalar, genellikle çekilen pasoların dikkatlice te-mizlenmesi ile giderilebilir. Özlü elektrod ile MIG-MAG kaynağında, bir sonrakipaso çekilmeden önce, cüruf iyice temizlenmeli, gerekliğinde taşlanmalı ve keskin-lenmelidir.

Bu hatanın oluşmasının kaynak anında önlenebilmesi için, uygun akım şiddetive kısa ark bouı ile çalınmak çok önemlidir. Fazla düşük akım şiddeti yetersiz birbirleşme oluşturmakta; buna karşın, çok yüksek akım şiddeti de elektrodun çabukerimesi dolayısı ile ayn: olaya neden olabilmektedir. Elektrod çok çabuk eriyince,kaynakçı daha hızlı kaynak yapma hevesine kapılmakta ve eriyen kaynak metali esasmetal, erime derecesine yükselmeden (daha doğrusu zaman buna elvermediğinden)üstüste yığılmaktadır.

Kaynak keskindeki birleşme azlığı, hem statik ve hem de dinamik zorlamalar-da bağlantının dayanımını büyük çapta düşürür. Bu hatayı gidermek için kaynakdikişinin hatalı kısımlarının tamamen sökülüp yeniden kaynak edilmesi gereklidir.

YANMA OLUKLARI VEYA ÇENTİKLER

Bu hata, kaynaktan sonra esas malzemede ve dikişin kenarındaki oyuk veyaçentik şeklinde gözükür; oluklar dikiş boyunca sürekli veya kesintili olarak devameder. Bütün ark kaynak yöntemlerinde karşılaşılan yanma oluklarının esas nedenle-ri kaynak parametrelerinin uygun seçilmemesi ve hatalı manipüiasyonlardır. Yan-ma olukları kaynak dikiş kesitini zayıflattıklarından ve kertik etkisi yaptıklarındanözellikle dinamik zorlamalara maruz bağlantılarda varlıkları arzu edilmez.

Yanma oluklarının oluşmasının nedenleri şunlardır:

a- Akım şiddetinin yüksek seçilmesi,

b- Kaynakçının aşın hızla çalışması,

c- Elektrodur, fazla zikzak hareketler yapması,

d- Kaynak anında elektrodun yanlış bir açıyla tutulması,

e- Esas metalin aşırı derecede paslı olması.

Çentikli kaynak dikişlerinin dinamik zorlamalara karşı dayanımı çok zayıftır,bu neden ile en ufak bir çentik ve oluğun bulunmasına izin verilmemelidir.

Yanma nedeniyle oluşabilecek çentik veya oluklar (iyice temizlendikten sonra)yeni bir paso kaynak ile doldurularak, tamir edilebilirler.

BİNDİRME DİKİŞLERDE LEVHA KENARLARININ ERİMESİ

Bu hata, üste bindirilen sacın serbest kenarlarının kaynak anında erimesi sonu-cu ortaya çıkmaktadır. MIG-MAG kaynağında levha kenarlarının erimesine, yanlışel hareketi, yetersiz bindirme.uygun olmayan bir elektrod çapı veya sac kalınlığınınseçilmesi neden olmaktadır.

Bindirilen kenarın kaynak anında erimesi, dikiş yüksekliğini ve dolayısı ile di-kişin statik ve dinamik dayanımlarını azaltır; bu haîa tekrar kaynakla doldurularakortadan kaldırılabilir.

KALINTILAR

Eriyen elektrod iie gazaltı kaynağında iki tür kalıntı ile karşılaşılır; bunlar cü-ruf ve oksit kalıntılarıdır. Kalıntılar gerek kaynak kesitini zayıflatmaları ve gereksede çatlak başlangıcına neden olduklarından varlıklar» arzu edilmezler.

MIG-MAG kaynak yönteminde cüruf kalıntısı problemi örtülü elektrod halin-de olduğu gibi büyük bir sorun değildir, zira kaynak banyosu cüruf örtüsü yerinebir koruyucu gaz atmosferi tarafından korunmaktadır. Yalnız özellikle çeliklerinkaynağında kullanılan bazı tür eiektrodlar dikiş üzerinde çok az miktarda camsı bircüruf oluştururlar; çok pasolu kaynakta bir sonraki pasoya başlamadan önce bun-ların temizlenmesi özellikle önerilen bir konudur.

Alüminyum, magnezyum ve alaşımları ile paslanmaz çeliklerin kaynağında, özel-likle kaynak hızının yüksek seçilmesi halinde, esas metalin yüzeyim kaplayan oksittabakası banyo içinde hapsolur ve dikiş içinde oksit kalıntıları da bağlantının zayıf-lamasına neden olur. Bu olaya kaynak hızını azaltıp ark gerilimini yükselterek maniolunabilir.

' — Dikiş içinde kalıntılar (şematik).

ÇATLAKLAR

Kaynak hataları arasında en tehlikelileri çatlaklardır;çatlak içerenbir kaynaklıbağlantının gerek dinamik ve gerekse statik zorlanmasına izin verilmez.

Genellikle, bu çatlaklara dikişteki bölgesel gerilmeler neden olmaktadır. Kay-nak anındaki çarpılma ve çekmelere karşı koyan kuvvetler, iç gerilmelerin dağılma-sında önemli rol oynar. Bu bakımdan parçaların olabildiğince serbest hareket ede-bilecek konumda olmaları istenir. Kaynak yerinin bir hava akımı ile çabuk soğutul-ması veya düşük ortam sıcaklıkları çatlama meylini arttırır. Birbirine tam uymayanparçalarda ve düzgün olmayan kaynak ağızlarında görülen nüfuziyet azlığı, kötübirleşme veya cüruf kalıntıları gibi hatalar zamanla kılcal çatlakların oluşmasına ne-den olur.

Yumuşak çeliklerin kükürt içeriği malzemenin kaynak kabiliyetini etkilediği gibi,esas veya ilave metalde fazla miktarda kükürt bulunması kaynak yerinin çatlaması-na neden olur. Böyle bir durum ortaya çıktığında, hemen basit bir kükürt analizi-nin yaptırılması gereklidir. Kükürt gibi diğer bazı alaşım elementlerinin fazlalığınında çatlamaya neden olabileceğin: hatırdan çıkarmamak lazımdır.

Kaynaklı bağlantılarda karşılaşılan çatlaklar kaynak metalinde ve esas metaldeoluşanlar olmak üzere yerbakımındaniki ana gruba ayrıîır.Kaynak metalinde görü-len çatlaklar, şekil bakımından enlemesine, boylamasına ve krater çatlakları (yıldızçatlaklar) dive sınıflandırılabilir.

- 2 6 1 -

Boylamasına çatlaklar genellikle kök pasolarda oluşurlar. Eğer bu kök pasolartamamen sökülüp yeniden kaynak yapılmaz ise, çatlak sonraki pasolarda da kendi-ni gösterir. Boylamasına çatlaklar bazan dikişlerde krater çatlaklarının devamı ola-rak da oluşabilirler.

Enine çatlaklar, kaynak anında hareket olanağı en az olan dikişlerde ortayaçıkarlar. Oluşum zamanına göre de çatlaklar sıcak ve soğuk çatlaklar olmak üzereiki ana gruba ayrılabilirler. Sıcak çatlaklar, kaynak banyosu katılaşmaya başladığıanda oluşan, soğuk çatlaklar ise kaynak metali katılaştıktan sonra (hatta haftalarsonra da ortaya çıkabilir) ortaya çıkan çatlaklardır. Sıcak çatlaklara çelikler halin-de esas metalin fazla miktarda kükürt,fosfor ve kurşun,demir dışı metallerde ise kü-kürt ve çinko içermesi sonucu karşılaşılır. Ayrıca kaynak dikiş kesitinin esas meta-lin kalınlığı yanında çok küçük olması da bu çatlaklara neden olur.

Sıcak çatlakların oluşumuna aşağıda belirtilmiş olan önlemler alınarak maniolunabilir:

1.- Sıcak çatlak oluşumunu teşvik eden elementler içermeyen esas metal kullan-mak,

2.- Çelikler halinde yüksek manganezli kaynak elektrodu kullanmak,

3.- Kaynak dikişinde oluşan gerilmeleri azaltmak gayesi ile öntav uygulamak,

4.- Temiz koruyucu gaz kullanmak,

5.- Kaynak dikişinin boyutlarını arttırmak (kök pasonun),

6.- Kaynak ağız geometrisini, dikiş formunu değiştirmek.

Krater çatlakları da bu gruba giren çatlaklardandır ve krater oluşumuna maniolunarak bu çatlakların ortaya çıkması önlenebilir.

ESAS METALDE OLUŞAN ÇATLAKLAR

Esas metalde oluşan çatlaklara sade karbonlu ve az alaşımlı yumuşak çelikler-de nadiren, yüksek karbonlu ve alaşımlı, yüksek mukavemetli çeliklerde daha sıkolarak rastlanır; bu olaya kaynaktan sonra ısının tesiri altında kalan bölgenin sert-leşmesi neden olmaktadır. Esas metalin bileşimi, soğuma hızı ve çekme gerilmeleribu tür çatlakların başlıca nedenleridir; bu etmenlerden en şiddetlilerinden birisi olansoğuma hızı, parça kalınlığına, kaynak anında parçaya uygulanan ısı girdisine veparçanın sıcaklığına bağlı olarak değişir.

Çeliklerin sertleşme eğilimlerini bileşimleri tayin eder; sertleşme eğilimine sa-hip bir çelikte ısının tesiri altında kalan bölgenin hızlı soğuması, sertleşmeye nedenolur. Özellikle kalın parçalarda ısı çabuk dağıldığından, parça kalınlığı arttıkça çat-lak oluşma olasılığı da artar. Isının tesiri altında kalan bölgenin sertleşmesini önle-mek için soğuma hızını olabildiğince yavaşlatmak gereklidir; soğuma hızı ancak aşa-ğıda sıralanmış kurallara uyularak yavaşlatılabiiir:

a- Kaynak edilecek parçalara kaynaktan önce ve sonra tav uygulanmalıdır.

b- Parçaya verilen ısı miktarı arttırılmalıdır. Örneğin: yüksek akım şiddeti ilegeniş pasolar çekilmelidir.

c- Çok pasolu kaynaklarda, parçaya verilen ısının çabuk dağılması önlenmeli-dir. Yani sıcaklık olanaklar ölçüsünde sabit tutulmalıdır. Bu da pasoların birbirininarkasından, soğumaya meydan vermeden çekilmesiyle sağlanır.

d- Sertleşme meyli fazla çeliklerin kaynağında, önceden tavlama işlemi uygu-lanmadığı durumlarda, puntalarnadan ve arkı, kaynak ağzının dışında oluşturmak-tan kaçınılmalıdır. Zira böyle bir işlem, sert bölgelerin ve dolayısıyla yüzeysel çat-lakların oluşmalarına neden oîur.

e- Hava sıcaklığının sıfır veya sıfırın altında bulunduğu zamanlarda yapı çelik-lerinin kaynağında dahi hafif bir öntava gerek vardır. Bazı durumlarda da ostenitikkaynak metali kullanılması yarar sağlamaktadır.

262

Gerek kaynak metalinde gerekse esas metalde oluşan çatlakların tek onarım şeklihatalı yeri söküp çıkartarak yeniden kaynak yapmaktır. Bu işlemi yaparken bütünçatlakların tamamen çıkarılmış olmasına, özellikle dikkat edilmeli ve yeniden kay-nak yapılacak yer çok iyi temizlenmelidir. Bazan aynı hatanın tekrarını önlemek ama-cıyla yeniden kaynak yapıldığında değişik bir yöntemin uygulanması da gerekebilir.

Dış zorlamanın şekli ne olursa olsun, çatlaklar daima bağlantının dayanım de-ğerini düşürür. Bu bakımdan, hiçbir kaynak yönteminde çatlak oluşumuna izin ve-rilmez.

Kaynak dikişi tamamen katılaştıktan sonra ortaya çıkan soğuk çatlakların olu-şumuna hidrojen gevrekliği, aşırı zorlanma ve çabuk soğuma neden olur. Kaynakdikişinin ortasında boylamasına olarak ortaya çıkan ve bu bakımdan bazı yazarlar-ca merkez hattı çatlakları diye de adlandırılan bu tür çatlaklara mani olabilmek içinşu önlemler alınmalıdır:

1.- Kaynak dikiş boyutları büyültülmeli,

2.- Kök açıklığı azaltılmalı,

3.- Öntav uygulanmalı,

4.- Krater oluşumuna mani olunmalıdır.

KAYNAK DİKİŞİNİN TAŞMASI

Kaynak metalinin, esas metal üzerine birleşme olmadan, taşması halidir. Butaşma ya tek tek noktalar halinde; ya da bütün dikiş boyunca ortaya çıkmaktadır.Genellikle, köşe kaynaklarında oluşan bu taşma olayı, dikişin gereğinden fazla ka-barması şeklinde kendini gösterir. MIG-MAG kaynağında yanlış manipüîasyon dataşmaya neden olur. Özellikle, yatay ve düşey düzlemdeki, yatay dikişlerin (korniş)kaynağında, torçun tutuş açısına ve el hareketine dikkat etmek gereklidir. Gereğin-den fazla kalın elektrod kullanmaktan kaçınılmalıdır.Taşmanın önlenmesinde, akımşiddetinin uygun seçilmesi ve kısa ark boyu ile çalışılmasının da önemli etkisi var-dır; akım şiddeti yükselince veya ark boyu artınca taşma olayı kendini gösterir.

Taşmalar özellikle dinamik zorlamalarda, tehlikelidir, çünkü bu noktalarda birgerilme yığılması oluşmaktadır. Kaynak kesitinde bir daralma yoksa, taşmalar sta-tik yüklemede önemli bir hata olarak görülmez. Taşmaların neden olduğu hatalar,bir keski veya taşla giderilebilir; ancak, bunu yaparken, dikiş veya esas metalin üze-rinde derin iz bırakmamava dikkat edilmelidir.

GÖZENEKLER

Eriyen elektrod ile gazaltı kaynak yönteminde en sık karşılaşılan kaynak hatasıgözeneklerdir. Çok çeşitli oluşum nedeni olan gözenekler kaynak banyosunda sıkı-şıp kalan gazların oluşturduğu boşluklardır. Bunlar gaz kabarcığı denilen tek tekyuvarlak veya gaz kanalı diye adlandırılan uzunlamasına boşluklar halinde dikiş içindeyer alırlar. Gözeneklerin oluşum nedenleri çok çeşitlidir ve Şekil 98'de bunlar etraf-lıca açıklanmıştır.

Bir kaynak dikişinin içerisinde bulunan gözenekler, dikişin taşıyıcı kesitini azalt-tığından dayaniîîî değerlerini düşürür ve aynı zamanda yerel gerilme birikmelerineneden olur. Bu durum bağlantının mekanik özeliklerini kötüleştirir. Gözenekler özel-likle yorulma dayanımını azaltan bir etki yaparlar. Ancak, dağılmış gayet küçükgözenekler,birleştirmenin statik dayanım değerlerini fazla etkilemezler.Yüksek di-namik dayanım istenen konstrüksiyonlarda fazla gözenek içeren dikişler sökülerekyeniden kaynak yapılır.

— Kaynak dikişlerinde karşılaşılan çeşitli gözenek tiplerinden örnekler.

Kay nak banyosunda gözenek oluşumu Uygun oima/sn gaz-telkombinasyonu neden! ilesegregasyon bölgesinde gözenekoluşumu

264

Koruyucu gaz fazla Koruyucu gaz az

Serbest tel uzunluğu fazla Kontak borusu eğrilmiş

Soğutma suyu koruyucu gaza kanşıyor Lüle kısmen tıkanmış veya izc-asyonnng. hatah mcr.te edilmiş

-266-

G2Z 'ü*r5' U^Bk G2 îti'-rSİ î'kS.nrTHŞ

— Yanitş kaynak parametrelerinin seçilmesi veya hatalı hamlaç hareketinin neden

olduğu gözenekler.

HATALI KAYNAK ŞEKLİ VE BOYUTU

Genellikle, diğer bakımlardan hatasız, fakat dikişin şekli ve boyutu bakımın-dan farklı kaynaklar bu gruba girer. Bu kaynaklarda, dikiş istenen şekil ve ölçülereuymaz. Bu hatalar, fazla içbükey veya dışbükey, yüzey bozukluğu, kalınlık azlığıve eşit olmayan dikiş uzunluğu şekillerinde olabilmektedir. Hatalı kaynak boyut veşekillerinin oluşumlarının başlıca nedenleri yanlış kaynak tekniklerinin uygulanma-sıdır. Örneğin,köşe birleştirmelerindeki düşük akım şiddeti dışbükeylik ve yüksekakım şiddeti de içbükeylik oluşturmaktadır. Bunlara, kaynak anında torçun tutuluşşekli de önemli derecede etkimektedir.

Yukarıdan aşağıya veya yatay pozisyonlarda yapılan içköşe kaynaklannda düz-gün olmayan boyutların oluşması el hareketlerine bağlıdır. Korniş pozisyonundakikaynaklarda geniş pasoların çekilmesi zordur. 6 ilâ 8 mm'den yüksek içköşe dikişle-rinde, oluk durumunda kaynak yapma olanağı yoksa, çok pasolu kaynak yöntemiuygulanmalıdır.

Ağ iz (kenar) kayması

Parçalar arasındaki kök aralığı çok az

Kenarlann düz kısmı, kökalın yüksekliği çok yüksek

Parça arasındaki kök aralığı çok fazla

— Kaynak ağızlarının iyi hazırlanmaması sonucu ortaya çıkan hatalar.

267

MÏG-MAG kaynağında, alın birleştirmelerinde dikiş kalınlığının az veya fazlaolmasına aşağıdaki faktörler etki ederler:

a- Yanlış bir çalışma tekniği,

b- Kaynak ağızlarının iyi hazırlanmaması,

c- Elektrod çapının uygun seçilmemesi,

d- Uygulanan akım şiddeti,

e- Çekilen pasoların sayısı,

f- Kaynak hızı.

Fazla içbükey ve düzgün olmayan içköşe dikişleri, kaynak yerinin kalınlığınıazalttığından, bağlantının dayanımını düşürür. Aşın dışbükey ve düzgün olmayaniçköşe dikişleri de kaynak yüksekliğine ve dolayısı ile bağlantının dayanımına etkieder. Çok fazla dışbükey dikişlerde de, genel olarak yetersiz nüfuziyet ve birleşmeazlığı gibi hatalar da bulunmaktadır. Ayrıca, fazla dışbükeylik, dikişlerde taşmala-ra da neden olur. Bu taşmalar da, bölgesel çentik etkisi oluşturduğundan, buralar-da gerilme birikmesi görülür. Dolayısıyla bağlantının yorulma dayanımı azalır. Alınbirîeştirmelerindeki fazla yükseklik de birleştirmenin, yorulma dayanımını azaltmak-tadır. Kalınlık azlığı İse kesiti küçülteceğinden, bağlantının statik dayanımını düşürür.

Aşın içbükeylik veya kalınlık azlığı, yeniden bir paso kaynak yapmakla orta-dan kaldırılır. Aşırı dışbükey dikişlerdeki fazlalıklar ise keski veya taşlama ile kal-dırılır. Yeniden kaynak yaparken özellikle temizliğe ve arada cüruf kalmamasınaçok dikkat edilmelidir.

SIÇRAMALAR

Kaynak anında çeşitli nedenlerle meydana gelen patlamaların, etkisiyle oluşan,küçük metal parçacıkların etrafa sıçramasıdır. Bunlar gerek kaynak dikişinin ge-rekse esas metalin yüzeyinde istenmeyen ve mutlaka temizlenmesi gereken küreselkabarcıklar oluştururlar. Aşın sıçrama kaynak dikişinin görünüşünü bozduğu gibigereksiz elektrod sarfına da neden olur. Sıçramalar, üzerine kaynak metali yığıldı-ğında, arada kalarak yapışmamaya da neden olduğundan, özellikle çok pasolıı kay-nak halinde bu konuya dikkat etmek gereklidir. MIG-MAG kaynağında ayrıca sıç-rayan metal damlacıkları torçun gaz lülesine yapışarak tıkanmasına veya koruyucugaz akımının türbülansına neden olur. Ark gerilimin yükselmesi, akım şiddetininartması ve tel serbest ucunun büyük olması sıçramaları arttırır. Genel olarak kar-bondioksitin koruyucu gaz olarak kullanılması halinde diğer gazlara nazaran dahafazla sıçrama görülür. Sıçramanın en önemli sakıncaları, metal kaybı ve temizlen-mek için harcanan zamandır. Bu hatanın, bağlantının dayanımı yönünden görünürbir etkisi yoktur. Sıçramayı yok etmek için, kaynak yerini veya esas metali bir keskiyahut fırça ile temizlemek gerekir.

DİKİŞ YÜZEYİNİN FENA GÖRÜNÜŞÜ

Bu hata, dikişin yüzeyinde gözenek, cüruf kalıntısı, düzgün olmayan tırtıl olu-şumu, dikişin tekrar başladığı noktalarda fena birleşme ve kraterler içermesidir.

Düzgün olmayan dikiş yüzeyinin ve yüzey çıkıntılarının oluşması, MIG-MAGkaynak yönteminde yanlış kaynak tekniklerinin uygulanmasına bağlıdır. Kaynağın,dış görünüşü hakkında bir karara varmadan önce, kaynak pozisyonu değerlendiri-lerek, birleştirilecek yerlerin daima kaynakçının elektrodu kolayca hareket ettirebi-leceği bir duruma getirilmesi sağlanmalıdır.

Kaynak dikişinin fena bir görünüşe sahip olması, bağlantının yorulma dayanı-mına etki eder. Yüzeydeki hatalar bölgesel gerilme alanlarına, bunlar da \oruhnaçatlaklarının oluşmasına yol açarlar .Statik yüklemede dikişin dış yüzeyindeki hata-lar, bağlantının dayanımını pek etkilemezler. Yüzeydeki bu kusurlu kısımlar türlüşekillerde ortadan kaldırılıp, yeniden kaynak yaparak onarılır.

-268-