KAYNAK TEKNOLOJİSİ

TOZALTI ARK KAYNAĞI YÖNTEMİ

Toz altı kaynak yönetiminde ark, otomatik olarak kaynak yerine sürülen çıplak elektrot ile iş parçası arasında meydana gelir ve ayrı bir kanaldan kaynak yerine dökülen toz yığını altında işlevine devam eder.

Kaynak arkının toz yığını altında teşekkül etmesinden dolayı bu yönteme TOZALTI KAYNAK YÖNTEMİ denilmiştir.

Düz ve silindirik parçaların kaynağında uygulanır.

Çıplak tel elektrot kullanılır, ark koruması kaynak bölgesine sürekli olarak sevk edilen dekapan tozuyla sağlanır.

Tel elektrot otomatik olarak kaynak bölgesine beslenir.

Dekapan toz arkın hemen önündeki bir tüpten kaynak bölgesine beslenir. —Kaynak bölgesinin üstü tamamıyla dekapanla kaplanır. Kıvılcım, sıçrama ve radyasyonu engeller.

Dekapan tozunun bir kısmı erir ve ergiyik kaynak metali ile karışır, böylece safsızlıkları temizler. Katılaşınca camsı cüruf oluşturur.

Cüruf ve erimemiş dekapan toz taneleri iyi ısıl yalıtım ve atmosferden koruma sağlar. Yavaş soğuma, yüksek kalitede kaynak bağlantısı, iyi tokluk ve süneklik sağlar. Yüksek nüfuziyet: 25 mm, ağır makine parçaları Çelikler için uygun (Yüksek C’lu çelikler hariç) Demir dışı metaller için uygun değil.

Toz altı kaynak yönteminde kaynak parametreleri (kaynak akımı, ark voltajı, tel ilerleme hızı, kaynak hızı) iyi seçildiği takdirde hatasız ve çok güzel görünümlü dikişler elde edilir.

Normal örtülü elektrotla yapılan kaynağa göre bu yöntemde kullanılan aynı çaplı elektrot daha yüksek kaynak akımı ile yüklendiğinden, daha büyük kaynak banyosu ve daha derin nüfuziyet elde edilir.

Yöntem, yarı otomatik ve tam otomatik kaynak uygulamalarına da müsait olduğu için, modern kaynak uygulaması olarak sanayileşmiş ülkelerde yaygın kullanım sahası bulmuştur.

Netice olarak toz altı kaynak yöntemi için özetle şöyle diyebiliriz:

—Sürekli kaynakta sürat—Malzeme ve işçilikten ekonomi—Güvenilir ve güzel görünümlü kaynak dikişi,

elde edilen bir kaynak yöntemidir.

Avantajları

— Yüksek kaynak gücü ve kaynak hızı:Tozaltı kaynak tekniğinde kullanılan akım şiddeti normal olarak 200 ila 2000 Amper arasında değişir; çok telli tekniklerde bu değer 3000 Ampere kadar yükselmektedir. Bu husus çok yüksek bir erime gücü sağlamaktadır. Ayrıca kaynak hızı 6 ila 300 m/saat arasında ayarlanabilmektedir. Bu bakımlardan tozaltı kaynak usulü diğer konvansiyonel kaynak usulleri ile mukayese edilemeyecek derecede yüksek bir erime gücü ve kaynak süratine sahiptir.

— Yüksek nüfuziyet:Kaynak akım şiddetinin yüksek olması bu usulde ağız açmadan bir paso ile 18 mm ve ağız açarak da iki paso ile 150 mm. kalınlığındaki parçaları rahatlıkla kaynatmak mümkündür. Derine işleme kabiliyeti iyi olduğu için daha dar ve daha derin kaynak ağızlarında kaynak yapılabilir. Bu özelliği, daha az isçilik ve daha az kaynak malzemesi kullanımı demektir.

— Enerji tasarrufu:Tozaltı kaynak usulünde elektrik enerjisinin büyük bir kısmı kaynak için kullanılmakta ve dolayısıyla büyük bir enerji tasarrufu sağlanmış olmaktadır, örtülü elektrot ile yapılan elektrik ark kaynağında, elektrik enerjisinin % 25‘inden Tozaltı kaynağında ise % 68'inden direk kaynak için istifade edilmektedir.

— Elektrot tasarrufu:Tozaltı kaynak usulünde sıçrama kaybı yoktur; tel elektrot kullanıldığından elektrot artığı zayiatı da yoktur.

— Emniyetli ve düzgün görünüşlü kaynak dikişi:Kaynak yerinin muntazam bir şekilde cürufla örtülmesi emniyetli bir katılaşma saylamaktadır. 3u şekilde kaynak banyosunun degazaji daha kolay sağlanmakta ve geçiş bölgesinin sertleşme ihtimali azalmaktadır. Erimiş vizkoz cüruf dikiş formunun düzgün ve tırtılsız olmasını sağlamakta ve kenarlarda yanma oluklarının oluşmasına imkân vermemektedir. Kaynak metalindebirleşme hatasına ve cüruf kalıntılarına Taşlanmadığından daha emniyetli kaynak dikişleri elde edilmektedir.

— Kaynak dikişi kalitesine kaynakçı faktör tesir etmemektedir:Tozaltı kaynak usulünde elektromekanik ayar ve kumanda sisteminin mevcudiyeti kaynakçı faktörünü ortadan kaldırmaktadır. Dolayısıyla kaliteli kaynakçıya ihtiyaç yoktur, ayrıca kaynakçı bedenen de az yorulmaktadır.

— Yüksek ark stabilitesi:Ark bölgesinde buharlaşan cüruf dolayısı ile ark çok iyi bir şekilde muhafaza edilebilmektedir. Bu husus yüksek akım şiddeti ve büyük kaynak hızlarının kullanılabilmesine imkân vermektedir.

— Özel koruyucu donanımlara ihtiyaç yoktur: Ark tozaltından yandığından, görünen ışınlar ve ultraviole ışınları etrafa yayılmaz ve dolayısı ile gözleri korumak için özel maskeye ihtiyaç yoktur.

Kaynak esnasında duman ve toz teşekkülü de çok az olduğundan özel havalandırma sistemine ihtiyaç yoktur.

Kaynak kafası da kaynak esnasında ısıdan çok etkilenmediğinden özel bir soğutma tertibatına İhtiyaç göstermeden sürekli olarak kullanılabilir.

— Koçan atmadan ileri gelen kaynak malzemesi zayiatı yoktur.

— Kaynak tozu, kaynak dikişinin özelliklerini etkileyecek şekilde alaşımlandırılabilir. Böylece ucuz ve alaşımsız bir elektrotla alaşımlı bir toz kullanarak istenen özellikte daha ekonomik kaynak dikişleri elde edilebilir.

— Yarı otomatik, tam otomatik uygulamalara uygun olduğu gibi istenirse elle uygulama imkanı da vardır.

— Küçük bir değişiklikle «GAZALTI KAYNAGI»na dönüştürülebilinir.

TOZALTI KAYNAK USULÜNÜN DEZAVANTAJLARI:

- Pahalı makine ve teçhizata ihtiyaç gösterir, dolayısı ile ilk yatırım masrafları yüksektir.- İnce saçlarının kaynağı için uygun bir usul değildir.- Kısa boylu ve karışık şekilli dikişler için otomatik tozaltı makineler geliştirilmiş ise de bunlar tozaltı kaynak usulünün bütün avantajlarını bünyelerinde toplayamamaktadırlar. Karışık şekilli kaynak dikişini haiz fakat çok sayıda yapılması gereken parçalar için özel surette geliştirilmiş makineler kullanılabilir.

- Tozaltı kaynak usulü ile yatak pozisyonda iyi netice alınabilmektedir.

- Dik pozisyon için özel tertibatlar geliştirilmiş olmakla beraber, bu pozisyon için daha ziyade elektrocüruf kaynağı tercih edilmektedir. - Tavan ve korniş pozisyonlarında kaynak yapmak bu usulle mümkün değildir.

- Kaynak tozu iyi korunmadığı taktirde nem kapacağından kaynak dikişinde gözenek teşekkülüne sebep olabilir. Bu nedenle bazik karakterli tozların depolanmasında ve kullanılmadan önce kurutulmasında azami dikkat göstermek gerekir. Aynı sorunların bazik tip elektrotlarda da söz konusu olduğu göz ardı edilmemelidir.

Uygulama Alanları

Toz altı kaynak yöntemi birleştirme kaynaklarında olduğu kadar dolgu ve kaplama kaynak işlemlerinde de başarıyla kullanılan bir yöntemdir.

Birleştirme yöntemi olarak kullanıldığı alanlar:

—Basınçlı kap, kazan ve tank imalatında

—LPG tüpleri imalatında

—Spiral kaynaklı boru imalatında

—Çelik konstrüksiyon imalatında

—Profil (I, H, T) yapımında

—Otomotiv ve lokomotif sanayiinde

—Gemi inşa sanayiinde

Dolgu işlemlerine örnek olarak:

— Aşınan mil ve makine parçalarının dolgusunda— Darbe ve aşınmaya dayanıklı sert dolgu işlemlerinde

Kaplama yöntemi olarak:

— Korozyona ve oksidasyona dayanıklı kaplama işlemlerinde kullanılır.

Düz ve silindirik parçaların kaynağında

KAYNAK TOZLARI (flux)

Tozaltı kaynak tekniğinde kullanılan kaynak tozları örtülü elektrodlardaki örtünün fonksiyonunu icra eder.

Kaynak işlemine fiziksel ve metalürjik bakımından tesir eder. Fiziksel olarak,meydana gelen cüruf kaynak banyosunu havaya karşı korur, dikişe uygun bir form verir ve çabuk soğumasına mani olur. Metalürjik olaylara esas metal ile kaynak telinin de etkisi vardır. Esas metal, kaynak teli ve tozun terkibi, dikişin kimyasal bileşimine tesir eden üç önemli faktördür.

Tozaltı kaynağında kullanılan tozları muhtelif şekillerde sınıflandırmak mümkündür:

a- Kaynağın gayesine göre:1- Hızlı kaynak tozları2- Derin nüfuziyet tozları3- İnce saç kaynak tozları4- Aralık doldurma tozları5- Doldurma kaynağı tozları

b- İmal usulüne göre:1-Erimiş tozlar2-Sinterlenmiş tozlar3- Aglomere tozlar

c-Kimyasal karakterine göre:1-Asit karakterli tozlar 2-Nötr karakterli torlar 3-Bazik karakterli tozlar

d- Manganez muhtevasına göre:1-Yüksek manganezli tozlar2-Orta manganezli tozlar3-Manganezsiz tozlar

ÜRETİM ŞEKLİNE GÖRE KAYNAK TOZLARI

ERİMİŞ KAYNAK TOZLARI Ergimiş tozlar, ergitilmiş silikatlar olup, katı durumda kristal karakterli amorf bir kütledir. Kuarz, manganez cevheri veya manganez cürufu dolomit, kalkspat, flusspat ve kil gibi maddelerin ark veya gaz fırınlarında 1500 ile 1800 oC arasında ergitilmesi ile elde edilir.

Fırında ergiyen karışım, daha sonra ufalarak elenir. TABLO–5’de yüksek akım Şiddetinde kullanılan iki erimiş tozun ana kimyasal bileşimleri verilmiştir.

Yüklenebildiği akım Şiddeti(Amper) Ana kimyasal bileşenler(%) SiO2 CaO + MgO Al2O3 2000'e kadar 41 38 14 2000'in üzerinde 53 39 4

TABLO–5: Yüksek akım Şiddetinde kullanılan iki erimiş tozun ana kimyasal bileşimi

Ergimiş tozlar homojen yapıda olup, nem çekici özellikleri yoktur. Yeniden kullanılabilirler, içlerindeki bazik ve asidik özellikteki oksitlerin oranına göre asidik, nötr veya yarı bazik özellikte olabilirler.

Ergimiş tozların yapısına oksit giderici maddeler ve demir alaşımları katılamaz.

SİNTERLENMİŞ KAYNAK TOZLARI Sinterlenmiş tozlar bir alevli fırında 1000 ile 1100 oC arasında imal edilir. Kullanılan ham maddeler ilk önce ince olarak öğütülür ve sonra bir karıştırıcıyla karıştırılır. Karıştırılan ham toz, küçük parçacıklar halinde pres edilir ve alevli fırına konur. Böylelikle ham toz fırında bir sinterleme işlemine tabii tutulmuş olur.

Sinterlenen parçalar daha sonra ufaltılarak eleklerden geçer ve istenen tane büyüklüğüne ayrılır.

AGLOMERE KAYNAK TOZLARI Aglomere tozlar, son zamanlarda geliştirilmiş kaynak tozlarıdır; bunlara seramik toz adı da verilir. Aglomere kaynak tozları oldukça ince öğütülmüş tozlarla birtakım tanelerden oluşmuştur. Bunlar bir yapıştırıcı madde ile birlikte karıştırılarak 500 ile 800 oC arasında aglomerasyon işlemine tabi tutulur. Tozun imalinde silikatlar, fluoridler, demir oksitler ve karbonlar gibi maddelerin yanı sıra kaynak işlemi esnasında cüruf teşkili, viskozite, arkın iyonizasyonu ve deoksidasyonu gibi olayları yerine getiren maddeler kullanılmaktadır.

Aglomere tozlar, ergimiş tozlara nazaran rutubete karşı daha fazla hassastır. Aglomere işleminden sonra tozun bünyesinde bulunan nemi atmak için tavlama işlemine tabii tutulur ve bu işlemden sonra toz elenerek istenilen tane büyüklüklerine ayrılır ve paketlenir.

Aglomere tozlar ergimiş tozlara nazaran aşağıdaki üstünlüklere sahiptir:

- Manganez ve diğer elementlerin ergime sırasındaki kaynak metaline geçişi aglomere tozlarda daha fazladır.

-Alaşımsız tellerin kullanılması halinde, aglomere tozlarla daha iyi bir alaşımlanma sağlanır.

-Aglomere tozlara katılan ferro alaşımlar ile kaynak yerini daha iyi bir Şekilde alaşımlandırma olanağı vardır.

-İstenilen metalurjik etkilere uygun aglomere tozun üretimi daha kolaydır.

- Aglomere tozların sarfiyatı, erimiş tozlara nazaran daha azdır.

TANE BÜYÜKLÜĞÜNÜN TESİRİ

Kaynak esnasında çıkan gazların, kaynak metali katılaşmasından önce dikişi terk etmeleri gerekir.

Eğer gazlar kaynak metali katılaşmadan kaynak yerini terk edemezse gözenek ve hatta çatlak teşekkülüne neden olur.

Gazların kaynak yerini terk edebilmesinin en önemli etkenlerinden biri de kaynak esnasında kullanılan tozun tane büyüklüğüdür.

Tozların tane büyüklüğü küçüldükçe gazların çıkış kabiliyeti de azalır.

Kaynak hızı arttıkça eriyen banyo küçülür ve çabuk katılaşma meydana gelir.

Gazların kaynak bölgesini çabuk terk edebilmesi için kullanılan tozun orta veya iri taneli olması tercih edilir.

Almanya'daki elek büyüklüğü 0,30 – 2,36 (mm)

YIĞILAN TOZUN YÜKSEKLİĞİNİN TESİRİ

Kaynak yaparken akan tozun yüksekliği, arkı tam örtecek şekilde ayarlanır.

Eğer, arkın kıvılcımları ve ultraviyole ışınlar etrafındakileri rahatsız edecek şekilde dışarı çıkarsa, bu takdirde yığılan tozun yüksekliği azdır ve böle bir kaynak sonrası dikiş gözenekli olarak ortaya çıkar.

Ama eğer tozun yüksekliği gerekenden fazla ise dikişten çıkan gazların dışarı atılması zorlaşacağından yine dikiş gözenekli olarak ortaya çıkar.

Toz altı Kaynak elektrotları

Toz altı kaynak yönteminde kullanılan çıplak elektrotlar, kaynak teli diye adlandırılır.

Toz altı kaynak telleri, elektrik ark ocaklarında üretilen, kimyasal yapısı ile kaynakyerinin metalurjik güvenliği bakımından yüksek mangan (Mn) içeren özel çeliklerden imal edilirler.

Kaynak telleri genellikle 1.2 ile12mm çapları arasındadır.

Tellerin yüzeylerinin tamamen düz ve pürüzsüz, yağ, pislik ve pastan arındırılmış olmalıdır. Üzeri paslı teller memede kontak zorlukları ve memenin kolay aşınmasına sebep olurlar. Buda akımın üniform bir şekilde arka gelmesine engel olarak dikişin hatalı çıkmasına sebep olur. (kaynak bölgelerine verilen ısı miktarı değişir)

Paslanmayı önlemek için teller bakır veya bronz kaplanırlar. Böylelikle depolanması da sağlanmış olur Tellerin üzerindeki bakır tabakası meme içerisinde akım geçişini de iyileştirir.

Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak telleri bileşimlerindeki manganez miktarına göre sınıflandırılırlar.

Tablo–2 ’de DIN8557’ye Tablo–3 ‘de AWS A5-65T/ASTM A 558-65T ye göre tozaltı kaynağında kullanılan tellerin kimyasal bileşimi verilmiştir.

DIN 668’e göre kaynak tellerinin toleransları Tablo–4 ‘de verilmiştir.

Tozaltı kaynağında kullanılan tellerin bileşimindeki fosfor ve kükürdün her birinin oranı %0.03’ü geçmemelidir.

Tellerin tanımlanmasında kullanılan bu sembolik gösterilişte "S" harfi, tozaltı ark kaynağı elektrodunu ifade etmekte bunu takip eden rakamın yarısı telin içerdiği Mn-miktarını vermektedir.

"Si" simgesi bileşimdeki silisyum miktarının arttığını,

"Mo” simgesi ise yaklaşık %0,5 Mo-bulunduğunu vermektedir.

Kullanılacak kaynak telinin seçiminde, kaynak tozunun da göz önüne alınması lâzımdır.

Bu sebepten kaynak metalinin bileşimini tespitinde, hem telin bileşimi hem de tozun bileşimi göz önüne alınarak aşağıdaki seçimler yapılabilir:

a-) Alaşımlı bir tel kullanmak,

b-) Alaşımsız bir tel ile alaşımlı bir kaynak tozu kombinasyonu seçmek,

c-) Alaşım elemanı ihtiva eden bir örtü ve alaşımsız bir telden ibaret olan kompoze elektrodlar kullanmak.

Toz ve tel seçiminde, kaynak esnasında cüruf ve kaynak banyosu arasında çok şiddetli reaksiyonların meydana geldiği ve bununda kaynak dikişinin Si ve Mn muhtevasını şiddetle etkilediği göz önünde bulundurulmalıdır. Si ve Mn miktarları haricinde tozaltı kaynak usulünde Cr, Ni, ve Mo miktarında kayda değer bir değişme görülmez.

Bu bakımdan az alaşımlı çelikler için genellikle aynı bileşime uygun türde kaynak telleri seçilmelidir. Kaynak tellerinde bulunan alaşım elemanlarının kaynak dikişine tesirleri tabloda verilmiştir.

TOZALTI KAYNAĞININ TATBİKATI

-Tozaltı kaynağı günümüzde hızla gelişen endüstrinin çeşitli ihtiyaçlarına cevap verecek tarzda gelişmiş ve otomatikleşmiştir. -Elle hareket eden donanımlardan tam otomatik ve çift telli donanımlara kadar çeşitli tiplerde cihazlar mevcuttur. Örneğin yarı otomatik bir tozaltı kaynağı donanımının toz hunisi ile mücehhez kaynak kafasına tel otomatik olarak verilmekte ve kafanın dikiş boyunca hareketi el ile olmaktadır. -Bu tip cihazlar bilhassa seri olmayan ve düzgün olarak imal edilmeyen parçaların kaynağında, örtülü elektrot ile yapılan elektrik ark kaynağının yerine kullanılmakta ve yüksek hızla çalışabilme imkânı ile yüksek ergime gücü bakımından tercih edilmektedir.-Tam otomatik makinalar ya özel raylar üzerinde veya paletlerle tekerlekler üzerinde hareket etmektedir. Birinci tip makinalar daha ziyade seri imalatta, ikinci tip makinalar ise özel imalatta ve bilhassa büyük sacların yatay pozisyonunda yapılan kaynak işlemlerinde kullanılır. Kaynak esnasında prensip olarak makine hareket eder ve parça sabit kalır. Yalnız çevresel dikişlerin kaynağında parça döner ve kaynak kafası sabit kalır.-Kaynak esnasında ergime gücünü arttırmak için çeşitli tiplerde ve birden fazla kaynak teli kullanan kaynak donanımları geliştirilmiştir. Bunların halen tatbikatta kullanılan birkaç tipi hakkında bilgi verilecektir.

TANDEM TOZALTI KAYNAĞI

Tandem tozaltı kaynağında iki elektrot yani kaynak teli aynı yörüngede birbirini takip eder. Bu usulün normal tek telli tipine nazaran aşağıdaki üstünlükleri vardır:

-Kaynak hızı yükselir. -Büyük bir ekonomi sağlanır. -Gözenek teşekkülüne karşı büyük bir emniyet temin edilir. -Çatlamaya karşı emniyetlidir. -Yüksek kaliteli kaynak dikişi elde edilir.

Yukarıda sayılan sebeplerden dolayı tandem usulü, doldurma kaynakları ve paslı parçaların kaynaklarında iyi netice vermektedir. Örneğin, iç köşe birleştirmelerin kaynağında tandem usulü özellikle gözenek teşekkülüne mani olmak bakımından tercih edilir. Zira paslı parçalarda tek telle yapılan kaynaklarda gözenek zincirinin engellenmesi mümkün olamamasına rağmen, tandem usulünde gözenek teşekkülü tamamen yok edilmektedir.

Tandem tozaltı kaynağının prensip şeması

PARALEL TOZALTI KAYNAĞI USULÜ

Paralel-tandem usullerle elde edilen dikiş formları

Paralel tozaltı kaynağı usulünde iki tel kaynak yapılacak parçaya dikey olarak ve birbirine paralel durumda gelir. Teller aynı kafaya bağlanır ve birlikte hareket ederler. Bu usulün sağladığı faydaları şöyle sıralayabiliriz:

- Nüfuziyeti kontrol altına almak mümkündür. - Kaynak banyosunun parçayı delme tehlikesi çok azdır. - İki parça arasındaki aralığı 1.5mm ye kadar çıkarmak mümkün olduğundan, kaynak esnasında parçalar arasında köprü kurabilme imkanı daha fazladır. - Dikiş yüksekliği nüfuziyet derinliği oranına tesir etmek mümkündür. Bu husus bilhassa doldurma kaynaklarında önemlidir.

Paralel tozaltı kaynağı usulünde hem doğru hem de alternatif akımı kullanmak mümkündür. Yalnız burada önemli olan husus, telin asgari yükselmesini sağlamaktır. Aksi takdirde birleşme yetersizliği ve cüruf kalıntıları gibi kaynak hatalarının ortaya çıkma tehlikesi vardır.

SERİ TOZALTI KAYNAK USULÜ

Seri kaynak usulünde elde edilen dikişlerin nüfuziyeti ve esas metal ile karışım nispeti azdır. Bu özelliğinden dolayı özellikle doldurma kaynağında geniş bir kulanım alanına sahiptir.

Akım kaynağının her bir ucu bir elektroda bağlanmıştır ve parçada ayrıca bir bağlantı yoktur. Böylece iki elektrot arasında meydana gelen arkın tesiriyle parçadaki erime çok az olur. Bu usulün sağladığı faydalar şöyle sıralanabilir:

- Tek telle yapılan kaynağa nazaran erime gücü iki misli daha fazladır. - Toz sarfiyatı azdır. - Nüfuziyeti az olduğundan ince sacların ve kaplı çeliklerin kaynağı için elverişlidir.

KORNİŞ VEYA SAAT ÜÇ USULÜ TOZALTI KAYNAĞI

Korniş veya saat üç usulü tozaltı kaynağı prensip şeması Şekil‘de verilmiş olup tel ve parçanın konumu, akrep ve yelkovanın saat üçteki durumunu andırdığından bu usule böyle bir isim verilmiştir. Burada parça dikey ve dikiş ise yere paraleldir. Aynı anda parçanın iki tarafından birden kaynak yapılması mümkündür.

Kaynak esnasında tozun dökülmesi için şekilde görüldüğü tarzda kaynak kafasıyla birlikte hareket eden özel kayışlar vardır. Bu usulün özellikle gemi inşaatında özel bir kullanım alanı vardır. Kaynak tek veya çok pasolu olarak yapılabilmektedir. Kaynak ağızlarının dikkatli ve itinalı bir şekilde hazırlanması gerekir. Ağızlar tek taraflı veya çift taraflı yapılacak kaynağa göre V veya X tarzında hazırlanır.

BAND ELEKTORTLA TOZALTI KAYNAĞI USULÜ

Bu usulde tel halindeki elektrotun yerini band halinde bir şerit elektrot almıştır. Band elektrotla yapılan kaynakta tel elektrotlar yapılan kaynakta olduğu gibi aynı fiziksel ve metalurjik olaylar cereyan eder. Band elektrotla yapılan tozaltı kaynağının başlıca özelliklerini şöyle sıralamak mümkündür;

- Ergime gücü yüksektir. - Nüfuziyet nispeti azdır. - Kaynak dikişi gözenek bakımından yüksek bir emniyete sahiptir. - Yüksek bir ekonomi sağlanır.

Elektrodun hareketi enine, boyuna ve diagonal biçimde olabilir.A. Elektrod B. Toz

C. Cüruf D. Kaynak metali

DİKİŞİN FORMU VE BUNA TESİR EDEN FAKTÖRLER

Belli bir kaynak yönteminde kaynak karakteristikleri yerinde seçilirse, belirli faktörlerin kaynak esnasında ki tesirleri tespit etmek mümkün olur. Tozaltı kaynağında dikiş formu çok geniş sınırlar aralıklarda değişebilir. Kaynak dikişinin kesiti tetkik edildiğinde, bir iç ve bir dış dikiş formu olmak üzere iki farklı dikiş formunun mevcut olduğu görülmektedir.

1- Akım şiddeti2- Akım yoğunluğu (tel çapı)3- Ark gerilimi4- Kaynak hızı5- Kaynak ağzının hazırlanma şekli ve ağızlar arasındaki aralık6- Parçanın bulunduğu düzlemdeki meyli7- Akım cinsî ve kutup durumu8- Telin memeden dışarıda kalan kısmının uzunluğu

Tozaltı kaynağında dikişin formuna tesir eden başlıca faktörler şunlardır:

AKIM ŞİDDETİNİN DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Akım şiddeti dikişin formu üzerine en büyük tesiri olan faktörlerden birisidir; akım şiddeti arttıkça iç dikiş formu b/t değişmekte, bu oran küçülmekte yani nüfuziyet artmaktadır.

Bu sebepten ötürü akım şiddeti kaynak edilen parça kalınlığına uygun olarak tespit edilmelidir, aksi halde (t) nüfuziyet parça kalınlığından daha büyük olur, parça delinir.

Çok ufak olduğunda da iyi bir birleşme meydana gelmez.

AKIM YOĞUNLUĞUNUN DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Akım yoğunluğu da dikişin formuna tesir eden faktörler içindedir. Bilindiği gibi akımyoğunluğu akım şiddetinin tel kesitine oranıdır (l/F -amper/mm2).

Akım yoğunluğunun artması ile akım şiddeti de artacağından dikişin nüfuziyeti artar, ayrıca akım yoğunluğunun artması ile erime gücü de arttığından dikişin yüksekliğinde (h) bir artma görülür.

ARK GERİLİMİNİN DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Gerilimin değişmesi ile arkın boyu da değişir.

Bazı cins tozlar yüksek gerilim ile çalışmayı icap ettirirler, bu gibi tozlarla düşük gerilimde çalışılırsa cüruf dikişin üzerinden zor kalkar, böyle bir durumda kaynakçı ark gerilimini yükseltmelidir.

Yüksek bir ark gerilimi, uzun arkla çalışmayı icap ettirdiğinden fazla miktarda tozun cüruf haline geçmesine sebep olur; bu ise kaynak dikişinin kimyasal bileşimine tesir eder. Meselâ asit karakterli bir tozla kaynak yapılması halinde, dikişin silisyum miktarı artar.

Ark geriliminin çok düşük seçilmesi ise bazı kaynak hatalarının ortaya çıkmasına sebep olur.

Ark boyunun artması ile arkın parça üzerinde kapladığı alan da artar; bu ise kaynak dikişinin genişliğini arttırır.

Şu halde ark gerilimi en bariz tesirin dikişini eni üzerinde göstermektedir;gerilimin artması nüfuziyet ve dikiş yüksekliğine menfi tesir eder.

KAYNAK HIZININ DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Kaynak dikişinin formu üzerine tesir eden faktörlerden olan kaynak hızı yükseldikçe nüfuziyet derinliği ile dikiş genişliğinin azaldığı görülmektedir. Kaynak hızı diğer taraftan toz sarfiyatına da tesir eden faktörler arasındadır; hızın düşmesi ile toz sarfiyatı da artar.Kaynak hızının artması dikişlerin daha dikkatli olarak kaynak edilmesini gerektirmektedir:

- Yüksek hızlarda dikişte gözenekler ve dikiş kenarlarında çentik hataları meydana gelmektedir.- Bugün gerekli şartlar sağlandığında yüksek hızlarda da kaliteli dikişler elde edilebilmektedir. İnce saçların birleştirilmesinde 350 cm/dak kadar hızlara erişilmiştir.- Kaynak hızı azaldıkça birim dikiş boyuna verilen ısı miktarı artar, böylece ısı tesiri altındaki bölge genişler ve normal kaynak hızlarında delinmemesi icap eden parçalarda delinme tehlikesi başlar.- Düşük kaynak hızlarında elektrod fazla uzaklaşmadan banyo katılaşmaya başlayacağından, dikiş üzerindeki balıksırtı çizgiler arasındaki açı büyüktür: kaynak hızı yükseldikçe bu açı daralmaya başlar.- Tecrübeli bir göz bu balıksırtı çizgilere bakarak kaynak sürati hakkında bir fikir yürütebilir.

Düşük kaynak hızında elektrot kaynak banyosundan uzaklaşamadan katılaşma başlayacak ve dikiş üzerindeki tırtıllar arasındaki açı büyüyecektir, kaynak hızı arttırıldıkça bu açı küçülmeye başlayacaktır.

KAYNAK AĞZI AÇISININ DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Kaynak ağız açısının genişliği ve iki parça arasında bırakılan aralık, dikiş formunu etkileyen faktörler arasındadır.

Ağız açısının artması ile dikişin eni artar ve (h) dikişin yüksekliği fazla miktarda azalır. İki parça arasındaki aralığın artması ile nüfuziyet fazla miktarda artar, dikişin genişliği artar buna mukabil yüksekliği fazla miktarda azalır (t artar, b azalır.)

KAYNAK YAPILAN PARÇANIN MEYLİNİN DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE ETKİSİ

Tozaltı kaynağı genel olarak yatay pozisyonda yapılır ama kaynağın yapıldığı yatay düzlemin 6˚’ye kadar eğimli olması göz ardı edilebilir. Meyilli 6˚’den fazla olan yüzeylerde yukarıdan aşağıya yapılan kaynaklarda nüfuziyet ve dikiş yüksekliği çok fazladır. Ayrıca kaynak dikişinde çatlak teşekkülü gözlenebilmektedir. Yokuş aşağı yapılan kaynaklarda ise nüfuziyet gayet az, dikiş geniştir ve kaynakta birleşme hataları ile cüruf kalıntıları meydana gelebilmektedir.

Silindirik parçaların çevresel dikişlerinin kaynağında, telin bulunduğu yerin dikişin formu üzerine tesiri

DİKİŞİN FORMU ÜZERİNE AKIM CİNSİ ve KUTUP DURUMUNUN ETKİSİ

Kaynak telinin dışarıda kalan kısmının dikiş formu üzerine etkisi

Tozaltı kaynağı, özellikle düşük karbonlu (< % 0,3 C) çeliklerin yatay ve oluk pozisyondaki alın ve içköşe kaynaklarına uygundur.

Bazı ön ve son tavlama önlemleriyle orta karbonlu ve alaşımlı çelikler ve bazı dökme demirler, paslanmaz çelikler, bakır alaşımları ve nikel alaşımları da kaynak edilebilir.

Yöntem yüksek karbonlu çeliklere, takım çeliklerine, alüminyuma, magnezyuma, titanyuma, kurşun ve çinkoya uygun değildir.

Bu uygunsuzluğun nedenleri, her bir malzeme için farklı olup uygun tozların bulunmaması, yüksek sıcaklıklardaki reaktiflik ve düşük buharlaşma sıcaklıkları sayılabilir.

Yüksek kaynak hızları, yüksek yığma hızları, derin nüfuziyet ve yüksek temizlik (dekapan etkisi nedeniyle) tozaltı kaynağının temel özellikleridir.

25 mm'lik levhada 750 cm/dak’lık veya 40 mm'lik levhada 375 cm/dak'lık kaynak hızlarına ulaşmak mümkündür.

Sonuç olarak özetlenirse…

Başka yöntemlere göre daha az paso ile kaynak bitirilebildiğinden, cüruf veya boşluk kalma olasılığı daha zayıftır ve kaynak kalitesi daha yüksektir.

Yüksek yığma hızlarına ulaşılmak istendiğinde ise, birkaç elektrod teli aynı anda kullanılabilmektedir.

Yöntemin sınırlamaları çok fazla kaynak tozu taşımanın gerekmesi, tozun nemlenebilmesi (gözeneğe yol açar), uzaklaştırılması gereken çok fazla cüruf olması, iri taneli içyapıya yol açan yüksek ısı girdileri soğuma hızını yavaşlatır. Toz ve cürufun kaynak bölgesinde tutulması yerçekimi etkisiyle sağlandığından, yöntem yatay pozisyonla sınırlıdır. Ek olarak elektrod malzemesi, erimiş kaynak bölgesinin % 70'ini oluşturduğundan kimyasal kontrol çok önemlidir.Ayrıca bu yöntem ince saçlar için elverişli değildir. El ile kullanılmak üzere geliştirilmiş donanım iyi sonuç vermemiştir. Bu bakımdan otomatik kullanımı gerekli olduğundan parçanın şekli, ilerletme tertibatının yörüngesine uygun olmalıdır. Tozaltı kaynak tekniği, ancak yatay kaynak dikişleri için uygundur. Her ne kadar bugün özel bir tertibatla dik ve korniş kaynağı yapabilme olanağı elde edilmiş ise de, tavan kaynaklarını bu yöntem ile birleştirebilme olanağı yoktur. Boru kaynağında ancak boru döndürüldüğü takdirde bu yöntemle kaynak yapmak mümkün olmaktadır ve kısa dikişler halinde makinanın ayarlanması için kaybedilen zaman göz önüne alındığında, sonuç ekonomik olmaktadır.

Büyük çaplı elektrodlar daha yüksek akımla yüklenebilir ve daha hızlı yığma sağlar; ancak nüfuziyet sığlaşır.

Değişik tozlar mevcuttur ve kaynak metaliyle uyumlu olacak şekilde seçilirler.

Tozaltı ark kaynak ekipmanı hızı operatör tarafından kontrol edilen yarı otomatik veya tam otomatik olabilir.

Taşınabilir (kaynak makinasının sabit parça üzerinde ilerlediği) veya sabit (parçanın ark altından geçtiği) olabilirler.

Hem AC hem de DC kullanılabilir.

TOZALTI KAYNAĞI

GAZALTI KAYNAĞI

Toz Tüketimi   

Nüfuziyet

t(mm)

Dikiş Genişliğ

ib(mm)

Dikiş Yüksekliğ

ih(mm)

Akım Şiddeti I (A) arttıkça artar artar artar değişmez

Tel Sürme Hızı v (m/dak) arttıkça artar artar artar değişm

ez

Ark Gerilimi U(V) arttıkça azalır artar azalır artar

Elektrod Çapı (mm) arttıkça azalır artar artar artar

Kaynak Hızı (m/dak) arttıkça azalır azalır azalır azalır

Akım Cinsi/Kutuplama

D.C. (+) artar azalır azalır azalır

D.C. (-) azalır artar artar artar

Serbest tel boyu (mm) arttıkça azalır artar artar artar

Toz tane boyu arttıkça azalır artar azalır artar