Kaynak_Teknii_Ders_Notlar²

(1)

KAYNAK

YÖNTEMLERİ

DERS NOTU

▸ Baca selengkapnya: köşe kaynağı sembolü

(2)

BÖLÜM 1. KAYNAK YÖNTEMİNİN TANIMI VE TARİHİ GELİŞİMİ

Kaynak; iki ya da daha fazla aynı ya da farklı cins malzemenin sınırlandırılmış bir bölgesinin ısı veya basınç ya da her ikisini birden kullanarak, bir ilave kaynak malzemesi katarak veya katmadan sızdırmaz bir şekilde sökülemez halde birleştirilmesi ya da kütle oluşturulması işlemidir. Aynı zamanda kaynak kesme amacıyla da kullanılabilir.

Genellikle mukavemet bakımından imalat çeliği kaynağa daha müsait olmakla beraber rijitlik bakımından da büyük hacimli döküm ve dövme parçalar kaynağa daha uygundur. Rijitlik ve sönümleme şartlarının aranmadığı az sayıdaki imalatta kaynağın maliyeti diğer yöntemlere göre çok düşük olduğundan tercih sebebidir. Endüstriyel uygulamaların çoğunda birleştirme amacıyla kullanılan kaynak yöntemleri aynı zamanda kesme işlemlerinde de yaygın olarak kullanılmaktadır. Diğer taraftan korozyon veya aşınmaya maruz kalan yüzeylerin (örneğin yapı makinelerinde kepçelerin kazıcı ağızlarının yüzeyleri) bu işlere daha uygun alaşımlı bir malzeme ile kaplanmasında da kaynak yaygın olarak kullanılmaktadır. Böylece taşıyıcı ve büyük hacimde olan iç kısımların daha ucuz bir malzemeden ve daha uygun bir imalat metoduyla yapılması sağlanır. Kaplama kaynağı verilebilecek bu kaynak şekliyle zamanla aşınan dolayısıyla hacmi ve şekli değişen yüzeylerinde onarılması kolay ve ucuz olarak mümkündür.

Kaynak teknolojisinin gelişim süreci içinde demirci kaynağından günümüze kadar geniş bir yelpazede ilerleyerek her alanda kolay bir üretim aracı olması bu tekniğin önemine işaret etmektedir. Bugün Kaynak teknolojisi pek çok bilimsel alanda ve teknik disiplinleri içerisine alan orijinal bir düşünce üzerine kurulmuştur.

Günümüzde, kaynak tekniğiyle ilgisi olmayan bir mühendislik dalını göstermek hemen hemen mümkün değildir. Mühendislik dallarının dışında, heykeltıraşlık gibi bazı güzel sanat kollarında ve hatta dişçilik gibi bazı sağlıkla ilgili mesleklerde de kaynak tekniği kullanılır hale gelmiştir.

KAYNAKÇILIĞIN TARİHÇESİ

İnsanoğlu MÖ. 2000 yıllarında iki metal parçasını sıcak ve soğuk halde çekiçleyerek kaynak edip birleştirmeyi gerçekleştirmiştir. Demirci kaynağının, özellikle orta bronz devrine ait bu tür örneklerine dünyanın çeşitli müzelerinde rastlanılmaktadır. Aynı zamanda batılı tarihçiler, demirin MÖ. 1400 yıllarında Ön Asya’da demirci kaynağı yardımı ile yaygın bir şekilde birleştirildiğini yazmaktadırlar.

Mısır firavunları devrinde yapılmış çok orijinal metal işleri üzerinde de bu tür birleştirmeler ve lehim bağlantılarının izleri görülmektedir. Lehimleme yolu ile birleştirme tarihin demirci kaynağından çok daha eskilere dayandığı konusunda bütün tarihçiler uyum içindedir.

(3)

Roma çağında metal işçiliği çok gelişmiş olup bu çağa ait pek çok eser üzerinde de bu tür birleştirmeler görmek mümkündür. Roma medeniyetinde metal işçiliğine çok büyük önem verilmiş ve ateş tanrısı Vulkan aynı zamanda demircilik ve metal işçiliğinin de tanrısı olarak kabul edilmiştir.

Bütün endüstrileşmiş ülkelerde demircinin çekici ile yaptığı kaynak hemen hemen tarihe karışmış örs, antik koleksiyon eşyaları arasına girmiştir. Yalnız kıyıda köşede kalmış demirci atölyelerinde ve yarış hipodromlarının nalbant atölyelerinde görülebilir hale gelmiştir.

Kaynak yönteminin endüstriyel uygulamaları ise 19. yüzyılın ikinci yarısında başlamıştır. 1849 yılında İngiltere’de Ark Kaynağı üzerine ilk patent alınmış ancak yöntem bu haliyle hiç uygulanmamıştır.

Elektrik ark kaynağının tarihçesine göz atıldığında başlangıçta üç ayrı yöntem karşımıza çıkar. Bunlar;

Benardos Kaynak Yöntemidir (1885): Rus Benardos, o güne kadar aydınlatma amacıyla kullanılan elektrik akımını kaynak yapmak için kullanmış, bir karbon elektrot ile parça arasında arkı oluşturmuş ve çubuk şeklinde bir ilave malzeme kullanmıştır. Erimiş kaynak banyosunu korumak amacıyla da bakırdan mamul bir yardımcı alet kullanmıştır.

Zerener Kaynak Yöntemi (1889): Elektrik arkını iki karbon elektrot arasında oluşturmuş ve iki elektrot arasında bulunan manyetik bir bobin yardımı ile de arkın parçaya doğru üflenmesini sağlamıştır.

Slavianof Kaynak Yöntemi (1889); yine bir Rus olan Slavianof, hem taşıyıcı hem de ilave malzeme olan bir metal çubuğu kaynakta kullanmıştır. Bu şekilde elektrik ark kaynağı doğmuştur. Bu yöntemde; karbon elektrot yerine, çıplak bir elektrot ile iş parçası arasında ark oluşturulmakta ve ark sıcaklığında eriyen elektrot kaynak ağzını doldurmaktadır. Ancak bu yöntemler ile elde edilen kaynak dikişleri, havadaki oksijen ve azotun olumsuz etkilerinden korunamadığı için, düşük mekanik özelliklere sahip olmaktadır.

İsveçli Oscar Kjelberg’in 1904 yılında ilk örtülü elektrotu geliştirmiştir. 1920’ler, 1930’lar ve 1940’lar örtülü elektrotların ve alternatif akımla yapılan kaynağın gelişmeleri ile elektrik ark kaynağı zirveye doğru tırmanmaya başlamıştır.

Direnç kaynağı ise, İngiliz asıllı Elihu Thomson tarafından 1867 yılında ABD’de keşfedilmiştir. Şebeke akımı olmadığından kaynak akım üreteci olarak ilk başta akümülatör kullanılmıştır.

Gaz kaynağı, 1882 yılında Wilson tarafından kalsiyum karbür’ün üretimiyle uygulama alanına girmiş ve 1896 yılında Heinrich Drager tarafından üfleçlerin geliştirilmesiyle yaygınlaşmıştır. Oksijenin endüstriyel çapta elde edilmesi, özellikle tamir işlerinde oksi-asetilen kaynağının yaygınlaşmasını sağlamıştır.

Günümüzdeki yaygın kaynak yöntemleri nispeten yenidir ve bu yöntemlerin çoğu ABD’den Avrupa’ya gelmiştir. 1934 yılında Toz Altı Kaynağı, 1936’da TIG (Tungsten İnert Gaz) kaynağı ve 1948 yılında da MIG/MAG (Metal İnert Gaz ve Metal Aktif Gaz) kaynağı kullanılmaya başlanmıştır. Karbondioksit gazı kullanılan MAG kaynağı, ilk olarak SSCB’de keşfedilmiştir. Elektron ışını 1950’li yıllarda, Plazma kaynağı 1960’lı yılların başlarında bulunmuştur. Lazer ışını ise 1970’li yıllarda ilk defa metallerin kaynağında kullanılmıştır.

(4)

1950’li yıllarda ilginç bir kaynak yöntemi olan Ultrasonik Kaynak Yöntemi bulunmuştur. 1960’tan bu yana Elektro-Cüruf Kaynağı uygulanmaya başlamıştır. Sürtünme Kaynağı ile ilgili patentler 1900’lü yıllarda alınmış olmasına karşın yöntem ilk olarak 1959 yılında Leningrad’da çeşitli işletmelerde ve bazı makine ve bakım tesislerinde uygulanmaya başlamıştır. Elektron Işınıyla Metal Kaynağını uygulayan ve bunu açık bir şekilde ortaya koyan ilk araştırmacı Fransız Atom Enerjisi Komisyonundan Dr. J. A. Stor olmuştur. Uzayda bir uzay gemisinden enerji sağlayarak çalıştırılmak üzere dizayn edilen bir cihazla, yaklaşık 7 mm. kalınlığında titanyum ile alüminyum ve diğer metallerin kaynakla birleştirilmesi Sovyet bayan kozmonot Svetlana Savitzkaya tarafından gerçekleştirilmiştir.

Kaynak tekniği son 100 yılda büyük gelişme göstermiştir. Kaynak tekniğinde tarihsel gelişme aşağıda özet olarak verilirse;

1802 Elektrik arkı üzerine araştırma,

1849 Elektrik arkının yardımıyla metallerin kaynağına ait patent alınışı, 1867 Elektrik direnç kaynağının bulunuşu,

1885 Metal kaynağında karbon elektrot kullanışı,

1889 Kaynak işleminde, iki karbon elektrot arasındaki arkın ısı kaynağı olarak kullanışı,

1891 Metal elektrotla ark kaynağı,

1895 Alümina termit kaynağının gelişimi,

1900 Gaz eritme kaynağının endüstride uygulanması,

1908 Örtülü elektrotların elektrik ark kaynağında kullanılması, 1919 Koruyucu gaz kaynağının uygulanması,

1920 Tamamen kaynak birleştirmeli ilk gemi teknesi, 1922 Dikişli boruların direnç kaynağı ile üretimi, 1925 Ark-Atom kaynağının gelişimi,

1925 Kalın cidarlı ilk basınçlı kabın kaynak dikişli yapımı, 1926 Elektrotların ekstrüzyonla kaplanması,

1930 Helyum gazı ile koruyucu gaz kaynağının uygulanışı,

1940 Liberty tipi gemilerde kaynaklı birleştirmeler-gevrek kırılma sorunu-, 1942 Tamamı kaynak birleştirmeli denizaltı yapımı,

1943 Yarı otomatik toz altı kaynağının gelişimi, 1948 Soğuk pres kaynağının yapılışı,

1951 Elektro-cüruf kaynağının ilk uygulanışı,

1953 CO2-ile koruyucu gaz kaynağının endüstride uygulanışı,

1954 Al-Mg alaşımı malzemeden tamamı kaynak birleştirmeli yat yapımı, 1957 Elektron ışın kaynağında gelişmeler,

1961 Plazma kaynağı uygulaması.

Bu gelişme süreci içinde, bir yandan yeni esaslara dayalı kaynak yöntemleri ortaya çıkarken, bilinen yöntemlerin de geliştirilmesi ve otomatikleştirilmesi gerçekleşmektedir.

ÜLKEMİZDE KAYNAK TEKNOLOJİSİNİN TARİHÇESİ

Türkiye’de kaynak ilk defa, 1920 yılında İstanbul İstinye ve Gölcük tersanelerinde uygulanmıştır. Daha sonra sırası ile 1929’da Askeri Fabrikalarda, 1930’da Sümerbank Hereke Fabrikasında, 1931’de Karayolları Merkez Atölyesinde, 1933’te Eskişehir Hava ve İkmal Merkezinde ve 1934’te de Devlet Demir Yolları Eskişehir Fabrikasında kaynak uygulamalarının başladığı bilinmektedir. Türkiye’nin ilk bilinen kaynakçıları İbrahim PEKİN ve çırağı Ziya ALTINIŞIK ustalardır.

(5)

1935’ten itibaren Eskişehir Cer Atölyesinde (bugünkü TÜLOMSAŞ) ilk defa kaynak atölyesi kurulmuştur. Kaynak tekniği akademik öğretim planlarına ilk olarak İTÜ Makine Fakültesi tarafından 1951 yılında alınmıştır. Ülkemizde klasik oksi-asetilen ve elektrik ark kaynağı dışında, halen toz altı ve özellikle gaz altı kaynak yöntemleri büyük bir gelişme göstermiştir. Bugün endüstrimizde her türlü kaynak makineleri ve elektrotları, lehim telleri ve dekapanları, oksijenle kesme üfleç ve cihazları üretilmekte ve her türlü imalat yapılmaktadır.

Ülkemizde alışılmış oksi-asetilen ve elektrik ark kaynak yöntemlerinin kullanım alanları büyük bir gelişme göstermektedir.

Gaz altı ile yapılan MAG kaynağı, son on yıl içinde, artan oranda endüstrimizin çeşitli alanlarında, örneğin buhar kazanları, gemi yapımı, çelik konstrüksiyon vb, uygulama alanları bulunmaktadır. Soygaz atmosferi altında yapılan TIG ve MIG yöntemleri yüksek alaşımlı çelik ve demir dışı malzemelerin kaynağında yaygın biçimde kullanılmaktadır. Kimya endüstrisi, petrokimya tesisleri, gıda endüstrisi bunların başlıca örnekleri arasındadır.

Gemi yapımı, çelik konstrüksiyon, basınçlı kaplar ve büyük makine konstrüksiyonlarında toz altı kaynağı geniş çapta kullanılmaktadır.

Lazer ve elektron ışınları ile kaynak Hava Kuvvetleri’nin yanı sıra özel sektör işletmelerinde de görülmektedir. Örneğin; Renault otomobil fabrikasında elektron ışını ile kaynak yapılmaktadır. Plazma ile kesmenin kullanıldığı birçok endüstri dalı mevcuttur. Sürtünme kaynağı matkap uçları ve supap üretiminde kullanılmaktadır. Çift tabanlı tencere üretimi ülkemizde uygulanan difüzyon kaynağına ait örnekler arasındadır.

Nümerik kontrollü ve programlı oksijen ile kesme makineleri tersanelerimize girmiştir. Ülkemizde kurulmakta olan uçak endüstrisi ister istemez, programlı nokta kaynağı donanımlarını, Lazer ve elektron ışını ile kaynağı ve yapıştırma tekniğini daha da yaygınlaştıracaktır.

(6)

BÖLÜM 2. MALZEMELERİN KAYNAK KABİLİYETİ

Kaynakta yapı elemanlarının imalat amacı, mümkün olan en düşük maliyette imal edilmesi, fonksiyonunu tam olarak yerine getirmesi ve işletmede uzun süreli kullanılmasıdır. Burada kaynak bölgesinin yerel özellikleri ve birleştirilen parçaların konstrüksiyona etkileri, önceden belirlenmiş tasarım şartlarını sağlamalıdır.

Parçaların uygun bir şekilde birleştirilmesi ve uygulama alanında özelliklerini kaybetmeden kullanılması esaslarına uygunluğunu ifade eden kaynak kabiliyeti metal ve alaşımların kaynakla birleştirilmesinde metalik malzemenin birleşebilme yeteneğini ortaya koyar.

Hemen hemen bütün kaynak usullerinde metal ve alaşımlar, kaynak bölgesinde erime sıcaklığına kadar ısıtılmak zorunluluğundadır. İşte böyle bir sıcaklığa kadar ısıtmayı izleyen soğuma, metalde içyapı değişikliklerine neden olur. Aynı zamanda yüksek sıcaklık, kaynak metali, cüruf, esas metal ve ortam atmosferi arasında bir takım kimyasal reaksiyonların oluşmasına neden olur. Bu durum bağlantının özelliklerini etkileyerek kendisinden beklenen performansın azalmasına ya da yok olmasına neden olur.

Kaynaklı bir bağlantını kaynak yapıldıktan sonra kendisinden beklenen fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri sağlayacak ve bunları konstrüksiyonun kullanım ömrü boyunca muhafaza edebilecek bir şekilde değişik kaynak yöntemleriyle herhangi bir ilave önlem almaksızın birleştirilebilme yeteneğine Kaynak Kabiliyeti adı verilir.

Bu tanımdan da anlaşılacağı gibi kaynak kabiliyeti, Kaynağa Elverişlilik ve Kaynak Emniyeti şeklinde birbiri ile bağımlı iki kriter ile değerlendirilmektedir. Kaynağa elverişlilik malzemenin her hangi bir kaynak yöntemi ile birleştirilebilme özelliği olarak algılanırken, kaynak emniyeti kaynağın maruz kaldığı ortam koşulları ve zorlanmalar altında özelliklerini muhafaza edebilme karakteristiği olarak nitelendirilmektedir.

Metalsel malzemeler, kaynak işlemi ile şekillendirilmeye aynı derecede yatkın bulunmamaktadır. Kaynağa elverişlilik olarak tanımlanabilecek bu teknolojik kavram, bir birleştirme veya dolgu işleminde seçilen malzeme, uygulanan yöntem ve konstrüksiyon ile kalınlık faktörlerinin bir arada düşünülmesi ile anlam kazanmaktadır. Bir malzemenin kaynak kabiliyetinin yüksek olduğu ifadesinden, bu malzemenin öngörülen yöntemle, herhangi bir önlem almadan, tasarlanmış konstrüksiyona uygulanabilmesi anlaşılmaktadır. Bu uygulama sonucu elde edilen kaynak dikişinin ise amaçlanan kalite seviyesinde olması ön şart olarak gerekmektedir.

Malzeme, imal usulü ve konstrüksiyon olmak üzere kaynak kabiliyeti; malzemenin kaynağa elverişliliği, konstrüksiyonun kaynak emniyeti ve imalatta kaynak yapılabilme imkanı deyimlerini kapsar. Öyleyse kaynak kabiliyeti:

A.- Kaynağa elverişlilik a. Malzeme

b. İmal usulü

(7)

a. İmal usulü b. Konstrüksiyon C.- Kaynak emniyeti

a. Malzeme b. Konstrüksiyon

arasındaki bağlantılarla ilgilidir.

Bu özelliklerin her biri, kendi içinde malzemeye, konstrüksiyona ve imalata bağlı olmasına rağmen ağırlıkları birbirinden farklıdır.

Bir malzeme, eğer belirli bir konstrüksiyon ve imalat şeklindeki özellikleri, kendisinden beklenen her talebe uygun bir kaynak kalitesine ulaşabiliyorsa, o malzeme kaynağa uygun demektir.

Bir konstrüksiyon, eğer belirli malzeme ve imalat yöntemleri ile oluşturulduktan sonra, önceden tespit edilmiş işletme şartları altında kendisinden beklenen fonksiyonlarını yerine getirebiliyorsa, kaynak emniyetine sahip demektir.

Yüksek derecede kaynak kabiliyetine sahiptir denildiği zaman bu kaynak şartları geniş bir aralıkta hiçbir tedbire başvurmadan tatminkar bir kaynak kalitesinin elde edilebileceği anlamına gelir. Düşük derecede kaynak kabiliyetinin de, tatminkar bir netice alabilmek için özel tedbirlere ihtiyaç olduğu ve kaynak şartlarının çok dar limitler arasında tutulmasının gerektiği anlamına çıkar.

KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

Kaynak kabiliyeti yalnız malzemeye bağlı bir özellik değil, aynı zamanda, kaynak usulüne ve kaynak konstrüksiyonuna da bağlıdır.

Malzeme (Kaynağa uyguluk)

Kimyasal Bileşim Sertleşme eğilimi, Yanma, Gevrek kırılma, Sıcak çatlama, Kaynak metali karışım oranı

Metalurjik Özellikler Segregasyon, Katışkılar, Tane _{büyüklüğü, İçyapı, Anizotropi}

Fiziksel Özellikler Genleşme Özelliği, Isıl iletkenlik, Erime sıcaklığı, Mukavemet, Tokluk

Konstrüksiyon (Kaynak emniyeti)

Konstrüktif Şekillendirme

Kuvvet hatalarının akışı, Dikişlerin konumu, Parça kalınlığı, Çentik etkisi, Rijitlik farklılıkları

Gerilme Durumu

Gerilmelerin tür ve şiddeti, Gerilmelerin eksen sayısı, Zorlanma hızı, Sıcaklık, Korozyon

İmalat (Kaynak yapılabilirlik)

Kimyasal Bileşim Sertleşme eğilimi, Yanma, Gevrek kırılma, Sıcak çatlama, Kaynak metali karışım oranı

Metalurjik Özellikler Segregasyon, Katışkılar, Tane _{büyüklüğü, İçyapı, Anizotropi}

Fiziksel Özellikler Genleşme Özelliği, Isıl iletkenlik, Erime sıcaklığı, Mukavemet, Tokluk

(8)

Bir metal veya alaşım, bir kaynak usulünde gayet iyi bir derecede bir kaynak kabiliyeti göstermesine rağmen, diğer bir usulde çok zayıf bir kaynak kabiliyetine sahiptir. Örneğin alüminyum ve paslanmaz çelikler oksi-asetilen yönteminde zayıf bir kaynak kabiliyeti göstermelerine karşın (MIG-TIG) yönteminde iyi bir kaynak yöntemine sahiptirler.

Diğer taraftan kaynak kabiliyetinin derecesini belirten özellikler çeşitli çelik tipleri için değişir. Mesela, birçok tiplerde önemli faktör, iyi mekanik özelliklerin elde edilmesidir. Fakat östenitik tip paslanmaz çeliklerde kaynak kabiliyeti derecesi, ısının tesiri altında kalan bölgenin korozyona karşı dayanıklılığının azalmasıdır.

Yüksek kaynak kabiliyetinde kaynak bölgesinin mekanik ve kimyasal özellikleri mümkün olduğu kadar esas metale yaklaşmış olmalıdır. Ancak kaynak işleminde tatminkar bir kalitenin sağlanması, özellikle aşağıdaki nedenlerle güçtür:

•

Kaynak işlemi, üretim sürecinde optimize edilmiş malzeme yapısına, sürekli olarak müdahale edilmesi demektir. Dolayısıyla termik olarak sınırlı içyapı dönüşümü, atmosferden gaz kapması ve birleştirme yüzeyindeki katışıklar nedeniyle malzemenin mekanik ve teknolojik özellikleri değişir.

•

Kaynak işlemleri, günümüzde hala çoğunlukla elle veya kısmen mekanize şekilde uygulanmaktadır. Bu nedenle mamullerin kalitesi, diğer bir imalât yöntemlerinden daha fazla insana ve tekrarlanabilir performans açısından insanın yeteneklerine bağlıdır.

•

Kaynaklı birleştirmelerin kalitesini değerlendirme olanakları sınırlıdır. Özellikle eritme kaynağı ile birleştirilmiş kalın levhalarda, iç köşe ve bindirme dikişlerinde mevcut muayene yöntemleri güvenilir kalite değerlendirmesi açısından tatminkar bilgi vermez.

2.2. KAYNAK BÖLGESİ VE ÖZELLİKLERİ

Malzemenin kaynak uygulamasındaki tutumu, kimyasal bileşimi, üretim metodu, üretim ve daha sonraki aşamalarda görmüş olduğu işlemlerin etkilerine bağlı olarak ortaya çıkmaktadır.

Bütün eritme kaynak yöntemleri temel olarak bir döküm işlemini andırır. Kaynak metali, elektrik arkı veya gaz alevinin yüksek sıcaklığı karşısında erir ve daha önceden hazırlanmış olan kaynak ağzı içine dökülür, bu arada kaynak ağzının kenar yüzeyleri de bir miktar erir ve dolayısıyla erimiş kaynak metali ve esas metal karışarak kaynak ağzı içinde katılaşır. Bu işlem sırasında, kaynak edilen malzemelerin kaynak dikişine bitişik kısımlarında, metalin erime sıcaklığından ortam sıcaklığına kadar, değişik sıcaklık derecelerinde ısınmış bölgeler ortaya çıkar. Böylece malzemeye sıcaklık derecesi kaynak işlemince belirlenmiş, bir ısıl çevrim uygulanmış olur. Ancak kaynak işlemi genel ısıl işlemlerinden aşağıdaki bakımdan ayrılır;

• Yüksek ısıtma hızı

• Yüksek tutma süresinde maksimum sıcaklık

• Yüksek soğuma hızı

Olay özellikle çelik malzemeler için çok önemlidir. Bu ısıl çevrimlerin tepe sıcaklıklarına ve soğuma hızlarına göz atarsak, bunlar içinde çeliğin Normalizasyon, Temperleme, Su Verme ve Yeniden Kristalleşme Tavlamalarına karşı gelenlerin bulunduğunu görürüz. Bu tür ısıl işlemler

(9)

sonucunda çeliğin içyapısının ve buna bağlı olarak mekanik özelliklerinin de nedenli değiştiği çok iyi bilinen bir konudur. Bu olaydan ötürü kaynak bölgesinde, çeşitli ısıl işlemler görmüş ve dolayısı ile mekanik özellikleri ve içyapısı gerek esas metal ve gerekse kaynak metalinden farklı değişik bölgeler ortaya çıkar. Farklı özelliklerdeki bu bölgelerdeki, tüm yapının zorlanması halinde, gerilme ve şekil değişiminde olduğu gibi korozyona dayanıklılıkta da esas metalden farklı davranışlar görülür.

Kaynak yapılan bir parçada, kaynak bölgesini, Erime Bölgesi (Eriyen Esas Metal, Eriyen İlave Metal) ve Isının Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB) olmak üzere iki bölümde inceleyebiliriz (Şekil 1.)

Şekil 1. Alaşımsız çelikte tek pasolu bir ergitme kaynak işleminde kaynak bölgesinin yapısı

2.2.1. Erime Bölgesi

Bir kaynak dikişinin kesiti, metalografik olarak incelendiğinde erimiş olan bölgeyi sınırlayan erime çizgisi gayet belirgin bir şekilde görülür. Metalin solidüsünden daha yüksek bir sıcaklık derecesine kadar ısınmış olan erime bölgesi kimyasal bileşim olarak esas metal ile ek kaynak metalinin (elektrot metali) karışımından ibarettir. Karışım oranı, her posada farklı olduğundan her pasodaki kimyasal bileşimi de birbirlerinden farklıdır. Tek pasolu kaynak dikişlerinde, bu bölgede esas metal ve kaynak metali, kaynak banyosundaki şiddetli türbülanstan ötürü iyice karışmıştır ve oldukça homojen bir bileşimi gösterir. Buna karşın çok pasolu kaynaklarda, her pasonun esas metalle karışma oranı farklıdır. Örneğin; kalın parçaların çok pasolu kaynak dikişlerinde, orta kısımlarda esas metale rastlanmayabilir.

Erime bölgesinde esas metalin kaynak metaline oranı, uygulanan kaynak yöntemi ve paso sayısına bağlı olarak geniş bir aralık içinde değişir. Erime bölgesinde, esas metalin kaynak metaline oranı tam olarak bilinse dahi hesap yoluyla erime bölgesinin bileşiminin belirlenmesine olanak yoktur. Çünkü birçok alaşım elementleri kaynak anında yanma dolayısıyla kayba uğrarlar. Yanma derecesi, membaına, kaynak yerine, çevreleyen atmosfere ve kullanılan kaynak usulüne göre değişir. Eğer hava atmosferine karşı koruma tam değilse erime esnasında oksijen ve

(10)

azot absorbe edilir. Oksijen, kaynak yerinde önemli rol oynar ve telafisi zor birçok yanmalara neden olur.

Bu kayıpları azaltmak için kaynak bölgesi, kaynak süresince atmosferin etkisinden korunmalıdır. İyi bir kaynak bağlantısı ancak kaynak bölgesinin atmosferin etkisinden korunması ile elde edilir; zira oluşan kimyasal ve metalurjik reaksiyonlar ancak bu şekilde kontrol altına alınabilir. Oksijenle olan reaksiyonları kontrol için erime bölgesine çeşitli yöntemlerle (örtüye, toza, tele katılarak) deoksidasyon maddeleri ve alaşım elementleri katılır. Bu bölge ayrıca, cüruf örtüsü veya oluşturulan kontrollü bir atmosferle de korunur.

Sıvı haldeki metal içinde atomlar hareket serbestisine sahiptirler. Soğuma sırasında sıcaklık, metal veya alaşımının katılaşma noktasına kadar düşünce, atomların kristal kafesleri meydana getirmek üzere birleşmeleriyle çekirdek oluşur. Bu sırada metalden ısı çekilir ve soğutmaya devam edilirse çekirdekler taneleri oluşturmak üzere yeni atomların ve kristal kafeslerin ilavesiyle büyümeye devam eder. Katılaşma anında ortaya çıkan erime ısısı doğal soğuma hızını etkileyerek tane büyümesini önler. Tanelerin büyüyebilmesi için ısının sürekli olarak metalden çekilmesi gerekir. Kaynak esnasında ısının büyük bir kısmı erime bölgesinden esas metale iletilir, dolayısıyla soğuma yönüne paralel yönünde oldukça iri silindirik taneler oluşur.

Özellikle kalın parçaların, tek paso ile yapılmış kaynak dişlerinde, bu iri silindirik tanelerin birleştiği orta kısımlarda gayri safiyet elementleri ve kalıntıların segregasyonuna rastlanır; bu olay, bu tür dikişlerin zayıflamasına neden olur.

2.2.2. Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB)

Erime çizgisinin esas metal tarafında kaynak sırasında uygulanan ısının oluşturduğu çeşitli ısıl çevrimlerden etkilenmiş ve dolayısı ile içyapı değişimine uğramış bir yapı vardır; bu bölgeye Isı Tesiri Altında Kalan Bölge (ITAB) adı verilir.

ITAB’da ortaya çıkan içyapısal değişiklikler erişilen sıcaklığın fonksiyonu olarak esas metalin türüne, bileşimine, ısıl işlem ve üretim durumuna bağlı olarak çok çeşitlidir. Bu içyapısal değişiklikler, o bölgede erişilen azami sıcaklık derecesi ve etkime süresi bilinirse esas metalin türü, bileşimi ve üretim durumu göz önünde bulundurularak önceden tahmin edilebilir. Buna bağlı olarak ta Kaynak-TTT diyagramları kullanılarak bölgenin fiziksel ve kimyasal özellikleri saptanabilir.

ITAB, bir kaynak bağlantısının en kritik bölgesini teşkil eder ve birçok çatlama ve kırılmalar burada olur. ITAB’ın sertleşmesi, bilhassa karbon miktarının % 0,25 ‘inin üzerinde bulunan alaşımsız karbonlu yapı çelikleriyle yüksek mukavemetli hafif alaşımlı yapı çeliklerini kaynak kabiliyetini etkileyen önemli faktörlerden biridir. Kaynak bağlantısındaki sertleşme (Kaynak sertleşmesi), genellikle ITAB‘deki maksimum sertleşmeyle belirlenmektedir.

Çeliklerin kaynağında ısının tesiri altında kalan bölge içyapıdaki tane büyüklüğü bakımından şu değişik bölgeleri gösterir:

• İri taneli bölge

• İnce taneli bölge

• Kısmen dönüşmeye uğramış bölge

•

İçyapı değişikliğine uğramamış bölge

Bütün eritme kaynak yöntemlerinde özellikle, elektrik ark kaynağında soğuma hızı, sertleşme eğilimi fazla olan çeliklerde, gereken önlemler alınmadığı zaman ısının

(11)

tesiri altında kalan bölgeler çeliğin su verme işleminden sonraki sert yapısı olan Martenzit yapısının oluşumunun sağlayacak şiddettedir. Ancak erime bölgesi için böyle bir tehlike yoktur; zira elektrot üreticileri tarafından, kaynak metalinin bileşimi, hızlı soğuma halinde dahi sertleşme oluşturmayacak şekilde ayarlanmıştır. Isının tesiri altında ki bölgede sert ve kırılgan bir yapının ortaya çıkması, soğuk çatlakların oluşmasına neden olmaktadır. Kaynaktan sonra ortaya çıkan iç gerilmelerin, çalışma koşullarında ki zorlanmaların ve kaynak banyosundan yayılan hidrojen etkilerine birbiri üzerine çakışması ve sertleşen bölgenin plastik şekil değiştirme özelliğinin olmaması nedeni ile kılcal çatlaklar oluşmaktadır. Genellikle yüzeyden görünmeyen bu çatlaklar zamanla kritik büyüklüğe erişince, hiç beklenmedik bir anda ve büyük bir hızda (çelik içerisindeki ses hızının yaklaşık 1/3’ü kadar) parçanın kaynak dikişine paralel olarak boydan boya kırılmasına neden olur. II. Dünya savaşı devam ederken ABD inşa edilmiş Liberty tipi şileplerin büyük bir bölümü bu gevrek kırma olayının kurbanı olmuş ve gemiler aniden iki parçaya bölünerek batmıştır. Bu çatlaklar genellikle erime çizgisine çok yakın olduklarından (esas metal tarafında) bazen bir birleşme hatası gibi değerlendirilerek kusur kaynakçıya veya kaynak metaline yüklenir. Ancak bu olayda gerçek neden çeliğin sertleşme eğilimidir. Sertleşen çelikler ancak özel önlemler alınarak kaynak edilmelidir.

Genellikle eriyen ve ısının tesiri altındaki bölgede, mümkün olduğu kadar ince taneli bir yapı elde edilmeye çalışılır; bu sayede dayanım ve şekil değiştirme kabiliyeti aynı anda iyileştirilmiş olur. Bu durumda, her şeyden önce kısa süreli kaynak ısı çevrimi ile çok pasolu kaynakla ulaşılabilir. Bu durumda altta ki pasolar ince taneli, yeniden kristalleşmiş yapı oluşturulabilir veya daha sonradan uygulanacak bir ısıl işlemle, örneğin normalizasyon veya yeniden kristalleştirme tavlamasıyla ince taneli yapı elde edilebilir. Ancak ikinci seçenek maliyetlerin düşürülmesi amacına uygun düşmez ve nedenle nadiren uygulanır.

(12)

BÖLÜM 3. KAYNAK YÖNTEMLERİNİN DİĞER İMALAT YÖNTEMLERİYLE MUKAYESESİ

Bir ürünün ortaya çıkarılmasında, birçok imal yöntemi bir arada kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin seçiminde ve oranların saptanmasında, teknik, ekonomik ve olabilirlik yönlerinden bir değerlendirme yapılması gerekmektedir. Burada kaynak yöntemi imalatta kullanılan diğer üretim yöntemleriyle mukayese edilecektir:

3.1. Kaynak-Perçin

Kaynak bağlantıları, son yıllarda önemini arttırmış ve çelik inşaat, basınçlı kap ve gemi inşaatında tamamen perçin bağlantılarının yerini almıştır.

Kaynak uygulamasında aynı dayanım sınırlarında kalmak koşuluyla perçin bağlantılarına göre kaynak konstrüksiyonların birleşme noktalarında (düğüm noktaları) ek levhalar, bindirme konstrüksiyonları ve az da olsa perçin, perçin delikleri ve kafaları olmadığı için ağırlıktan %25’e varan bir tasarruf ortaya çıkmaktadır

Delik bölgelerindeki çentik etkisi nedeniyle perçin birleştirilmelerinde malzeme dayanımının %60-80’i, kaynak birleştirilmelerinde ise %70-90’ı dayanım hesapları için esas alınmaktadır.

Perçinleme işleminde gerek ön hazırlama ve gerekse uygulama aşamalarında gerekli olan işçilik daha büyük boyutlarda bulunmaktadır. Buna karşın, kaynak dikişlerinin yeterli bir kontrol ve muayeneye tabi tutulmaları gerekli bulunmaktadır. Üretim aşamasında değişiklik yapılması gereksiniminde, perçinlenme ile daha kolay gerçekleştirilir.

Kaynak birleştirmelerinde, ısı etkisi altında kalan bölgelerde ortaya çıkan ve büyüklükleri seçilen yöntemlere bağlı olan, yapısal değişmeler, iç gerilmeler ve distorsiyonların da göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

Kaynak ile birleştirme, perçinle birleştirmeye göre şu üstünlüklere sahiptir:

•

Kaynak, ağırlık ve işçilikten tasarruf sağlar.

• Kaynak, perçine göre daha iyi bir sızdırmazlık temin eder.

• Kaynaklı bağlantıların mukavemeti, perçinli birleştirmelerden daha yüksektir.

• Kaynak ile daha ucuz ve kolay tasarımlar gerçekleştirebilmektedir.

3.2. Kaynak-Lehim

Lehimleme işleminde birleştirilecek parçalar, lehim malzemesinin ergime sıcaklığına kadar ısıtılmaktadır. Esas olarak lehim malzemesinin ergime sıcaklığı ana malzemenin sıcaklıklarının altındadır. Bu nedenle ısısal bir sorun ortaya çıkmaktadır.

(13)

Lehimleme sonu elde edilen birleşmenin dayanımı, lehimleme tekniği ve lehim malzemesine bağlı olarak ortaya çıkmakta ise de, kaynakla birleştirmeye kıyasla daha düşüktür. Kaynak uygulamasının güç olduğu konstrüksiyonlarda, malzemeden gelen zorluklarda lehim, kaynak işleminin yerini alabilmekte ve ısı etkisinin az olması gereken birleştirmelerde uygulama sınırını genişletmektedir.

3.3. Kaynak-Yapıştırma

Yapıştırma işleminde, birleştirilecek malzemeye göre sıcak veya soğuk yapıştırıcılar seçilebilir. Metalsel malzemede ısısal bir sorun ortaya çıkmamaktadır. Buna karşın, birleşme bölgesi özellikle sıcaklığın artması ile eğilme ve darbeli zorlamalara karşı duyarlılığa sahip bulunmaktadır. Uygulamada yapılacak değişikliklerle özelliklerin arttırılması oranında maliyette de artmalar görülmektedir.

Birleşme bölgesinin dayanımı, yapıştırıcı ile parça arasındaki afiniteye bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Yapıştırma yolu ile birleştirme, özellikle farklı malzemelerin birleştirilmesinde, şekil dayanımlarından yararlanılarak sandviç yapıların oluşturulmasında, uygun bir yöntem olarak tanımlanabilmektedir.

3.4. Kaynak- Döküm

Bir konstrüksiyonun oluşturulması veya bir parçanın imalinde, döküm veya kaynak yöntemlerinden birinin seçilmesinde, teknik ve ekonomik bakış açısı ağırlık kazanmaktadır. Kaynak konstrüksiyonları, döküm konstrüksiyonlara kıyasla, darbeli zorlamalar karşısında daha az hassasiyete sahiptir. Kaynak konstrüksiyonlarla daha ince kesitler oluşturulabildiğinden %50’ye varan ağırlık tasarruflarına ulaşılabilmektedir. Bu özellik, malzeme ve işlem süresinden tasarruflar anlamını taşımaktadır. Kaynak konstrüksiyonu, ayrı form ve malzemelerin bir araya getirilmesinde de daha büyük bir serbestliğe sahip bulunmaktadır.

Döküm yöntemi özellikle küçük parçaların çok sayıda imalinde üstünlüğe sahiptir. Örneğin, motor blokları, dişliler, dişli kutuları, vana, musluk, tekerlek, yatak vb. gibi... Büyük makine parçalarında, özellikle küçük toleranslar öngörüldüğünde, örneğin torna, freze, planya gibi tezgah gövdelerinde, ısıl gerilmelerde elverişsiz çarpılmalar ortaya çıkabildiğinden, döküm yöntemi ile imal edilmeleri tercih edilmektedir. Giyotin, pres, şahmerdan gibi tezgahlar ise ekonomiklik nedeni ile kaynak birleştirilmeli olarak biçimlendirilmeye uygun bulunmaktadır.

Malzeme uyumu açısından, örnek olarak aşınmaya dayanıklı yüzeylerin oluşturulmasında ve küçük parçalarda ana konstrüksiyonu ortaya çıkarılmasında her iki yöntemde bir arada yararlanılmaktadır.

Döküm parçalara göre kaynaklı konstrüksiyonda malzeme daha uygun şekillendirilebildiğinden daha hafif, fakat daha rijit imalat mümkündür. Daha güzel ve amaca daha uygun konstrüksiyonlar yapılabilir.

Model masrafı olmadığı için, az sayıda imalat yapılacaksa, paradan ve teslim süresinden tasarruf edilir. Iskarta parça adedi çok daha az olur ancak tam bir karşılaştırma için parça büyüklüğü ve imal edilecek parça adedini göz önüne almak gerekir.

Kaynak konstrüksiyonlarda döküm konstrüksiyonlara göre, özellikle büyük dişli çarklar, kayış kaynakları, dişli kutular ve benzerlerinde %50’ye kadar varan bir ağırlık tasarrufu sağlanabilmektedir.

(14)

Kaynak bağlantılarında, malzemede kaynak sonucu oluşan ve tespiti çok zor olan iç gerilmeler, çekmeler ve çarpılmalar önemli sakıncalardır. Kaynak edilen bölgedeki malzeme ergiyip katılaştığında yapısı döküm yapısı niteliğinde olur. Kaynak dikişinden malzemeye geçiş bölgesindeki kristal yapı farkı (döküm madde yapısı) mukavemete etki eder.

Bununla beraber uygun bir ısıl işlemle (gerilmeleri giderme tavlamaları yapılarak) sayılan mahzurlar büyük ölçüde azaltılabilir. Boyut toleransları bakımından da son pasonun parçalar tavlandıktan sonra verilmesi gerekir.

Kaynağın kalitesi, dolayısıyla konstrüksiyonun mukavemeti büyük ölçüde malzemeye, kaynak metoduna ve personele bağlıdır. Kaynak kalitesinin kontrolü de özel ve pahalı ölçme metotları gerektirir. Kaynak dikişlerindeki iç gerilmelere, zorlanma sonucu oluşan dış gerilmelerin eklenmesiyle çok eksenli gerilme hali, bunun sonucunda da aniden vuku bulan gevrek kırılma meydana gelebilir.

Kaynak ile döküm yönteminin karşılaştırılmasında ise şu farklar göze çarpar: 1. Kaynakta model masrafı yoktur.

2. Kaynak tamiratta üstünlük sağlar.

3. Alışılmış kuma döküm yönteminde 6mm’den ince parçaların eldesi zor olmasına karşın, kaynakta 6mm’den ince parçalar ile yapılan konstrüksiyonlar bir zorluk göstermez.

4. Kaynak perçinde olduğu gibi dökümde de ağırlıktan tasarruf sağlar. 5. Yalnız çok sayıda yapılan üretimler de ekonomik açıdan döküm üstünlük

gösterir.

3.5. Kaynak - Dövme

Dövme ile elde edilen parçalar uygun bir lif yönlenişi ile büyük bir yapısal tokluk göstermektedir. Şekil verme işleminde malzemenin yapısal durumunda düzgünleşmektedir. Çok sayıda olmak koşulu ile basit parçalar ekonomik olarak dövülerek şekillendirilmektedir. Büyük ve karışık biçimler parçaların şekillendirilmelerinde ise, belirli zorluklar ortaya çıkmaktadır. Bu durumlarda kombine bir yapım bir çözüm olarak düşünülmekte, dövülerek şekillendirilmiş parçalar kaynak birleştirmeli olarak bir araya getirilmektedir.

Sonuç olarak, bu imal yöntemlerinin karşılaştırılmasında kesin bir yargıya varmak mümkün olmaktadır. Karşılaştırmada ele alınan özellikler ise, genel bir bakış açısında geçerliliklerini korumaktadırlar. Gerçek bir karşılaştırma için, çok sayıda faktörün varlığının da bilinmesi gerekmektedir.

(15)

BÖLÜM 4. KAYNAK YÖNTEMLERİNİN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZEL KAYNAK YÖNTEMLERİ

Otomatik kaynak: Gerek kaynak işlemi gerekse iş parçasının değiştirilmesi gibi, bütün ana ve yardımcı işlemler tam olarak mekanize edilmiştir.

(16)

Eritme Kaynağı Usulleri

Metallerin eritme kaynağında başlıca aşağıdaki usuller kullanılır.

 Döküm eritme kaynağı

 Elektrik direnç eritme kaynağı  Gaz eritme kaynağı

 Elektrik ark kaynağı

 Karbon arkı ile kaynak  Metal arkı ile kaynak  Koruyucu gaz ile kaynak

A. TIG Kaynağı

a. Normal TIG Kaynağı

3

b. Plazma TIG Kaynağı c. Ark Atom Kaynağı

B. MIG Kaynağı

a. Normal MIG Kaynağı

b. Aktif Gazla MAG Kaynağı  Elektron bombardımanı ile kaynak

 Lazer ışını ile kaynak

Basınç kaynağı usulleri

Metallerin basınç kaynağında başlıca aşağıdaki usuller uygulanır.  Soğuk Basınç Kaynağı

 Ultrasonik Kaynak  Sürtünme Kaynağı

 Ocak Kaynağı

 Döküm Basınç Kaynağı  Gaz Basınç Kaynağı  Elektrik Direnç Kaynağı  Elektrik Ark Basınç Kaynağı



Difüzyon Kaynağı

4.2. ÖZEL KAYNAK YÖNTEMLERİ

Kaynak yöntemlerinin sınıflandırılmasında, ana kaynak metotlarının yanı sıra birleştirme ve kesme amacıyla kullanılan ve oksi-asetilen alevi, elektrik ark ve elektrik direncinin dışında bir ısı kaynağı kullanan oldukça eski ve bazı yeni yöntemler de mevcuttur. Aşağıda bu özel kaynak yöntemleri kasaca tanıtılmıştır.

4.2.1. Dövme Kaynağı

Genel anlamda dövme kaynağı terimi sıcak şekillendirme sıcaklığı aralığında deformasyonla gerçekleştirilen kaynaklama işlemi olarak tarif edilebilir. Birleşme bölgesindeki bağ bu bölgede gerçekleştirilen oldukça yüksek orandaki deformasyonla sağlanır. Ön şekillendirilmiş ve çoğunlukla demir ve çelik parçalar yüksek sıcaklıkta dövülerek oksit, atmosferik kirleticiler ve cüruf gibi kısımlar birleşme yüzeylerinden uzaklaştırılarak atomlar arası bağın oluşumu sağlanır. Bu

(17)

yöntem zincir halkalarının birleştirme işleminde ve aynı zamanda tüp, kılıç ve hatta gemi çapaları gibi büyük parçaların yapımında da kullanılabilir.

Bu yöntemin bazı yeni uygulamalarında oksidasyonu önlemek amacıyla ısı indüksiyon ısıtma ile sağlanmaktadır. Bu durumda daha düşük oranlardaki deformasyon yeterlidir. Bu metodun en önemli uygulamalarından birisi tüp ve boruların üretimidir. Tüpler özel bir hadde tezgahı vasıtasıyla şekillendirildikten sonra boyuna birleşme yüksek frekanslı indüksiyon kaynağı ile sağlanır. Operasyon frekansı optimum nüfuziyet derinliği sağlayacak şekilde seçilmelidir; frekans artışı nüfuziyet derinliğini azaltır. Isı aynı zamanda birleştirme yüzeylerinden akım geçirilerek de sağlanabilir.

Dövme kaynağının diğer bir şekli soğuk kaynaktır. Bu yöntemde ısı kaynağı kullanmadan ve basınç ani bir darbe (vuruş) şeklinde uygulanır. Bu metot elektrik tellerinin birleştirilmesi gibi küçük parçaların kaynağı ile sınırlandırılmıştır.

4.2.2. Sürtünme Kaynağı

Kaynak teknolojisinde son yıllarda oldukça yaygınlaşan bir yöntemdir. Sürtünme kaynağı için gerekli ısı, kaynak edilecek iki parçanın birbirine mekanik olarak sürtünmesi ile elde edilir. Parçalardan birisi sabit iken üzerine eksenel basınç uygulanan diğer parça sabit parça üzerinde döndürülür ve çok dar bir bölgede aşırı sıcaklık artışı sağlanır ve basıncında etkisi ile kaynak işlemi gerçekleşir.

Oldukça dar bir bölge yüksek sıcaklığa maruz kaldığı için benzer olmayan malzemelerde kolaylıkla kaynaklanabilmektedir.

Bu işlem esas olarak geniş, büyük çubukların ve boruların alın kaynağı için kullanılır. İşlem sırasında dış bir ısı kaynağı kullanılmaz. Birleştirilecek parçaların uçları düşük bir basınçla bir araya getirilir. Hareketli ve sabit parçalar arasındaki sürtünme, kaynak oluşumu için gerekli ısıyı üretir. Metal yüzeyleri plastik hale geldiğinde döndürme hareketi durdurulur ve büyük bir basınçla birbirlerine bastırılır. Bugün sürtünme kaynağı çeşitli endüstri dallarında çok geniş bir imalatçı kütlesi tarafından kullanılmaktadır.

4.2.3. Difüzyon Kaynağı

Aynı zamanda katı faz bağlantısı olarak da bilinen bu yöntem son yıllarda ABD.’de ve Sovyetler Birliği’nde yapılan uzun araştırmaların konusu olmuştur. Kullanıldığı başlıca iki önemli yer nükleer ve uzay endüstrisidir. Difüzyon kaynağı, aynı veya farklı, çoğunlukla metal malzemelerin birleştirilmesinde kullanılır.

Genel olarak difüzyon kaynağı, birbirleriyle temasta olan yüzeyler arasında minimum makroskobik deformasyon ile belirli bir süre ısı ve basınç uygulayarak kontrollü difüzyon ile oluşturulan katı hal kaynağıdır. Sabit halde atom difüzyonu yolu ile metalurjik bağlantının oluştuğu difüzyon kaynağı, sıcak pres kaynağının bir şeklidir. Difüzyon kaynağında, soğuk pres kaynağının aksine, rekristalizasyon sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda, daha az basınç kuvveti ve şekil değişimi ile çalışır. Difüzyon kaynağı uygun şekilde hazırlanmış yüzeylerin yüksek sıcaklık (genellikle 0,5 Te üzerinde) ve basınç altında yeterli sürelerde birbirleri ile temas halinde bulundurulmaları ile gerçekleştirilir. Bu yöntemde meydana gelen deformasyon miktarı sınırlı olup birleşme difüzyonla sağlanmaktadır

(18)

Bu yöntemde en önemli kaynak parametreleri, kaynak sıcaklığı, basınç süresi, şekil değiştirme oranı, yüzey kalitesi ve koruyucu atmosferdir. Kaynak sıcaklığı, atomların hareketini (difüzyon) ve birleştirilecek yüzeylerin temizlenmesini kolaylaştırır. Gereğinden yüksek sıcaklıklar, tane irileşmesine ve dayanım düşmesine yol açar. Isıtma genellikle elektriksel indüksiyon, direnç ve yüksek frekans teknikleriyle gerçekleştirilir. Difüzyon kaynağında yüzey koşulları, proses parametrelerini değiştirerek ve difüzyonu hızlandıran ve bazı zararlı metaller arası bileşiklerin oluşumunu önleyen ara malzeme tabakaları kullanarak kontrol edilebilir.

Alüminyum alaşımlarının difüzyon kaynağında kırılgan ve oldukça kararlı olan alüminyum oksidin parçalanabilmesi için belirli bir miktar deformasyon zorunludur. Boron fiberle desteklenmiş alüminyum ve titanyum gibi birçok kompozit malzeme bu yöntemle üretilebilir.

4.2.4. Hadde Kaynağı

Hadde kaynağında iki veya daha fazla metal sac bir hadde merdanesinden aynı anda geçirilerek birleşme sağlanır. Sıcak veya soğuk olarak gerçekleştirilebilir. Benzer veya benzer olmayan malzemeler arasında oldukça kuvvetli bir bağ oluşturulabilir.

Yüzeyin bir kısmı bağ oluşumunu önleyen bir malzeme ile kaplanarak belirli bölgelerde kaynaklanmış metal levhalar elde edilebilir. Bu usulün en çok kullanıldığı uygulamalardan birisi buzdolaplarındaki buzluk panellerinin veya güneş enerjisi kollektör panellerinin üretilmesidir. Bu panellerde bağlantısız noktalar genişletilerek soğutucu sıvının akışı için akma patikaları oluşturulur. Bir zamanlar maliyeti oldukça yüksek olan tüp imalini gerektiren parçaların fabrikasyonu günümüzde bu yöntemle kolay bir şekilde ve düşük maliyetle gerçekleştirilebilmektedir

4.2.5. Ultrason Kaynağı

Ultrason kaynağı 950’li yıllarda geliştirilen bir yöntemdir. Bir katı hal prosesidir ve birleştirme yüksek frekanslı titreşim enerjisinin bölgesel olarak bir arada tutulan yüzeylere uygulanması ile sağlanır. Temas yüzeylerinde bir miktar sıcaklık artışı olmasına rağmen, hiçbir zaman ergimeye sebebiyet verecek kadar yüksek bir değere ulaşmaz.

Ultrason kaynağının kullanım alanı sac, folyo ve tel gibi ince parçaların birleştirilmesi işlemleri ile sınırlandırılmıştır (Al için 2.5 mm ve sert metaller için 1 mm üst kalınlık sınırıdır). Bu yöntemle alüminyum ve bakır alaşımları, plastik malzemeler, cam ve beton gibi malzemelerin kaynağında kullanılabilir. ayrıca farklı malzemelerin birleştirilmesinde de başarı ile tatbik edilebilir.

Ultrasonik kaynak makineleri 2500 W gücüne kadar ve 20 KHz çalışma frekansında imal edilebilir. Mikro kaynak tekniğinde kullanılanların gücü 100 ila 600 W'dır.

Ultrason kaynağında birleştirilecek parçalar, hareketli ultrasonik frekansla titreşen sonotrot ile sabit duran bir altlık arasına konur ve küçük bir kuvvetle bastırılır.

Sonotrot tarafından oluşturulan ultrasonik titreşimler, yüzeye paralel olarak üstteki parçaya iletilir ve temas yüzeylerinde izafi bir harekete neden olur.

Ultrasonik dikiş kaynağında bindirilen saclar dönen tekerlek şeklindeki sonotrotlar tarafından senkronize çalıştırılan altlık makaralarına bastırılır. Tekerlek şeklindeki

(19)

sonotrotların levha titreşimleri üstteki iş parçasına iletilir. Kaynak yapılan metallerde yeterli bastırma kuvveti titreşim amplitütü sağlandığında, iş parçasının her iki değme yüzeyine pürüzlüklerin tepelerinde titreşimler akmaya başlar. Aynı zamanda yüzey tabakası (oksitler, pislikler ve gazlar) kesme zorlamasıyla yırtılarak kenarlara doğru kayar. Böylece oluşan ısı, malzemelerin kaynak bölgesinde sıvı benzeri bir durum hasıl ederek, yeterli derecedeki yaklaştırma sayesinde, kaynak yapılan her iki bölgede atomsal mertebede birleştirme kuvvetleri etkili olur. Şekil değiştirme ve sıcaklık yüklemesiyle de yeniden kristalleşme başlar. Kaynak bölgesinde kaynağı takiben yeni bir tane yapısı oluşur. Bugün ultrasonik titreşimler yardımı ile ince metal ve termoplastik folyolar, entegre devrelerinin çıkış telleri kolaylıkla kaynatılabilmektedir.

4.2.6. Alümina Termit Kaynağı

Bu yöntemde ısıtma ve birleşme, alüminyum ve demir oksit arasındaki reaksiyonla elde edilen aşırı ısıtılmış sıvı metal ve cüruf tarafından sağlanır. Oluşum serbest enerjisi düşük bir metal oksit, oluşum serbest enerjisi yüksek bir metal ile yakın temas halinde bulundukları anda, metal oksit ekzotermik bir reaksiyonla redüklenir. Termit terimi bir kısım ince alüminyum toz ve üç kısım demir oksitten ibaret olan mekanik karışımı simgelemektir. Bu karışım özel bir ateşleyici toz ile yakılarak bir kimyasal reaksiyon meydana getirir (ateşleme sıcaklığı 1150 C'dir).

30 saniye içerisinde 2750 'C 'in üzerinde bir sıcaklık elde edilebilir. Aşırı ısınmış sıvı demir önceden hazırlanmış birleşme noktasına dolarak hem ısınma ve hem de ilave metal görevi görür. Dökümde olduğu gibi sıvı metal gidişi ve katılaşma büzülmesini telafi için yolluk ve çıkıcıların önceden hazırlanmış olması gerekmektedir Bu yöntem tren rayları gibi ağır ve büyük parçaların kaynak işlemlerinde kullanılır.

4.2.7. Elektron Işını Kaynağı

Elektron ışını ile yapılan kaynağın ilk pratik uygulamaları nükleer reaktör, roket ve uçak yapımı gibi tekniğin yeni açılan alanlarında kendini göstermiştir. Elektron ışın kaynağı, elektronların yüksek vakum altında hızlandırılmaları sonucu kazandıkları kinetik enerji kullanılarak gerçekleştiren bir kaynak yöntemidir.

Bu yöntem için güç kaynağı olarak vakum tüplerine benzeyen bir elektron tabancası kullanılır. Katot çok sayıda elektronu dışarı verir ve bu elektronlar hızlandırılarak 0.25-1 mm çapında yüksek enerji yoğunluklu bir demet şeklinde odaklanır. Elektronların kinetik enerjileri ısıl enerjiye dönüştürülerek iş parçasının ergimesi ve buharlaşması sağlanır. Buhar deliğinin önündeki sıvı metal boşluğu doldurmak için akar; bu sebeple dar aralık ilave metal kullanmadan doldurulur. Gerekli görülmesi halinde ilave metal kullanılabilir.

Elektronlar, metal yüzeyine çarptıkları zaman enerjilerinin büyük bir kısmı ısıya dönüştüğünden metal erir. Bu nedenle, elektron ışın kaynağı uygun biçimde odaklanmış ve erime sağlayacak kadar enerji kazandırılmış (hızlandırılmış) elektron ışınının metale çarparak, durmaya zorlaması prensibine dayanır. Burada kullanılan özel malzemelerin kaynağı, şimdiye kadar alışılmış yöntemler ile tatmin edici bir şekilde yapılamadığından, elektron ışını uygulanmış ve çok iyi sonuçlar alınmıştır. Bu yöntem ince ve kalın kesitler, birbirinden farklı kalınlıktaki kesitler, sertleştirilmiş veya yüksek sıcaklık malzemeleri ve benzer olmayan metallerin kaynağında rahatlıkla kullanılabilir. Günümüzde refrakter ve nadir metallerin, yüksek sıcaklık ve korozyona dayanıklı alaşımların ve çeliklerin kaynağında bu yöntemin

(20)

kullanılmasında büyük deneyim kazanılmıştır. Bugün elektron ışın cihazları büyük metal kütüklerden, elektronik mikro devrelere kadar tüm elemanların kaynağında rahatlıkla kullanılmaktadır. Ancak tek ve büyük dezavantajı vakum kamarası gerektirmesidir. İnsanoğlunun uzayda daha fazla yol alması ve diğer gezegenlerde bilimsel istasyonlar kurulabilmesi için çok geliştirilmiş birleştirme yöntemlerine gereksinimi vardır. Şüphesiz elektron ışını ile kaynak uzay boşluğunda kullanılacak yöntemlerin başında gelir.

4.2.8. Lazer Işını Kaynağı

Lazer teknolojisinin hızlı gelişimi, lazer ışınının metallerde ve plastik malzemelerde birçok imalat sorununun çözümü için olanaklar doğurmuştur. lazer, elektronik ve elektrik endüstrisindeki ince tel veya levha kalınlığında, ultrasonik kaynak yöntemine rakip olarak ortaya çıkmıştır. lazer ışını ile kaynak, kesme ve işleme; konsantre edilmiş enerji ışınlarının (elektron ışın, plazma jet v.s.) kullanılma tekniklerinden bir tanesidir. Alışılmış kaynak yöntemlerinin kullanılmadığı durumlar için geliştirilmiş bir kaynak yöntemidir.

Lazer kaynağında ısı kaynağı olarak santimetre kare alan başına 10 kW üzerinde güç yoğunluğu sağlayan odaklanmış lazer ışınları kullanılır. Yüksek yoğunluklu ışın, sıvı havuz ile çevrelenmiş çok ince bir buharlaşmış metal kolonu üretir. Lazer ilerlerken, sıvı kanal içine akarak derinlik: genişlik oranı 4:1'den yüksek olan bir dikiş meydana getirir. Bu dikiş genişliği genellikle 0.025 mm'den daha küçüktür. Lazer ışını kaynağı, ilave metal kullanmadan yapılan basit ergitme kaynaklarında çok verimlidir. Gerekli görülmesi halinde ilave malzeme kullanılabilir.

Lazer yöntemi ile üretilen derin nüfuziyetli kaynaklar elektron ışını kaynaklarına benzerdir, fakat lazer ışını yöntemi bazı belirgin avantajlara sahiptir:

1) Vakum ortamı gerektirmez, 2) X- ışınları üretilmez,

3) Lazer ışınları kolaylıkla istenilen şekle sokulup, istenilen yere reflektif optik cihazlarla yönlendirilebilir,

4)

Hafif bir ışın söz konusu olduğu için iş parçası ile kaynak teçhizatı arasında fiziksel bir temasa gereksinim duyulmaz. Işın şeffaf malzemelerden geçerek kaynağın şeffaf kaplarda yapılmasına imkan sağlar.

Aslında bir eritme kaynak yöntemi olan lazer Kaynağı’nda güç yoğunluğu çok yüksek olup, kaynak zamanı oldukça kısadır ve toplam ısı girişi 0.1-10 joule aralığındadır. Bu sebeple lazer ışını kaynağı entegre devrelere ve küçük elektriksel parçalara kurşunun birleştirilmesi vb. işlemlere uygun olup elektronik endüstrisinde oldukça yaygın ve çekicidir. Ancak güç yoğunluğu, malzeme kuvvetle buharlaşmadan eriyecek şekilde ayarlanmalıdır.

Lazer ışını kaynağı teçhizatı oldukça pahalı olup operasyon için kısmen deneyimli personel gerektirir. Endüstriyel lazerlerin birçoğu dikkate değer oranda yüksek güç kullanmaktadır. Bunun için lazer ışınları kaynak bölgesinden oldukça uzak mesafelerde bile insan gözü için ciddi tehlikeler arz ettiğinden, gözlerin korunması büyük önem taşımaktadır.

(21)

4.2.9.

Plazma Ark Kaynağı

Temel olarak TIG kaynak yönteminin bir uzantısı olup, bu yöntemde TIG kaynağının konik şeklindeki arkı çeşitli düzenlemelerle büzülerek ince silindirik hale getirilmiştir. Bir plazma ark üfleci, ucunda küçük bir deliği bulunan meme ile bu memenin merkezindeki Tungsten bir elektrottan oluşmuştur. Plazma gazı, bu iç içe geçmiş dairesel meme ile elektrot arasından geçerek delikten dışarı çıkar. Elektrot ile meme (transfer olmamış ark) veya iş parçası (transfer olmuş ark) arasında ark sütunu meydana geldikten sonra, basınçlı plazma jetinin oluşturulması için iyonize olan gaz delikten dışarı püskürtülür. Meme çok iyi soğutulduğundan ark içe doğru büzülür, böylece ark sütununun sıcaklığı 10000-20000 K arasında bir dereceye yükselir. Plazma arkı, serbestçe yanan bir arktan farklı olarak, çok iyi bir şekilde su ile soğutulan bir bakır memenin içinde daralan bir arktır. Ark genellikle erimeyen bir elektrot ile parça arasında yanar. Plazma memesi akımsızdır. Meme deliğinin içinden, ark içinde yüksek sıcaklığa erişen, soy bir gaz (genellikle Argon) akar. Plazma memesinin şekli ve plazma miktarı sayesinde ark, değişik kaynak işleri için geniş sınırlar içinde optimize edilebilir. Plazma arkı ile kaynak, kesme, rendeleme, oyuk açma, doldurma ve hatta tavlama işlemleri yapılabilir. Özellikle oksi-asetilen yöntemi ile kesilemeyen seramikler, alüminyum, bakır ve alaşımları, paslanmaz çelikler rahatlıkla plazma arkı ile kesilebilir malzemelerdir.

4.2.10.Toz Altı Kaynağı

Bu yöntem ile ikinci dünya savaşında kalın saçların, gemi ve tank zıhlarının kaynatılması için geliştirilmiştir. Toz altı kaynağı ilk defa 1933 yılında, ABD.’de bulunmuş ve 1937 yılından itibaren Avrupa’da uygulanmaya başlanmıştır. Toz altı kaynağı, temel olarak bir elektrik ark kaynağıdır. Kaynak arkı, otomatik olarak kaynak yerine gelen çıplak bir elektrot ile iş parçası arsında meydana gelir. Aynı zamanda, kaynak yerine devamlı olarak bir toz (granül fluks battaniyesi) dökülür ve ark bu tozun altında yanması nedeniyle, bu usule kapalı veya örtülü elektrot ark kaynağı adı verilir.

Fluks iyi bir elektriksel iletkenlik amacıyla bakırla kaplanmış tel elektrotun hemen önüne yığılır. Ark tamamıyla fluksa gömülü olduğu için, çok az alev görülebilir. Toz fluks sıvı metal için mükemmel örtü görevi görür. Ergiyik metal havuzcuğu geniş olduğundan, empüritelerin giderilmesi için iyi bir cüruf oluşturma ortamı işlevini görmektedir. Fluksun bir kısmı ergir ve camsı bir fazda katılaşarak kaynak dikişini kaplar ve ergiyik fluks ile birlikte kaynak havuzunun soğuma hızını azaltarak sünek bir kaynak dikişinin oluşumu sağlanır. Soğuma esnasındaki farklı ısıl büzülme neticesi katılaşan fluks kendiliğinden kırılır ve kolaylıkla yüzeyden ayrılabilir. Fluksun ergimeyen kısmı ise vakum ile emilerek yeniden kazanılır ve tekrar kullanılabilir. Toz altı kaynağı otomatik bir kaynak usulü olmanın yanında, yüksek güçlü bir kaynak usulüdür. Bir paso ile 85 mm. iki paso ile 180 mm. ve çok paso ile 300 mm. kalınlığına kadar parçaların kaynağını yapmak mümkündür. Kaynak yapılabilecek en ince sac ise, 1,2 mm.dir. Bu usulde normal el kaynağına nazaran elektrot teli daha yüksek bir akım şiddeti ile yüklendiğinden oldukça geniş bir kaynak banyosu elde edilir ve dolayısıyla da daha derin bir nüfuziyet sağlanır. Kullanılan kaynak telleri, yüksek kaliteli ve bilhassa elektrik ocaklarında eritilerek üretilen çeliklerdir. Normal tellerden farkı, manganez miktarının yüksek oluşudur.

(22)

En eski gaz altı kaynağı yöntemidir. Bu metotta ark bir tutucuya bağlanmış Tungsten elektrot vasıtasıyla oluşturulur. İş parçasının elektrik devresi ile bağlantısı mevcut değildir. Koruyucu gaz olarak kullanılan hidrojen gazı ark boyunca hareket ederek yüksek sıcaklıkta moleküler halden atomik hale geçer. Sistemden ısı alarak oluşan kararsız haldeki atomik hidrojen tekrar moleküler hale geçerek atmosferik oksijenle birleşir ve yanar. Hidrojen atomlarının birleşmeleri ve daha sonra oksijenle yanması çok belirgin bir bölgesel ısıtma etkisine sahip alev teşekkülüne sahip olur. Isı tesiri altında kalan bölgede çok yüksek bir sıcaklık değeri ve çalışma hızına ulaşılabilir. Ark için alternatif akım kullanılır.

4.2.12.Ark Saplama Kaynağı

yarı otomatik bir kaynak yöntemidir. Genellikle metal tespit elemanlarının, delik veya tapa açmadan metal levhalara, kirişlere birleştirilmesini sağlar. Cıvatalar, vidalar, perçinler ve saplamalar bu yolla birleştirilebilir. Isı kaynağı bir arktır. Enerji kaynağı, bir elektrik kaynak transformatörüdür. Kaynak makinesindeki kontrol, elektrik arkındaki akımı belirler. Akım ayarları, malzeme türüne ve saplama boyutlarına göre değişir. Kontrol ünitesi ark süresini kontrol eden bir zamanlayıcı içerir. Kaynakçı bir saplamayı tabancaya yerleştirir. Tabanca esas metal üzerine konumlandırılır. Tabanca üzerindeki bir anahtar, kaynak çevrimini başlatır.

4.2.13.Soğuk Basınç Kaynağı

Bu yöntemde dış bir ısı kaynağı kullanılmaz. Metalleri birleştirmek için büyük basınçlar uygulanır. Sadece yüzey molekülleri ısıtılır ve kaynak oluşturmak üzere birleştirilir. Bu yöntem genellikle alüminyum, bakır-bakır ve alüminyum-bakır gibi yumuşak metalleri birleştirmek için kullanılır. Güvenilir kaynak dikişleri elde edilir. Alın ve bindirme tipi birleştirmeler yapılabilir. Birleştirilecek metal yüzeyleri çok temiz olmalıdır. Kaynağı oluşturan enerji, genellikle hidrolik preslerle sağlanan yüksek seviyeli basınçtır. Kaynak, metalle temas halindeki kalıp yüzeyleri ve hidrolik basınç tarafından kontrol edilir.

4.2.14.

Elektro-cüruf Kaynağı

Kalın metallerde çeşitli kaynaklar oluşturmakta kullanılır ve ağır parçaların dik pozisyonda kaynağında uygulanan en yaygın bir yöntemdir. Kaynak dikey olarak aşağıdan yukarıya yapılır. Kaynağa başlamadan önce, iki esas metal arasına ve alt kısma, birkaç cm. kalınlığında cüruf yapıcı madde yerleştirilir. cüruf elektrik iletkenliğine sahiptir. Kaynağa başlamak için bir veya birkaç elektrot ile esas metal arasında bir ark oluşturulur. Elektrotlar bir besleme düzeneği yardımıyla sürekli olarak beslenir. Çok kalın parçaların kaynağında elektrotlar, yardımcı bir düzenekte ileri-geri hareketi yapar. cüruf ark ısısı tarafından eritilir. cüruf sıvı hale geldiğinde ark söner ancak elektrik akımı akmayı sürdürür. cüruf, işlem boyunca sıvı halde kalır. Erimiş cüruf, esas metali ve sürekli iletilen elektrotu eriterek bir kaynak metali oluşturur. Bağlantılarının her iki tarafında, hareketli ve su soğutmalı iki bakır pabuç, kaynak dikişiyle aynı hızda yukarı doğru hareket eder. Isı miktarı, akımla ve cürufun fiziksel karakteristikleriyle kontrol edilir.

Elektro-cüruf kaynağının ortaya çıkması sonucu daha ince sacların dik pozisyonda kaynağı için yeni bir yönteme gereksinim duyulmuş ve yapılan çalışmalar sonucu elektro-cüruf yönteminin adaptasyonu ile koruyucu gaz altında özlü elektrotlar kullanarak gerçekleştirilen yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem ile 15 mm. kalınlığına kadar olan parçalar dik pozisyonda hızlı ve emniyetli bir biçimde kaynak yapmak mümkün olmuştur.

(23)

BÖLÜM 5. GAZ ERİTME KAYNAK YÖNTEMİ (OKSİ – ASETİLEN KAYNAĞI) Kaynak için gerekli ısının bir yanıcı, diğeri yakıcı olan gazların özel üfleçlerinde karıştırılarak yakılmasıyla oluşan alevden faydalanılarak yapılan kaynağa “Gaz Eritme Kaynağı” denir. Yakıcı gaz olarak oksijen kullanılır. Oksitlenme ve hızlı alev oluşturma yeteneği olan bu gaz oksijen ve havadandır. Hava oksitleyici bir niteliği olmasına rağmen indükleyici bir karaktere sahiptir.

Oksijen+asetilen ile yapılan kaynak işlemleri ve tavlamada kapasitesi 0,5~30 mm, kesme işleminde ise 3~30 mm. Oksi asetilen alevi ile tavlama, kaynak ve kesme yapabilmek için kaynakçının aşağıda sayılan avadanlıklara ihtiyacı vardır.

5.1. KAYNAK ELEMANLARININ HAZIRLANMASI VE TANITILMASI 5.1.1. Oksijen, Asetilen ve Kullanılan Tüplerin Tanıtılması

Oksi - gaz kaynak alevi, oksijen gazı ve asetilen gazı karışımının yakılması sonunda ortaya çıkar. Kaynak alevinde kullanılan kaynak gazlarının kaynak alevine kadar ayrı tutulması şarttır. Bu gazların taşınması, depolanması ve korunması için Tüpler kullanılır.

5.1.1.1. Oksijen

Oksijen atom ağırlığı 16. renksiz, kokusuz ve tatsız bir gazdır. Oksijen yoğunlaşınca (sıvılaşınca) mavi renk alır. Cisimlerin yanabilmesi için oksijene ihtiyacı vardır. Oksijen yakıcı görevi görür. Kaynakta kullanılan yanıcı gazların yakılmasında da oksijen kullanılır. Oksijen en fazla havada ve suda bulunur. Suyun % 89 'u, havanın % 30 'u oksijendir. Oksijen havanın sıvılaştırılmasından veya suyun elektrolizinden elde edilir. Ekonomik olduğundan kaynakta kullanılan oksijen, havadan elde edilir. Tüplere doldurularak kullanım yerlerine sevk edilir.

5.1.1.2. Oksijen tüpü

150-200 atm. basıncında oksijenin depolanmasını, taşınmasını ve kaynak yerinde kullanılmasını sağlayan silindir biçimli depolara oksijen tüpü denir. 8.5-9 mm et kalınlığında, yüksek dayanımlı çelikten, dikişsiz ve kaynaksız olarak yapılır. Kısa veya uzun boylu üretilir. Tüplerin deney basıncı 200 atm olup içine 150 atm oksijen doldurulur. Kısa tüpler 40 lt, uzun tüpler 50 lt hacimlidir. Kısa tüp çap140x1400 mm, uzun tüp 200 x 1700 mm ölçüsündedir. Diğer tüplerden kolay ayırt edilmesi için mavi renge boyanır.

(24)

5.1.1.3. Asetilen

Asetilen kolay yanıcı, parlak alevle yanan, renksiz, çürük sarımsak kokulu ve karbonca zengin uçucu bir gazdır. Oksijenle birlikte oluşturduğu alev 3500o_C'lik sıcaklık verir. Asetilen doğadan taş olarak elde edilen karpitin su veya bileşikleriyle teması sonucu elde edilir. 1 kg karpit 560 g su ile birleştirildiğinde, 410 g karpit çamuru (Kalsiyum hidroksit). 350 I asetilen ve 400 cal ısı açığa çıkar (Şekil 5.2}

Asetilen 2 atm, basınçtan fazla yükseltilmemelidir 2.5 atm. basınçtan sonra hidrojen (H2) ve karbon (C2) moleküllerine ayrılarak ısı açığa çıkar. Bu da ani patlamaya sebep olur.

5.1.1.4. Asetilen Tüpü

Asetilen tüpü, asetilen gazının depolanması ve taşınması için kullanılır (Şekil 5.3 ). Asetilen fazla basınçta sıkıştırılamaz. Piyasa da kullanılan tüplerde 25 atm basınç vardır. Bu nedenle tüpler kaynaklı olarak üretilir. Oksijen tüplerine göre daha kısa boylu ve büyük çaplıdır. Piyasada tüpteki asetilenin ağırlığına göre tüp satılır. Asetilen tüpleri 3-5 ve 10 kg ağırlıklarında piyasada bulunur. Asetilen tüpleri sarı, kırmızı veya turuncu renge boyanır.

Asetilen tek başına tüplere sıkıştırılmaz. Asetilen aseton ve alkolden çok iyi erime yeteneğine sahiptir. Bu nedenle tüpün içine asetilen emici gözenekli maddeler konulur. Tüpün 1/3 'ü aseton ile doldurulur. 40 I 'lik bir asetilen tüpünün içinde yaklaşık 13 I aseton vardır.

(25)

5.1.2. Oksi-Asetilen Tüplerinin Kurulması

Oksijen ve asetilen tüpüne basınç ayarlayıcılar takılır. Basınç ayarlayıcılarına oksijen ve asetilen hortumları kelepçeyle bağlanır. Hortumların diğer ucuna üfleç, kelepçeyle bağlanır. Oksi-asetilen tüpleri Sabit bir yere kurula bildiği gibi bir araba üzerine bindirilerek seyyar olarak da kullanılır(Şekil5.4).

Oksijen hortumu 5-8.5 mm, asetilen hortumu 6-8 mm çapında olmalıdır. Yüksek basınca dayanıklı ve bezli hortum kullanılır. 4 m 'den uzun hortumların karışmaması için Şekil 5.5 deki gibi birbirine bağlanmalıdır. Oksijen hortumu mavi, yeşil veya siyah olmalıdır. Asetilen hortumu ise sarı, kırmızı ve turuncu renklerde olmalıdır.

5.1.3. Üfleç ( Hamlaç, Şaloma ) Takımı

Elle hareket yeteneği olan alev oluşturucu kaynak elemanlarına üfleç denir. Üfleçler genellikle pirinç malzemeden yapılır. Üfleçlerin iki giriş , bir çıkış ucu vardır. Yan yana iki giriş ucundan oksijen ve asetilen girer (Şekil 5.6). Hamlaç çıkışında karışım yapılarak bek ucundan (meme) çıkar ve bir kıvılcımla alev oluşturur. Aynı

Kaynak_Tekni­i_Ders_Notlar²