ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ"

Emre Bolat
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN EĞME TESTLERİ 1. Giriş. Metalik Malzemelerin Eğme ve Katlama Deneyleri Eğme ve katlama deneyleri, deneyin yapılışı açısından benzerlik gösterseler de deney amacı açısından farklılık gösterirler. Eğme: İki desteğe serbest olarak oturtulan, genellikle daire veya dikdörtgen kesitli düz bir deney parçasının, yön değiştirmeksizin ortasına bir eğme kuvveti uygulandığında oluşan biçim değişmesidir. Katlama: Eğmenin özel bir durumu olup daire veya dikdörtgen kesitli deney parçasının iki kolunun birbirine paralel duruma (180 eğme) getirilmesi işlemidir. Metalik malzemelerin katlama deneyi, malzemelerin şekil değiştirme özellikleri hakkında genellikle kalitatif (nitelikle ilgili) bir bilgi edinme gayesiyle yapılır. İmalat sırasında eğerek veya katlayarak form verilen malzemelerin şekil değiştirme kapasitesinin tayininde çoğu kez bu deneyden faydalanılır (örneğin; gemi sacı, kazan sacı vs). Eğme deneyinde ise kalitatif sonucun yanı sıra, eğme momenti (Me), eğilme dayanımı ( e), esneklik modülü (Ee) ve eğilme miktarı (δ) gibi kantitatif değerler de hesaplanır. Kantitatif değerler genellikle kırılgan ve gevrek malzemeler için yapılır (örneğin; dökme demirler, yüksek mukavemetli çelikler, çelik döküm parçaları vs). Katlama deneyi, malzemenin kendisi için uygulanabildiği gibi, bu malzemelerden kaynak yoluyla birleştirilmiş parçalar için de uygulanabilir. Böylece, kaynak dikişinin şekil değiştirme kapasitesi, hatta kaynak dikişi ile esas malzeme arasında iyi bir bağlantılının olup olmadığı tespit edilebilir. 2. Eğme ve Katlama Deneyi Prensibi Deney numunesine bir kuvvet etkilediğinde, numune kesitinin bir kısmında basma gerilmesi, kesitin geri kalan kısmında çekme gerilmesi meydana geliyorsa numune eğilme halindedir. Eğilme halindeki numunelerin kesitinde, iç yüzeye yakın bölgede basma gerilmeleri, dış yüzeye yakın bölgede ise çekme gerilmeleri meydana gelmektedir. Aşağıdaki şekillerde şematik olarak gösterildiği gibi, çeşitli eğme deneyi yöntemleri vardır. Bunların içinde en çok uygulananı Şekil 1 de gösterilen silindirik mesnetler üzerinde numuneyi bir mandrel 1

2 yardımıyla eğme yöntemidir. Bu yöntemlerde ana gaye, malzemeyi çatlatıncaya kadar tek yönde eğmektir. Kalitatif eğme deneylerinde (katlama deneyi), sünekliği iyi olan malzemeler 180 katlanmalarına rağmen çatlama göstermezler. Böyle malzemelerin deney sonucunda 180 katlamaya rağmen çatlamanın görülmediği belirtilir. Bu açıklamalardan da anlaşılabileceği gibi, kalitatif eğme deneyinde kriter olarak eğme açısı ( ) kullanılmaktadır. Eğilme açısı; eğme tamamlandıktan sonra numunenin iki kolu arasındaki dış açı olarak tarif edilir. Bazen malzemenin eğme sonunda bükülmüş kısmının eğrilik yarıçapı (r) da kriter olarak kullanılabilmektedir. Eğme deneyi sonucunda, numunenin öngörülen açıya katlanması halinde çatlamanın olup olmadığı belirtilir. Eğer malzeme çatlama göstermişse, bazen ilk hasarın meydana geldiği açı belirtilmek istenir. Kantitatif eğme deneylerinde, eğme momenti veya eğilme dayanımının hesabı için, numunenin kırıldığı andaki maksimum yükü (F max ) ölçmek gerekmektedir. Bundan sonra gerekli formüller kullanılarak istenen değerler hesap edilir. Eğilme miktarı (δ) ise deney sırasında yükün uygulandığı noktada numunenin başlangıçtaki duruma göre düşey eksendeki değişme miktarıdır. 2

Şekil 1. Üç-nokta eğme deneyinin şematik gösterimi. (a) eğme testi sıklıkla gevrek malzemelerin mukavemetlerini ölçmek için kullanılır ve (b) eğme ile eğilme miktarı (δ) elde edilir. 3.

3 Şekil 1. Üç-nokta eğme deneyinin şematik gösterimi. (a) eğme testi sıklıkla gevrek malzemelerin mukavemetlerini ölçmek için kullanılır ve (b) eğme ile eğilme miktarı (δ) elde edilir. 3. Hesaplamalar Eğme deneyi sonucunda, malzemenin eğme momenti (Me), eğilme dayanımı ( e), esneklik modülü (Ee) ve eğilme miktarı (δ) gibi değerlerin hesaplanabilmesi için aşağıdaki formüllerden de anlaşılabileceği gibi deney esnasındaki F yükü ve δ eğilme miktarının duyarlılıkla ölçülmesi ve mesnet merkezleri arasındaki uzaklığın bilinmesi gerekmektedir. 3

4 Deneyin Uygulanması Eğme deneyi çekme cihazında aşağıdaki işlem sırasına göre gerçekleştirilmektedir: 1- Eğme düzeneği olarak kullanılan iki mesnet tabla üzerine, yükleme bloğu denilen mandrel ise cihazın üst kısmına yerleştirilir. 2- Bu düzenekte mandrel çapı ve mesnetlerin çapı, kullanılacak malzemeye göre ve bu malzemeye ait olan standarda uygun olarak seçilir. 3- Mesnetler arası açıklık standartlara uygun ayarlanır ve numunenin kesit ölçüleri ile birlikte mesnetler arası mesafe de kumpasla ölçülerek kaydedilir. 4- Düzenek ayarlandıktan sonra mesnetler üzerine numune yerleştirilir ve numune, yükün uygulandığı mandrel yardımı ile eğilir. 5- Deney sonucunda, numunenin kırıldığı andaki maksimum yükünü (F max ) ve eğilme miktarı (δ) değerleri kaydedilir. A- KAYNAKLI BAĞLANTILAR İÇİN DENEYİN ÖNEM VE AMACI: Kılavuzlu eğme deneyi (guieded-bend test) ile kaynaklı bağlantıların kopmaya (yırtılmaya) karşı olan direnci ve gerilme yüzeyindeki süreksizliklerin varlığı ve sünekliği belirlenir. Ayrıca eğme testleri, kaynaklı kaplamalardaki yetersiz ergime, kopma, tabaka ayrılması (delaminasyon) dikiş konfügrasyonunun etkisi ve makro süreksizliklerin belirlenmesi için de uygulanır. B- NUMUNELER: Eğme testi numuneleri, kaynak metali ve ana metalden dikdörtgen kesitli olacak şekilde kesilerek hazırlanmalıdır. Eğilecek numune genişliği 38 mm den fazla olursa, mandrel, numune kalınlığında en az 6 mm daha geniş olmalıdır. Genel olarak farklı bir şekilde belirtilmemişse, eğme testinde kullanılacak numune kalınlığı (T) olarak 10 mm 0,4 tavsiye edilmektedir. B1- Enlemesine Kenar Eğme Numunesi: Kaynak yönüne dik olacak şekilde ve boylamasına hazırlanır ve numune eğildiğinde kenar yüzeylerinin birinde gerilme meydana gelir. Eğer varsa, süreksizliklerin daha çok görüldüğü kenar gerilme tarafı olmalıdır. Enlemesine kenar eğme numuneleri Şekil 2 de gösterilen şartlara uygun olmalıdır. Enlemesine kenar eğme numuneleri, yüzey ve kök eğme numuneleri için çok kalın olan (et kalınlığı 12 mm den fazla) ve dar bir ergime bölgesine sahip olan kaynaklar için tavsiye edilir. B2- Enlemesine Yüzey ve Kök Eğme Numuneleri: Kaynak yönüne dik olacak şekilde ve boylamasına hazırlanır. Numune eğildiğinde, yüzey eğmede numunenin yüzeyinde; kök 4

5 eğmede kök kısmında gerilme meydana gelir. Eğer varsa, süreksizliklerin daha çok görüldüğü kenar gerilme tarafı olmalıdır. Enlemesine yüzey ve kök eğme numuneleri Şekil 3 de gösterilen şartlara uygun olmalıdır. B2- Boylamasına Yüzey ve Kök Eğme Numuneleri: Boylamasına yüzey ve kök eğme numuneleri Şekil 4 de gösterilen şartlara uygun olmalıdır. C- TEST PROSEDÜRÜ Farklı bir şekilde belirtilmediği sürece, numune oda sıcaklığında (23 5 C) test edilmeli ve deformasyon süresi 15 saniyeden az 2 dakikadan fazla olmamalıdır. Ayrıca eğer kaynak metali ve ısı tesiri altındaki bölge numunenin eğilen kısmı içerisinde yer alamamış ise, o numune ıskartaya çıkarılmalı ve yeni bir numune hazırlanıp test edilmelidir. C1- Kılavuzlu Eğme Deneyi: Enlemesine Numuneler: (1) Gerilme tarafı Şekil 5 ve Şekil 6 da gösterildiği gibi, aşağıya doğru yerleştirilmelidir. Kaynak ekseni, makaralar arasındaki uzaklığın yarısında 1,5 mm içerisinde olacak şekilde yerleştirilmelidir. (2) Şekil 5 deki altı açık eğme düzeneğinde, numune düşene kadar mandrele yük uygulanmalıdır. (3) Şekil 6 daki eğme düzeneğinde, numune U-şekli alıncaya kadar mandrele yük uygulanmaya devam edilir. Boylamasına Numuneler: (1) Numune gerilme merkezi, eğme düzeneğinin dayama yüzeyleri üzerine merkezlenmelidir. (2) Enine numunelerdeki 2. ve 3. maddelerdeki gibi işlem gerçekleştirilmelidir. C2- Geri Sarmalı Makaralı Eğme Deneyi (Wrap-Around Bend): Eğme işlemi sırasında numunenin kaymaması için, numune bir kenarından sabitlenir. Test sonrası kaynak metali ve ısı tesiri altındaki bölgeler tamamen eğilme bölgesi içerisinde olmalıdır. Numune eğme düzeneğinden, dıştaki makara başlama noktasından itibaren 180 hareket ettikten sonra çıkarılmalıdır (Şekil 7). D- NUMUNENİN İNCELENMESİ: Numune eğme düzeneğinden alındıktan sonra, numunenin gerilme yüzeyinde (kaynak metali ve ısı tesiri altındaki bölgeler) yırtılma, kopma veya bir başka açık hatanın varlığına dair gözle muayenesi yapılabilir ve tüm hata tipleri, miktarı, büyüklüğü ve yeri kayıt altına alınabilir. 180 eğme işlemi tamamlanmadan önce kaynaklı bağlantıda bir kırılma meydana gelmişse, mümkünse kırılma açısı kayıt altına alınmalıdır. 5

6 E- DENEY SONRASI RAPOR İŞLEMİ: (1) Malzeme tanımlaması: - Ana metalin özellikleri, - İlave metalin özellikleri, (2) Numune kalınlığı ve genişliği, (3) Kaynaklı bağlantının tipi, (4) Kaynak prosedürünün özellikleri, (5) Yapılan testin detayları, (6) Eğme radüsü, (7) Test sıcaklığı, (8) Aynı koşulda gerçekleştirilen test sayısı, (9) Eğer varsa hata sayısı, tipi, büyüklüğü ve yeri, (10) 180 eğme işlemi tamamlanmadan önce kırılma meydana gelmişse eğme açısı, (11) Numune veya uygulamada varsa olağandışı herhangi bir gözlem Şekil 2. Enlemesine kenar eğme numuneleri 6

7 Şekil 3. Enlemesine yüzey ve kök eğme numuneleri Yüzey Eğme Kök Eğme Şekil 4. Boylamasına yüzey ve kök eğme numuneleri 7

8 Şekil 5. Omuz veya makaralar arası mesafeler en az 50 mm olmalıdır. Numune kalınlığı, T A B T 2T A+T+1,6 Şekil 6. Omuz veya makaralar arası mesafeler en az 50 mm olmalıdır. 8

9 Şekil 7. Omuz veya makaralar arası mesafeler en az 50 mm olmalıdır. F. YARARLANILAN KAYNAKLAR 1. TS 282 EN 910, Metalik Malzemelerde Kaynaklar Üzerinde Tahribatlı Muayeneler Eğme Deneyleri, Nisan AWS B4.0:2007 An American National Standard, Standard Methods for Mechanical Testing of Welds, Mayıs, Eyüp Sabri Kayalı, Cahit Ensari, Feridun Dikeç, Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri, İTÜ Kimya-Metalurji Fakültesi Ofset Atölyesi, İstanbul,

Benzer belgeler

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ

METALURJİ VE MALZEME MÜH. LAB VE UYG. DERSİ FÖYÜ ALIN KAYNAKLI LEVHASAL BAĞLANTILARIN ÇEKME TESTLERİ A- DENEYİN ÖNEMİ ve AMACI Malzemelerin mekanik davranışlarını incelemek ve yapılarıyla özellikleri arasındaki