2.ELEKTRİK DİRENÇ DİKİŞ KAYNAĞI Dr.Salim ASLANLAR 1

Transkript

1 2.ELEKTRİK DİRENÇ DİKİŞ KAYNAĞI Dr.Salim ASLANLAR 1

2 ELEKTRİK DİRENÇ DİKİŞ KAYNAĞI Direnç dikiş kaynağı, eletrodlarla gerçekleştirilen, seri bir nokta kaynağı olarak tanımlanabilir. İnce saclardan yapımlarda sızdırmazlık koşulunu da sağlaması nedeni ile karoseri yapımından konserve kaplarına kadar uygulama alanlarına sahip bulunmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 2

3 Dikiş kaynağı, nokta kaynağındaki gibi birbiri üzerine bindirilen saç parçaların, temas yüzeylerinden geçen elektrik akımına gösterdiği direnç ile ergiyerek basınç altında birleştirilmesidir. Kaynağı yapılacak olan saç malzemeler, bakır alaşımdan yapılmış disk biçimindeki iki elektrot arasına konularak pnömatik veya hidrolik bir sistemle sıkıştırılır. Bakır disk elektrodlar dönmeye başladığında elektrik akımı da verilerek kaynak işlemi gerçekleştirilir. Tekerleklerin dönmesi sırasında akım kesilerek dönme devam ederse aralıklı dikiş kaynağı yapılmış olur. Sürekli elektrik akımı kullanılırsa kesintisiz bir kaynak birleşimi sağlanır. Bu tür kaynaklar sıvı ve gazlar için sızdırmazlık özelliğine sahiptir Dr.Salim ASLANLAR 3

4 Elektrodların soğutulması merkezi bir dolaşım sistemi ile veya elektrot üzerine su püskürtülerek yapılır. Soğutma sıvısı olarak % 5 oranında bor yağı karışımı su kullanılır. Dikiş direnç kaynağında amper ayarı kaynatılan malzemenin cinsine, kaynatma hızına, kaynatılan malzemelerin kalınlığına ve soğutma suyu olarak kullanılan sıvının miktarına göre farklılıklar gösterebilir. En uygun amper ayarını deneme yanılma yoluyla bulmak, en uygun yöntemdir. Elektrik direnç dikiş kaynağının; ezme kaynağı, yardımcı ilave metal kullanarak dikiş alın kaynağı ve boruların alın dikiş kaynağı gibi özel uygulamaları vardır. Ezme kaynağında, levhalar hafifçe üst üste bindirilir. Bu bindirme miktarı, leva kalınlığının 1 ila 1.5 katıdır. Elektrodun basma kuvvetiyle, bindirilen kısımlar kaynak esnasında ezilerek geniş ve düz bir dikiş elde edilir Dr.Salim ASLANLAR 4

5 Fakat bu tip birleştirmelerin mukavemeti, normal dikiş kaynağının mukavemetinden düşüktür. Bu usul birleştirilecek yüzeylerin düzgün olması istendiği durumlarda tatbik edilir. Örnek olarak, kaynaktan sonra kaplanacak parçaların kaynağı verilebilir. Kalınlık fazlalığı olmadan direnç kaynağı yapılabilmesi için tatbik edilen diğer bir uygulama, yardımcı ilave metal kullanılarak yapılan dikiş kaynağıdır. Birleştirilecek levhalar alın alına getirilir ve kaynak sırasında, levhalar ve elektrodlar arasında 0,2 x 4 mm boyutunda yumuşak çelik bantlar konur. Bu bantlar daha düzgün bir temas direnci sağlar ve kaynak akımını birleştirilecek levhaların iki tarafına doğru dağıtır. Bu usul 1 ila 4mm arasında değişen kalınlıklardaki levhalara uygulanır Dr.Salim ASLANLAR 5

6 Boruların alın dikiş kaynağı, bantlardan dikişli boru imalatında kullanılır. Bir rulodan bant şeklinde gelen levha kıvrılarak boru halini alır ve aynı eksene monte edilmiş elektrodların altından geçirilerek kaynak edilir. Kaynak akımı bir dikişten diğerine bantı takip ederek ulaşır. Kaynaktan sonra meydana gelen fazlalıklar, kesme aletleriyle otomatik olarak alınır Dr.Salim ASLANLAR 6

7 Dr.Salim ASLANLAR 7

8 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Bu yöntemde dönel elektrotlar, akım geçişi ve uygulanan kuvveti iletmesinin dışında, birleştirilen malzemenin ilerlemesini de sağlamaktadırlar (Şekil 2.1 ). Çelik esaslı malzemelerin kaynağında, dönel elektrotlardan bir tanesinin döndürülmesi yeterlidir. Diğeri ise sürtünme etkisi ile dönmektedir Dr.Salim ASLANLAR 8

9 Yukaçlı dikiş kaynağının esası P Ik P Dr.Salim ASLANLAR 9

10 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Demir olmayan malzemelerin kaynağında kaymalardan sakınmak için her iki elektrodun da döndürülmesi gerekmektedir. Kaçınılmaz yan devre etkisi nedeni ile kaynak edilebilir parça kalınlıkları, nokta direnç kaynağına kıyasla daha ince olmaktadır. Örnek olarak yüksek güçlü kaynak makinesi kullanılsa bile, çeliklerin birleştirilmesinde, 4 mm nin üstündeki uygulamalarda başarılı olunmamaktadır Dr.Salim ASLANLAR 10

11 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Yufkaç ile yapılan dikiş kaynağında farklı üç uygulama türü bulunmaktadır. Sürekli akımla dikiş kaynağı, Kesintili akımla dikiş kaynağı, Kademeli, gidiş dönüş esasına göre dikiş kaynağı Dr.Salim ASLANLAR 11

12 Elektrik Direnç dikiş kaynak çeşitleri A)Sürekli Dikiş B)Aralıklı Dikiş C)Dinlenme zamanı kullanılarak elde edilen sürekli dikiş Dr.Salim ASLANLAR 12

13 Sürekli Akımla Dikiş Kaynağı: Akım kesilmesi olmadan ve sabit akım şiddeti ile dikiş kaynağı, sadece temiz saçların, 1 mm' ye kadar toplam kalınlıklarında uygulanır. Eşit olmayan malzeme kalınlıklarında, akım kesilmesi tehlikesi oluşacağından, dikişlerde kavrulma delikçikleri ortaya çıkabilmektedir Dr.Salim ASLANLAR 13

14 Kesintili Akımla Dikiş Kaynağı: Kesintili akımla direnç kaynağı ile çeşitli malzemeler birleştirilmekte, uygulamada elektrotlar sabit çevre hızına sahip bulunmaktadırlar. Temiz olmayan yüzeylerin kaynağında da iyi sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu tür işlemde akım devreden periyodik olarak geçirilmektedir Dr.Salim ASLANLAR 14

15 Kademeli, Gidiş-Dönüş Esasına Göre Dikiş Kaynağı: Kademeli gidiş dönüş esasına göre dikiş direnç kaynağı, kesintili dikiş kaynağı ile karşılaştırılabilir. Bu uygulamada elektrotlar, kaynaktan sonra her bir nokta için, küçük bir geri hareketi yapar ve o nokta tekrar haddelenerek geçilir. Günümüzdeki uygulamalarda yönteme fazlaca rastlanmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 15

16 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Akım kesilmesi olmadan ve sabit akım şiddetiyle dikiş kaynağı, sadece temiz sacların, 1mm ye kadar toplam kalınlıklarında uygulanır. Eşit olmayan malzeme kalınlıklarında, akım kesilmesi tehlikesi oluşacağından, dikişlerde kavrulma delikçikleri ortaya çıkabilmektedir. Kesintili akımla dikiş kaynağı ile çeşitli malzemeler birleştirilmekte, uygulamada yufkaçlar sabit çevre hızına sahip bulunmaktadırlar Dr.Salim ASLANLAR 16

17 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Temiz olmayan yüzeylerin kaynağında da iyi sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu tür işlemde akım devreden periyodik olarak geçirilmektedir. Kademeli gidiş dönüş esasına göre dikiş direnç kaynağı, kesintili dikiş kaynağı ile karşılaştırılabilir. Bu uygulamada yufkaçlar, kaynaktan sonra her bir nokta için küçük bir geri hareketi yapar ve o nokta tekrar haddelenerek geçilir. Bugünkü uygulamalarda bu yönteme fazlaca rastlanmamaktadır Dr.Salim ASLANLAR 17

18 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Dikiş direnç kaynağında elde edilen dikişin genişliği ile kullanılan yufkacın temas yüzeyi genişliği arasında yaklaşık olarak; L = b + 1 ( mm ) ilişkisi bulunmaktadır. L: Yufkaç Genişliği ( mm ) b: Dikiş Genişliği ( mm ) Dr.Salim ASLANLAR 18

19 Yukaçlı dikiş kaynağının esası Farklı et kalınları için L1 = 2 S1 + 2 mm L2 = 2 S2 + 2 mm Genel r= 50 mm r= 75 mm L = 2 S + 2 mm İ = 4s +6 mm ( mm) ( mm) Dr.Salim ASLANLAR 19

20 Dikiş direnç kaynağı için elektrotlar Dr.Salim ASLANLAR 20

21 Dikiş direnç kaynağında kullanılan elektrotlar ısıl işlem görmüş, bakır alaşımlarından üretilir. Kullanılan elektrot çapları mm arasındadır. Elektrotların malzemeye temas eden yüzey genişliği, kaynatılacak malzemenin kalınlığına göre farklılık göstermektedir. Elektrodun malzemeye uyguladığı basınç nokta kaynağına göre daha fazla olmaktadır. Kaynak kabiliyetini etkileyen unsurlardan birisi de malzemelerin kaynak öncesi boya, kir, yağ, pas vb. temizlenmesidir Dr.Salim ASLANLAR 21

22 Yufkaç Elektrotlar Yufkaç elektrotlar beklenen özellikler de, nokta kaynağında kullanılan elektrotlardan beklenen özelliklerin benzeridir. Malzemeleri bakır, bakır kadmiyum, bakır krom, bakır kobalt berilyum alaşımlarıdır. Bu malzemelerin sertlikleri arttıkça, elektriksel dirençleri de büyümektedir Dr.Salim ASLANLAR 22

23 Yufkaç Elektrotlar İşlemlerde, Yufkaç elektrotların temas profillerinin birleştirilecek konstrüksiyona göre seçilmesi gerekmektedir. Bu formların seçilişlerinde, nokta kaynağında olduğu gibi, malzeme yüzey durumu, kalınlığı ve elektrik iletkenliği dikkate alınmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 23

24 Yufkaç Elektrotlar Yufkaçlar genel olarak ( 800 ) mm çap aralığında imal edilmekte, yaygın olarak ise 250, 300, 350 mm çaplar kullanılmaktadır. Yufkaç kalınlıkların seçimleri ise, 3 mm den ince olmamak koşulu ile kaynak edilecek saclar dikkate alınarak yapılmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 24

25 Direnç Dikiş Kaynağı Elektrotları Dr.Salim ASLANLAR 25

26 Dönel yufkaç dikiş kaynağı için işlem değerleri Alaşımsız Çelikler Kalınlık ( mm ) Kuvvet ( dan ) Akım şiddeti ( A ) Kaynak süresi ( s ) Ara süre ( s ) Kaynak hızı ( m / dak ) 0,5 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3, ,02 0,04 0,02 0,06 0,04 0,06 0,04 0,08 0,06 0,12 0,08 0,14 0,10 0,20 0,04 0,04 0,04 0,06 0,08 0,10 0,16 2,3 2,1 1,9 1,7 1,5 1,3 1, Dr.Salim ASLANLAR 26

27 Dönel yufkaç dikiş kaynağı için işlem değerleri Paslanmaz Çelikler Kalınlık ( mm ) Kuvvet ( dan ) Akım şiddeti ( A ) Kaynak süresi ( s ) Ara süre ( s ) Kaynak hızı ( m / dak ) 0, ,02 0,04 1,4 0, ,04 0,06 1,3 1, ,06 0,06 1,2 1, ,06 0,08 1,1 2, ,08 0,10 1, Dr.Salim ASLANLAR 27

28 Dönel yufkaç dikiş kaynağı için işlem değerleri Alaşımsız Çelikler Kalınlık ( mm ) Kuvvet ( dan ) Akım şiddeti ( A ) Kaynak süresi ( s ) Ara süre ( s ) Kaynak hızı ( m / dak ) 0, ,02 0,02 1,25 0, ,02 0,06 1,0 1, ,04 0,06 0,9 1, ,04 0,06 0,75 2, ,06 0,10 0, Dr.Salim ASLANLAR 28

29 Yufkaç Elektrotlar Dönel yufkaçlarla nokta kaynağı uygulamasında, noktalar arası e aralığı için işlem hızı ve frekans bir faktör olarak ele alınmaktadır. e= V k / (2.f.60) (mm) V k : kaynak hız ( m / dak ) f : frekans( Hz ) Dr.Salim ASLANLAR 29

30 Yufkaç Elektrotlar Bu ifadenin aralıksız noktalar oluşturmasında, dikiş kaynağı yapılmasında, bir anlamı bulunmaktadır. Dönel yufkaçlarla yapılan nokta kaynağında, normal elektrotla yapılan nokta kaynağına kıyasla, daha yüksek çalışma hızlarına ulaşılmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 30

31 Elektrik Direnç Dikiş Kaynağında Kaynak Kabiliyeti: Elektrik direnç dikiş kaynağında, kaynak kabiliyeti malzemenin cinsine bağlıdır. Elektrik direncinin düşük olması; ortaya çıkan ısı miktarını azaltacağından, kaynak yapılması güçleşir. O halde; elektrik iletkenliği yüksek bir malzemenin kaynak kabiliyeti, elektrik iletkenliği düşük bir malzemeye göre daha kötüdür. Elektrik direnç dikiş kaynağında kaynak kabiliyetinin tarif edilmesinde malzemenin ısı iletkenliğinin ve erime noktasının da göz önüne alınması gerekmektedir. Direnç dikiş kaynağında kaynak kabiliyeti deyimi kalite ve ekonomiklik açısından arzu edilen dikiş kaynağının yapılabilmesi anlamına gelir. Bu kaynak kabiliyeti, çelik saçların özellikle kimyasal, metalurjik ve fiziksel malzeme özelliklerine ve ayrıca yüzey koşullarına bağlıdır Dr.Salim ASLANLAR 31

32 Çeliklerin malzeme özellikleri, üretim koşullarına ve bileşimlerine bağlı olarak değişir. 3 mm' ye kadar sac kalınlıkları, dikiş kaynağı kabiliyetine sahiptir denilebilir. Aynı kimyasal bileşime sahip ve 3 mm' den daha kalın saclar, dikiş kaynaklı bağlantılarda sertleşmeye karşı daha büyük bir eğilim gösterirler. Bu durum, sacların daha büyük bir ısı girdisi gerektirmesi ve sonuçta da elektrotların soğuması için daha kısa süre kalması anlamına gelir. Bu nedenle elektrotların ısıyı iyi iletememesi sonucu, parçanın ısısının düşmesi için daha uzun sürelere ihtiyaç doğar. Sac kalınlığı arttıkça, daha yüksek ısıl ve mekanik dayanıma sahip elektrotların kullanılması gerekir Dr.Salim ASLANLAR 32

35 Direnç Dikiş Kaynak Makineleri Direnç dikiş kaynak makineleri, esas olarak nokta direnç kaynak makinelerinin benzeridir. Normal bir nokta kaynak makinesi bu amaçla kullanılabilir. Bu makineler yufkaç elektrotların tertiplenmesine göre, uzunlamasına dikiş çekebilen, enine dikiş çekebilen ve özel maksatlı kaynak makineleri olarak tanımlanabilir Dr.Salim ASLANLAR 35

36 Direnç Dikiş Kaynak Makineleri Uzunlamasına dikiş çekebilen makinelerde, dikişin doğrultusu elektrot kolu boyuncadır. Enine dikişli kaynak makinelerinde yufkaçlar, elektrot kollarının eksenine enli olarak tertiplenir ve bu düzenleme dönel dikişlerle uygulanır. Dikiş direnç kaynak makinelerini güçlerine göre tanımlamada, malzeme ilerleme hızı, kaynak hızı, esas alınmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 36

37 Direnç Dikiş Kaynak Makineleri Bu tanımlamaya göre iki örnek aşağıda verilmiştir. Küçük güçlü kaynak makinesi ( çelik 0,5 x 2 veya Al- 0,2 x 2 ) 0,0 2,4 m / dak Büyük güçlü kaynak makinesi 0,8 4,0 m / dak Dr.Salim ASLANLAR 37

38 Direnç Dikiş Kaynak Makineleri Özel olarak tanımlanan dikiş direnç kaynak makineleri ise, tek amaç için düzenlenmiştir. Bunlardan çift dikiş çekmede, boru, oluk ve halka imalinde yararlanılmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 38

39 Direnç Dikiş Kaynağı Makineleri Dr.Salim ASLANLAR 39

40 Direnç Dikiş Kaynak Makineleri Dr.Salim ASLANLAR 40

41 Direnç Dikiş Kaynağında Dikiş Biçimleri Uygulamalarda, dikiş güveni yönünde değişik bindirme biçimlerinden yararlanıl- maktadır. Bindirme boyu 5s olduğundan malzeme dayanımının % üne ulaşılabilmektedir Dr.Salim ASLANLAR 41

42 Direnç Dikiş Kaynağında Dikiş Biçimleri Daha az güven gereken uygulamalarda, bindirme aralıkları daha kısa tutulabilirse de, kaynak hatası oluşum ihtimalini azaltmak için, s kalınlığının altına inilmesi gerekir. Bu biçim ( b ), yufkaç kalınlığı da dikkate alınarak, toplam kalınlık 1,2 mm ye kadar uygulanır. Bu tür oluşturulan dikişlere dayanım, ana malzemeden yaklaşık % 5 15 daha az olarak ortaya çıkmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 42

43 Direnç Dikiş Kaynağında Dikiş Biçimleri Alın birleştirmelerinde ( c ), alın yüzeylerinin çok iyi bir ön hazırlama işlemine tabi tutulmuş olması gereklidir. En iyi şartlarda ana malzemenin % 60 ı kadar bir dayanıma ulaşılmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 43

44 s 5s a ) s d ) c ) b ) e ) f ) 3s Dikiş biçimleri. a ) bindirme dikiş, b ) kısa bindirmeli dikiş, c ) alın dikişi, d ) tel ilave alın dikişi, e ) çapraz alın dikişi, f ) folie ilaveli alın dikişi Dr.Salim ASLANLAR 44

45 Direnç Dikiş Kaynağında Dikiş Biçimleri İlave telle yapılan kaynak uygulamasında ( d ), sonuç ve işlemin yapılışı açısından her durumda önerilmez. İşlem sonunda saclar kısmen kaynak edilmiş olmaktadırlar. Kaçık alın birleştirmeli dikişlerle ( e ) her ne kadar iyi dayanım değerlerine ulaşılırsa da, ön hazırlama işlemlerinin fazlalığının maliyete yansıması nedeni ile her durumda başvurulmamaktadır Dr.Salim ASLANLAR 45

46 Direnç Dikiş Kaynağında Dikiş Biçimleri Folie ilave malzemesi ile yapılan alın dikişlerinde ise, yüksek dayanım ve iyi bir dış görünüm elde edilmektedir. Uygulamaya genellikle alaşımsız ve alaşımlı çeliklerin birleştirilmelerinde başvurulmaktadır. İşlemde alın alına getirilen ana malzemelerin eş kalınlıkta olmaları ön şart olarak gerekli bulunmaktadır Dr.Salim ASLANLAR 46

47 Birleştirilmesi ön görülen sac kalınlıklarına uygun Folie band kalınlıkları aşağıda verilmektedir. Sac Kalınlığı Folie Band Kalınlığı ( mm ) ( mm ) 0,6 2,0 0,20 1,5 3,5 0,35 3,0 5,0 0, Dr.Salim ASLANLAR 47

48 Direnç Dikiş Kaynağı Birleştirme Örnekleri; Üç parçadan oluşturulan metalsel fıçılar 1,25 mm lik sacdan derin çekilmiş ve birleştirilmiş radyatör dilimleri Egzoz dumanı susturucusunun kaynağı Çamaşır makinesi kazanı ( 1,2 mm ) Motosiklet selesi Yakıt depoları Zincir imalatı Değişik saç metal kaplar Metal Kutu Yapımında Boru kaynağı Otomotiv sektöründe Soğutma Ünitesi Dr.Salim ASLANLAR 48

49 Yakıt deposu Yakıt deposu montajı Dr.Salim ASLANLAR 49

50 RADYATÖR Dr.Salim ASLANLAR 50

51 Soyma Deneyleri Dr.Salim ASLANLAR 51