Dökme Demir Kaynağı

Dökme Demir ve Kaynak İşlemi

Bileşimlerinde yüksek karbon bulunması nedeniyle dökme demir kaynağı zor bir işlemdir. Dökme demirlerin kaynak kabiliyeti düşüktür. Kaynak işlemi sırasında kaynak metaline komşu bölgeler yüksek sıcaklıklara ısındıktan sonra hızla soğurlar. Bu durumda kaynak metalinin hemen yakınında karbür çökelmesi söz konusu iken, ITAB – HAZ’ın diğer bölgelerinde martenzit oluşur. Bu yapı çok gevrek olup çatlama eğilimi yüksektir. ITAB’daki gevrekliğin derecesi dökme demirin türüne ve kaynak parametrelerine göre değişir.

Genel olarak ferritik matrisli küresel grafitli ve temper dökme demirlerde çatlama eğilimi, gri dökme demirlere nazaran daha düşüktür. Fosfor, kaynak kabiliyetini olumsuz yönde etkilediğinden, kaynak işlemi uygunacak dökme demirlerin fosfor içeriği % 0.1 ‘in altında tutulmalıdır.

Dökme Demir ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/dokme-demir/

Aşağıdaki bilgilerde dökme demir kaynağı için olmazsa olmaz yararlı bilgileri bulabileceksiniz.

Dökme Demir Kaynağı ve Dolgu Metali

Konu dökme demir kaynağı olunca, kaynakta kullanılacak dolgu metalinin de önemi çok büyük olmaktadır. Kaynak metalinin düşük mukavemetli olması ısıl gerilmeleri ve dolayısı ile de çatlama eğilimini azaltır. Bu açıdan dökme demirlerin ark kaynağında kaynak metali olarak genellikle nikel veya nikel alaşımları tercih edilir.


Ön Isıtma

Kaynak ısısının azaltılması ile ITAB genişliğini düşürmek mümkün olsa da, dökme demirlerin ITAB’si yine de sert ve gevrektir. ITAB’ın sertliğini ön ısıtma yaparak azaltmak mümkündür. Ön ısıtma ile kaynak sonrası soğutma hızı düştüğünden ITAB da martenzit oluşma eğilimi azalır. Ön ısıtma sıcaklığı, dökme demir sınıfına, kütlesine, kaynak prosesine ve dolgu metaline bağlı olarak belirlenir. Genellikle perlitik matrisli dökme demirlerin ferritik matrisli dökme demirlerin ferritik matrisli dökme demirlerden daha yüksek ön ısıtma sıcaklıklarına ısıtılması gerekir. Ön ısıtma dökme demir kaynağı için olmazsa olmazdır.

ITAB ( HAZ ) ile ilgili yazımıza ulaşmak için aşağıdaki linke tıklayınız…

https://www.metalurjimalzeme.net/itab-haz-heat-affected-zone/

Isıl İşlem

Dökme demirlere kaynak işleminin hemen sonrasında gerilme gidermek amacıyla ısıl işlem uygulanması da gerekebilir. Bu amaçla 2.5 cm kalınlığındaki döküm parça 600 – 650°C de bir saat tutulduktan sonra, saatte 10°C’den daha düşük hızda soğutulur. Kaynak sonrası daha yüksek sıcaklıklara ısıtma, daha fazla yumuşama ve gerilim gidermeye sebep olur.

Dökme demirler için, kaynak öncesi ön ısıtma ve kaynak sonrası gerilim giderme – PWHT yapılmalıdır.

Gerilim giderme yapılması dökme demir kaynağı için çok önemlidir. Bu nedenle atlanmaması gereken bir konudur.


Gri Dökme Demirler

Gri dökme demirler için önerilen kaynak sonrası ısıl işlem söyledir; Kaynak sonrası parça hemen 600 – 650°C’deki fırına yerleştirilir ve 900°C’ye ısıtılır. Bu sıcaklıkta 2-4 saat tutulduktan sonra 700°C’ye soğutulur ve bu sıcaklıkta 5 saat bekletilip, fırın içinde 600°C’ye soğutulur. Sonra fırından çıkarılır ve durgun havada oda sıcaklığına soğutulması sağlanır. Böylece dökme demir kaynağı için ısıl işlem tamamlanmış olur.

Dökme Demir Kaynağı ve Yöntemleri

dökme demir kaynağı denilince, soğuk, sıcak ve yarı sıcak olmak üzere 3 yöntem uygulanmaktadır. Kaynak işleminde çelik veya özel elektordlar da kullanılabilir. Fakat bu elektrodlar iyi bir birleşme sağlamaz ve malzemeye sert bir yapı kazandırır. Örneğin, gri dökme demirin kaynağı çelik kaynağında kullanılan elektrodlarla yapıldığında çok sert bir kaynak dikişi elde edilir. Bu nedenle gri dökme demirden talaşlı işlenebilir yumuşak bir birleşme istenirse özel elektrodlar kullanılmalıdır. Nikel içeren elektrodlar güçlü bir kaynak bağı oluşturmak için daha az ısı gerektirir. Ayrıca nikelin katı haldeyken karbonu çözme kabiliyeti çok düşüktür. Kaynak metali soğurken ve katılaşırken, karbon çözeltiden dışarı itilir ve grafit olarak çökelir. Bu durum, kaynak dikişinde ve ITAB’da karbürler oluşumunun önüne geçer.

Kaynak işlemi, iş parçası 500-600°C’lik ön ısıtmaya tabi tutulduktan sonra yapılırsa ” Sıcak Kaynak “, 250 – 300°C’lik bir ön ısıtmaya tabi tutulduktan sonra yapılırsa ” yarı sıcak kaynak ” olarak isimlendirilmektedir.

Dökme demirin sıcak kaynağında dökme demir elektrodlar kullanılabilir. Elde edilen dikiş yüksek dayanıma sahip olup, talaşlı işleme uygun sertliğe sahiptir. Dökme demirlere yarı sıcak kaynak yöntemi sıcak kaynak işlemine benzer ekipman ve malzemelerle yapılmaktadır.

Temper Dökme Demir ve Kaynağı

Sıcak ve soğuk kaynak yöntemleri gri dökme demirde olduğu gibi temper dökme demirin kaynağında da kullanılmaktadır. Sıcak kaynak yönteminde parçaya işlemden önce 300-400°C’lik bir ön ısıtma uygulanır ve kaynak sonrası parça yavaş soğumaya bırakılır. Bu dökme demirlere kaynak temperleme ısıl işlemi öncesinde yapılırsa kaynak dikişi temperleme ısıl işlemi sonrasında istenen özelliği kazanır. Temperleme ısıl işlemi sonrasında yapılan kaynak, sementit çökelmesi sonucunda kaynak bölgesinde aşırı sertlik ve kırılganlığa sebebiyet verebilir.

dökme demir kaynağı ile ilgili Lincoln web sitesindeki ingilizce bilgiler işinize yarayabilir. Aşağıdaki bağlantıdan sayfaya ulaşabilirsiniz…

https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/welding-how-to/pages/welding-cast-iron-detail.aspx