Bakır Kaynağı

Bakır Özellikleri

Bakır kaynağı nedir sorusunu cevaplamadan önce bakırın özelliklerini bilmek önemlidir. Çünkü, kaynak yapılacak malzemenin özellikleri bilinmeden, nasıl bir proses uygun olur seçilemez. Bakır kaynağı yazımızda daha çok özet gibi bir anlatımla size kısa kısa bu konudan bahsedeceğiz.

Bakır ile ilgili geniş ve detaylı yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/bakir-nedir/

Bakır kaynağı için çok önemli bir özellik olan elektriksel ve ısıl iletkenlikler, bu malzemede çok iyidir. Bakır da aynı alüminyumda olduğu gibi paslanmaya karşı kendi doğal yapısından dolayı dayanıklıdır. Yani paslanmaz. Sahip olduğu HMK – Hacim Merkezli Kübik yapısından dolayı oda sıcaklığında şekil verilebilirliği çok iyidir. İyi mukavemet ve yorulma dayanımları olduğu için geniş bir uygulama alanı vardır. Manyetik değillerdir. Ayrıca yumuşak ve sert lehimleme yapılabilir.

Lehimleme ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/lehim/

Sert ve Yumuşak Lehimleme ilgilili eğitici bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=JInwoHNBYlk

Bakırın Lehimlenmesi

Yüksek elektrik iletkenliği nedeniyle, direnç ve endüksiyon yöntemleri hariç tüm lehimleme türleri uygulanabilir. Ancak lehimleme yapılırken aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir ;

  • Lehimleme sıcaklığı
  • Yükleme Türü
  • Bağlantı dayanımı
  • Galvanik Korozyon

Çok iyi elektrik iletkenliği olması nedeniyle elektrik – elektronik malzemelerin üretiminde, müzik enstrümanların elektrik ile ilgili bölümlerinde, deniz suyu arıtma tesislerinde bolca kullanılırlar. Hem dövme hem de döküm yöntemleri ile üretilebilirler.

Bakır ve alaşımlarının kaynak kabiliyeti, kimyasal bileşimlerine bağlıdır. Kalın malzemeler kaynak yapılacağı zaman, kaynak işleminden önce aynı çeliklerde olduğu gibi ön ısıtma yapılmalıdır.

Mukavemet Arttırılması


Saf hali ile bakır yumuşak bir metaldir. Ancak dövme alaşımları, soğuk şekil verme, alaşım elementleri eklenmesi ve ısıl işlem ile birlikte mukavemet kazanırlar.

Bakırın Dövülerek Şekillendirilmesi

Alaşım Elementlerine Göre Sınıflandırılması

Bir çok metal ile alaşımlandırılmaktadır. En çok , alüminyum, Silisyum, Nikel, Kalay ve Çinko ile alaşım oluşturur. 9 Ana gruba ayrılmaktadır. Bu gruplar aşağıda listelendiği gibidir.

  • Saf Bakır ( % 99 Saflıkta )
  • Düşük Miktarda Alaşımlar ( min % 96 saflıkta, %3-4 arasında alaşım elementi ihtiva eder. )
  • Bakır – Çinko Alaşımları ( Pirinç )
  • Cu – Kalay Alaşımları ( Bronz ) : İçerisinde % 10’a kadar Kalay – Sn – barındırır.
  • Cu – Alüminyum ( Alüminyum Bronzu ) : İçerisinde % 10’a kadar Alüminyum barındırır.
  • Cu – Silisyum ( Silisyum Bronzu ) : İçerisinde % 3 ‘e kadar Silisyum barındırır.
  • Cu – Nikel – Çinko Alaşımları : İçerisinde % 27’ye kadar Çinko, % 18’e kadar Nikel barındırır.
  • Cu – Nikel Alaşımları : Monel olarak da bilinen bu tip alaşımlarda % 30 civarında Nikel bulunmaktadır.
  • Özel Bakır Alaşımları

Bakır Kaynağı Yapılırken Dikkat Edilecek Hususlar

Bakır kaynağı öncesinde, kaynak ağzı ve bitişiğindeki bölgeler her iki taraftan da temizlenmelidir. Kaynak işlemi yapılacak yüzeyler yağ, kir boya gibi safsızlık yapacak maddelerden tamamen temizlenmelidir.

Yazımızın başında bahsettiğimiz üzere, bakırın ısıl iletim katsayısı fazla olduğu için bakır kaynağı esnasında büyük miktarda büzülme ve distorsiyon yani şekil bozukluğu meydana gelir. Bunu önlemek için kaynak öncesinde malzeme sabitlenmelidir. Ayrıca bakır kaynağı yaparken yüksek ısı iletkenliği sebebiyle deri eldiven ve önlük, ayrıca ultraviyole ışınlarına karşı da gözlük kullanılmalıdır. Atölyenin havalandırmasına dikkat edilmelidir.

Bakır kaynağı sonrasında, dikiş henüz kızıl iken, çekiçlenerek dikişte tokluk ve şekil değiştirme kabiliyetleri iyileştirilebilir.

Kalın parçaların kaynak işlemi yapılmadan önce ön tavlama yapılmalıdır. Bakırın oksijene karşı afinitesi – ilgisi – yüksek olduğu için yüzeyi oksit tabakası ile kaplıdır. Bakır kaynağı esnasında bu durum gözeneğe sebebiyet verebilir. Sıvı halde iken oksijen çözünürlüğü çok yüksek, ancak; katılaşma esnasında da bu durum tam tersi bir hal alır. Aynı durum hidrojen için de geçerlidir.

Kaynak yapılacak bakırda, genellikle ” Fosfor ” ile oksijeni giderilmiş olanı tavsiye edilir. Oksijen içeren türleri gözenek ve sıcak çatlama ( Hidrojen Hastalığı ) eğilimi gösterirler.

Saf bakır kaynağı için en uygun yöntemler MIG ve TIG kaynak yöntemleridir. Her ne kadar örtülü elektrod ile de kaynak yapılsa da, MIG ve TIG kaynaklarında olduğu gibi stabil bir ark ve uygun kaynak dikişi elde edilemez.

TIG kaynağı ile ilgili eğitici bir video için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=cYpYGbC2Drg

Kaynak Telleri

MIG – MAG ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/mag-kaynagi/

TIG – Argon kaynağı ile ilgili yazımız için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/argon-kaynagi/

Bakır kaynağı için en uygun tel genellikle SG-CuSn’dir.

Kükürt, Te gibi elementler Cu’nun kaynak kabiliyetini düşürür. Cr – Krom ve Be – Berilyum sıcak çatlama eğilimi gösterirler. Berilyum sağlığı zararlı duman oluşumuna neden olur.

Çinko – Bakır Kaynağı

Bu alaşımların kaynak işlemi pirinçlere benzerlik gösterir. Çinkonun düşük buharlaşma sıcaklığı nedeniyle buharlaşma sorunu vardır. Dolayısıyla artan çinko, kaynak kabiliyetini düşürür. Bu alaşımlarda kaynak hızı yüksek tutulur ise, çinko buharlaşması azaltılır.

Çinko kaybını engellemek için Zn – Çinko içeren ilave tel veya Zn buharlaşmasını önleyen Alüminyum ve Silisyum içeren ilave teller kullanılmalıdır. Genellikle oksi gaz kaynağı, direnç nokta kaynağı ve sürtünme kaynağı ile birleştirilirler.

Kalay – Bakır Kaynağı

İçerisinde ( % 1 – 10 ) oranında kalay bulunması halinde sıcak çatlamaya duyarlı hale gelir. Bakıra oranla kalay daha hızlı oksitlenme gösterir. Bu yüzden kaynak dikişinde oksit kalıntısı ve mukavemet düşüşüne neden olur.

Kaynak işlemi öncesinde kesinlikle yüzeydeki oksit tabakası temizlenmelidir. Yoksa kaynak hataları oluşabilir. Bu da mukavemeti ve kaliteyi olumsuz yönde etkiler.

Silisyum kaynak esnasında deoksidan görevi gördüğü için kaynak kabiliyetini olumlu etkiler. Bakır – Silisyum ark kaynağı en kolay kaynak edilebilen alaşım grubudur.

Fosfor az miktarda bulunur ise, deoksidan ve mukavemet arttırıcıdır. Pirinçlere ilave edildiğinde kaynak kabiliyetini arttırır.

Hidrojen Hastalığı

Bakır kaynağı denildiğinde, hidrojen hastalığı kaçınılması gereken şeylerin başında gelir. Çok basit bir açıklama ile durum şu şekildedir ;

Sıcaklık arttığında, metal içerisindeki hidrojen gazı çözünürlüğü artacaktır. Buradaki hidrojen gazı havadan, yağlardan ya da nemden gelebilir. Kaynak dikişi içerisine giren hidrojen, bakır içerisinde bulunan oksijen ile birleşerek H2O yani su oluşturur.

Diğer yazılarımızdan da aşina olduğunuz üzere, kaynak dikişi içerisinde oluşan su buharı, gözeneğe neden olur. Gözenek meydana gelmesi dikişin . mukavemetini azaltır.

Hidrojen hastalığı, genellikle 500 Santigrat derece üzerindeki bölgelerde tane sınırlarında çatlamalara sebebiyet verir. TWI konu ile ilgili yazısı için aşağıdaki bağlantıyı inceleyebilirsiniz.

https://www.twi-global.com/technical-knowledge/job-knowledge/weldability-of-materials-copper-and-copper-alloys-023

İyi bir bakır kaynağı için, metalin bünyesinde bulunan oksijen kesinlikle giderilmelidir.

Koruyucu Gazlar

Saf bakır ve bakır alaşımlarında koruyucu gaz olarak genellikle Argon gazı kullanılır. Artan oranda Helyum ve Ar / He karışımları da kullanılabilmektedir. Az miktarda azot da kullanılabilmektedir.

Argon gazına bir miktar Helyum gazı ilavesi ark kararlılığını arttırır ve ark performansı saf argona göre iyileşir. Dolayısı ile kaynak dikişi özelliklerinde ( dikiş genişliği, nüfuziyet, dış görünüş ) de iyileşme sağlanır.

Helyum gazının yüksek iyonizasyon potansiyeli nedeniyle ark kararlılığını olumsuz etkilemesi mümkündür. Bu nedenle, argon ile birlikte kullanılmalıdır. Saf helyum kullanılmamalıdır.

İş Sağlığı ve Güvenliği

İş Sağlığı ve Güvenliği

Bu alaşımların kaynağında Be, Ar, Zn, Cd, Sn ve Cr varsa kaynak esnasında çok zararlı dumanlar çıkabilmektedir. Dolayısıyla havalandırmanın çok iyi yapılması gerekmektedir. Ayrıca yüksek ısı iletkenliklerinden dolayı, ısı izolasyonlu, yalıtkan iş kıyafetleri giyilmelidir.