Oksijen Kaynağı

Oksijen kaynağı günümüzde halen geçerliliğini koruyan eski kaynak yöntemlerinden biridir. Metallerle uğraşan zanaatkarların çok eskilerden beri, metalleri ergime derecelerine kadar ısıtıp, sonra da sökülemeyecek şekilde birleştirdikleri bilinmektedir. Ergitme kaynağı ismi ile de anılan bu uygulamalardan en eskisi, ocak kaynağıdır. Ocak kaynağında malzemeler ergitilip birbirleri ile sağlam bir bağ yapmaktadır. Olaya bu açıdan bakıldığında modern yöntemlerle yapılan kaynakların başlangıcı olarak oksijen kaynağı düşünülebilir. Oksijen kaynağı; yakıcı olarak oksijenin, yanıcı gaz olarak da çoğu kereler asetilenin kullanıldığı ve gazların yanıcı ve yakıcı etkilerinden yararlanılarak yapılan kaynak yöntemidir.

oksijen kaynağı ve kesme işlemi

Kaynak alevi yanıcı ve yakıcı gazların birleşiminden oluşur. Kaynak alevi, kaynak edilecek gereçlerin ergime derecelerinin çok üzerinde bir ısının oluşması için gerekli ortamı kolaylıkla meydana getirir. Oluşan bu sıcaklık, kaynağı gerçekleştirilecek gereçlerin erimesine olanak tanır. Kaynak bölgesinde gerekli olan dolgu gereci de, ek teller kullanılarak oluşturulur.

Şimdilerde, sadece karoseri onarımı ve sert lehim işleriyle, kaynak dikişinin boşluksuz olması nedeniyle, üstün sızdırmazlık ve basınca karşı dayanım gerektiren boru kaynaklarında kullanılmaktadır.

Oksijen Kaynağı ve Kullanılan Gazlar

Oksijen kaynağı bir ergitme kaynak uygulamasıdır. İş parçaları ergitme sıcaklıklarına kadar, ısı enerjisi kullanılarak tavlanır. Isının elde edilmesinde yanıcı ve yakıcı gazlardan faydalanılır. Kaynak alevi meydana getirilmesi yani atmosferik ortamda oluşması, havanın ve onun oksijeninin de kullanılmasına olanak sağlar. Oluşan kaynak alevi metali eritmeye yetecek kadar bir enerji açığa çıkartmaktadır. Oluşan bu kaynak banyosu, ilave metal kullanılarak ya da kullanılmadan devam ettirilerek kaynak işlemi yapılmaktadır.

Oksijen Kaynağı ve Yanıcı Gazlar


Oksijen kaynağında genellikle yakıcı gaz olarak oksijen kullanılır. Yanıcı gazların çeşitleri aşağıda listelendiği gibidir;

  • Asetilen
  • Hidrojen
  • Metan
  • Propan
  • Bütan
  • Propan-Bütan
  • Hava Gazı
  • Benzin

Bunlardan her biri oksijen kaynağında yanıcı gaz olarak kullanılabilir. Seçim uygulamanın niteliğine bağlıdır. Diğer yandan yanıcı gaz seçimi yaparken bazı özellikler, dikkate değerdir. Şimdi bir yanıcı gaz seçimi yaparken nelere dikkat etmemiz gerektiğini maddeler halinde sıralayalım.

  • Isı değerinin yüksek olması
  • Alev sıcaklığının yüksek olması
  • Tutuşma hızının fazla olması
  • Kaynak banyosunu, havanın zararlı etkilerinden koruma
  • Artıksız bir yanma
  • Ucuz ve kolay üretim

En yüksek alev gücü ve en yüksek alev sıcaklığı veren yanıcı gaz, asetilendir. Bunun ispatlanması için diğer gazlar ile karşılaştırılması yapılması gerekir.

Asetilen Propan Karşılaştırılması

Yukarıdaki şekil incelendiğinde, propanın alev sıcaklığının propana göre fazla olduğu, tutuşma sıcaklığının propana göre düşük olduğu; yani daha kolay tutuşabildiği, yanma hızının propana göre yüksek olduğu ve alev gücünün de yine  propana göre çok daha yüksek olduğu rahatlıkla görülecektir.

Yakıcı Gazlar Özellikleri ve Elde Edilişi

Her yanma olayında ısı gerekmediği gibi, ısı da açığa çıkmaz. Halk dilinde pas olarak adlandırılan ve çeliklerin üzerinde görülen demir oksit katmanı açığa çıkar. İlerleyen aşamalarda ise korozyona dönüşür. Demir oksidin oluşması için havada bol miktarda bulunan oksijen ile temas etmesi yeterlidir. Çelik, suda havaya göre oldukça fazla olan oksijen ile temas ederse, daha çabuk demir oksit oluşturur. Buradan yola çıkarak yanma olayının meydana gelmesi için her ortamda oksijene ihtiyaç duyulduğu görülebilir. Ancak şu anki yanma konumuz daha farklı bir gelişmenin sonucudur ve yanma hem hızlı, hem de sonuçta dikkate değer ısı açığa çıkmasına neden olmaktadır.

Oksijen yanıcı maddeler ile uygun bir ortamda bir araya gelirse, yanma olayı gerçekleşir. Bu bilindiği taktirde oksijen kaynağı çoğunlukla neden yakıcı gaz olarak oksijen kullanıldığı daha kolay kavranacaktır.  Bazı oksijen kaynağı ile ilgili başvuru kitaplarında yakıcı gaz olarak oksijen dışında havanın kullanımından da bahsedilmektedir. Gerçekte de hava içerisinde bol miktarda oksijen bulunması, oksijen kaynağında hava kullanımının mümkün olduğunu ispatlar. Ancak uygulamada hava kullanımı teoride kalır. Çünkü direkt olarak gaz halinde oksijen kullanılmasının tartışmasız üstünlüğü söz konusudur. Zaten bu nedenden ötürüdür ki, kaynak işlemi oksijen kaynağı olarak anılır. Bazı durumlarda yanıcı gaz olarak sürekli asetilen kullanılması, oksijen kaynağının oksi-asetilen kaynağı olarak anılmasına neden olur.

Kaynak işleminde kullanılan oksijen gazı havadan elde edilmektedir. Kendisi yanmaz ancak tüm yanma olaylarında mutlak suretle bulunur. Yanma olayı oksijen olmadan gerçekleşemez. Oksijen gazı sıvı halde mavi renktedir. Oksijen gaz halinde getirildiğinde sıkıştırılabilir. Yani 1 litre hacimli bir tüpe, yaklaşık 150 litre oksijen gazı sıkıştırılabilmektedir.


Oksijen Tüpleri

Oksijen kaynağı yönteminde, yanıcı gaz olarak farklı gazların kullanımı olasıdır. Ama yakma gazı olarak sadece oksijen gazı kullanılmalıdır. Zaten kaynak işlemi adını buradan alır. Oksijen kaynağı yönteminde kullanılan oksijen gazı havadan elde edilir.

Tüplerin Doldurma Basınçları ve Depolanması

Oksijen gazının belirli basınç altında sıkıştırılmasında bir tehlike yoktur.

  • 50 litrelik tüpe, 200 bar basınçta 10000 litre oksijen konabilir.
  • 40 litrelik tüpe, 150 bar basınçta 6000 litre oksijen konabilir.
  • 10 litrelik tüpe, 200 bar basınçta 2000 litre oksijen konabilir.

Oksijen tüpleri kullanılmadığı zamanlarda, vanalarda bulunan emniyet başlıkları yerinde takılı vaziyette bulunmalıdır. Oksijen tüplerini kesinlikle yerde yuvarlamamak, üzerinde iş yapmamak, aleve yaklaştırmamak, darbe almamasını sağlamak gerekmektedir. Kullanılan tüpler depolanırken iyi bir şekilde bağlanmalıdır. Tüplerin yüksek sıcaklıktan ve güneş ışığından korunması gereklidir. Bu nedenle açık havalarda depolanmaları uygun değildir.

Dolu ve boş tüpler birbirlerinden ayrı şekilde depolanmalıdır. Boş olanların üzerlerinde  “BOŞ” olduğuna dair bir etiket bulunmalıdır.

Tüplerin başlıklarında bulunan koruyucu metal kısımlar sökülmemelidir. Taşınırken gerekli güvenlik önlemleri alınmalıdır. Diğer tüplerde olduğu gibi oksijen tüplerinin de tam boşaltılması tavsiye edilmemektedir. Bir tüp boşaltıldığında tekrar yine aynı gaz ile doldurulmalıdır.

Asetilen Tüpleri Nedir ?

Asetilen gazı yanıcı gazlar sınıfındadır ve oksijen gazı ile birlikte kullanıldığında oksijen kaynağı için gerekli olan kaynak alevini oluşturur. Asetilen, karpitin su ile teması sonuca açığa çıkan bir gazdır. İçerisindeki fosforlu hidrojen varlığından dolayı, sarımsağa benzeyen bir kokusu vardır. Asetilen gazının ayrışması için, 1.5 atmosfer ve fazla basınç yeterlidir. Bu ortama gelmiş asetilen, yanma ve tutuşma olmadan yaklaşık 11 kat basınca ulaşır ve patlama gerçekleşir. Asetilenin patlamasını engellemek için yüksek basınç ve sıcaklık değerlerine ulaşması engellenmelidir.

Asetilen gazı, sabit ya da seyyar, değişik kapasitelerdeki üretim cihazlarında üretilebildiği gibi, tüpler aracılığıyla da atölyelerde kullanılır. Tüplerde kullanılan asetilenin sağladığı üstünlükleri, şu maddeler altında toplamak mümkündür.

  • Daha temizdir.
  • Kullanımı hava şartlarından etkilenmez.
  • Uzun ya da kısa süreli kullanımlar için uygundur.
  • Bir yerden bir yere ulaştırılması kolaydır.

Tüplerdeki asetilen kullanımı avantajlı olmasına rağmen, maliyeti yüksektir.

Asetilen Gazının Doldurma Basınçları ve Depolanması

Asetilen ile ilgili bilgiler verirken, bu gazın 1.5 atm ( atmosferik ) basınç üzerine çıktığında, bileşenlerine ayrıldığını ve daha sonra da patladığını belirtmiştir. Tüpleri bu şartlar altında doldurmak ekonomik değildir. Asetilenin bileşenlerine ayrılmasını önlemenin yolları vardır. Tüpler bu şartlar yerine getirilerek doldurulur.

oksijen kaynağı düzenekleri

Asetilen tüpünün doldurulması için gereken şartlar şunlardır;

  • Gazın serin tutulmasına gayret gösterilir. Böylece ayrışma için gerekli olan ısı ortamı önlenmiş olunur.
  • Aseton türlü sıvılar içinde gaz eritilir.
  • Aseton, gözenekli maddeler içine yayındırılır.

Tüm bunlar gerçekleştirildiği taktirde, asetilen tüplerine 15 atmosfer basınca kadar asetilen sıkıştırmak mümkündür. Bu şartları taşıyan tüplerin %25’i gözenekli madde olarak poröz madde, %38’i aseton, %8’i emniyet için boş bırakılan hacmi kapsar. Aseton, gözenekli poröz tarafından emilir.

Oksijen kaynağı yapılırken tüplerin kullanılması sırasında kurallara uyulmasını gerekmektedir. Normal bir tüpten kısa süreler için saatte en çok 1000 litre ve sürekli kullanım halinde ise en çok 600 litre asetilen çekilmesine izin verilir. Bu değerlerden fazla asetilen çekilmesi, tüpteki asetonuın da dışarı çıkma ihtimalini doğurur. Kaynak işlemi sırasında fazla asetilen çekilmesi gerekiyorsa, biden fazla tüpün ortak kullanılması gerekir.

Asetilen Kazanları Kullanımı Nasıldır ?

Karpit, çelik grisi renginde, katı bir madde olan kalsiyum karbürdür. Karpit su ile temas ettirildiği taktirde, reaksiyona girerek asetilen gazının açığa çıkmasına neden olur. Bu yüzden gaz verim, karpiti karakterize eden en belirgin özelliktir. Karpit genellikle %80 CaC2, %2-2.5 oranında empurite içermektedir. Geri kalan kısım kalsiyum oksittir.

Karpitin hammaddesi kireç ve metalurjik koktur.

Fırından döküm kalıplara alınan %80 CaC2 tenörlü karpit soğumaya bırakılır. Soğuyan karpit, konkasörlerde uygun parça ölçülerinde kırılır ve elenerek tesislerde üretilen 70 kg’lık bidonlar içerisinde satışa sunulur.

Asetilen Kazanı Tanımı

Oksijen kaynağı işleminde kullanılan asetilen, karpitin su ile teması sonucunda oluşur. Bu işlemin gerçekleşmesinde kullanılan araçlara asetilen kazanı adı verilir.

Asetilen Kazanı Çeşitleri

Asetilen üretim kazanları, ya da yalın adıyla asetilen kazanları, çeşitli biçimlerde sınıflandırılır. Bu sınıflandırma aşağıda verilmiştir.

1- Karpitin su ile temas ettiği şekillere göre kazanlar;

  • Suya Daldırma Sistemli Kazan : Bu tip kazanlara sepetli kazanlar da denir. Metal bir sepet içerisinde bulunan karpit daldırılarak asetilen elde edilir.
  • Karpit Düşürme Şeklindeki Kazanlar : Adından da anlaşılacağı üzere, karpitin suya düşürülmesi ile asetilen üretilir.
  • Su Püskürtme Sistemli : Yine isminden de anlaşılacağı üzere, karpi üstüne su püskürtülerek asetilen elde edilir.

2- Karpit kapasitelerine göre Kazanlar;

  • Montaj tipindeki imalat kazanları : Kolay şekilde taşınabilecek şekilde imal edilmişlerdir. Düşük kglarda çalışılmaktadır.
  • Sabit tip imalat kazanları : Bu tip kazanlar genellikle fazla karpit içerdiklerinden dolayı sabittirler ve gerekli yerlere boru tesisatları yardımıyla iletilirler.

3- Üretilen asetilen gazının basıncına göre Kazanlar;

3 farklı tip kazan vardır. Düşük basınçlı, orta basınçlı ve yüksek basınçlı kazanlar.

Oksijen Kaynağı Alevi

Oksijen kaynağı yönteminde yanıcı ve yakıcı gazların birbirleriyle belirli oranlarda karıştırılması ile kaynak alevi elde edilmektedir. Oksijen kaynağı alevinin meydana gelebilmesi için 1 birim asetilene 2.5  oksijene gerek duyulmaktadır. Normal şartlarda asetilen tüpünden çekilen 1 birim asetilene karşılık, oksijen tüpünden de 1 birim oksijen çekilmektedir. Geriye kalan oksijen miktarı havadan kendiliğinden elde edilmektedir.

Oksijen kaynağı yönteminde oksijen ve asetilen miktarı değiştirilerek yumuşak alev, redükleyici alev ve sert alev elde edilir. Asetileni azla olan alev yumuşaktır, oksijeni fazla olan alev ise sert alev olarak nitelendirilir.

Asetileni fazla olan alev, karbürleyici alev olarak nitelendirilmektedir. Oksijeni fazla olan alev ise oksitleyici alev olarak nitelendirilmektedir. En güzel kaynak işlemi ortadaki ” Normal ” olarak adlandırılan alev ile yapılmaktadır.

Sadece asetilen gazı açılır ise, sarı – turuncu bir renk oluşmaktadır. Bu alevin kaynak işlevi yoktur. Oksijeni farklı olan alev ile kesim işlemi yapılabilmektedir. Kesim işlemi, normal metal kesimi olabileceği gibi, kalın saclarda kaynak ağzı açma gibi işlemler için de kullanılabilir.


Oksijen Kaynağı ve Üfleç Yakılması

Üfleç, ucunda bulunan lüle sayesinde karışım halindeki gazların çıkmasına olanak verir. Bu gazlar çakmaklar ile tutuşturulur. Yakma işlemi sırasında dikkatli olunmalıdır.

Oksijen kaynağına başlanabilmesi için önce kaynak alevinin yakılması gerekmektedir. Üfleç üzerindeki oksijen valfi belli bir miktar açılır, hemen sonrasında ise asetilen vanası açılmalıdır ve çok zaman geçmeden çakmak ile tutuşma sağlanmalıdır.

Sadece asetilen vanasını açılır ve tutuşturulur ise, alev oluşacaktır ancak rengi sarı-turuncu şeklinde olacaktır ve kaynak yapmaya elverişli olmayacaktır. Bu işlemin düzgün yapılabilmesi için yukarıdaki sıra ile yapılması büyük önem arz etmektedir.

Kaynak işleminden sonra, üfleç kapatılırken önce asetilen daha sonra da oksijen kapatılmalıdır.

Üfleç ayarı ile ilgili eğitici bir video için tıklayınız.

Normal Alev Tipi

Oksijen gazı ile Asetilen gazının miktarlarının neredeyse aynı olduğu tiptir. Genellikle demir dışı malzemeler bu tip alev ile kaynatılmaktadır. Ancak, yumuşak ve sert alev şeklinde de ayarlanarak ince ve kalın çelik parçaların kaynağı da kolaylıkla yapılabilmektedir. Eğer alev yeterince sert olur ise, kesme işlemi bile yapılabilmektedir.

Oksitleyici Alev

Oksijen gazı miktarının asetilen gazı miktarına göre görece fazla olduğu yöntemdir. Bu alev tipinde sert bir alev gözlemlenir. Genellikle pirinç ve alaşımları bu tip alev ile kaynatılmaktadır.

Karbonlayıcı Alev

Karbonlayıcı alev tipinde ise, asetilen gazı miktarı oksijen gazından fazladır. Asetilen miktarı arttıkça alevde ” is ” fazla olacaktır. Demir dışı metaller, dökme demir ve karbonu yüksek çelikler gibi alaşımlar karbonlayıcı alev ile rahatlıkla kaynatılabilir.

Dökme demir kaynağı ile ilgili yazımız…

Alüminyum kaynağı ile ilgili yazımız…

oksijen kaynağı ile ilgili wikipedia sayfası…