1-10 toz altı kaynak

7/23/2019 1-10 TOZ Alt Kaynak

1/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI

Kaynak Teknolojisi ve Tahribatl/Tahribatsz Muayene Eitim Aratrma, Uygulama MerkeziBu ders notlarndaki metin ve resimlerin, tamamnn ya da bir ksmnn, GEVin yazlizni olmakszn elektronik, mekanik, fotokopi ya da herhangi bir kayt

sistemi ile oaltlmasyaymlanmas, sunumlarda kullanlmasve depolanmasyasaktr.

1/38

GEV - ATB Revizyon No: 001

1. LEMN ESASI VE ZELLKLER

Tozaltkaynann karakteristik zellikleri, kaynak sreci boyunca arkn rtl bir ortam iinde oluumu,ilemin sreklilii, yksek ergime verimi, kaynak dikikalitesinin greceli ykseklii ve uygulamalardailem parametreleri ynnden olduka genibir alma serbestliine sahip olunduu eklinde belirtilebilir.

ekil 1: Tozaltkaynaiin gerekli cihaz ve donatm emas

lemde, ergiyen plak bir elektrod, tozla rtl bir ortamda ana para ile ark oluturarak yanmaktadr.

ekil 1de ilem iin gerekli donatmlar ematik olarak verilmektedir.

Tozalt kaynanda uygulanabilinen ilem deerlerinin snrlar, genel bir bak as vermesi amac ileaada belirtilmektedir.

Kaynak akm iddeti (I) 1002000 (5000) AKaynak ark gerilimi (U) 2070 VKaynak hz (v) 10300 m/saatAkm younluu (i) 20200 A/mm2


2/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



2/38


Tozaltkaynak sistem ve donatm, g memba, tel-toz besleme, toz emme, kaynak hz ve yrngesinibelirleyen hareketli bir araba ve ilevleri yerine getiren-kontrol eden kumanda dzeninden olumaktadr.Dnel dikiler ve profil biimlerin kaynanda ise, sabit kaynak sistemi, hareketli para dzenlemesinegeilmektedir.Bu yntemde kaynak azl veya kaynak azsz birletirmeler yaplabilmekte, ancak ynteminzelliklerinin dikie yansmasasndan, uygulamalarn oluk pozisyonda yaplmasgerekli grlmektedir.ekil 2de tek tel sistemli hareketli araba zerinde dzenlenmi bir kaynak sistemi ve kaynak dikiiniekilii grlmektedir.

ekil 2: Tek tel sistemli tozaltkaynak arabas(solda) ve kaynak dikiinim ekilmesi.

Yntem,dier ark esasl uygulamalarla kyaslandnda, zellikle verim asndan, belirgin olarak nekmaktadr. Genel bir fikir vermesi amacyla, ortalama deerlerle alma koullarnda, tozaltkaynailekaynak dikilerinin oluturulmasnda, tketilen snn yzde olarak bileenleri ekil 3de ematik olarakverilmektedir.

Yntemde elektrodan malzeme gm, damla geii eklinde gereklemektedir. Damla hacmi ve damlafrekans, uygulanan kaynak parametreleri ve kullanlan toza balolarak ortaya kmakta ve kontrol altndatutulmaktadr. Arkn olutuu kaverna hacmi ve curufun oluum eilimide bu parametrelerin etkisi altnda

bulunmaktadr.

Kaynak aamasn ortaya kan blgeler ile malzeme gmn tasarm ekil 4de kesit olarakgrlmektedir.


3/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



3/38


ekil 3: Tozaltkaynanda tketilen snn bileenleri.

Kaynak dikii oluumunda pay sahibi olan elektrodan malzeme gm, iki ekilde ortaya kmaktadr.

ekil 4:lem esnasnda ortaya kan blgeler ve malzeme gm.


4/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



4/38


a. Kaverna boluunda elektrod ucunda serbest damla oluumu ve crufa temas etmeden metalsal banyoyageii,

b. Kaverna zerindeki curufdan damla oluumu ve metalsel banyoya geii.

Belirtilen her iki tr malzeme geieklinde de metalrjik reaksiyonlar farklekillerde ortaya kmaktadr.

Tozalt kayna iin oluturulan donatm ve dzenlemeler, kullanlma yerlerindeki alma amalarnagre, tam ve yarotomatik olarak seilmektedir.

Yntemin ergitme gcnn ykseltilmesi, ilemlere hzllk kazandrlmas, nfuziyet derinlilikleri vedikiboyutlarnn kontrol altnda tutulmasgibi beklentiler, ekil 5 ve ekil 6daki emalarda grldgibi deiik uygulama seeneklerinden yararlanma imknlarnda vermektedir.

Bunlara, tek kafal-tek beslemeli paralel elektrod, tek beslemeli ard arda iki elektrod, iki yandan kaynak,endirekt (dolayl) ark ile kaynak uygulamalarrnek olarak verilebilir.

ekil 5: Tozaltkaynanda ift elektrodlu uygulamalar.a) tek akm membaparalel elektrod.

b) tek akm membaard arda iki elektrod.

c) ift akm membaard arda iki elektrod (tandem).


5/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



5/38


ekil 6: Kaplama kaynaiin uygulamalar.a) indirekt ark-ift elektrod ile kaynak.

b) band elektrod ile rt kayna.

Yntemde, kaplama ve rtme amacile yaplan kaynak ilemlerinde band ilave malzeme kullanlabilmesiayrca bir stnlk olarak ortaya kmaktadr.

2. TOZALTI KAYNAINDA ENERJBESLEME ETLER

Tozaltkaynanda, doru ve dalgalakm kullanlabildii gibi, doru akm kullanmada, elektrodun negatifveya pozitif kutuba balanmasda mmkn olabilmektedir.

2.1.1 Doru Akm Elektrod Pozitif Kutupta


6/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



6/38


Doru akm besleme pozitif kutuplamada, arkn dzgn kararll grlmektedir. Balangta elektroducunda damla oluumu dzenli bir ekilde olmaktadr. Dier etkenlere bal olarak devreden fazla gekildiinde, elektromanyetik beslemenin etkisi ile damla yzeyinin snr gerilimi azalmakta, bu da arknkararllnetki altnda tutmaktadr.

Kk kaynak hzlarnda, kavernada ynlenen metal damlacklar kaynak ynne doru gitmeeilimindedirler. Hz arttka bu durum, geriye ynlenme ekline dnmektedir. Bu olay, ayrca kaynak

parametreleri, kaynak tozu ve kaverna atmosferinin de etkisi altndadr. Genellikle ntr ve asit karakterlitoz kullanlmada damla aplar klmekte, bazik ve yksek bazik toz kullanlmada ise bu aplar

bymektedir. Yksek akm younluklarnda, kk damlalarn olumasyla damla frekans hzla

bymektedir. Akm younluklarndaki ani artmalarda, metalsel banyo kaynak ynnn tersine,dmelerde ise kaynak ynne doru hareket etme eiliminde bulunmakdadr.

Elektrodun pozitif kutuba balanmasnda, svfazdaki metal damlalarnn yzeyleri, sre boyunca negatifakm taycln yklenmektedirler. Bu nedenle de damlalarn ar derecede snmalar ortayakmaktadr. Damlalardaki bu arsnma, erginti banyosunun scaklnn ykselmesine neden olmakta vesonuta daha derin bir erginti banyosu meydana gelmektedir.

2.1.2 Doru Akm Elektrod Negatif Kutupta

Doru akmla beslemede elektrod negatif kutupta bulunursa, zgl ergitme gc ve malzeme gmndedeiiklikler meydana gelmektedir. Bu durumda elektrod arkndan iletilen smiktar, pozitif kutuplamayakarn daha kktr. Bu, elektrod yaynmasnn ykselmesi nedenine dayanmakta, dolaysyla da eitmiktarda kaynak teli ergitmek iin daha yksek akm iddetlerinde alma gerekmektedir.

Negatif kutuplamada arktaki katod noktasnn sk sk deimesi sebebiyle erginti metal damlalar, pozitifkutuplama durumundaki kadar ok ar snamamaktadr. Damlalardaki bu greceli snamama durumu,elektrod u blgesinin srekli ekilde erimesi olarak ortaya kmaktadr. Bu tr kutuplamada damlafrekansnn dkl, ortalama hacimsel damla byklklerinin artmas bu olayn kant olarakgrlmektedir. Byyen damlalarn erginti banyosuna temas, arkasndan yeni damlann oluumu ve

bymesi nedeniyle doan ark kuvvetlerinin de pozitif kutuplamayla kyaslandnda daha iddetliolduklar grlmektedir. Bu oluum iinde sv fazdaki elektrod ucunun erginti banyosu ile temas ettiianlarda patlamal bir ekilde malzeme gm kprsnde kesiklik meydana getirmekte, bu durum kaynakakmna dinamik bir deiim olarak yansmaktadr.

2.2 Dalgal Akm

Esas olarak dalgalakm besleme ile kaynak yapmada kaynak blgesindeki olaylar, eit ilem parametrelerikullanlmaskouluyla, doru akm-pozitif kutuplama ile kaynakta ki oluumlara uymaktadr. Artan akmiddeti ve gerilim ile metalsel damla hacimleri klmekte ve damla frekanslarykselmektedir. Ancakdamla devinimlerinde , doru akma nazaran bir dzensizlik gzlenmektedir.


7/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



7/38


Dalgal akmda metalsel damla hacmi ve damla frekansn etkileyen bir dier etken de tozun kimyasalbileimi ve retim trdr. Burada da doru akmda olduu gibi ntr ve asit karakterli kaynak tozlarnnkk damla hacimleri ve byk damla frekanslar, yksek bazik karakterli tozlarn ise, bu durumun tersinioluturduu grlmektedir.

Dalgal akm, kaverna pulsasyonunu ve metalsel banyo hareketlerine de etkilemekte, kaverna deiimfrekansdaha byk bir dinamiklik gstermektedir.

Dalgal akm ile beslemede, akmn her sfrdan geme noktasndan sonra bir tutuma olay sz konusuolmakta, dolaysyla da arkn kararllnda, kaynak tozu ile kaynak enerji membann sahip olduu

karakteristiin geniapta etki paybulunmaktadr. ekil 7de grld gibi, eit kaynak artlarnda, K1ve K2 karakteristiklerine sahip enerji membalarile yaplan kaynak ilemlerinde, gerilim

ekil 7: Enerji membann tutumaya etkisi. a) yarm dalga gerilim erisinde tutuma zamanlar. b)

deiik enerji membalarnn alma karakteristikleri.

Sfrdan geerek hzla ykselmekte, dierine nazaran t tutuma zamanklmektedir. ekil 8de ise aynakm membalarna ait tutuma zamanlarnn relatif tekrarllk yzdeleri verilmektedir. Bu ekilde dzenli

bir kaverna hareketi gereklememekte, ancak metalsel damla akkararlbir ekilde gereklemektedir.K3 karakteristiini veren akm membasn kullanmada ise relatif uzun bir ark snme aral meydanagelerek ark scaklnda dme grlmekte, iyonizasyon yetmezlii sonucu tutuma iin daha yksekgerilim gerekmekte yada tutuma zaman uzamaktadr. Ani gerilim ykselmesi olamadndan, arknyeniden tutuumu,ark aralnn elektrodun ilerlemesi sonucu klmesi ve hatta temas ilegereklemektedir. Bu sre kavernaya byme ve kuvvetli metalsel banyo hareketi olarak yansmaktadr.


8/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



8/38


Tutuma zamanlarna (t) kullanlan kaynak tozlarnn fiziksel ve kimyasal zellikleri de etkilemektedir.Bu olumda ana etkenler kaverna ortamndaki iyonizasyon ve kaynak tozlarndaki elemanlarn aldklarenerjilerin byklk mertebeleridir.

ekil 8: Deiik enerji membalarnda tutuma zamannn relatif tekrarllkyzdesine etkisi .

rnek olarak aynkaynak koullarnda, normal bazik karakterli bir tozla yksek bazik karakterli bir tozun

kyaslanmasnda, ikincisinin %25 daha uzun bir tutuma gecikmesi olduu grlmektedir.

2. 3. Kaynak Akm reteleri

Tozalt Kaynak Ynteminde ilemin gerektirdii tr akm iddeti ve gerilim verecek ekildekarakteristie sahip akm reteleri gerekmektedir. Yntemin uygulamalardaki yeri bakmndan, nemli

bir zellik beklentisi de devrede kalma orannn % 100 olarak ngrlmesidir. ounlukla yatay olmakzere dey karakteristikli reteler de kullanlmaktadr.

Dey karakteristikli akm retelerinde, ark geriliminin nemli bir byklkte deimesine karn akmiddetindeki deiim ok azdr. Ark boyunun kaynak donanmtarafndan ayarlandve sabit tutulduu

bu yntemde, ark boyunun deimesi durumunda, ark boyunun eski durumuna getirilebilmesi iin , ark


9/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



9/38


boyundan kumanda alan bir elektronik lm sistemi ile tel srme sisteminin motor devrideitirilmektedir. Bu sistem, ataletinden dolay snrl bir hza sahip olmasna ramen, tel ilerlemehznn yavaolduu, kaln aplelektrod ile almalarda kullanlmaktadr.

Yatay karakteristikli kaynak akm retelerinde, ark boyu dolaysyla da ark gerilimini az bir miktardadeimesine karn, akm iddetinde yani elektrod ergime gcnde deiim ok daha kuvvetli ortayakmaktadr. Bu tr akm reteleri, i ayar diye de adlandrlan, ek bir donatm da gerektirmedenkendinden oluan bir ark boyu ayarlama zelliine sahip bulunmaktadr. Bu akm retelerinde, arkgerilimi ve tel ilerleme hzbunlara balolarak da akm iddeti ayarlanr, dolaysyla tel ilerleme motorudevri ve tel hzsabittir.

Genel bir deerlendirme ile 4 mmden ince tel tketildiinde, doru akm yatay karakteristikli, buaplardan byk kalnlklarda dey karakteristikli (zel ark tututurma dzenekli) akm retelerindenyararlanldbelirtilebilir.

Dalgal akm kullanlmalarnda, ya da dalgal akm ile doru akmn birlikte kullanld ok telliuygulamalarda, dey karakteristikli akm reteleri gerekmektedir. Ancak, ift telli ve iki telin de ayn akm retecinden beslendii uygulamalarda yatay karakteristikli reteler kullanlabilmektedir.

2.3.1. DalgalAkm reteleri

Kaynak transformatr olarak bilinen, bu tur akm retelerinin tozalt kaynanda kullanlmak zeregelitirilen tipleri % 100 devrede kalma zellikli ve 8001500 A akm iddeti verecek ekildetasarlanmtr. Daha yksek akm iddetleri ile alma gereksinimlerinde paralel balanmalar dammkndr. Bu tr akm retelerinde arkn kolay tutumasnsalamak iin bota alma geriliminin7080 V olmasgerekmektedir.

Dalgalakm kaynak retelerinin yaygn kullanm alanlar, yksek akm iddeti gerektiren uygulamalar,ok telli uygulamalar, dar aralkda yaplan kaynak uygulamalarve ark flemesi sorunu olan biimlerinkaynarnekler olarak verilebilir.

2.3.2. Doru Akm reteleri

Doru akm kaynak reteleri iinde en yaygn kullanlanlarredresrlerdir. Normal elektrik ebekesinebalanan bu cihazlarn tek ve fazl akm ile de beslenen trleri bulunmaktadr. fazl akm ilebeslenen reteler, yksek akm iddeti gerektiren uygulamalarda, gerek daha kararl bir kaynak arkoluturmalar ve gerekse de ebekeyi daha dengeli bir ekilde yklemeleri nedeni ile tercih edilirler.Genelde 4001500 A aralnda akm iddeti verecek ekilde dzenlenmi olanlar olduu gibi,kullanlacak elektrod apve otomatik veya yarotomatik alma ihtiyalarna gre, daha dar aralktaakm verecek ekilde tasarlanm olanlar da bulunmaktadr. Doru akm ile 1000 Ain zerindeki


10/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



10/38


almalarda, kaynak edilen tasarma da bal olarak, ark flemesi ortaya ktndan dalgal akmretelerine geilmesi nerilmektedir.

Bu tr kaynak retelerinin hem sabit akm hem de sabit gerilimle alabilecek yetkinlikte dzenlenmiolanlarda bulunmaktadr. Bunlar genellikle 650 A altndaki uygulamalarda tercih edilmektedir.

Doru akm veren kaynak retelerinden bir dier trde jeneratrlerdir. ten yanmalmotorlarla tahrikedilen bu tip reteler ile kapal alanlarda almak uygun deildir. Dey ve yatay karakteristik ilealabilecek ekilde tasarlanmolan bu retelerden ak antiyelerde yararlanlmaktadr.

Tozaltkaynanda kullanlan kaynak retelerinde, arkn tututurulmasnkolaylatrcbazyntem vedzenlemelerden de yararlanlmaktadr. Bu balamda, tel elektrod ucunun sivriltilmesi ile arkntututurulmas, daha kolay ergime yeteneine sahip elik yn ile arkn balatlmas, annda ksa devreoluturulacak ekilde srtme ile arkn balatlmas, zel tel srme tertibat ile arkn oluturulmas, arkolutuktan sonra devreden kacak bir yksek frekans cihazvastasile arkn oluturulmas, uygulamalar

balca rnekler olarak verilebilir.

3. KAYNAK TOZLARI

Tozalt kaynanda kullanlan tane biimine sahip tozlar, rtl elektrodlarda rtnn yapt grevleristlenmitir. Tozlarn ilem aamalarndaki ilevleri aada zet olarak verilmektedir.

a. Oluturulan eykseklikteki toz ve cruf tabakasile metalsel kaynak banyosunun, atmosfer gazlarnnkaretkisinden korunmas.

b. Tozun ierdii elemanlarn, oluturulan kaynak dikimetalrjisine etkilemesi.c. Bileiminde bulunan kolay iyonize olan elamanlar (Ca-,Na-) vastasyla, arkn kararllnetkilemesi.d. Uygun viskozite ve yzey gerilimli olarak oluturulan cruf ile kaynak dikii st biiminiekillendirmesi.

Kaynak tozlarn retim metotlar ve zellikleri ynlerinden aada belirtildii ekillerde tanmlamakmmkndr.

a. retim yntemlerine gre. Ergimi, aglomere, kark.b. Kimyasal bileimlerin gre. Asit, bazik, ntr.c. Viskozitelerine gre. Yksek viskoziteli (ok pasolu kaynaklarda), orta viskoziteli (oluk pozisyonlu

birletirmelerde), dk viskoziteli (ince malzeme birletirmelerde).

Kullanlan kaynak tozlar, viskozitelerine balolarak.uygulamadaki amalara gre de adlandrlmaktadr.Bu tanmlamaya gre snflama aada verilmektedir.

1. Yksek kaynak hzlariin kaynak tozlar.


11/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



11/38


2. Derin nfuziyet tozlar.3. Aralk doldurma kabiliyetli tozlar.4. nce malzemelere yatkn kaynak tozlar.5. Dolgu ve kaplama (zrhlama) ilemleri iin kaynak tozlar.

Kaynak tozlarnn uygulamadaki tanmlanmalarnda, ierdikleri mangan oksit oranlar da dikkatealnmaktadr. Bu adan ise tozlar,

a. Yksek manganltozlar ( % 3045 MnO ),b. Orta seviyede mangan ieren tozlar ( % 1420 MnO )c. Dk manganltozlar ( 14 MnO ) olarak grupta toplanmaktadr.

3.1. Kaynak Tozlarnn retim Yntemleri Ve Kyaslanmalar

ErgimiTozlar ( F ) :Bu tozlarn retilmesinde genellikle kuvarz, mangan cevheri veya mangan crufu,Dolamit, kalsiyum bileikleri ve kil gibi doal malzemeler n grlen oranlarda kartrlarak bir arayagetirilir ve ou kez ark ocaklarnda 1500-1600 Cda ergitilir. Ergitmede tane byklkleri ve yanma

kayplardikkate alnr. Tozlar tme, kurutma, eleme ilem aamalarndan sonra kullanlabilir durumagelir.

Aglomere Tozlar ( A ) :Titan, mangan. Kalsiyum, magnezyum bileikleri ve alam elemanlar sinterleme aamasndan sonratlr. Karma balayc elemanlar ilave edilir. Kurutma ve tme aamas sonu, uygun tane

bykl iin elekten geirilir.

Kark Tozlar ( M ) :Tozu oluturacak n malzemeler ince olarak tlr. Kartrlp topaklar halinde pres edilme sonrasalev ocaklarnda 1000-1100 Cda sinterlenme ilemine tabi tutulur. tme ileminden sonra elektengeirilerek uygun tane boyutlarna getirilir.

Bu tozlar iinde, bileiminde bulunan mangan, dikie alamlama yaplabilmesi, retilme yntemindengelen istenen artlara uyabilme zellii ve ekaynak koullarnda daha az sarfiyata sahip olduklarndanaglomere tozlar, daha ok kullanlma zellikleri ile ne kmaktadr.

3.2. Kaynak Tozlarnn


12/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



12/38


Kimyasal Karakteristikleri

Kaynak tozlarkimyasal bileimleri ve baziklik leine gre snflandrlmaktadr. Bu snflamaya gretanmlar ve snrlar aada verilmektedir.

Kaynak tozlarnn ierdii balca bazik ve asit karakterli elemanlar aada verilmektedir. Baziklik leiBorischewski ye gre verilen ifade ile hesaplanmaktadr.

Bazik: BaO, CaO , CaF2, FeO , K 2O , MgO , Na 2O , Na 2AlF6Asit: Al 2O 3, SiO2, TiO2 , ZrO2


13/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



13/38


ekil 9 : Tozlarn kimyasal karakterleri ile damla hacmi ve damla frekansnn ilikisi.(Ik=220 A , Uk=34 V , vk=25 cm/dak)

Tozlar sahip olduklar kimyasal zellikler ile zellikle damla hacmi ve damla frekansn etki altndatutmaktadr. Sabit kaynak parametreleri ile en yksek damla frekans ntr,en dk damla frekans iseyksek bazik karakterli kaynak tozlarkullanmakla elde edilmektedir ( ekil 9).

3.3. Kaynak TozlarnSnflandrlmas

Kaynak Tozlariin retimlerinden tketimlerine kadar gerekli olan bilgiler CEN (European Committe ForStandardization) ve bu Standardlara uyumlu olarak TSE tarafndan tanmlanmbulunmaktadr. Bu konuile ilgili Trk Standartlaraada verilmektedir.

TS EN 760 (Kasm 1998) Kaynak Sarf Malzemeleri-TozaltArk Kaynaiin TozlarSnflandrma

TS EN 14295 (Ocak 2004) Kaynak Sarf Malzemeleri-Yksek Mukavemetli eliklerinTozaltArk Kaynain Tel ve Boru Biiminde zlElektrodlar ve Elektrod Toz Kombinasyonlar-Snflan.

TS EN 756 (Ocak 2007) Kaynak Sarf Malzemeleri-Ala

ms

z ve nce Taneli elik


14/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



14/38


TozaltArk Kaynain Tel Elektrodlar,Tel Elektrod-Toz ve Boru Tipi zl Elektrod-Toz Kombinasyonlar-Snflandrma,

Bu Standartlar yardmile ele alnan herhangi bir toz iin verilen sembolik gsteriliten yararlanarak, tozunretim metodu, kimyasal karakteri, dikie gmde kayp ve artmlar, malzeme ve kaynak pozisyonlarnauygunluk, uygun akm tr ve iddeti, seilmesi gereken tel - toz kombinasyonu, kaynak uygulama tr,tozun tane bykl gibi bilgilere ulamak mmkndr.

Kaynak tozlarnnemli ortamlara karzenle korunmasgereklidir. Gerekli durumlarda kaynak ileminden

nce nem alma ilemine bavurulmaldr. Kurutma ilemini ergimitozlar iin yaklak 250 Cda , iki saat,aglomere tozlar iin ise yaklak 350 Cda saat koullarna uyularak yaplmasgerek mestedir.

Aada TS EN 760a gre bir tozun ksa gsterilii, aklamas ve ksa gsterililerdeki ifadeler iingerekli izelgeler verilmektedir.

Tozun zellikleri : 100 gr saf kaynak metalinde (H10) 8 ml H2e sahip bir kaynak metali meydana getirena.a. veya d.a. kullanlabilen mangan (7) iin % 0,5 silis (6) iin %0,2 toplama yapan, Snf 1 uygulamalar(1) iin kalsiyum silikat tipinde (CS), ergitme (F) ile imal edilen tozaltkayna(S) iin toz.

TS EN 760 S F CS 1 67 AC H10

TS EN 760 : Standard numarasS : Tozaltark kaynaiin tozF : Ergimitoz (A:aglomere. M:kark)CS : Toz tipi (izelge 1)1 : Uygulama toz snfpasolu67 : Metalrjik davran(izelge 2)AC : Akm tipi (AC: dalgal, DC: doru)H10 : Hidrojen miktar(izelge 4)

Toz Snf 1 :Yap elikleri,yksek mukavemetli elikler gibi alamsz ve dk alaml eliklerinkaynanda kullanlr. Genellikle Mn- ve Si- dnda alam elementi iermez.Toz Snf 2: Paslanmaz elik,sl direnli Cr- ve Cr-Ni elikleri Ni- ve Ni-esaslalamlarn birletirme veyzey dolgu kaynaiin kullanlr.Toz Snf 3: C-,Cr- veya Mo- gibi alam elementlerinin kaynak metaline transferi ile anma direnliyzey oluturmak amacile kullanlr.

Toz Tipleri:

Mangan-Silikat Tipi (MS)


15/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



15/38


Bu tip kaynak tozlar esas olarak MnO ve SiO2 ihtiva ederler. Genellikle dk Mn-l tel elektrodlakullanlabilmeleri iin kaynak metaline yksek oranda Mn- transferi yapmalar ile karakterize edilirler.Kaynak metali tarafndan alnan Si-da yksektir.Bu tip tozlar greceli olarak yksek akm tama kapasitesine sahiptir ve yksek kaynak hzlar, i kekaynaklarna uygundur. Kaynak eperi dzgn kar, kaynak ara yzeyi yanma oluu ihtiva etmez.

Kalsiyum-Silikat Tipi (CS)Esas olarak CaO, MnO ve SiO2oluturulmutur. En yksek akm tama kapasitesine sahip olan bu tozlar,kaynak metaline en fazla Si-katks ile ne karlar. Bu tozlar mekanik zellik artlarnn ok fazla katolmadyerlerde kaln kesitlerin iki pasolu kaynaiin uygundur.

Zirkonyum-Silikat Tipi (ZS)Bu tip kaynak tozlar ana bileenler olarak ZrO2 ve SiO2 ederler. Uygulamalarda temiz yass elikmalzemeler zerinde, yksek hzlve tek pasolu kaynaklarn yapmiinnerilir. Crufunun iyi slatma etkinlii, yanma oluu olmakszn yksek hzda niform kaynaklarnyapmiin gerekli zellikleri salar.

Rutil-Silikat Tipi (RS)Esas bileenleri TiO2ve SiO2dir. Yksek Mn-yannn yannda, yksek Si-alnmasn salar. Bu tozlarorta veya yksek Mn-ieren tellerle kullanlr. Akm tama kapasiteleri olduka yksektir. Yksek hzlardaoklu ve tekli tellerle kullanlabilinir.

Alumina-Rutil Tipi (AR)Esas bileenleri Al2O3 ve TiO2 dir. Kaynak metaline Mn- ve Si- geileri orta seviyelerdedir. Saladavantajlar, cruf viskozitesi yksek, ke kaynaklarnda iyi kaynak grnm, kusursuz cruf ayrlmas,yksek hzlarda allabilme. Her tr akmda allabilir. O2-ierii nedeni ile orta seviyede mekanikzellikler elde edilir.Uygulama alanlar, ince cidarlkonteynrlar, boru(kanat ve takviyeler),gemi inas, i ke kaynaklar.

Alumina-Bazik Tipi (AB)Ana eleman Al2O3dr. MgO ve CaO de bulunur. Orta seviyede Mn-geii vardr. Ksa svcruf verir.Orta derecede O2-muhtevasnedeniyle, zellikle iki pasolu uygulamalarda, iyi bir kaynak metali tokluusalanr. Her iki akm trnden de yararlanlarak, alamsz ve dk alaml eliklerin kaynandakullanlabilir.

Alumina-Silikat Tipi (AS)Bu tozlar Al2O3 ve ZrO2silikat miktarile dengelenmiMgO ve CaF2de ierirler. Ntr karakterlidir, ancak

Mn-yanmas da olabileceinden S3 teli ile kullanlmas nerilir. Dk O2-li kaynak metali elde edilir.


16/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



16/38


Snrl akm tama kapasitesi ve kaynak hz seilmelidir. Genellikle doru akm nerilir. Dar aralkuygulamalarnda, yksek tokluk beklentilerinde kullanlmas nerilir. Uygulama alan rnekleri, basnlkaplar, nkleer bileenler, deniz platformlarndaki birletirmeler, ince taneli elikleri kayna.

Alumina Florr-Bazik Tipi (AF)Bu tozlarn ana bileenleri Al2 O3 ve CuF2 dr. Kaynak metali Mn-,Si- ve dier alam elemanlarynnden ntrdr. Yksek F- bulunmassebebi ile iyi bir slatma kabiliyeti yannda iyi bir kaynak yzeyielde edilir. Kullanma alanlar, paslanmaz elik ve Ni-esasl alamlar gibi alaml tellerle kombineuygulanmas.

Florr-Bazik Tipi (FB)Bu tozlarn ana bileenleri CaO, MgO, MnO ve CaF2 dr. Ayrca dk seviyede SiO2 de bulunur.Metalrjik davran ntr veya Mn-yanmas eklinde geliir. Yksek cruf baziklii dk O2-li ykseksaflkta kaynak metali eldesini salar. Bu tozlar yksek tokluk koulunun salanmas istendiinde ok

pasolu kaynaklar iin nerilir. Kullanma alanlar, basnl kap birletirmeleri,nkleer bileenler,denizplatformlarndaki birletirmeler,ince taneli elikleri kayna, paslanmaz elikler ve Ni-esasl alamlarnkayna.


17/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



17/38



18/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



18/38



19/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



19/38


4 . Kaynak Telleri (elektrodlar)

Tozaltkaynanda kullanlan kaynak telleri elektrik ark ocaklarnda retilen, metalrjik gven ynndenkimyasal bileimlerinde yksek Mn- ieren zel eliklerdir. Yzeylerinin temiz olmasgereklilii yannda ,korozyona dayanm ve kontakt elemanile temas yzeyinin elektrik iletkenliini arttrmak amacyla Cu- veya bronz ile kaplanm olaraktketilirler.

Tozaltkaynanda kullanlan kaynak tellerinin aplar1,2-12,0 mm arasndadr. Tellerin ierdii P- ve S-miktarlarnn her birinin % 0,03den az olmasgerekmektedir. Bileimde bulunan dier elementlerin %

snrlarve kaynak dikiindeki etkileri Tablo 1 de verilmektedir.

Tablo 1: Tozaltkaynanda kullanlan kaynak tellerinde bulunanElementlerin % snrlarve ne kan etkileri.

Kaynak tellerinin bileim ynlerinden seimlerinde, kaynak dikiinin durumuna gre alam zellii veberaber kullanlacatozla uyumu en nemli etkenler olarak dikkate alnmasgerekmektedir. izelge 5detozalt kaynanda yaygn tketilen tellerin TS EN 756 ya gre gsterilileri ve kimyasal bileimleri

verilmektedir.

5. Metalsel Kaynak Banyosundaki Metalrjik Reaksiyonlar

Tozalt kayna uygulamasnda,ilem aamasnda ortaya kan metalrjik olaylar byk anlamtamaktadr. Bunlara metal-cruf tabakalar arasndaki redksiyon ve ergiyik metaldeki C-,Mn-,Si-elementlerinden Dezoksidasyon olaylarrnek verilebilir.

Kaynak dikilerindeki Mn- ve Si- gibi elementlerin oranlarbirletirilen blgenin kalitesini belirlemektedir.


20/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



20/38


ekil 10: Ergimimetal, cruf ve gaz fazlararasnda oluabilecekReaksiyonlarn ematik tasarm.

Verilen reaksiyonlar metal-cruf snr yzeyinden, greceli yksek derimedeki Si O2 ,Mn O ve dkderimedeki Fe O ieren crufa doru geliir.

Ortalama cruf scakl 1550 C 100 ortalama metalsel banyo scakl1770C 100Ortalama metalsel damla scaklise 2300 C 200 seviyelerinde bulunmaktadr.


21/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



21/38


Bu reaksiyonlarn younluklar Si- ve Mn- n redksiyon ve bununla birlikte kaynak dikiinegeiine,kaynak tozunun kimyasal karakterine, reaksiyon blgesindeki scakla, uygulanan kaynak

parametrelerine, birbirlerine ilgi duyan elementlerin derime oranlarna ve reaksiyon sresine balolarakortaya kmaktadr.

Kaynak tozlarnn ierdii SiO2 ve MnO younluklarna gre, kaynak blgesindeki reaksiyon eilimlerineait rnekler aada verilmektedir.

rnek I :Kullanlan kaynak tozunda yksek oranda SiO2bulunmasna karn, MnO bulunmamaktadr.

Kaynak tozundan gelen Si- kaynak metalinden redklenir. Tel elektroddan gelen Mn- oksitlenir ve crufageer.

Bu iki reaksiyonun sonunda da kaynak dikiine geen silisyumun dikiteki derimesi artmaktad

r. Ayr

camangan kayb ortaya kmaktadr. Bu durumda yksek oranda mangan ieren kaynak teli kullanlmasnerilir.

rnek II :Kullanlan kaynak tozunda SiO2 ve MnO bulunmaktadr. Kaynak tozundan gelen mangan, kaynakmetalinden redklenir. Kaynak tozundan gelen silisyum ise mangan tarafndan redklenir, serbest silisyumkaynak metaline geer.

Yukarda verilen rneklerde grld gibi, birinci durumda kaynak dikiine geen silisyum, ikincidurumun iki katolarak ortaya kmaktadr.

Bu bilinenler dikkate alnarak, kaynak dikilerinde n grlen kimyasal bileimlere ulalabilinmesi iin,kaynak tozu ile kaynak teli seimini bir arada dnmek gerekmektedir. Uygulamalara rnek olabilmesi

a

s

ndan, kaynak tozu-kaynak teli kombinezonlar

na ait birka rnek Tablo 2de verilmektedir.


22/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



22/38


Genel olarak;Yksek oranda MnO ieren tozlarla (% 3045) , dk orandaMn- ieren (% 0,5-0,8) teller,Orta derecede MnO ieren tozlarla (%1420), %0,81,4 Mn- ieren teller,Bileimlerinde MnO bulunmayan kaynak tozlarile de %1,53,0 mangan,

eren kaynak tellerinin bir arada kullanlmasuygun grlmektedir.

Tablo 2: Tozaltkaynanda, kaynak teli- kaynak tozu kombinezonlarve uygulamayerlerine ait rnekler.

Kaynak teli-kaynak tozu kombinasyonlarnn ksa gsterililerle verilmeleri, uygulamalarda doruynlendirme ve hatalardan korunma ynlerinden kolaylklar salamaktadr.

TS EN 756 saylstandarddan alnmiki ksa gsterilirnei ve gerekli izelgeler aada verilmektedir.

rnek 1 :ok pasolu teknik iin tozalt ark kaynanda kullanlan bir tel-toz kombinasyonu, en dk akmamukavemeti 460 MPa (46) olan ve bir alumina-bazik tozla (AB) ve bir S2 teli ile -30 Cta (3) salanan 47Jlk en dk ortalama darbe enerjili bir kaynak metali iin ksa gsterili.

EN 756 - S 46 3 AB S2


23/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



23/38


EN 756 : Standard numarasS : Tel-toz kombinasyonu / tozaltark kayna46 : ekme zellikleri ( izelge 1 )3 : Darbe zellikleri ( izelge 3)AB : Kaynak tozu tipiS2 : Tel elektrodun kimyasal bileimi

rnek 2 :

En dk akma mukavemeti 420 MPa (4T) olan, 520 MPadan daha byk enine ekme mukavemetli vebir alumina-bazik tozla (AB) ve S2Mo tel elektrotla 20Cta (2) 47 Jlk darbe enerjisi veren bir esasmetalde imalatnn tavsiyelerine gre iki pasolu teknik kullanlarak yaplan tozaltark kaynaiin bir tel-toz kombinasyonunun ksa gsterilii.

EN 756 - S 4T 2 AB S2Mo

EN 756 : Standard numarasS : Tet-toz kombinasyonu / tozaltark kayna

4T : ekme zellikleri ( izelge 2 )2 : Darbe zellikleri ( izelge 3)AB : Kaynak tozu tipiS2Mo : Tel elektrodun kimyasal bileimi


24/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



24/38


6 . Kaynak Dikii Oluumu ve DikiBiimleri

Tozalt kaynanda oluan kaynak crufu kaynak metaline metalrjik ynden etkisine paralel olarak,katlama aamasnda da ilemin nemli bir etkeni rolne sahip bulunmaktadr. Uygulamalarda oluturulankaynak dikileri zellikle dendritik bir yap grnmndedirler. Yapsal oluumda, kaynak blgesindesouma hznn yavalamasna bal olarak taneler irilemektedir. Bu oluumda dier etkenler olarak,kaynak edilen parann ktlesel bykl ve biimi, ergitilen ilave malzemeler, seilen birim dikienerjisi, metalsel banyo bykl, dikistnde oluturulan cruf tabakasnn kalnlsaylabilir.

Metalsel kaynak banyosundaki kristalleme, dikiyanlarndan balayarak, ubuk ya da ksmen bozulmuubuk kristaller olarak dikiortasna doru yaylr. Bu ksmda metalsel banyonun zayflamas ile ubukkristallerin muntazamlkaybolur, arzu edilmeyen, kaynak kesit ve kalitesi ortaya kar.


25/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



25/38


ekil 11: Tozaltkaynanda, kaynan amacna balolarakSeilmesi gereken i ve ddikibiim oranlar

Birletirme ve dolgu/kaplama kaynaklarnda farkllklar gsteren,uygun diki biim oranlarnnsalanmamasdurumlarnda, gerek tozun ve gerekse ergimikaynak crufunun beklenen ilevlerini tamolarak yerine getiremeyeceinin bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenlerle uygun kaynak parametreleri ilealmak ve ekil 11de verilen diki biim oranlarnn snrlar iinde kalmak, n art olarak gerekligrlmektedir.

7. alma Teknii

Tozalt kayna otomatik olarak gerekletirilebilen bir ilem olmasna karlk, i ve d diki biimoranlar snrlar iinde kalmak koulu ile, deitirilebilen ilem parametreleri diki biimi oluumunu

byk oranda etkilemektedir.

Tozalt kaynak yntemi, ark esasl uygulamalar iinde, nfuziyet derinlikleri ve nfuziyet kesitlerininbytlmesinde en fazla serbestlie sahip uygulama olarak tannmaktadr. Bu zellik, birim dikienerjisinde artmlar salanarak ortaya karlmaktadr. Birim dikienerjisinin en nemli deikeni kaynakakm iddetidir. Ancak kaynak edilecek biimlere balolarak, birim dikienerjisinin kalnlk edeeri ven tavlama scaklile bir arada ele alnmasgerekli grlmektedir.


26/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



26/38


Tablo 2: Tozaltkaynanda ilem parametrelerinin dikiBoyutlarna etkileyiynleri.

Tozalt kaynanda, ilem parametrelerinin deiimlerinin, diki kesitini tanmlayan t, b, h boyutlarnayansma ynleri ematik bir gsteriliile verilmektedir.

Birim diki enerjisi-nfuziyet kesiti ve derinlii ilikisine bir rnek tekil etmesi balamnda, en fazlayararlanlan iki parametre olan, kaynak akm iddeti ve kaynak hz deitirilerek ortaya karlmdeneysel alma sonularekil 12 de grlmektedir.


27/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



27/38


ekil 12: Birim dikienerjisi ile nfuziyet derinlii ve kesiti ilikisiKaynak koullar: ark gerilimi 32 V, kontakt aral40 mm, toz ntr,

tel S2, tel ap4 mm, doru akm-pozitif kutup, malzeme St 52.3-25 mm.

ekilde de grld gibi, uygulanan kaynak hzlarnn artmasneticesinde, nfuziyet derinliklerinde okbyk deiikler olmamasna karlk, nfuziyet kesitlerinde olduka byk klmeler meydanagelmektedir. Bu grnm, kaynak nfuziyet derinlii iin en nemli ilem parametresinin akm iddetiolduunun kantolarak kabul edilmektedir.

Sv fazdaki metalsel kaynak banyosu, kat fazdaki ana malzemenin snmas ve ergimesi iin ihmaledilebilir bir s kayna olarak kabul edilmektedir. Bu durum, bilhassa uygun seilememi kaynakartlarnda, metal erginti banyosu nden giderek, katana malzemeyi elektrik arkna karkapatt veyaark aralnn ani olarak bymesi nedeniyle, nfuziyet derinliinin olduka nemli derecede azalmaseklinde aklanmaktadr.


28/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



28/38


ekil 13: Ark aralnn bymesinden meydana gelen yetersiz nfuziyet derinlii.Kaynak koullar: Malzeme-St 37,2, akm iddeti 520 A, ark gerilimi 31 V, toz-bazik,

Tel4 mm, kontakt Aral35 mm, kaynak hz43 cm/dak.

ekil 13de koullar

verilmiolan deney ortam

nda yap

lan kaynak sonucunda ortaya

kan dikikesitlerigrlmektedir. n hazrlamada meydana getirilmieit hacma sahip iki yzeysel kofluktan, x noktasndakikofluk tamamen ortadan kaldrlamamtr. Dikikesitinin boyutlarnn incelenmesinden, bu kofluun n

byklkten ziyade ark aralnn ani bymesi nedeninden kaynakland anlalmaktadr. Zira, ynoktasndaki kofluk da aynhacmda hazrlanmtr. Dikiykseklii (h) ve dikigenilii (b) nin , x , y vez kesitlerindeki boyutsal lmlerinde fazla bir farkllk grlmemesi, bu savdestekleyen sonular olarakgrlmektedir.


29/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



29/38


ekil 14: Tozaltkaynak uygulamalarnda, metalsel banyoDelinmesine karalnabilecek baznlemler.

Tozalt kaynak uygulamalarnda greceli derin nfuziyet etkisi nedeni ile metalsel kaynak banyosunundelinme durumunun gz nnde bulundurulmas gerekmektedir. ekil 14de bu olasla karn dikialtlarna dzenlenebilecek nlem rnekleri ile Tablo 3 de kaynak edilecek para kal nlklaresas alnarak

karlmuygun dikiaz ve boyutlarverilmektedir.

Bu yntemle gerekletirilmesi n grlen birletirmelerde, ilem ncesi kaynak deerlerinin seiminde,gz nnde tutulmasgereken etkenler, malzeme tr ve kimyasal bileimi, kaynak edilen sac veya parakalnl, kaynak eidi ve pozisyonu, ilave malzeme apve kesiti, paso says, kaynak dikieidi, kaynaktozu tane bykl ve zellikler, olarak saylabilir.


30/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



30/38


Tablo 3: Tozaltkaynak uygulamalarnda, para kalnlklarna baluygun kaynakAzlarve aln aralklar

Alamsz yapelikleri iin, Y-kaynak azve yatay / oluk pozisyonlarda birletirme koullarnda, yass

malzeme kalnlklarna balve lek olarak alnabilecek alma deerleri Tablo 4de verilmektedir.

Tablo 4: Alamsz eliklerin tozaltkaynaiin, yassmalzeme kalnlklarna balalma deerleri (yatay/oluk pozisyon, Y-kaynak az)


31/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



31/38


Uygulamalarda ilem ncesi kaynak akm iddetinin seiminde, genel olarak kaynak edilecek malzemekalnl-kaynak az-ilave kaynak malzemesi kesiti ilikisi dikkate alnmas gerekmektedir. Yntemdetketilen elektrodlar farklkesitlerde olabildiinden, ou kez akm iddeti yerine akm younluu dahaanlaml grlmektedir. Normal elektrod kullanlmada da apa bal uygun akm younluklar ileyklenmeleri nerilmektedir. Tablo 5de aplara uygun akm younluk aralklarverilmektedir.

Tablo 5: Tozaltkaynanda, deiik tel elektrod aplariinAkm younluk aralklar.

8. Uygulama Alanlar

Tozalt kayna, deiik konstrksiyon biim ve et kalnlklarna gre dzenlenen, farkl kaynak azbiimleri ile aln kayna, i ve dke kayna, bindirme kaynave

ekil 15: Tozaltkaynaile gerekletirilmibirletirme ve dolgu kaynarnekleri.ok telli bir kaynak tezghile buhar kazankzdrclarkayna(solda) ve

ift tarafldikikesiti (stte), band elektrod uygulamasile dnel kap ierisinePaslanmaz elik malzeme kaplanmas


32/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



32/38


zel almdelikli bindirme kaynaekillerinden yararlanlarak aada belirtilen alanlarda yaygn olarakuygulanmaktadr.

Basnlkaplar, kazanlar, yakt tanklar, basnltp yapmlar, gemi ina sanayi, elik konstrkiyon kprtabyalar, spiral ve eksenel dikili boru imali, platina sacdan kaynak dikili eitli profiller imali, her trlelik konstrksiyon, ar tatlarn imali, ve benzerleri. ekil 15de birletirme ve dolgu kayna olarakuygulamadan alnmtipik iki rnek grlmektedir.

Yntemin uygulanmasnda, yksek ergime verimi ve yksek nfuziyet derinlikleri nedenleri ile s < 4mmlik kalnlklarda glkler ortaya kabilmektedir. Bu kalnlklarda bakr altlk veya kaynak

tozlarndan oluturulmuyastk kullanlmasyada zel dikibiimlerinden yararlanlmas, akm iddeti veark geriliminin dk tutulmas, yksek kaynak hzlar ile allmas, kaynak tellerinin kk aptaseilmesi ( 2 mm), pozitif kutuplamann uygulanmas ve iri taneli kaynak tozlarnn seilmesi gerekligrlmektedir.

ekil 16:nce yassmalzemeler iin birletirme biimlerinden rnekler.(kalnlk 3 mm, tel ap2,0-2,4 mm, doru akm-pozitif kutup)

5 mmden ince kalnlklardaki birletirme biimlerine ait baz rnekler, ilem koullar ile birlikte ekil16da verilmektedir. Verilen rneklerden Ada grlen biim zellikle basnl svgaz tplerinde, dneldikibirletirmelerinde, uygun dikibiimi olarak uygulanmaktadr.

Kaln malzemelerin birletirilmesinde, malzeme bileiminde homojenlik olmama durumlarnda,laminasyon kusurlarnda, zellikle sakinletirilmemi eliklerde scak atlama tehlikesi bulunmaktadr.Kk pasolarda, metalsel banyo byklnn de etkisi ile ana paradan ergime paynn bymesi sonucu,oluumun ortaya kma eilimi artmaktadr. Bu durumlarda, zellikle kk pasolarda kaynak gerilimleriningreceli olarak yksek, akm iddetlerinin dk seilmesi gerekmektedir. Uygulamalarda, elektrodaplarna gre verilen akm younluklarnn alt snrlarna uyan akm iddetlerinden lek deerler olarak

yararlanlabilinir. Aada bu esasa gre nerilen deerler rnek olarak verilmektedir.


33/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



33/38


Ark gerilimi = 3840 VAkm iddeti 900 A (elektrod ap5 mm) 1000 A (elektrod ap6 mm)

Ayrca kaln para ve saclarn kaynanda, ince taneli tozlarn kullanlmas ( 1,5 mm) uygungrlmektedir.

Yksek dayanml kaynak dikilerinin eldesinde, bilhassa malzeme alam elaman oranlarnn yksekolmas durumlarnda, scak atlamaya kar yeterli gven salanmas iin, kaynak tozu-kaynak teli

kombinasyonunun uygun seilmesi ve s etkisi altnda kalan blgelerin, olabildiince kaynak ncesi vekaynak sonrastavlama ilemine tabi tutulmasn art olarak gerekmektedir.

Kaynak birletirmelerden genel olarak yksek mekanik dayanmlar, atlama ve gzenek olumamasgveni gibi zelliklere sahip olmasnn beklenmesi doaldr. Alaml ve yksek alaml eliklerde buzelliklere ilave olarak, korozyon ve taneler aras korozyona kar da dayanm aranmaktadr. Buzelliklerin de salanabilmesi iin Nb- ve Ti- malzemelere bir denge (stabilizatr) eleman olarak ilaveedilebilmekte ve bileimdeki C-nun belirli bir snrda tutulmasgerekmektedir. Ayrca kullanlan kaynaktozundaki SiO2ve MnO oranlarnn da dk tutulmas, aranan zelliklerin ortaya karlmasna yardmcolmaktadr. Bu ekilde kaynak balantblgesinin taneler araskorozyon riski azaltlmakta, Si- ve Mn- dangelen Cr- oksidasyonu ile kaynak dikilerinin istenmeyen eleman ve bileimleri iermesi olasl dk

oranlarda tutulmuolmaktadr.

Alamlve yksek alamleliklerin siletim kabiliyetleri dk olduundan, daha dk kaynak akmiddetleri ile allmas (yaklak olarak alamsz elikler iin uygulanann %80i seviyelerinde) veyakaynak akm iddetinin daha ksa sre etkilemesi amacyla kaynak hzlarnn arttrlmas da sorununzmne yardm etmektedir.

Tozaltkaynak ynteminin yatkn olduu bir baka uygulama alanda dolgu ve kaplama/zrhlama amalkaynak ilemleridir. Bu amaluygulamalara rnek olarak anan millerin ve makine paralarnn dolguilemleri, yumuak elik ve malzemelerin zerlerine anmaya, darbeye veya korozyon ve oksidasyonadayanmlyzeyler oluturulmasgsterilebilir.

Bu tr uygulamalar iin tozaltkaynak ynteminin stnl, devreye ift elektrod-tandem-band elektrodgibi trev yntemlerde sokularak ilemin 40 kg/saat a kadar varan yksek ergime verimi, elde edilenkaplamann kalitesi, yzeyinin dzgnl ile boyut korunum stnlkleri ve bu uygulamann srekliyaplabilmesi zelliklerinden kaynaklanmaktadr.

Temel prensip olarak kaplama amal tozaltkaynak uygulamalarnda, ana malzemeden ergime paynndk oluturulmasna dnk kaynak parametreleri ile allmasgerekmektedir. Bu nedenle ilemlerdedk kaynak akm iddeti, yksek ark gerilimi, daha byk kesitli ilave malzeme ile buna balolmakkouluyla daha dk kaynak hzlar ile allmaktadr. Bu uygulamalarda genellikle ntr ve bazik

karakterli tozlarn kullanlmasnerilmektedir.


34/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



34/38


Uygulamalarda her trl alaml ilave malzeme, tel veya band ekilli olarak kullanlmas mmknolabilmektedir. lemlerde ayrca kullanlan tozlarla da alamlama yaplabilmektedir.

Band elektrodla tozaltkaynak uygulamasnda kullanlan band boyutlarve ilem parametreleri Tablo 6darnek olarak verilmektedir.

Tablo 6: Band elektrod kullanlarak yaplan dolgu kaynanda, bandBoyutlarve ilem parametreleri (kaynak hz: 10 cm/dak).

Bu tr uygulamalarda elektrod olarak tel veya bandlarn kaynak tozlarile bir arada kullanm olanaklarnaait rnekler aada verilmektedir.

a. Alamltel veya band - Normal toz

b. Alamltel veya band - Alamltozc. Alamsz tel veya band - Alamltozd. Alamlzl elektrod - Normal toz

lemlerde band elektrodla normal ark, tel elektrod kullanmlarda ise ift elektrodlu sistemler ile dorudanve dolaylark uygulamalarndan bir arada yararlanlmaktadr.

Birletirme amal ilemlerde olduu gibi, dolgu/kaplama al ilemlerde de alaml ve yksek alamlkaynak dikilerinin oluturulmasnda, scak atlama ve arsertlik oluum olaslklarna kar, ana parayan tavlama uygulanmasgerekli bulunmakta, ayrca bir ilem sonu tavlamasnerilmektedir


35/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



35/38


Band elektroddan yararlanarak gerekletirilen uygulamalarda, bandn dikieksenine gre konumunu, dikieksenine dik, paralel ve diyagonal dzenleyerek,n grlen dolgu biimine ulamak kolayl da

bulunmaktadr. ekil 17de belirtilen farkluygulamalarn ematik grnmleri ve elde edilen diki formrnekleri verilmektedir.

ekil 17: Farklband konumlarile uygulama imknlarve elde edilen dikidolgularn makrodalanmkesitleri.

Tablo 7de ise kimyasal bileimi verilen alamsz elie band elektrodla kaplamada, n grlen stenitikyzey kimyasal bileiminin elde edilmesi amacyla uygulanan kademeli paso sonucu, ortaya karlanelement yzdeleri verilmektedir.

Tablo 7: Alamsz elik yzeyine iki pasolu uygulama sonu elde edilen kimyasal bileim.


36/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



36/38


Tozalt kaynanda iki elektrod ile ark oluturularak yaplan uygulamalarda birok avantajlarsalanabilmektedir. Birletirme veya dolgu ilemlerinde ngrlen beklentilere gre bu trev yntemleruygulamalarda kullanlma alanlarbulmaktadr. Bu ekilde, ergitme glerinde artmalar, derin nfuziyetetkisi ortaya karma, daha yksek kaynak hzlarna ulama, metalsel banyo boyutlarndeitirebilme, anave ilave malzeme ergime paylarndeitirerek dikikimyasal bileimini denetim altnda tutabilme, i veddikiboyutlarndeiiklikler salanabilmektedir.Bu uygulamalara ait rnekler aada ematik ekillerle verilmektedir.

ekil 18 : Tek akm retecinden beslemeli iki elektrodla tozaltkayna-tandem usul.

ekil 19: Birinci elektrod dalgalakm, ikinci elektrod doru akm g retecinden beslemeli iftelektrodla tozaltkayna.


37/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI



37/38


ekil 20: Tek akm reticinden beslenen, tek metalsel banyo oluumlu, paralel iki elektrodla yaplantozaltkayna.

ekil 21: Tek akm reticinde beslenen, dolaylark oluumu da ortaya kan, paralel ve alkonumdayaplabilen iki elektrodla tozaltkayna.


38/38

IIW No:1.10

TOZALTI KAYNAI


9 . Kaynak Personeli, alma Ortamnda Salk ve Emniyet

Tozalt kayna, genellikle arlkl olarak dz ve yatay konumda yaplan, bu konumda olmayantasarmlarnda ilave donatmlar yardm ile bu konuma getirilmesi ile gerekletirilen uygulamalardr.Elektrik arknn dtan grnmedii bu yntemde ilemlerin yarotomatik veya otomatik yaplmasnedeniile de kaynak elemanndan yksek seviyede kaynak yetenei ve becerisi beklenmemektedir. Kaynakelemanndan aranan nitelik kaynak deneyim birikimi ile elektro teknik bilgisidir.

Tozaltkaynann gerekletirilmesi iin, iparasnn konumlanmasna yarayan ibalama dzenleri vefikstrlerin tasarlanmas, zellikle maliyetler ve zaman ynlerinden ne kmaktadr. Kaynak eleman

asndan kaynan yaplmas, yksek derecede yetenek gerektirmezken, kurulum prosedr, kabuledilebilir kaynak pozisyonda iparasnkonumlandrmak iin gerekli fikstr ve tutucularn retilmesi vekurulumu yetenekli personel gerektirmektedir.

Kaynakta salk ynnden ana gvenlik konular, elektrik oku, ksa devre ihtimali, magnetik alandakalma, az miktarlarda olsa da duman ve gazn solunmas, arkn ultraviyole nlarndan ve kzgn metalkzl tesi yaynmndan meydana gelen yanklardr. Yksek gvence iin bu yntemle de alan kaynakelemann da cilt ve gzlerinin korunmasesastr.

Elektriksel sorunlarn riskini azaltmak iin, tm tesisat ve ekipmanlar uygun ekilde topraklanmalvekaynak kablolarbakmlolmaldr. Bu uygulamalarda kaynak retelerinin dier yntemlerle

kyaslandnda glerinin yksek olduu, bota almalarda gerilimin yksek olduu gz nndebulundurulmaldr. Kaynak elemannn tm giysilerinin yeterli izole zelliine sahip olmasgerekmektedir.

Tozalt kaynanda, uygun ilem parametreleri ile alma koullarnda, gaz ve duman remesi hemenhemen yoktur. Bununla birlikte, buharlama ihtimali olan elementler potansiyel bir tehlikedir. Buelementlere maruz kalmaynlemek iin, kaynak ortam uygun havalandrmaya sahip bulunmal, gereklidurumlarda havadaki oksijen lmleri yaplmaldr.Tozalt kaynanda ark parlamas ve buna elik eden srama, oluan cruf ve beslenen toz ynvastasyla hemen hemen ortadan kaldrlmtr. Ancak ak alan almalarnda kaynak blgesi rzgrakar korunmaldr. Bununla birlikte kaynak elemannn gzlerinin srekli olarak korunmas, kaynakdikilerine temas etmelerde srelere dikkat edilmesi gerekli grlmektedir.

1-10 toz altı kaynak

Documents