Kesme ve Kaynak

KAYNAK İŞLEMİNDE NEDEN KORUYUCU GAZ KULLANILIR?

Koruyucu gazlar, kaynak işlemini atmosferdeki oksijen ve azot etkilerine karşı korumaktadır. Koruyucu gazın doğru seçilmesi kaynak için avantaj ve fayda sağlamaktadır.

Kaynak metali özellikleri, öncelikle sarf malzemesinin bileşimi tarafından kontrol edilir. Koruyucu gaz ise kaynağın mukavemetini, süneklik kabiliyetini, tokluğunu ve korozyon direncini etkiler.

Gazaltı ark kaynağında koruyucu gazların etkileri,

  • Mukavemet, korozyon direnci ve tokluk gibi kaynak metali özellikleri
  • Kaynak damla geçişi şekli ve ebadı kontrolü
  • Kaynak gözenekliliği ve nüfuziyet etkisi
  • Kaynak hızı ve sıçrama miktarı kontrol altına alma
  • Erimiş metalden ve yüksek sıcaklığa çıkan çevre kısımdan oluşan kaynak bölgesini tamamen örtmelidir.
  • Kaynak metalinin soğuma hızının ayarlanmasına katkıda bulunmalı
  • Kaynak yapılan metal veya alaşımla reaksiyonu uygun olmalı
  • Kaynak hızına uygun olmalı
  • Kolay bulunabilmen ve ucuz olmalı
  • Kaynak dikişinden beklenen mekanik özelliklerin oluşumuna katkıda bulunmalı

KAYNAKTA KULLANILAN GAZLAR

Koruyucu gazlar inert, aktif veya bu iki tür gazın karışımı olabilir. Genel olarak inert gazlar demirdışı metal ve alaşımların kaynağında, aktif gazlar veya karışım gazlar farklı kimyasal bileşimde ve özellikteki çeliklerin kaynağında kullanılmaktadır.

 

 SOY GAZLAR

 AKTİF GAZLAR

 KARIŞIM GAZLAR

 ARGON

 HELYUM

 ARGON + HELYUM KARIŞIMI

 KARBONDİOKSİT

 

 ARGON + OKSİJEN

 ARGON + KARBONDİOKSİT

 ARGON + KARBONDİOKSİT + OKSİJEN

 ARGON + HELYUM + KARBONDİOKSİT

 ARGON + KARBONDİOKSİT + HİDROJEN

 

ARGON

Argon, demir esaslı ve demir dışı metallerin kaynağında tek başına veya diğer gazlarla birlikte kullanılır. Argon ve diğer gazlarla karışımları tüm metal iletimi modlarında kullanılabilir. Böylece iyi kaynak kabiliyeti, mekanik özellikler ve ark kararlılığı elde edilir. Argon, dar bir ark kolonu ve yüksek akım yoğunluğu oluşturarak, küçük bir yüzey alanında enerjiyi konsantre eder.

HELYUM

Helyum yüksek ısı girdisi gerektiren uygulamalarda kullanılır.  Kaynak metalinin yüzeye yayılmasını yani esas metali ıslatmasını (wetting), nüfuziyet derinliğini ve ilerleme hızını artırır. Kaynak banyosunun akışkanlığı sayesinde alüminyum, magnezyum ve bakır alaşımlarının kaynağında avantajlıdır.  Çoğunlukla argonla karıştırılarak kullanılır.

KARBONDİOKSİT

Karbon dioksit kimyasal olarak aktif bir gazdır. Kaynak arkı gibi yoğun bir ısı kaynağında, karbon monoksit ve serbest oksijene ayrışarak aktif hale geçer.

 

GAZALTI ARK KAYNAĞI METAL İLETİM MODLARI

Gazaltı ark kaynağında belirgin biçimde farklı metal iletim modları vardır. Temel iletim modları, kısa devre, küresel ve spreydir. Metal iletimini belirleyen faktörler, akım, tel çapı, ark boyu, güç kaynağının özellikleri ve koruyucu gazdır.

Kısa Devre İletimi

Kısa devre iletiminde kaynak akımı ve gerilimi düşüktür. Ark hızla katılaşan, küçük bir kaynak banyosu oluşturur. Bu sayede, ince metallerin tüm pozisyonlarda kaynağı veya geniş kök aralıklarının doldurulması mümkün hale gelir. Isı girdisi genellikle düşük olduğundan, 4 mm'den kalın malzemelerde, yetersiz nüfuziyete neden olmamak için çok dikkat etmek gereklidir.

Kısa devre metal iletiminde, elektrod/tel iş parçasına değerek kısa devre oluşturur ve bu anda ark kesilir. Güç kaynağı, devredeki direncin değişimini algılayarak, elektrodun ucunu tekrar eritmek ve arkı yeniden tutuşturmak için akımı yeteri kadar artırır.

Küresel (Globular) İletim

Ark gerilimi ve akım, kısa devre ve sprey modlarına ait değerlerin arasındayken küresel iletim ortaya çıkar. Küresel iletimde damlanın çapı elektrod/tel çapının 2-4 katıdır. Küresel iletimi yaratan mekanizma belirli bir akım ve gerilim aralığında oluşur.

Sprey İletim

Verilen bir elektrod çapı için kaynak akımı arttırıldığında, Argon oranı yüksek bir karışım gazıyla metal iletim modu küreselden spreye dönüşür. Bu değişim küreselden spreye geçiş akımı adı verilen bir değerde gerçekleşir. Sprey iletimde ark kolonu dardır. Erimiş metal ark boyunca küçük damlacıklar halinde iletilir ve iş parçasına doğru ark ekseni yönünde ilerler. İletim hızı yüksektir.

 

YAPILAN KAYNAĞA GÖRE OLASI SORUNLAR VE ÇÖZÜMLERİ

MIG / MAG - TIG

KAYNAK GÖZENEKLİ

Gözenek oluşumuna sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Koruyucu gazın yanlış seçimi

Yapılacak olan kaynağa uygun bileşimi kullanın

Koruyucu gazın yetersiz/fazla olması

Flovmetre ile kontrol ederek uygun debide çalışın

 

Torç ile iş parçası uygun mesafeyi sağlayın

 

Torç nozulunu temizleyin

 

Dikiş bitiminde 2-3 saniye kadar gaz korumasını sürdürün

 

Hava akımı olan yerde kaynak yapmaktan kaçının

 

Torcun su soğutma hattında çatlak kontrolü yapın

 

Gaz hortumlarına ve tüple birleşim yerini kontrol edin

 

Hatalı torç hamleleri/salınımları

 

Gaz nozülünde oluşan çapakları temizleyin

 

Gaz lülesini daha büyük seçin

 

Duman emici sisteme yakın kaynak yapmaktan kaçının veya emme gücünü düşürün

Torç ve Gaz bağlantılarında gevşeklik

Kontrol edin

Dolgu malzemesinin uygun olmaması

Uygun dolgu malzemesi seçin ve kirden yağdan arındırın

Ana metalin temizliği

Ana metali yağ, kir ve pastan temizleyin.

Torç açısının yanlış olması

Prosedüre uygun bir açıyla torcu tutun.

KAYNAKTA AŞIRI SIÇRANTI / ÇAPAK VAR / ARK DÜZENSİZ

Sıçrantı ve Düzensiz arka sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Koruyucu gazın yanlış seçimi

Yapılacak olan kaynağa uygun bileşimi kullanın

Tel besleme hızı yüksek

Tel besleme hızını düşürün

Şase yeri hatalı

Şase bağlantı noktasını kontrol edin

Ana metalin temizliği

Ana metali yağ, kir ve pastan temizleyin.

Kontakt memenin arızalı/gevşek olması

Kontrol edin, gerekiyorsa değiştirin.

Tel besleme hızı

Hızı düşürün

Yüksek voltajda çalışma

Voltajı düşürün.

Serbest tel uzunluğu

Fazla ise düşürün.

YETERSİZ ERGİME / NÜFUZİYET

Yetersiz ergimeye sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Tel besleme hızı yüksek

Tel besleme hızını düşürün

Isı girdisi yetersiz

Isı girdisini ( yüksek voltaj ) arttırın

Uygun olmayan kaynak ağzı

Uygun kaynak ağzını ayarlayın

Kaynak yöntemi

Çekerek kaynak yöntemi uygulayın (sağa kaynak)

Serbest tel uzunluğu

Fazla ise doğru mesafeyi ayarlayın (yakın tutun)

Hatalı salınım

Kenarlarda daha fazla bekleyin

Ana malzeme kalın

Uygun gaz bileşimi – kaynak nozulu mesafesi ve ark bileşimi uygulayın

FAZLA ERGİME / NÜFUZİYET / DELİNME

Fazla ergimeye sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Isı girdisi yüksek

Isı girdisini düşürün (voltaj)

Kaynak hızı düşük

İlerleme hızını yükseltin

Tel besleme hızı

Tel besleme hızını yükseltin

Yanlış torç açısı

Torç ile iş parçası arasındaki açıyı düzeltin

Erimiş metal banyosu kontrolü

Metal banyosunun arkın önüne geçmesini engelleyin

(TIG) Elektrod kutuplaması

Elektrdo her zaman (DCEN) (-) kutuplanacak

(TIG) Tungsten elektrod çapı

Uygun çapta elektrod kullanın

(TIG) Tungsten banyoya eriyor

Saf tungsten elektrod yerine erimeyen elektrod seçin

(TIG) Yanlış gaz seçimi

O2 veya CO2 kullanımından kaçının.

ANA MALZEMENİN ÇARPILAMSI

Çarpılmaya sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Fazla ısı girdisi

Daha düşük voltaj veya tel besleme hızı seçin

Kaynak hızı

Kaynak hızını yüksek tutun

Kaynak öncesi sabitleme

Kaynak öncesinde malzemeyi sağlam bir şekilde puntalayın

Pasolar arası sıcaklık

Malzemenin her paso öncesinde uygun sıcaklığa geldiğinden emin olun

KAYNAK DİKİŞİNDE DALGALANMA / ÇİRKİN KAYNAK GÖRÜNTÜSÜ

Dalgalanmaya sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Kaynakçı hatası

Elinii destekleyin veya iki eliniz ile kaynak yapın

Serbest tel uzunluğu

Kısa serbest tel mesafesi uygulayın

Pozisyon uygunsuzluğu

Daha rahat pozisyon için zemini veya malzemeyi ayarlayın

(TIG) ELEKTRODUN ERGİMESİ / İNKLÜZYON

Elektrodun aşınması-ergimesi sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Elektrod kaynak banyosu içerisine ergiyor

Akımı düşürün veya elektrodun çapını arttırın

Elektrdo banyoya temas edior

Temstan kaçının torcu uygun mesafede tutun

(TIG) ARK BAŞLANGICINDA SORUN

Ark başlamamasında sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Elektrod uygun değil

İşe uygun elktrod kullanın

Koruyucu gaz

Koruyucu gaz yok veya tıkalı

Şase sorunu

Uygun yerden şaselendiğine emin olun

(TIG) KARARSIZ ARK OLUŞUMU

Kararsız ark olusumuna sebep ne?

Düzeltmek için ne yapmalıyım?

Uygun olmayan koruyucu gaz

Inert bir gaz kullanın

Hatalı kutuplama

DC (-) kullanın

Tungsten elektrod hatalı

Elektrodun ucunu sivriltin

Ark boyu hatalı

Ark boyunu uygun aralıkta tutun

İş parçası temizliği

Kirli, paslı ve yağlı iş parçası ise temizleyin

MIG KAYNAĞI YAPACAĞIM, NEDEN SADECE ARGON KULLANAMIYORUM?

 

Çelikleri saf argon ile kaynak yapmak mümkündür fakat yapılan kaynakta düzensiz bir ark, aşırı sıçrama ve yetersiz nüfuziyet gibi etkilerle karşılaşılır. Çeliklerde yapılan MIG ile kaynak sırasında, arkın stabilize edilmesine ve sağlam kaynak yapılması için küçük miktarda oksitleyici (ya karbondioksit ya da oksijen) gaza ihtiyaç vardır. Bu daha düzgün bir kaynak görüntüsü ve istenilen özellikleri daha rahat sağlayan bir kaynak olacaktır.

 

YAPTIĞIM KAYNAKTA NEDEN ÇOK FAZLA SIÇRANTI VAR?

 

Sıçramanın birçok sebebi vardır fakat temel sebepleri şunlardır;

  • Kaynakçının eğitimi en temel sebebidir. Kaynak koşulları, uyulması gereken kurallar ve prosedüre uygun kaynak için; kaynakçıya iyi bir eğitim verin.
  • Uygun olmayan kaynak şartları, hatalı voltaj-akım ayarı.
  • Zayıf kaynak tekniği-yanlış torç açısı-elektrod mesafesinin uygun olmaması.
  • Paslı bir yüzey-yağ, gres, nem
  • Koruyucu gaz olarak CO2 kullanmak-karışım gazları önerilir.
  • Boyalı veya kaplamalı bir yüzeye kaynak yapmak.

 

ALÜMİNYUM KAYNAĞI YAPARKEN OLUŞAN SİYAH TABAKA (KURUM) SEBEBİ NE?

 

Kaynak metalinin yüzeyinde meydana gelen bu siyah tabaka kurum (is) değildir. Bu bir ‘alüminyum oksit ‘ biçimidir. Kaynak yapımı gerçekleşirken, ana metal ve dolgu telin bir kısmı yüksek sıcaklıktan (kaynak arkı)  dolayı buharlaşır. Bu metal buharı, koruyucu gazın koruduğu alanı terk ederken hava ile birleşerek ‘alüminyum oksit’ oluşturur ve kaynak metalinin yüzeyine yapışır. Kaynak akımı ne kadar yüksek olursa, oluşan oksit miktarı o kadar artar. Bu sorunu ortadan kaldırmak her zaman mümkün olmayabilir ancak koruyucu gazın doğru seçimi ve torç açısının düzgün olması bu etkiyi minimize edecektir. Ayrıca kaynak metali sıcakken yani bitiminden hemen sonra temizlenirse, daha kolay temizlenir. Soğuyan metalden temizlemek çok daha zor olacaktır.

 

 

 

PASLANMAZ ÇELİK KAYNAĞI YAPARKEN ÇATLAMALAR OLUYOR. SEBEBİ NE?

Paslanmaz çeliklerde iki tür çatlama vardır; Sıcak çatlak Soğuk çatlak.

 

Sıcak çatlak, katılaşma çatlağı olarak tanımlanır. Özellikle östenitik çeliklerde görülür. Kaynak metali sıcakken ortaya çıktığı için ‘sıcak kaynak’ olarak adlandırılır. Çatlamayı önlemenin en önemli yolu dolgu metalinin doğru (elektrod – tel) seçimidir.

Soğuk çatlak, hidrojen çatlağı olarak tanımlanır. Hidrojene toleransı olmayan malzemelerde (martensitik paslanmaz çelik) meydana gelir. Hidrojen kaynak metalinin içerisinde çözünür. Katılaşmadan sonra hidrojen yavaş yavaş metal içerisinde yayılmaya başlar. İçerde sıkışan hidrojenin uyguladığı basınç yeterince fazla olduğunda çatlama meydana gelir. Bu olay kaynak yapıldıktan saatlerce sonra ortaya çıkabilir.

 

KAYNAĞIMDA NEDEN GÖZENEK OLUŞUYOR?

Gözenekler genellikle soğuyan kaynak metali içerisinde sıkışan gazlardan meydana gelir. Azot gibi gazlar gözeneklerin en büyük etkenlerinden biri iken, malzeme üzerindeki yağ, kir, pas, nem gibi etkenlerde bu soruna neden olabilir.

Gözenekliliğin başlıca sebepleri şunlardır;

  • Çok yüksek veya çok düşük bir koruyucu gaz akışı – Çok yüksek olursa dışarıdaki havayı içeri sürükler, Çok düşük olursa soğuyan kaynak metalini dışardaki havadan yeterince koruyamaz.
  • Zayıf kaynak tekniği – Uygun ark mesafesi veya kötü torç açısı.
  • Koruyucu gazın yanlış seçimi – Hidrojen ve/veya Azot içeren koruyucu gaz karışımları bazı malzemeler için uygundur ancak bazı malzemelerde gözenekliliğe sebep olur.
  • Bakım yapılmamış ekipman – Hortum bağlantı parçaları sıkılmazsa veya güç kaynağında veya torçta gaz sızıntısı varsa, dışardaki hava koruyucu gaza karışabilir. Ayrıca bazı hortum türleri kendliğinden geçirkendir ve koruyucu gazın nemlenmesine sebebiyet verebilir.
  • Yüzey kirliliği - yağ, gres, su ve kaynaklı bileşendeki diğer kirlilik - kaynak metaline hidrojen katabilir.

Bu kapsamlı bir liste değildir, ancak gözenekliliğin temel sebebi temizlik ve / veya zayıf kaynak prosedürleri-tekniğinden kaynaklanmaktadır.

 

METALLER

Kaynak açısı ile metalleri iki ana grup içinde dört başlık altında incelemektedir.

Demir Dışı Metaller

• Alüminyum ve alaşımları

• Bakır ve alaşımları

Demir içerikli Metaller

• Dökme demirler

• Çelikler

ÇELİK: Temelde Demir (Fe) ve Karbon (C) alaşımı olan bu metalin bünyesinde diğer alaşım elementleri farklı cins ve oranlarda bulunabilir. Bu da çeliğin farklı özelliklere sahip olmasını sağlar. Örneğin en az %12 Krom (Cr) elementinin katılmı olması çeliğin paslanmaz çelik grubunda yer almasına, %12-14 oranında Mangan (Mn) elementi içermesi çeliğin çalışma altında darbeler nedeni ile sertlik kazanmasına olanak salar. Bu örnekler çok çeşitlidir.

Alaşımsız Çelikler: Demir ve Karbon dışındaki elementlerinin toplamı %5’in altında kalan çelik grubudur. Kendi aralarında sınıflandırmada bünyesindeki Karbon (C) oranına göre ayrım yapılır. Karbon oranı arttıkça çeliklerin mukavemetleri (sertlikleri) artar, kaynak edilebilme kabiliyetleri ise düşer.

Düşük Karbonlu Çelikler: %0,05 - %0,3 oranında karbon içeren çelikler olup, (*) St.37-St.42 arası çeliklerdir.

Orta Karbonlu Çelikler: %0,3 - % 0,6 oranında karbon içeren çelikler olup, St.42 – St.60 arası çeliklerdir.

Yüksek Karbonlu Çelikler: %0,6 - %1,7 arası karbon içeren çelikler olup St.60’dan sonrası olan çeliklerdir.

Alaşımlı Çelikler: Demir ve Karbon dışında bünyesinde diğer alaşım elementleri %5 ve daha üstü seviyede bulunan çeliklerdir.

Düşük Alaşımlı Çeliker: Diğer alaşım elementleri toplamı %5 seviyesinde olan çelikler olup, alaşım cins ve oranlarına göre seçilmek kaydı ile bazik ve düşük alaşımlı elektrodlar ile kaynak işlemleri gerçekleştirilir.

Yüksek Alaşımlı Çelikler: Demir (Fe) ve karbon (C) dışındaki diğer alaşım elementlerinin toplamı % 5‘in oldukça üstünde olan çeliklerdir. Kaynaklarında mutlaka alaşım elementlerinin cins ve miktarlarına bağlı olarak kaynak ürünleri seçimi yapılmalı, ayrıca kaynak işlemi uygulamasında metalin kaynak kabiliyetine göre prosedür izlenmelidir.

Kaynak işlemi üç safhada incelenmeli ve değerlendirilip, sorunsuz bir kaynak işleminin gerçekleştirilmesi için bu üç safhada da alınması gereken önlemler ve ayarlanması gereken parametreler göz ardı edilmemelidir. Her göz ardı edilecek veya hata yapılacak nokta, sonuçta kaynaklı iş parçasında mutlaka hata oluşmasına neden olacaktır.  Bu üç safha;

-Kaynak işlemi öncesi yapılacaklar - Kaynak işlemi sırasında yapılacaklar - Kaynak işlemi sonrası yapılacaklar.

 Ana Metal

 Kalınlık

 İletim Modu

 Önerilen Koruyucu Gaz

 Avantajı

 

 

 

 

 

 

 

Karbon Çeliği

 

 Max 4 mm

 

 

 Kısa Devre

  Ar + CO2             

Ar + He + CO2

 İyi nüfuziyet ve distorsiyon kontrolü.

 Pozisyon kaynağında iyi banyo kontrolü.

 

 

 

 

 

 4 mm den fazla

Kısa Devre / Küresel

CO2

Ar + % 15-50 CO2

 

 

 Yüksek kaynak hızı. İyi nüfuziyet ve banyo   kontrolü. Pozisyon kaynağına uygundur.

 

 

 

 

Kısa Devre 

Sprey İletim

Ar + % 1-8 O2

Ar + % 5-20 CO2

Ar + CO2 + O2

Ar + He + CO2 + O2

İyi ark kararlılığı. O2 arttıkça daha akışkan  kaynak banyosu oluşur. Güzel dikiş görüntüsü  ve esas metalle kaynaşma. İyi banyo kontrolü  sağlanır.

CO2 arttıkça esas metalin oksidasyonu ile  cüruf ve tufal oluşumu artar. Kararlı ark, sağlam kaynak metali ve artan dikiş genişliği.

 

 

 

 

 

 

Düşük ve Yüksek Alaşımlı Çelik

 

Max 4 mm

 

 

Kısa Devre / Küresel

Ar + % 20-50 CO2

Ar + % 8-20 CO2

He + Ar +CO2

Ar + CO2 + O2

 

 

İyi kaynaşma ve dikişi görünüşü. İyi mekanik özellikler.

Yüksek kaynak hızı. İyi nüfuziyet ve banyo kontrolü. Pozisyon kaynağına uygun.

 

 

 

 

4 mm den fazla

 

Sprey (Yüksek Akım Yoğunluğu)

 

Darbeli Sprey

 

Ar + % 2 O2 Ar + % 5-10 CO2 Ar + CO2 + O2

Ar + He + CO2 + O2

Kenar yanığını (undercut) azaltır. Yığma hızı daha yüksek ve yayılma daha iyi.

Derin nüfuziyet ve iyi mekanik özellikler.

Hem ince hem de kalın malzemelerin pozisyon kaynağında kullanılır. Geniş bir ark karakteristiği ve yığılan metal aralığında kararlı kaynak imkanı sağlar.

 

 

Paslanmaz Çelik, Nikel ve Nikel Alaşımları

    Max 4 mm

 

  

     Kısa Devre

 

       Ar + % 2-5 CO2

İyi nüfuziyet ve distorsiyon kontrolü. Sprey ark ile de kullanılır. Esas metale göre bazan banyo akışkanlığı azalır.

 

 

 

 

4 mm den fazla

 

 

 

Kısa Devre / sprey

    Darbeli Sprey

 

 

 

 

     Ar + % 2-5 CO2

Ar + % 1-2 O2

Ar + He + CO2

Ar + CO2 + H2

He ile düşük oranda CO2 karışımıyla, bazı alaşımlardaki tanelerarası korozyon riskini yaratan C almayı en aza indirir. He yayılmayı ve dikiş formunu iyileştirir. % 5'ten daha fazla CO2 bazı alaşımlarda dikkatle kullanılmalıdır. Tüm pozisyonlara uygundur.

Kararlı ark. Akışkan fakat kontrol edilebilir banyo sağlar, iyi kaynaşma ve dikiş formu. Kalın kesitli parçalarda kenar yanığını azaltır.

Hem ince hem de kalın malzemelerin pozisyon kaynağında kullanılır. Geniş bir ark karakteristiği ve yığılan metal aralığında kararlı kaynak imkanı sağlar.

 

 

Demirdışı diğer metalller

 

 

Tüm kalınlıklar

 

 

Kısa / sprey / darbeli

 

Ar

Ar + % 20-70 He

He + % 20-70 Ar

He karışımlarının yüksek ısı girdisi, kalın malzemelerdeki yüksek ısıl iletkenliğin üstesinden gelir. İyi yayılma ve dikiş formu. Pozisyonda kullanılabilir. 100 % He veya daha kalın malzeme kullanımı yayılma ve nüfuziyeti iyileştirir.

Kararlı ark, iyi banyo kontrolü, iyi yayılma.