Kaynak Nedir ?

Kaynak Nedir ?

10 Temmuz 2018 Kapalı Yazar: admin

Kaynak Nedir ?

Kaynak, metalik malzemeyi ısı ve basınç veya ikisini birden kullanarak ve aynı cinsten ve erime aralığı aynı veya yaklaşık bir malzeme katarak veya katmadan birleştirmeye “ Metal Kaynak “ adı verilir.


kaynak

kaynak

 

Başlıca Kaynak Yöntemleri

Tig Yöntemi

Mig Yöntemi

Mag Yöntemi



Elektrik Ark Yöntemi

Oksi-Gaz Yöntemi

 

Tig kaynağı ile ilgili makalemize aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz…



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

Kaynak Neden Sakıncalıdır ?

Teknolojinin bu kadar gelişmesine rağmen, ne yazık ki birleştirme yöntemlerinde halen kaynaktan daha iyi, hızlı ve güvenilir bir yöntem bulunamamıştır. ” Ne yazık ki ” dedik, çünkü, en iyi imalat biçimi kaynağın olmadığı imalat biçimidir. Çünkü, her ne olursa olsun bu işlem sırasında malzemenin yapısı bozulur. PWHT denilen, kaynağın sonrasında ısıl işlemle düzeltilmeye çalışılsa da hiç bir zaman eskisi gibi olamaz.

Kaynak dikişi belki mukavemet açısından ana malzemeden daha fazla bir dayanıma çıkarılabilir ancak; mikro yapı değişiklikleri nedeniyle, en basitinden korozyona karşı güçsüz kalabilir. Bu da kaynağın tercih edilmemesindeki nedenlerin başında gelecektir.

Günümüzde, bir çok yeni yöntem türemiştir. Buradaki temel amaç, metallerin birbirleriyle daha sağlam ve sorunsuz bir şekilde birleştirilebilmeleridir. Geçmişe dönüp baktığımızda bir çok yöntem tarihin tozlu sayfalarına gömülmüş olsa da, aslında bu işlem halen ilk yapıldığı dönemdekiyle benzer yapılmaktadır. Sadece ark, farklı yöntemlerle oluşturulmaktadır. ( lazer, elektron ışın vb. )

Teknolojik Gelişmeler

Elektriğin gelişimi, elektronik alanında insanoğlunun yaptığı büyük atılımlar yeni nesil kaynak makinalarının icat edilmesine neden oldu. Böylece, istenilen ark karakteristikleri artık eski döneme göre çok daha kolay sağlanmakta ve ister demir istenirse demir dışı olsun, bir çok malzeme artık eskiye göre daha kolay birleştirilebilmektedir.


Örnek olarak, ülkemizde yeni yeni yaygınlaşan bir yöntem olan lazer kaynağı, sektöre yeni bir soluk getirmiştir. Her ne kadar ilk yatırım maliyetleri yüksek bile olsa, sonrasında, geleneksel yöntemlere göre daha hızlı oluşu, hatasız ince bir dikiş elde etmesi ve ITAB ( Isı Tesiri Altındaki Bölge ) nin dar oluşu nedeniyle ilerleyen yıllarda çok daha tercih edilecek bir yöntem olacaktır.

kaynak-benardos

kaynak-benardos

Kaynak Teknolojisinin Gelişimi

Yüzyıllar öncesi insan oğlunun metalleri birleştirmek için kullandığı tek yöntem ısıtılmış metallerin birbirine yapışana kadar bir arada dövülmesi ile yapılan ocak kaynağıdır. 20. YY.’dan çok kısa bir süre önce üç yöntem daha ortaya çıktı. Ark ve direnç kaynakları 1880’lerin sonuna doğru geliştirildi ve birkaç yıl sonra endüstride kullanılmaya başlandı. Oksi asetilen kaynak yöntemi de aynı yıllarda geliştirildi ve endüstride ilk olarak 1900’lerin başında kullanıldı.

Hiç kimse insan oğlunun ocak kaynağını ilk defa ne zaman kullanmaya başladığını bilmiyor. Çok az demir ya da çelik alet yüzlerce yıldan fazla süre paslanmadan günümüze kadar ulaşabilmiştir ve bu yüzden tarih öncesi metalleri birleştirme çalışmalarıyla ilgili çok az gerçek kanıt günümüze kalmıştır.

Çeliğin sertleştirilmesi ve çelikle çalışılması elde edilen kanıtlara göre 3000 yıl önce Yunanistan’da uygulanmıştır. Ancak; farklı kıtalardaki ilk kabilelerle gözle görülür anlamda haberleşmenin olmadığı dönemde demir eritme, şekillendirme ve kimyevi bir etkiye maruz bırakma gibi basit metotlar geliştirilmiştir. Böylece muhtemelen ilk insanlar tarafından keşfedilmiş, kaybedilmiş ve tekrar tekrar yeniden keşfedilmiştir.

Kaynak ve Rönesans Dönemi

Rönesansla birlikte sanat uzmanları ocak kaynağında ileri düzeyde ustalaştılar. Birleştirilecek parçalar şekillendirildi ve çekiçlemeden önce tavlandı. Bu konuları açıklayan Vannaccio Biringucicio’nun Pyrotechnia’sı 1540 yılında Venedik’te yayınlandı. Bu kitap demircilikle iligli hayranlığını, kitabında geçen şu sözlerden anlamak mümkündür. “ Bu şey bana ustaca gözüküyor, azıcık çaba ancak çok yararlı olma. “

Biringuccio’nın kitabını yayınlamasından birkaç yüzyıl içerisinde kaynak için gerekli olan ısı odun ateşi olarak kaldı. Tozlu kır yollarının bilindik figüranlarından olan seyyar demirci, işlerini yapmak için yanında küçük bir odun fırını taşırdı. O çağlarda kalaycılar ve diğer metal ustaları, lehimlemek ve tunç yapmak için odun ateşinin yanma ısısını kullandılar.

Daha sonra ocak kaynağı endüstrinin tanınan bir dalı haline geldi. Ancak büyük ve ağır parçaların birleştirilmesi büyük ustalık ve emek istiyordu. Çünkü gerekli sıcaklığa, ateş etraflarında tutulduğu zaman ulaşılabiliyordu. Birleştirilecek parçalar yeterince tavlandığında çeşitli yollarla bir birlerini zorlar çoğunlukla bu iş için bir vince asılır, ısı altında tutulurlarken üzerlerine balyoz ile tekrar tekrar vurulur, daha sonra da iş parçaları ateşten çekilirdi. İşlem örs yardımıyla sonlandırılırdı. Ocak kaynağı çok kısıtlı alanlarda halen uygulanmaktadır. 20.yy başlarında geliştirilen üç yöntemden biri olan ark kaynağı bir anda en geniş kullanıma sahip ve ticari alanda en önemli yöntem olarak ortaya çıktı.

Elektrik Ark Keşfi

Linchtenberg adında bir profesörün 1782’nin başlarında Almanya’da metalleri elektriksel füzyon ile birleştirdiğine dair kanıtlar vardır. Ancak; çoğu araştırmacılar, elektrik ark kaynağının tarihini elektrik arkının Sir Humphery Davy tarafından keşfine bağlamaktadır. 1801 yılında yeni bir alan olan elektrik bilimiyle denemelerin yapıldığı zamanda Davy, 2 terminalin birbirine yaklaştırılması sonucu yüksek voltajlı elektrik devresi ortaya çıktığını keşfetti. Parlak ışık saçan ve büyük ısı veren bu ark darbelidir ve amaçlanan yerde tutulabilir. Uzunluğu ve şiddeti devre voltajı, kullanılan terminalin tipine göre saptanan limitler içinde değiştirilebilir. Davy buluşunu çok büyük ilgi uyandırdığı 1808 yılında İngiliz Kraliyet Enstitüsüne tanıttı. Uzun yıllar bu buluş bilimsel bir oyuncak olarak kaldı. Olağan dışı bir uygulamasının olmadığı görüldü. Davy buluşunun ark ile ilgisini yaklaşık 20 yıl kabul etmedi.

kaynak

kaynak ve ark

Modern Döneme Geçiş

Arkın keşfinden sonra, metalleri elektrik arkla bilinçli bir şekilde birleştirme çalışmasını ypan ilk kişi Wilde adındaki İngiliz’dir. 1860’ların başında küçük demir parçalarını bir arada eriterek birleştirdi ve 1865’te bu yöntemine patent aldı. Bu elektrik arkı ile birleştirmeye ait ilk patentti.

Bununla birlikte 1881 yılında karbon arkı sokak lambalarında kullanılıncaya kadar elektrik arkı bilimsel ilgi olarak kaldı. Bundan kısa bir süre sonra İngiltere’de elektrikli fırın ortaya çıktı. İlk yapılanlardan biri 1886 yılında alüminyum alaşımlarının üretiminde kullanıldı. Elektrik arkının bu özel kullanımı alüminyum endüstrisinin ilk gelişim aşaması için önemli bir basamak oldu.

 

Elektrotların Keşfi ve Kaynaktaki Gelişme

kaynak

kaynak elektrodu

Metal ark kaynağının gelişimini etkileyen en önemli faktör elektrottu. O zamanlara zayıf ve gevrek kaynak metali oluşturan Norveç ve İsveç demirinden yapılıyordu. Çünkü Bessemer prosedürü tam olarak geliştirilmemiş dolayısıyla çelik içerisindeki karbon tam olarak kontrol altına alınamamıştı. Bu yüzden bölgesel çelik kullanımı yaygındı. Söz konusu ülkelerin ürettiği çelikler üretimlerinde kullanılan demir madeniyle bağlantılı olarak düşük karbonlu olmaları nedeniyle tercih ediliyordu. Bu seçimde İsveç ve Norveç ormanlarından elde edilen odun kömürünün payı da yadsınamaz.

Elektrot olarak kullanılan çıplak teli ark sık sık kaynak metalini gereğinden fazla ısıtırdı. Elektrot tarafından kaynak metaline bırakılan metal, hava ile reaksiyona girerek daha da gevrek bir hal alıyordu. Bu zorlukların üstesinden gelmek için yapılan çalışmalarda araştırmacılar organik ve minerallerle hafifçe kaplanmış çok sayıda elektrot geliştirdi. Geliştirilen bu ilk elektrotlar selülozik tip elektrotların ilk uygulamalarını teşkil ederi. 1907 yılında patent alan Oscar Kjellberg örtülü elektrotların öncü üreticilerinden biri olmakla teknoloji tarihine geçti.

Diğer yandan 1902 yılında Line Yöntemi ile oksijen elde etmede meydana gelen başarı oksi-gaz kaynağının elektrik ark kaynağından daha yaygın kullanımına neden oldu. 20 mm kalınlığa kadar parçalar oksi gaz kaynağı ile başarıyla kaynatılıyordu. Oksi gaz ile elektrik ark kaynağının yarışı elektrotlarda meydana gelen gelişmelere paralel olarak devam etti.

Bu süre içerisinde elektrot örtü gereçleri geliştirildi. Önce selülozik, daha sonra bazik ve demir özlü örtü gereçleri kaynakçıların seçenekleri arasına girdi. Bu çalışmalardaki temel amaç, kaynak bölgesinin ortam havasının olumsuz etkilerinden korumaktı. Strohmenger ABD’de 1912 yılında yoğun örtülü bir elektroda ait ilk patentini aldı.

Bu elektrot piyasada tutuldu. Örtülü elektrotlar artık yayın bir şekilde kullanılmaya başlanmış oldu.

Kaynak Yaparken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Fabrika ya da şantiye sahalarında bir kaynak işlemi yapılacak ise bunun için bir PQR ve WPS bulundurulmalıdır. PQR’ın ne olduğunu öğrenmek için aşağıda linki verilen yazımızı okumanızı tavsiye ederiz.

https://www.metalurjimalzeme.net/pqr/

Uygun bir PQR hazırlandıktan sonra, buradaki parametrelere uygun bir WPS hazırlanmalıdır. Kaynakçı ya da kaynak operatörü akım, voltaj, gaz debisi gibi ayarlamaları WPS ile bire bir yapmak zorundadır.

Gaz Koruması


kaynak

kaynak gazı

Kaynakta gaz koruması çok önemlidir. Gaz koruması olmaz ise kaynakta gözenek ve köpürme gibi hadiseler meydana gelebilir. Sadece kaynağa gaz verilmesi de yeterli değildir. Gazın debisi, yani akış hızı da çok önem taşımaktadır. WPS’de belirtilen debide gaz akışı sağlanmalıdır.

Özellikte şantiye sahalarında ve fabrikaların rüzgar alan yerlerinde gaz koruması çok iyi olamaz. Bu nedenle hava akışını engelleyici paneller kullanılmalıdır. Çünkü ortamda rüzgarın olması, hem ark kararlılığını kötü etkiler hem de gaz koruması yeterli sağlanamadığı için düzgün bir  dikiş elde edilemez.

Boru kaynağı yapılırken atlanılan bir nokta, kök gazı korumasıdır. Kök kaynağı yapılırken kesinlikle ve kesinlikle kök gazı koruması verilmelidir. Aksi takdirde yapılan kaynaktan hiç bir şey beklenmez. Düzgün bir dikiş elde edilmez hem de korozyona açık bir bölge meydana gelir.

Kaynak ve Isı Girdisi


kaynak

kaynak ısı girdisi

Isı girdisi minimum düzeyde tutulmalıdır. Bir kaynakta ne kadar fazla ısı girdisi var ise, kaynak ve ITAB, o kadar bozulmaktadır. Bu nedenle ısı girdisinin azaltılması için aşağıdakiler dikkate alınmalıdır :

Düşük akım ve voltajla uygulanmalı

Kaynağı yavaş veya hızlı yapmamalı

Uygun çapta elektrot seçilmesi

Uygun kaynak yöntemi seçilmesi.

Elektrod Seçimi

Elektrod seçimi kaynağın başarılı olmasında çok önemlidir. Elektrod üretici firmaların kataloglarında hangi malzemelerin hangi ilave malzeme ile kaynatılması gerektiği belirtilmektedir. Bunların dışarısına çıkılmamalıdır. Eğer paslanmaz çelik kaynağı yapılacak ise, kullanılacak elektrodun paslanmaz olması, karbon miktarının düşük olması, Cr ve Ni miktarının ana malzemedekine benzer olması aranır.

Kaynak Sonrası Isıl İşlem – PWHT

Kaynağın sonunda, malzemenin yapısını bozduğu gibi aynı zamanda bir takım gerilmeler de bırakır. Gerilmeler malzemelerin ileride çatlamasına da neden olur, korozyona uğramasına da.

Bu nedenle kaynak işleminden sonra uygun bir ısıl işlem yapılmalıdır. Gerilim giderme tavı uygulanabilir. Normalizasyon ısıl işlemi uygulanabilir.

Kaynak ve Temizlik

Kaynak işlemi yapılırken, her pasodan sonra kaynağın üzerindeki cüruf tabakası temizlenmelidir. Aksi takdirde, pasolar arası hatalar meydana gelir. Bunlar radyografik filmlerde rahatlıkla tespit edilir. Bu tip hataların olması ilerde malzemelerin herhangi bir mekanik zorlamada o noktalardan kırılmasına neden olacaktır.

Ön Isıtma

Ön ısıtma, özellikle kalın et kalınlığına sahip parçalarda veya karbon eş değerinin % 0.45’den fazla olduğu durumlarda gereklidir. Karbon eş değerinin değerine göre 150 – 350 C derece arasında bir ön ısıtma malzemeleri kaynak sırasında çatlamasına engel olacaktır.

kaynak

kaynak ön ısıtma

Kaynak Ağzı Hazırlanması

kaynak ağzı

kaynak ağzı

Kaynağa başlamadan önce kaynak ağzı düzgün açılmalıdır. Düzgün olmayan kaynak ağzı her türlü kaynak hatasına neden olabilmektedir. Ayrıca, kaynak ağzının temizliği çok önemlidir. Kaynak yapılacak yerde herhangi bir yağ, pas, kir, su olmamalıdır. Bunların olması, kaynağın gözenekli bir yapıya sahip olmasını sağlar. Bu da kesinlikle istenmeyen bir durumdur.

Elektrodların Kurutulması

kaynak fırını

kaynak fırını

Elektrodların nemden arındırılmış olması gerekmektedir. Bu nedenle kaynakçıların yanlarında kesinlikle termos bulundurmaları gerekmektedir. Çünkü, nemli elektrodların kullanılması demek, ilerleyen süreçte dikişlerin gözenekli olmasına neden olacaktır. Sudaki hidrojen ergimiş banyoya girdiği takdirde hidrojen çatlağı denilen hususa neden olabilmektedir.

12- Kaynağın başlangıç ve bitiş noktaları en çok dikkat edilmesi gereken yerler olup, parçanın başına ve sonuna bir parça kaynatılarak, kaynak o parçalarda başlar ve biter. Böylece asıl önemli olan parçalarda herhangi bir hata olmaz. Bunun nedeni, kaynağın başlarken ve biterken arkın kararsız olmasıdır.

 

 

Elektrik Ark Kaynağı ile ilgili yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.

https://www.metalurjimalzeme.net/elektrik-ark-kaynagi/

 

Lazer Kaynak ile ilgili videoya aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz ;

https://www.youtube.com/watch?v=b5Xi1LfeJdw&t=3s

 

Please follow and like us:
error