KORUYUCU GAZ TEKNİK KAYNAĞI

 

1. KORUYUCU GAZLA KAYNAK İŞLEMİNİN TANIMI :

Koruyucu gazla kaynak işleminin esasını, kaynak yerinin koruyucu bir gazla korunması teşkil eder. Bu koruyucu gazın kaynak işlemine getirdiği pozitif özellikler ise aşağıda belirtilmiştir :

  Atmosferik gazların ark ve kaynak banyosuna girmesinin önlenmesi

  Ark’ın oluşturulması ve kararlılığının korunması

  Kaynak yatkınlıkları zayıf olan malzemeler ile de kaliteli dikişlerin elde edilmesi

  Yüksek ergime verimleri ve nüfuziyet derinlikleri ile çalışılabilmesi

  Parça kalınlıkları ve konstrüksyonlarına uygun yöntem seçilebilmesi ve otomatik uygulamalara geçilebilmesi

Bu işleminin gelişim sürecinde koruyucu gaz olarak, metanol (1926), oksi-asetilen gazı (1928), hidrojen (1928), soy gazlar (önce helyum sonra argon 1930), karbondioksit (1952) kullanılmıştır. Bugün ise, He-,Ar-,H2-,CO2 ve bunların karışımları kullanılmaktadır. Koruyucu gaz seçiminde en önemli faktör, birleştirilecek veya yüzeyleri örtülecek olan malzemelerin türleridir.

Koruyucu gaz kaynak yöntemlerini :

1. Ergimeyen elektrodla yapılan koruyucu gaz kaynağı
2. Ergiyen elektrodla yapılan koruyucu gaz kaynağı

olmak üzere ikiye ayırabiliriz. Ergimeyen elektrodla yapılan koruyucu gaz kaynağına örnek olarak Ark-Atom kaynağını, WIG ( ya da TIG ) kaynağını ve plazma kaynağını sayabiliriz. Ergiyen elektrodla yapılan koruyucu gaz kaynağına örnek olarak da MIG ve MAG yöntemlerini sayabiliriz.

 

2. MIG- VE MAG- KAYNAKLARI :

MIG kaynağında kaynak dikişi, sürekli olarak ergiyen kaynak teli ile ergiyen ana malzemeden meydana gelir. Dikişin biçim ve boyutları, ark gücü, kaynak telinin ergime oranı ve ana malzemenin fiziksel özelliklerine bağlı olarak oluşur.

Yöntem ilk defa 1948 yılında bulunmuş, önce alüminyum ve alaşımlarının kaynağında, sonrada yüksek alaşımlı çeliklerin kaynağında, bakır ve alaşımlarının kaynağında ve karbonlu çeliklerin kaynağında kullanılmıştır.

Yöntemin avantajları olarak, derin nüfuziyet, yüksek ergime verimi, kaynak hızının yüksek olması, sıçrama ve yanma kayıplarının küçük olması sayılabilir. Kaynak cihaz ve donatımları için bakım gerekmesi, koruyucu gazların maliyete etkimesi, yoğun ark ışın demetinin insan gözü üzerindeki zararlı etkileri ise yöntemin dezavantajlı yönleridir.

MAG kaynağı ise MIG kaynağına benzemekle beraber kullanılan koruyucu gaz yönünden bu yöntemden ayrılmaktadır. Ayrıca, katı CO2- in kaynak tabancasına gelmesi için, özel bir elektrik ısıtıcılı, basınç düşürücülü bir ventil ile donatılmıştır.

Yöntem kullanılan gazlara bağlı olarak MAGC-(CO2), MAGM-(karışım gazları), MAGCI-(ayrı kanallardan beslenen gazlar) şeklinde değişik sembolik gösterilişlerle adlandırılmaktadır.

2.1. MIG- MAG- KAYNAK  DONANIMI :

Kaynak donanımı şu kısımlardan oluşur  :

• Kaynak tabancası olarak da adlandırılan bir kaynak torcu.
• Tel biçiminde elektrod ve kılavuzunu , kaynak akım ve şalter kablolarını , gaz hortumunu , gerektiğinde soğutma suyu giriş ve çıkış hortumlarını bir arada tutan metal spiral takviyeli hortum ; torç bağlantı paketi.
• Tel biçimindeki elektrodun ilerlemesini sağlayan tel sürme motoru.
• Kumanda ve kontrol donanımı.
• Kaynak akım üreteci.
• Koruyucu gaz tedarik donanımı.
• Sulu soğutma sistemi.(ihtiyaca göre)
• Mekanize ve otomatik kaynak için yardımcı donanımlar.

Aşağıda çeşitli MIG,MAG kaynak donanımları ve  MIG,MAG kaynak yöntemi için gerekli olan elemanlar gösterilmiştir.

 

 

 

KAYNAK TORÇLARI :

MIG- ve MAG-  kaynağında tel elektroda akımın yüklenmesi ve kaynak bölgesine iletilmesi , ark bölgesine koruyucu gazın gönderilmesi torcun görevidir.

Kaynak işleminde kullanılan akımın şiddetine ve yöntemin otomatik veya yarı otomatik olma haline göre çeşitli tür ve büyüklüklerde torçlar geliştirilmiştir. Ark sıcaklığından etkilenen torcun sürekli olarak soğutulması gereklidir; düşük akım şiddetinde yapılan çalışmalarda koruyucu gaz akımı gerekli soğutmayı yapabilmektedir. Büyük çaplı elektrodlar , yani yüksek akım şiddetlerinin kullanılması halinde ise ( I > 250 A ) su ile soğutma sistemi gerekmektedir.

Kalın malzemelerin birleştirilmesinde, büyük akım değerleri ile çalışılır.

 

 

2.2. KAYNAK KARAKTERİSTİKLERİ :

MIG-, MAG- kaynağında akım şiddeti [A], kaynak süresi [dak/m], gaz tüketimi [L/dak], enerji tüketimi [Kw.h/m], koruyucu gaz seçimi, elektrod türü ve kaynak pozisyonu başlıca  kaynak karakteristiklerini oluştururlar.

2.2.1. KALINLIK, MALZEME VE BİÇİM İLİŞKİSİ :

Bu bölümde; diğer paremetrelerin  kalınlık, malzeme ve biçime göre seçilmesini inceleyeceğiz.

Kullanılan koruyucu gazlar :

MIG-MAG kaynağında soy ve aktif gazlar veya bunların çeşitli oranlardaki karışımları kullanılır. Genel olarak soy gazlar, diğer elementler ile reaksiyona girmediklerinden demir dışı metallerin kaynağında, aktif gazlar veya aktif ve soygaz karışımları da çeşitli tür çeliklerin kaynağında uygulama alanı bulmaktadır.

Aşağıda Tabloda çağımızın endüstrisinde MIG-, MAG- kaynak yönteminde sık kullanılan koruyucu gaz ve gazların malzemelere göre seçimi verilmiştir.

 

Gazaltı kaynak yöntemlerinde kullanılan gazların tür ve bileşimleri, dünyanın her gelişmiş ülkesinde standartlarla belirlenmiştir.Bu konuda ülkemizde, Alman DIN 32526’ya paralel olarak TS 5618’de gazaltı kaynak yöntemlerinde kullanılan gazlar ile ilgili bilgiler verilmiştir.

 

Avrupa Birliğinin kurulmasından sonra, AB üyesi devletler bu konuda EN 439’u hazırlamışlar ve standart da yürürlüğe girmiştir. EN 439, TS5618 ve DIN 32526 ile esasta paralellik göstermektedir.

 

Elektrodlar :

Elektrod seçimi aşağıda belirtilmiş olan kriterler gözönünde bulundurularak yapılır;

• Esas metalin mekanik özellikleri :

Bu kritere göre elektrod seçimi, genellikle esas metalin çekme ve akma mukavemeti gözönüne alınarak yapılır; bazı durumlarda, özellikle ferritik çelikler halinde malzemenin tokluğunun da ( çentik-darbe mukavemeti ) gözönüne alınması gerekir.

• Esas metalin kimyasal bileşimi :

Esas metalin kimyasal bileşiminin bilinmesi, özellikle renk uyumunun, korozyon direncinin, sürünme direncinin, elektrik ve ısıl iletkenliğinin söz konusu olduğu durumlarda gereklidir. Bunun yanı sıra çelikler halinde, ısıdan etkilenen bölgede, sertleşme oluşup oluşmayacağının önceden belirlenmesi bakımından da esas metalin kimyasal bileşiminin bilinmesi gereklidir. Genel olarak, yalın karbonlu ve az alaşımlı çelikler halinde elektrod seçiminde, en önemli faktör olarak esas metalin kimyasal bileşiminin bilinmesi gereklidir.

• Koruyucu gazın türü :

Koruyucu gaz olarak soy gaz veya karışımlarının kullanılması durumunda bir yanma kaybı sözkonusu değildir; buna karşın bir aktif gaz, örneğin karbondioksit veya soy gaz +aktif gaz karışımı kullanılması durumunda birtakım yanma kayıpları ile karşılaşılır.

Aktif gaz kullanılarak çeliklerin kaynatılması halinde az bir miktar demir, oksijen tarafından oksitlenir ve ortaya çıkan demir oksit bileşimindeki mangan ve silisyum tarafından redüklenir; buradaki silisyum ve mangan kaybı elektrod tarafından karşılanmak zorundadır, bu bakımdan çeliklerin kaynağında MIG yöntemi için geliştirilmiş bir elektrod MAG yönteminde kullanılmaz.

• Esas metalin kalınlığı ve geometrisi :

Kaynakla birleştirilecek olan  parçaların, kalın kesitli veya karışık şekilli olmaları halinde, çatlamanın önlenebilmesi için kaynak metalinin sünek olması gereklidir; bu durumlarda en iyi sünekliği sağlayan kaynak metalini oluşturacak türde bir elektrod seçilmelidir.

• Çalışma ortamının koşulları :

Kaynaklı yapının aşırı düşük veya aşırı yüksek sıcaklıklarda, korozif ortamlarda, bulunmasının gerekli olduğu durumlarda, kaynak metalinin her bakımdan esas metalin özelliklerini aksettirmesi gereklidir. Ayrıca yönergelerde kaynak metalinin bazı ek özelliklere de sahip olması istenebilir ve bu konu da elektrod seçiminde çok önemli bir rol oynar. Günümüz endüstrisinde, elektrod seçimini kolaylaştırmak  amacı ile çeşitli standartlar hazırlanmış ve özellikler sınıflandırılmıştır, gereksinimleri karşılayacak ve esas metal ile en iyi uyumu sağlayarak en iyi sonuçları verecek türde çok çeşitli tel ve özlü tel elektrodlar üretilmektedir.

• Akım şekli, akım’ın kaynağı ve akım şiddeti :

MIG- ve MAG- kaynağında, akım şekli olarak doğru akım söz konusudur. Yani kaynak jenaratörüne yada kaynak redresörüne ihtiyaç vardır.

Kaynakta kullanılan akım şiddetinin ergime gücüne, kaynak dikiş ve boyutlarına ve nüfuziyete etkisi diğer bütün parametrelerden daha önemlidir. Sabit gerilim karakteristikli olan MIG-MAG makinalarında, kaynak akım şiddeti tel hızı ile birlikte, tel hız ayarı düğmesinden ayarlanır. Tel ilerletme hızı arttıkça, kaynak akım şiddeti de artar. Kaynak akım şiddeti artınca da ergime gücü artar. Aşırı yüksek akım şiddeti çok geniş bir kaynak banyosu ve derin nüfuziyete sebep olduğundan delinmelere yol açabilir. Çok düşük akım şiddeti de, çok kötü bir nüfuziyete ve elektrod metalinin parça üzerine yığılmasına neden olur.

MIG- kaynağında elektrod çapına ve malzemeye bağlı olarak uygulanan akım şiddetleri aşağıda tabloda kabaca verilmiştir.

• Kaynak gerilimi (ark boyu) :

Sabit gerilim karakteristikli bir kaynak akım üretecinde ark gerilimi veya kaynak gerilimi, elektrod ucu ile iş parçası arasındaki uzaklık tarafından belirlenir.

Sabit gerilim karakteristikli kaynak akım üreteçlerinde ark gerilimi, akım üretecinin ince ve kaba ayar düğmelerinden kademeli olarak veya bazı türlerde ise potansiyometre ile kademesiz olarak ayarlanır.Zira, bu tür akım üreteçlerinde, her ark gerilimi değeri için makine tarafından sabit olarak tutulan bir ark boyu vardır.Sabit akım karakteristikli makinalarda(ör: TIG) ise, ark boyunu kaynakçı ayarlamak zorundadır.

Bir uygulama için ark gerilimi, kullanılan koruyucu gaz, elektrod çapı, kaynak pozisyonu, kaynak ağız biçimi ve esas metalin kalınlığı göz önüne alınarak saptanır.Her koşulda aynı kaynak dikişini veren bir sabit ark boyu mevcut değildir.Örneğin, ark boyu, aynı gerilim için helyum ve karbondioksit kullanılması halinde, argonun koruyucu gaz olarak kullanılması haline göre çok daha uzundur.Bütün düğer parametreler sabit tutulmak koşulu ile ark geriliminin artması durumunda kaynak dikişi yaygın ve geniş bir biçim alır.

Uygun seçilmiş bir çalışma noktası, arkın sakin ve kararlı bir şekilde yanışı ile kendini belli eder.Bir MIG-MAG kaynak akım üretecinde sabit gerilim karakteristik ayar olanağı ne kadar fazla olursa optimal çalışma noktasının saptanmasıda o derece de kolay olur.Genel olarak standart akım üreteçlerinde 3 kaba ayar ve 5 adet ince ayar vardır.Bu da toplam 15 kademede gerilim ayar olanağı sağlar.

Kaynak pozisyonuna göre akım şiddeti ve ark geriliminin seçimi aşağıda Şekil??’de kabaca gösterilmiştir.

 

  Kaynak hızı :

Kaynak hızı yarı otomatik yöntemlerde kaynakçı, otomatik veya mekanize yöntemlerde ise makine tarafından ayarlanır.

Kaynak hızı, kaynak arkının iş parçası boyunca olan hareketi veya birim zamanda yapılan kaynak dikişi boyutu olarak tanımlanır.En derin nüfuziyet kaynak hızının optimum olduğu durumlarda elde edilir. Hızın artması veya yavaşlaması hallerinde nüfuziyet azalır.

  Torç açısı ve torç hareketleri :

Kaynak elektrodunun veya torcun iş parçasına göre konumu ve kaynak sırasındaki hareketi kaynak dikişinin biçimini etkileyen paremetrelerden bir tanesidir.

MIG-MAG kaynağında sola ve sağa kaynak yöntemi kullanılabilir.Torcun kaynak yapılan iş parçasına tam dik olarak tutulması halinde sağ ve sol kaynak arasında sonuç yönünden bir fark görülmez.Buna karşılık kaynak torcu 30’ye kadar bir hareket açısı ile tutulduğu zaman sol ve sağ kaynağın dikiş biçimi üzerine olan etkisi açık bir şekilde görülür.Hareket açısı 30’yi aşmadığı sürece, bu açı, kaynağın kaynakçı tarafından kontrolüne yardımcı olur. Kaynakçı kaynak banyosunu ve elektrod ucunun ergimesini rahatlıkla görebildiği için dikişin kalitesi yükselir.Buna karşılık bu değer aşıldığında nüfuziyet azalır ve dikiş incelir, bu durumda kaynak hızının arttırılması gerekir.

Sağa kaynak daha çok çeliklerin kaynağında tercih edilirken, sola kaynak ise alüminyum parçaların kaynağında tercih edilir.

MIG-MAG yönteminde kaynak dikişinin biçimine, kaynak dikişinin yataya nazaran konumu da büyük ölçüde etkilidir.Çünkü kaynak sırasında banyo sıvı haldedir ve kaynak ağzı içinde yerçekiminin etkisi ile akmak ister.

Torç hareketleri, birleştirme pozisyonlarına göre seçilir. Kaynakçı yetiştikten sonra kendi ergonomik yapısına ve işin biçim ve konumuna en uygun hareketleri kendisi geliştirecektir. Ancak örnek olarak yatay oluk pozisyonunda elektrodun ucunu zig-zag hareketleri ile,yatay pozisyonda iç köşe dikişi halinde ise de helisin izdüşümünü andıran biçimlerde hareket ettirmek doğru olur.

 

2.3. BİÇİME GÖRE BİRLEŞTİRME HATALARI

 

Sitemizde verilen teknik bilgilerden kaynaklanan hatalardan firmamız sorumlu değildir. Verilen teknik bilgileri kontrol ediniz. Eğer bir hata tespit ederseniz firmamıza bildirmenizi rica ederiz.