AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİ HOŞGELDİNİZ

Transkript

1 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİ PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 1 /94

2 AŞINMA NEDİR? * Aşındırıcı sert parçacıkların temasıyla veya birbirine temas eden katı malzemelerin yüzeylerinde meydana gelen malzeme kaybı veya bu yüzeylerin kullanılmaz hale gelmesi olayına aşınma denir. * Aşınma sonucu makine elemanları veya ekipman parçaları zamanla aşınır ve görevlerini sağlıklı bir şekilde yerine getiremez hale gelirler. * Aşınma problemlerinin önüne geçebilmek amacıyla aşınmaya dayanıklı malzemeler geliştirilmiştir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 2 /94

3 AŞINMA ÇEŞİTLERİ NEDİR? En sık karşılaşılan aşınma türleri: * Abrazyon aşınması * Erozyon aşınması * Adezyon aşınması * Yorulmalı aşınma Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 3 /94

4 ABRAZYON AŞINMASI * Abrazyon aşınması, katı malzeme yüzeyinin aşındırıcı sert parçacıkların tarafından çizilmesi veya aşındırması sonucu meydana gelen malzeme kaybı hasarı şeklindedir. * Abrasiv aşınmaya örnek olarak, kumların kamyonlara yüklenmesiyle kamyon damperlerinde meydana gelen aşınma veya kömürün yüklenmesi esnasında yüksek fırın bacalarında meydana gelen aşınmayı verebiliriz. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 4 /94

5 ABRAZYON AŞINMASI * Abrazyon aşınması, katı malzeme yüzeyinin aşındırıcı sert parçacıkların tarafından çizilmesi veya aşındırması sonucu meydana gelen malzeme kaybı hasarı şeklindedir. * Abrasiv aşınmaya örnek olarak, kumların kamyonlara yüklenmesiyle kamyon damperlerinde meydana gelen aşınma veya kömürün yüklenmesi esnasında yüksek fırın bacalarında meydana gelen aşınmayı verebiliriz. Abraziv aşınma türleri: 1- Aşındırıcı sert parçacıkların metal yüzeyine sürtünmesi veya yuvarlanarak yüzey üzerinde hareket etmesi sonucu meydana gelen abraziv aşınma Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 5 /94

6 ABRAZYON AŞINMASI Abraziv aşınma türleri: 2- Aşındırıcı sert parçacıkların değişik açılarda metal yüzeyine yüksek bir hızda çarparak veya darbe yaparak meydana gelen abrazyon aşınma Abraziv aşınma türleri: 3- Aşındırıcı sert parçacıkların, dar iki metal arasından sıkışarak geçmeye çalışırken her iki metalin de yüzeylerinin aşınmasına sebep olan abrazyon aşınma Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 6 /94

7 EROZYON AŞINMASI * Erozyon aşınması, sıvı içerisindeki sert partiküllerin malzeme yüzeyinden yüksek hızlarda kayması ve yuvarlanması esnasında çok sayıda parça koparması sonucunda meydana gelen aşınma türüdür. * Sıvılar, gazlar akış sırasında parçanın sınır yüzeylerinde patlama veya çarpışma etkisi yaparak yüzeyden parçacıklar koparırlar ve girdaplar etkisiyle dalgalı yüzey meydana getirirler. * Böylece aşınma daha da hızlanır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 7 /94

8 EROZYON AŞINMASI Erozyon aşınması, - Valflerde - pompalarda, - pervanelerde, - fanlarda, - nozullarda, - boru ve tüplerin dirseklerinde görülür. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 8 /94

9 ADEZYON AŞINMASI Adezyon aşınması, bir metal yüzeyinin başka bir metal yüzeyindeki hareketi sırasındaki temas bağı ile birbirlerine kaynamış veya yapışmış olması ve yapışan yüzeylerin yük, hareket ve titreşim gibi sebeplerle birbirinden ayrılarak veya beraberinde yüzeyden kütlesel olarak parçalar kopararak metallerin aşınma hasarına sebep olmasıdır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 9 /94

10 ADEZYON AŞINMASI Adezyon aşınması, - Hidrolik pompalarda - Hidrolik silindirlerde - Hidrolik motorlarda karşılaşılan bir aşınma türüdür. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 10 /94

11 YORULMALI AŞINMA Herhangi bir yüzey üzerinde tekrarlı yuvarlanma ya da kayma sonucunda üretilen bası-çeki gerilmeleriyle katı yüzeyden malzemenin kopması ya da ayrılması şeklinde gerçekleşir Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 11 /94

12 YORULMALI AŞINMA Yorulmalı aşınma, - Dişli çark - Rulmanlı yatak - Kam mekanizmalarında - Yuvarlanma hareketi yapan mekanizmaların yüzeyinde görülür Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 12 /94

13 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER * Aşınmaya dayanıklı çelikler, İngilizce olarak wear resistance steels olarak adlandırılan çelik tipleridir. * Aşınmaya dayanıklı çelikler, çeşitli ülkelerde farklı firmalarca üretilmekte ve ticari olarak değişik isimlerle adlandırılmaktadırlar. Üretici Ülke Üretici Firma Ticari Adı İsveç SSAB Hardox HiTuf Hardox Extreme Hardox 600 Hardox 550 Hardox 500 Hardox 450 Hardox 400 Avusturya Voestalpine Grobblech GmbH Durostat 400 Durostat 500 Finlandiya RUUKKI Raex Ar 400 Raex Ar 500 Almanya Dillinger Hütte GTS Dillidur 400 Dillidur 450 Dillidur 500 Fransa INDUSTEEL FORA 400 FORA 450 FORA 500 Almanya Salzgitter BRINAR 400 Almanya ThyssenKrupp Stahl XAR 400 XAR 450 XAR 500 İngiltere Corus ABRAZO 400 ABRAZO 500 Avustralya Sandvik CREUSABRO 4800 CREUSABRO 8000 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 13 /94

14 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN GÖSTERİLİŞ ŞEKLİ Piyasada satışa sunulan aşınmaya dayanıklı çelikler, her firmanın geliştirdiği ticari ad ile satılmaktadır. Örneğin; HARDOX 500 DILLIDUR 400 V RAEX 450 DUROSTAT 600 Bu isim ifade edilirken, ilk yazı aşınmaya dayanıklı çeliğin markasını gösterir. Markadan sonra gelen rakam ise çeliğin brinel sertlik değerini gösterir. Örnek: HARDOX 500 : HARDOX markası, sertliği 500 BSD DUROSTAT 600 : DUROSTAT markası, sertliği 600 BSD Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 14 /94

15 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Aşınmaya dayanıklı çeliklerin en önemli özelliği, sertlik değerinin yüksek olmasıdır. * Sertlik, çelik levhanın plastik deformasyona uğramadan şeklini korumasını sağlayan özelliktir. * Yüksek sertlik değerlerine sahip olan aşınmaya dayanıklı çelikler, tüm zorlu servis şartlarında daha uzun ömürlüdür. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 15 /94

16 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Aşınmaya dayanıklı çeliklerin tokluğu oldukça iyidir. Yüksek tokluk demek; -Çelik ağır darbelerde kolay kolay şekil değiştirmediği anlaşılır. -Plastik deformasyona maruz kaldığında çatlak oluşumuna karşı direnç gösterir. -Lokal bir çatlak meydana gelirse, ilerlemesine karşı direnç gösterir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 16 /94

17 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? S355 (akma mukavemeti 355 MPa) Düşük alaşımlı yüksek mukavemetli yapı çeliği ile aşınmaya dayanıklı çeliğin sünekliğinin karşılaştırılması Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 17 /94

18 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ * Aşınma dayanımları yüksektir * Sertlikleri yüksektir * Çatlak başlama veya çatlağın ilerlemesine karşı dirençlidirler * Mukavemetleri yüksektir * Darbelere karşı toklukları yüksektir. * Kaynak kabiliyetleri iyidir * Soğuk ve sıcak şekil değiştirme işlemine uygundur. Bükülebilir * Talaş kaldırılarak işlenebilir, delinebilirler Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 18 /94

19 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ ÖRNEK Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 19 /94

20 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN ÖZELLİKLERİ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 20 /94

21 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Buldozer kepçelerinde Ekskavatör kepçelerinde Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 21 /94

22 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Küreme kenarlarında Besleyicilerde Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 22 /94

23 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Maden ekipmanlarının aşınan parçalarında Budama bıçaklarında Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 23 /94

24 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Hazır beton santrallerinin aşınan parçalarında Dorse imalatı Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 24 /94

25 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Kömür değirmenlerinde Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 25 /94

26 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLER NERELERDE KULLANILIR Zorlu koşullar için geri dönüşüm parçaları * Atıkların parçalara ayrılması gibi geri dönüşüm prosesleri ekipman üzerinde büyük baskılara yol açar. * Kullanılan malzemeler fazla hızlı aşınırsa, bu çok büyük maliyetler anlamına da gelebilir. * Verimli ve rekabetçi kalabilmek için, kötü kullanıma dayanabilen malzemeler kullanmak hayati önem taşır. Çözüm, aşınmaya dayanıklı çelik levhalardır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 26 /94

27 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 27 /94

29 * Karayolu yapımı sırasındaki zemin kırma çalışmaları makine ve malzemeler üzerinde büyük gerilmeler meydana gelir. * Bir yol yapım şantiyesi aşınmaya dayanıklı çelik için mükemmel bir yerdir. Zemini kazmak ve malzemeyi nakletmek tipik aşınma durumlarıdır. * Aşınma parçaları ve şantiyedeki makinelerde aşınmaya dayanıklı çelik kullanılarak, artan taşıma kapasiteleri ve yolun ulaşıma daha çabuk hazır hale getirilmesiyle bir çok zaman tasarrufu sağlanabilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 29 /94

32 Madencilik için gerçek avantajlar Madencilik operasyonları donanım üzerinde büyük beklentiler yaratır. Aşınma direnci söz konusu olduğunda, taviz vermenin bedeli ağır olabilir. Aşınmaya dayanıklı çelik levhası, madencilik sektörüne tüm üretim akışı boyunca emsalsiz avantajlar sağlar. Bunlara madencilik operasyonlarında önemli fark oluşturan ekonomik faydalar da dahildir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 32 /94

34 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK KABİLİYETİ Aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynak işleminde dikkate alınarak yapılması gereken hususlar şunlardır: 1- Kaynak öncesi temizlik 2- Kaynak ağızlarının hazırlanması, kaynak ağzı ve kök aralığının belirlenmesi 3- Elektrot veya kaynak teli seçimi 4- Ön tav ve pasolar arası sıcaklıklarının belirlenmesi 5- Kaynak parametrelerinin seçimi ve ısı girdi miktarının belirlenmesi 6- Gazaltı kaynağında koruyucu gaz seçimi 7- Kaynak sonrası gerilim giderme tavı 8- Soğuk çatlak oluşumundan kaçınmak için yapılması gereken işlemler Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 34 /94

35 1- KAYNAK ÖNCESİ TEMİZLİK * Aşınmaya dayanıklı çelikler piyasaya sürülmeden önce levhanın korozyona karşı korunması amacıyla düşük çinko silikatlı astar ile boyanırlar. Dolayısıyla kaynaklı imalata gelen çelik levhaların üzerinde astar boya mevcuttur. * Bazı işletmeler kaynak işlemini hızlandırmak için bu astarı temizlemeden kaynak yaptırırlar. Astarın düşük çinko içermesi nedeniyle temizlenmeden kaynak yapılabilir. * Fakat çinko içeren astarın varlığı, kaynak esnasında gözenek oluşumuna sebep olur. Bu nedenle gözenek oluşumunun önüne geçebilmek için kaynak öncesi bu astarın kaynak bölgesinden temizlenmesi tavsiye edilir. Astar, kaynak bölgesi etrafındaki alandan fırçalanarak veya taşlanarak kolayca temizlenebilir Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 35 /94

36 * Ayrıca eğer çinko içeren astar kaynak bölgesinden temizlenmezse, kaynak esansında buharlaşan çinkoyu soluyan kaynakçının sağlığı üzerinde zararlı etkilere sebep olabilir. Dolayısıyla kaynak yapılan ortamın iyi havalandırılması gerekir. * Kaynak bölgesinde yağ, kir gibi maddeler de kaynak öncesinde temizlenmesi gerekir. 1- KAYNAK ÖNCESİ TEMİZLİK Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 36 /94

37 2- KAYNAK AĞIZLARININ HAZIRLANMASI * Aşınmaya dayanıklı çelik levhalarda malzeme kalınlığına bağlı olarak kaynak ağzı açmak gerekebilir. * Kaynak ağızları tornayla, termik kesme yöntemleriyle, plazma ve lazer kesim yöntemleriyle yapılabilir. * Düzgün bir kaynak ağzı açılması için ya tornalama yapmak ya da plazma veya lazer kesim yöntemlerini kullanmak tavsiye edilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 37 /94

38 2- KAYNAK BAĞLANTISINDA KÖK ARALIĞI * Aşınmaya dayanıklı çelik levhaların kaynak ağzı açılmış veya açılmamış alın birleştirilmesinde, kök aralığı olarak maksimum 3 mm bırakılmalıdır. * T iç köşe birleştirilmelerinde de alt levha ile dik levha arasında maksimum 3 mm aralık bırakılması tavsiye edilir. * Eğer kök aralığı bırakılmazsa, kaynak bölgesinde, hidrojen çatlağı problemleri ile karşılaşılabilinir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 38 /94

39 2- KAYNAK BAĞLANTISINDABAŞLANGIÇ VE BİTİŞ YERLERİ * Kaynak bölgesinde hidrojen çatlaklarını önlemek için kaynağın başlangıç ve bitiş noktaları, köşeye denk gelmemesine dikkat edilmelidir. * Mümkünse, kaynak başlangıç ve bitiş noktaları, bir köşeden en az 5-10 cm uzakta olmalıdır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 39 /94

40 2-Aşınmaya dayanıklı çeliklerin kesilmesi ve kaynak ağzı açılmasında dikkat edilmesi gereken hususlar * Aşınmaya dayanıklı çelikler nispeten kesme ortamına göre soğuk olabilecek depodan alınıp hemen kesilmemelidir. * Kesmeden önce levhanın oda sıcaklığına kadar gelmesi için beklenmelidir. * Kaynak ağzı açılacak levhalar depodan bir gün önce çıkarılıp işleme atölyesine getirilmeli ve levhanın ortam sıcaklığına gelmesi beklenmelidir. * Kesim sonrası kaynak ağızlarındaki çapaklar taşlama ile temizlenmelidir. * Çelik levhaların kalınlığına göre tavsiye edilen çalışma sıcaklığı uygulamalıdır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 40 /94

41 2-Aşınmaya dayanıklı çeliklerin depolanması * Çelik levhalar, arasına tahta takozlar yerleştirerek depolanmalıdırlar. * Olumsuz hava şartlarından korunmalıdırlar. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 41 /94

42 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ * Aşınmaya dayanıklı çelikler için elektrot seçimi, konstrüksiyondan beklenen performans özelliklerine dikkat ederek yapılmalıdır. * Eğer kaynak dikişinin ana malzemeye göre daha sünek olması isteniyorsa, sünek elektrotlar seçilmedir. * Eğer kaynak dikişinin de aşınmaya dayanıklı olması isteniyorsa yüksek mukavemetli elektrotlar tercih edilmelidir. * Genelde kök dikiş ve ara pasolarda sünek elektrotlar, kapak pasoda ise yüksek mukavemetli elektrotlar tercih edilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 42 /94

43 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ Aşınmaya dayanıklı çelikler için tavsiye edilen kaynak elektrotları şunlardır: 1- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) 2- Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 700 MPa) 3- Aşırı yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 900 MPa) 4- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan östenitik elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) 5- Sert dolgu kaynağı elektrotları ( HBW arasında Brinel sertlik değeri) Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 43 /94

44 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ FERRİTİK ELEKTROTLAR KULLANILDIĞINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR * Ferritik kaynak elektrotlarının içerdiği hidrojen miktarı, kaynak dikişinde soğuk çatlama probleminin oluşmasında temel etkendir. * Aşınmaya dayanıklı çelikler, eğer yüksek mukavemetli ferritik elektrotlarla kaynak edilmişlerse, ITAB dan ziyade kaynak dikişinde soğuk çatlak oluşma ihtimali mevcuttur. * Bu nedenle ferritik elektrotların hidrojen içeriğinin oldukça düşük olmasına dikkat edilmelidir. * Elektrotlarda hidrojen içeriğinin (HD) HD 5 ml/100 gr (H5) değerinden daha az olacak şekilde tercih edilmesi oldukça önemlidir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 44 /94

45 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ FERRİTİK ELEKTROTLAR KULLANILDIĞINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR Aşınmaya dayanıklı çeliklerin akma mukavemetleri ile kullanılabilecek ferritik elektrotların akma mukavemetlerinin karşılaştırılması gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 45 /94

46 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 1- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) * Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlar, genellikle S355 yapı çeliklerinin kaynağında kullanılır. Fakat aşınmaya dayanıklı tüm çeliklerin kaynağında da bu tür elektrotlar kullanılmaktadır. * Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlarla aşınmaya dayanıklı çelikler kaynak edildiğinde, kaynak metalinin sünekliği ana metalinkinden daha düşüktür. * Kaynak metalinin tokluğu oldukça iyidir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 46 /94

47 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 1- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) * Bu tür elektrotların, yüksek mukavemetli kaynak elektrotlarına göre aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynağında kullanılması halinde elde edilebilecek avantajlar, şunlardır: 1- İyi kaynak özellikleri 2- Piyasadan kolayca temin edilebilir ve geniş bir seçim aralığı vardır. 3- Fiyatları diğer elektrotlara göre daha düşüktür 4- Kaynak bölgesinde daha düşük gerilim meydana gelir 5- Tok ve sünek bir kaynak dikişi elde edilir. 6- Karbon eşdeğerliliği düşüktür ve daha düşük sertlik meydana gelir 7- Eğer iyi kurutulmuş elektrot kullanılırsa soğuk çatlama tehlikesi düşüktür 8- Daha düşük ön tav sıcaklıklarında kaynak yapabilme imkânını sağlar Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 47 /94

48 1- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 48 /94

49 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 2- Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 700 MPa) Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar, sertleştirilmiş ve temperlenmiş yüksek mukavemetli S690 çeliklerinin kaynağında kullanılır. Eğer yüksek mukavemetli kaynak dikişi ve aşınmaya dayanıklı bir kaynak dikiş yüzeyi isteniyorsa bu elektrotlar tercih edilmelidir. Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlarla yapılan kaynak dikişinin mukavemeti, akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik elektrotlardakinden daha yüksektir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 49 /94

50 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 2- Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 700 MPa) * Bu elektrotların sertleşme kabiliyeti yüksek olması nedeniyle kaynak işleminde bazı özel önlemler alınmalıdır ki, soğuk çatlama problemi ile karşılaşılmasın. * Eğer kaynaklı bağlantı, aşınmaya ve aşırı darbelere maruz kalacak özel amaçlı uygulamalarda bu elektrot kullanılabilir. * Kalın levhalar daha hızlı soğur, ince levhalar daha yavaş soğur. Kalın levhalarda ısının kaçması için kesit daha fazla olduğu için ısı daha hızla kaçar ve kalın levha ince levhalara göre daha hızlı soğur. Özellikle kalınlığı az olan çelik levhalarda tercih edilirler. Çünkü ince levhalar daha yavaş soğur ve soğuk çatlama tehlikesi daha azdır. * Eğer elektrotun karbon eşdeğerliliği ana metalden daha büyükse, ön tav sıcaklığı elektrotun karbon eşdeğerliliğine göre seçilmelidir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 50 /94

51 2- Yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 700 MPa) Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 51 /94

52 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 3- Aşırı yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 900 MPa) * Bu elektrotlar, aşırı yüksek mukavemetli çeliklerin kaynağında kullanılırlar. Akma mukavemetleri 900 MPa civarındadır. Bu elektrotların kullanıldığı yerler oldukça sınırlıdır. * Eğer aşınmaya dayanıklı bir kaynak metali isteniyorsa, aşırı yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar tercih edilebilir. Bu elektrotlara örnekler şunlardır; Gazaltı masif kaynak telleri: EN ISO A G Mn4Ni2CrMo veya SFA/AWS A5.28 ER120S-G Gazaltı özlü kaynak telleri: EN ISO A T 89 4 Z M M 3 H5 veya SFA/AWS A5.28 E120C-G H4 Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 52 /94

53 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 3- Aşırı yüksek mukavemetli ferritik elektrotlar (akma mukavemeti 900 MPa) Dikkate alınması gereken hususlar: * Ferritik kaynak elektrotları düşük hidrojen içeriğine sahip bazik karakterli özelliğe sahip olması tavsiye edilmektedir. * Özellikle özlü kaynak telleri, tozaltı kaynak tozu, elektrik ark kaynak elektrotları bazik karakterli olacak şekilde tercih edilmelidir. * Bazik karakterli elektrotlar veya tozlar, çok çabuk nem kaparlar. Buda hidrojen miktarlarının artması demektir. Bu nedenle bazik karakterli elektrotlar, nemlenmeyecek şekilde depolanmalıdır. Nemlenen elektrotlar veya tozlar mutlaka kurutulmalıdır. Elektrik ark elektrotları ise kullanılmadan önce C ye kadar ısıtılmaları tavsiye edilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 53 /94

54 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 4- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan östenitik paslanmaz elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) * Östenitik kaynak mikroyapısının hidrojen hassasiyeti, ferritik kaynak mikroyapısına göre daha düşüktür. * Bu nedenle aşınmaya dayanıklı çeliklerin birleştirilmesinde alternatif olarak bu elektrotlar da kullanılır. * Bu elektrotların akma mukavemetleri 500 MPa lın altındadır. Bu nedenle kaynak metalinin mekanik özelliği ana metalden daha düşüktür. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 54 /94

55 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 4- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan östenitik paslanmaz elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) Bu elektrotların kullanılması halinde sağlanabilecek avantajlar şunlardır: 1- İyi bir kaynak metali özelliği sağlar 2- Piyasadan kolayca temin edilebilir 3- Fiyatı diğer elektrotlara göre daha pahalıdır 4- Kaynak bölgesinde düşük gerilim oluşturur 5- Tokluk ve sünekliği oldukça iyidir. 6- Östenit kaynak mikroyapısında soğuk çatlama tehlikesi yoktur. 7- Genelge ön tav sıcaklığı uygulanmaz 8- Gerilmelere karşı dayanıklı bir kaynak metali sağlar. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 55 /94

56 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 4- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan östenitik paslanmaz elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) * Bu elektrotlar aşınmaya dayanıklı çeliklerden yapılmış ekipmanların tamir edilmesi işlemlerinde tercih edilirler. * Bu elektrotlar kök paso kaynağı, altlık kullanılarak yapılan kök kaynağı ve kısa kaynak dikişi işlemlerinde tercih edilirler. * Ayrıca 500 BHV aşınmaya dayanıklı çelikten yapılan ve zor servis şartlarında çalışan ekipmanların kaynağında da bu östenitik paslanmaz elektrotlar tercih edilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 56 /94

57 4- Akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan östenitik paslanmaz elektrotlar (akma mukavemeti 500 MPa) Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 57 /94

58 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 5- Sert dolgu kaynağı elektrotları ( HBW arasında Brinel sertlik değeri) * Aşınmaya dayanıklı çeliklerin üzerine daha da sert bir yüzey elde etmek için sert dolgu işlemi yapılmak istendiğinde de bu tür elektrotlar kullanılır. * Bu elektrotların sertlikler BSD (30-40 Rockwell C) arasındadır. Bu elektrotlar, %3-%15 arasında Cr içerirler. * Sert dolgu elektrotlarıyla yüzeyin BSD ne ulaşması sağlanır. Çünkü bu elektrotlar, dolgu işleminden sonra soğurken havada sertleşerek, sertlikleri artar. * Aşınmaya dayanıklı çeliklerin sert dolgu işlemleri için önerilen kaynak elektrotları şunlardır: %0.4 C - %6 Cr - %0.6 Mo içeren sert dolgu elektrotu %0.7 C - %10 Cr içeren sert dolgu elektrotu %4.5 C - %33 Cr içeren sert dolgu elektrotu Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 58 /94

59 3- KAYNAK ELEKTROTU VEYA KAYNAK TELİ SEÇİMİ 5- Sert dolgu kaynağı elektrotları ( HBW arasında Brinel sertlik değeri) * Bu elektrotlarla sert dolgu işlemi yaparken özel önlemler alınarak yapılmalıdır ki soğuk çatlak tehlikesi meydana gelmesin. * Soğuk çatlak probleminin oluşmaması için ön tav uygulanması önerilir. Ayrıca aşınmaya dayanıklı levha üzerine daha sünek olan östenitik paslanmaz elektrotuyla bir tampon tabakası oluşturulur. Daha sonra bu tampon tabakası üzerine sert dolgu işlemi yapılır. Böylece soğuk çatmama tehlikesi giderilmiş olunur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 59 /94

60 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ * Aşınmaya dayanıklı çeliklerde soğuk çatlama tehlikesinin önüne geçebilmek için kaynağın yavaş soğuması yani soğuma süresinin daha uzun olması gerekir. * Bunu başarmak için uygun ön tav sıcaklığının uygulanması ve ısı girdi miktarının doğru belirlenmiş olması gerekir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 60 /94

61 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ Uygun ön tav sıcaklığı seçiminde dikkate alınması gereken hususlar şunlardır: Çeliğin veya kaynak elektrotunun karbon eşdeğerliği Birleştirilecek levha kalınlığı Isı girdi miktarı Kaynak elektrotlarının içerdiği hidrojen miktarı Kaynak elektrotunun akma mukavemeti değeri Kaynak elektrotunun ferritik mi östenit mi olup olmadığı Aşınmaya dayanıklı çelik türü Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 61 /94

62 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ * Çeliğin levha kalınlığı, levhanın sertliği ve karbon eşdeğerliliği artarsa, ön tav sıcaklığının da artması gerekir. * EN standardına çelik birleşik levha kalınlığına göre tavsiye edilen ön tav sıcaklıkları aşağıda verilmiştir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 62 /94

63 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ * Çok pasolu kaynak işlemlerinde, önceki paso bir sonra çekilecek paso için gerekli ön tav sıcaklığını oluşturacağı için birinci kaynak pasosundan sonra tekrar ön tav yapmaya gerek olmayabilir. * Yalnız pasolar arası sıcaklığın ön tav sıcaklığından düşük olmamasına ve 220 C den de daha fazla olmamasına dikkat edilmelidir. * Eğer düşük hidrojen içerikli (HD 5 ml/100g) elektrotlar kullanılıyorsa daha düşük ön tav sıcaklığı tercih edilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 63 /94

64 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ * Tamir kaynaklarında veya kısa pasolu kaynaklarda, ön tav sıcaklığı biraz yüksek seçilebilir. Çünkü küçük ve lokal kaynak dikişleri, hızlı soğuduğu için kaynak dikişinde sertlik artışı olabilir. * Kaynaklı konstrüksiyonlarda kaynak başlangıç ve bitiş noktalarının köşelere denk gelmemesine dikkat edilmelidir. * Bir önceki Tabloda verilen ön tav sıcaklıklarını bazı durumlarda arttırabiliriz. Fakat bu artış 220 C yi geçmemelidir. * Örneğin, karmaşık ve değişik kalınlıklarda levhaya sahip konstrüksiyonlarda, ağır şartlar altında çalışacak konstrüksiyonlarda tabloda verilen ön tav değerinin üzerindeki bir ön tav sıcaklığı tercih edilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 64 /94

65 4- ÖN TAV SICAKLIĞININ BELİRLENMESİ HARDOX aşınmaya dayanıklı çelikler için tavsiye edilen ön tav sıcaklıkları Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 65 /94

66 5- KAYNAK PARAMETRELERİNİN VE ISI GİRDİ MİKTARININ BELİRLENMESİ * Aşınmaya dayanıklı çeliğin t 8/5 soğuma süresinin saniye olacak şekilde, Kaynak parametrelerini ve dolayısıyla kaynak ısı girdi miktarını belirlenmelidir. * Pratikte t8/5 soğuma süresinin 10 saniye olması için minimum ısı girdi miktarı ve t8/5 soğuma süresinin 20 saniye olması için de maksimum ısı girdi miktarı belirlelir. * Çok az t8/5 soğuma süresinde (hızlı soğuma olur) ITAB ın sertliği artar ve soğuk çatlama tehlikesi doğar. * Çok fazla t8/5 soğuma süresinde de (yavaş soğuma olur) sertlik, mukavemet ve darbe tokluk direnci düşer. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 66 /94

67 5- KAYNAK PARAMETRELERİNİN VE ISI GİRDİ MİKTARININ BELİRLENMESİ Aşağıdaki diyagramda 400, 450 ve 500 Brinel sertlik değerine sahip aşınmaya dayanıklı çeliklerin MAG, Gazaltı özlü tel kaynağı ve elektrik ark kaynağı ile yapılan alın ve T köşe kaynakları için malzeme kalınlığına göre tavsiye edilen ısı girdi miktarları verilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 67 /94

68 5- KAYNAK PARAMETRELERİNİN VE ISI GİRDİ MİKTARININ BELİRLENMESİ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 68 /94

69 5- KAYNAK PARAMETRELERİNİN VE ISI GİRDİ MİKTARININ BELİRLENMESİ HARDOX aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynak işleminde tavsiye edilen ısı girdi miktarı (Q) aşağıdaki diyagramda gösterilmiştir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 69 /94

70 6- GAZALTI KAYNAĞINDA KORUYUCU GAZ SEÇİMİ * MAG Gazaltı kaynağında karışım gazları, TIG kaynağında ise Ar gazı tercih edilir. * Karışım gazı olarak, Ar + CO 2 gazı karışımları kullanılır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 70 /94

71 6- GAZALTI KAYNAĞINDA KORUYUCU GAZ SEÇİMİ * MAG Gazaltı kaynağında için önerilen karışım gazları Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 71 /94

72 7- KAYNAK SONRASI GERİLİM GİDERME TAVI Aşınmaya dayanıklı çeliklere kaynak sonrası bir gerilim giderme tavlaması uygulandığında, çeliğin sertliği, mukavemeti ve aşınma direnci düşer. O nedenle kaynak sonrası gerilme giderme tavı genelde önerilmez. Yandaki diyagramda aşınmaya dayanıklı çeliklerde kaynak sonrası gerilim giderme tavı uygulandığında, çelik sertliğinin nasıl değiştiği gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 72 /94

73 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK BÖLGESİNİN SERTLİK DAĞILIMI Aşınmaya dayanıklı çeliklerin mukavemet ve sertliği, çeliğe katılan alaşım elementleriyle ve sertleştirme ısıl işlemiyle kazandırılır. Ergitme kaynağında ulaşılan maksimum sıcaklık değeri 1500 C dir. Sonuç olarak bu çeliklerin kaynak işleminde kaynak bölgesinde sünek bölgeler meydana gelebilir. Genellikle de ITAB içerisinde yer alır. * Kaynak metali genellikle ana metalden daha sünektir. * ITAB ın sertliği ana metalden daha düşüktür. * Kaynak bölgesine ait tipik sertlik değişimi yandaki diyagramda gösterilmiştir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 73 /94

74 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK BÖLGESİNİN SERTLİK DAĞILIMI Sertlik eğrisinin dağılımı nasıl değişir? * Aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynak bölgesinde yer alan ITAB ın sertliği ana metalden daha düşüktür. * S355 yüksek mukavemetli çeliklerin kaynak bölgesinde yer alan ITAB ın sertliği ise ana metalden daha yüksektir. * Aşınmaya dayanıklı çeliklerde kaynak metalinin sertliği ısı girdi miktarına ve kaynak elektrotunun içerdiği alaşım elementlerine bağlı değişir. * Aşınmaya dayanıklı çeliklerde ergime hattı sınırına yakın ITAB içerisindeki sertlik ana metale yakın değerdedir. * Isı girdi miktarı arttığında (t 8/5 soğuma süresi artar) ITAB ın sertliği azalır. * Isı girdi miktarı azaltılırsa ITAB içerisindeki düşük sertlik bölgesi daralır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 74 /94

75 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAK BÖLGESİNİN SERTLİK DAĞILIMI * ITAB içerisindeki sertlik düşüşü, aşınma dayanımı yüksek fakat kalınlığı az olan aşınmaya dayanıklı çeliklerde daha fazladır. * ITAB içerindeki sertlik düşüşünün önüne geçmek için ince levhaların kaynağı 20 C yapılmalı ve ön tav uygulanmamalıdır. * Bazı durumlarda aşınmaya dayanıklı çelikten imal edilen konstrüksiyonların her bölümü aşınmaya veya yüksek gerilime maruz kalmayabilir. Bu tarz yerlerin kaynağında oluşabilecek ITAB içerisindeki düşük sertlik bölgeleri, konstrüksiyonun ömrüne olumsuz yönde etki etmediğini de dikkate almak gerekir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 75 /94

76 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ * Aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynak işleminde karşılaşılan en önemli kaynak hatası, soğuk çatlamadır. * Soğuk çatlama, hidrojen içeriğine bağlı olarak gerçekleştiği için bu hataya hidrojen çatlağı da denilir. * Soğuk çatlaklar, kaynak metalinin soğumasından bir saat ila birkaç gün içerisinde ortaya çıkabilirler. * Bu tip çatlaklara, birleştirilen çelikte oluşan iç kalıntı gerilimler ve hidrojen içeriği yol açar. * Kalın malzemeler, kaynak sonrası daha hızlı soğuma ve daha fazla iç gerilim oluşması sebebi ile daha fazla soğuk çatlama eğilimi gösterirler. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 76 /94

77 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Kaynak bölgesinde soğuk çatlakların meydana gelebileceği bölgeler: Kaynak metali, ITAB, Kaynak dikişinin köşesinde, kaynak dikişinin altlarında, kök aralığında ve yüksek gerilme bölgelerinde oluşur. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 77 /94

78 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Soğuk çatlama tehlikesi üç farklı etkene bağlı olarak ortaya çıkar: 1) Kaynaklı bağlantının hidrojen içeriği, 2) kaynaklı bağlantının mikroyapısı ve 3) kaynaklı bağlantının maruz kaldığı gerilme seviyesi Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 78 /94

79 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Mikroyapı: Aşınmaya dayanıklı çeliklerin mikroyapısı, sert martenzittir. * Dolayısıyla kaynak metali ve ITAB ında martenzit mikroyapısı söz konusu olacaktır. Eğer kaynak işleminde kaynak bölgesi çok çabuk soğursa, martenzit yapısı çok sert olur ve süneklik azalır. * Bu tarz bir mikroyapı, soğuk çatlama tehlikesi riski taşır. Aşınmaya dayanıklı çeliğin ve kullanılacak elektrotun karbon eşdeğerliliği, sertleşebilme kabiliyeti hakkında ön fikir verir. * Yüksek karbon eşdeğerliliği demek, mikroyapı sertliğinin de o nispette yüksek olması demektir. Gerekli önlemlerin alınması gerekir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 79 /94

80 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Hidrojen içeriği: Hidrojen atomları, çok küçük olduğundan çelik içerisine kolayca girebilir. Çeliğin üretilmesi esnasında çelik içerisine girmiş çok düşük seviyelerde hidrojen mevcuttur. Aşınmaya dayanıklı çeliklerin hidrojen hassasiyeti yüksek olduğundan bu çeliklerin üretiminde hidrojen miktarının mümkün olduğunca düşük seviyelerde kalmasına dikkat edilir. Bu nedenle aşınmaya dayanıklı çeliklerin kaynağında soğuk çatlamaya sebep olacak hidrojen, dışarıdan kaynak bölgesine girecektir. Örneğin, elektrot örtüsünden, kaynak tozlarından, havadan, kaynak bölgesindeki kirlilikten. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 80 /94

81 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Hidrojen çözünürlülüğü östenit, ferrit ve martenzit fazlarında farklılıklar gösterir. Hidrojen özellikle yüksek sıcaklıklarda ve östenit fazında diğer fazlara göre daha fazla çözünür. Kaynak esansında, çeliğin yüksek sıcaklıklardaki östenit fazında fazlaca hidrojen çözündüğünü farz edelim. Kaynak dikişinin soğuması esnasında mikroyapı ferrit veya martenzite dönüşecektir. Bu fazlar ise östenit fazından daha düşük seviyede hidrojen çözündürme özelliğine sahiptir. Dolayısıyla östenit fazında fazla miktarda çözünen hidrojen atomlarının çoğu, ferrit veya martenzit fazında girebilecekleri rahat bir yer bulamayınca, atomlar arasına zorla girerek o bölgede bir çekme gerilmesine sebep olurlar. Bu çekme gerilmesi de o bölgede kılcal çatlakların oluşmasına sebep olur. Böylece soğuk çatlak veya hidrojen çatlağı kaynak bölgesinde meydana gelir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 81 /94

82 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ * Kaynaklı bağlantı üzerindeki gerilim: Kaynaklı birleştirmelerde mutlaka kalıntı gerilmeler meydana gelecektir. Kaynaklı bağlantının mukavemeti, kaynak metalinin mukavemeti tarafından belirlenir. * Kaynak bölgesindeki kalıntı gerilmeler, dolgu metalinin mukavemeti, konstrüksiyonun rijitliği ve levhanın kalınlığına bağlı olarak meydana gelir. Kaynak bölgesindeki yüksek kalıntı gerilmeleri varlığı, soğuk çatlama tehlikesi riskini daima arttırıcı rol oynar. * Kaynak bölgesindeki hidrojen içeriği düşük olsa bile eğer bölgede kalıntı gerilme varsa soğuk çatlama tehlikesi söz konusudur. Sert ve kırılgan bir kaynak mikroyapısı da hidrojen içeriği düşük olsa bile soğuk çatlama riski taşır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 82 /94

83 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Aşınmaya dayanıklı çeliklerde Soğuk çatlak kaynak hatası nasıl önlenir? Kaynak bölgesine hidrojenin girişine engel olmak gerekir. Kaynak bölgesi boya, yağ, kir gibi maddelerden temizlenmesi gerekir. Düşük hidrojen içerikli veya iyi kurutulmuş kaynak elektrotları veya tozları tercih edilimelidir. En düşük hidrojen içerikli olan yani maksimum 5 ml/100g hidrojen içeriğine sahip elektrotlar kullanılmalıdır. Hidrojen seviyeleri yüksek, orta, düşük, çok düşük ve en düşük hidrojen içerikli olmak üzere EN : 2001 standardına göre 5 gruba ayrılmıştır: Seviye A Yüksek >15 ml/100g Seviye B Orta 10 ml/100g Seviye C Düşük 5 ml/100g Seviye D Çok düşük 3 5 ml/100g Seviye E En düşük 3 ml/100g Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 83 /94

84 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Aşınmaya dayanıklı çeliklerde Soğuk çatlak kaynak hatası nasıl önlenir? Bazik karekterli iyi kurutulmuş elektrot, özlü kaynak teli veya kaynak tozu tercih edilmelidir. Hidrojenin kaynak bölgesinden çıkışına izin verilecek şekilde kök aralığı bırakılmalıdır (maksimum 3 mm) Kaynakta soğuma süresini arttırmak için ön tav sıcaklığı kaynak öncesi uygulanmalıdır. Çok pasolu kaynaklarda uygulanan ön tav sıcaklıkları da pasolar arası sabit tutulmaya çalışılmalıdır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 84 /94

85 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ Aşınmaya dayanıklı çeliklerde Soğuk çatlak kaynak hatası nasıl önlenir? Çeliğin mukavemeti ve levha kalınlığı fazla ise kaynak sonrası soğuk çatlak tehlikesinin oluşma riskinin artacağını hatırdan çıkarmamak ve önlemler almak gerekir. Soğuk depolama şartlarında bekleyen aşınmaya dayanıklı çelik levhalar, kaynak öncesinde kaynak yapılacak ortama getirilmeli ve levha sıcaklığının ortam sıcaklığı ile eşleşecek kadar bekletilmelidir. Kaynak metalinde martenzit faz oluşumunun önüne geçebilmek için kaynak parametrelerini çok iyi belirlemek gerekir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 85 /94

86 AŞINMAYA DAYANIKLI ÇELİKLERİN KAYNAĞININ SOĞUK ÇATLAMA HASSASİYETİ * Kaynak metalindeki kalıntı gerilmelerin azaltılmasında en etkin rol oynayan husus, akma mukavemeti ana metalden daha düşük olan ferritik ve östenitik kaynak elektrotlarını tercih etmektir. * Gerilimi azaltmak için ince levhaların kaynağında geniş kaynak dikişleri yerine dar kaynak dikişleri çekilmelidir. Kaynaklı konstrüksiyonun her yerinde sıcaklığın aynı olmasına dikkat edilmelidir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 86 /94

87 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 87 /94