MIG-MAG GAZALTI KAYNAĞINDA KAYNAK PAMETRELERİ VE SEÇİMİ

Transkript

1 MIG-MAG GAZALTI KAYNAĞINDA KAYNAK PAMETRELERİ VE SEÇİMİ Prof. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA

2 Kaynak dikişinin arzulanan özelliklerde gerçekleşmesi ve kaynak işleminin düzgün ve kolay bir şekilde yapılabilmesi için kaynak parametrelerinin seçimi çok önemlidir. KAYNAK PARAMETRELER KAYNAK ÖNCESİ SAPTANAN PARAMETRELER 1- Elektrot Çapı 2- Koruyucu Gaz Türü BİRİNCİ DERECEDE AYARLANABİLİR PARAMETRELER 3- Kaynak Akımı 4- Kaynak Gerilimi (Ark Boyu) 5- Kaynak Hızı İKİNCİ DERECEDE AYARLANABİLİR PARAMETRELER 6-Serbest Kaynak Teli Uzunluğu 7- Torç Açısı 8-Torç Hareketleri 2

3 KAYNAK TELİ ÇAPININ SEÇİMİNDE DİKKATE ALINMASI GEREKLİ FAKTÖRLER: 1- Birleştirilecek levhaların kalınlığı 2- Kaynak dikişinden istenilen nüfuziyeti 3- Ergime gücü 4- Arzu edilen kaynak dikiş profil şekli 5- Kaynak pozisyonu 6- Kaynak telinin fiyatı 3

4 Büyük çaplı kaynak telleri yüksek akım değerlerinde kullanıldıkları için - daha yüksek ergime gücüne sahiptirler. - daha derin nüfuziyetli kaynak dikişleri sağlarlar. Birleştirilecek levha kalınlığı arttıkça kaynak tel çapı da arttırılmalıdır. Kalın kesitli malzemelerin çok pasolu kaynak işlemlerinde dolgu metali yığma miktarını arttırmak için kalın kesitli kaynak telleri tercih edilmelidir. İnce çaplı kaynak telleri ile yapılan kaynak dikişleri daha ince görünümlü, kalın çaplı kaynak elektrotlarında ise daha kalın görünümlüdürler. 4

5 Kaynak Metali Yığma Miktarı (kg/saat) YIĞILAN KAYNAK METALİ, AKIM ŞİDDETİ VE KAYNAK ELEKTROT ÇAPI ARASINDAKİ İLİŞKİ (Yumuşak çelik elektrod, CO 2 ile kaynatıldığında) Kaynak Akımı (Amper) 5

6 Tel çapı, kaynak dikişinin boyutunu, nüfuziyet derinliğini ve kaynak hızını etkiler Genel kural: TEL ÇAPININ ETKİSİ Aynı akım halinde, elektrod çapı küçüldükçe arkın eritme gücü artar ve yığma hızı artar Belirli bir akım yoğunluğunda en yüksek yığma hızını elde etmek için, kabul edilebilir dikiş profilini veren en ince tel çapının kullanılması gerekir 1,2 mm ve daha büyük tel çapları, ince tellere göre daha düşük yığma hızları ve daha geniş kaynak banyoları oluşturur 6

7 TEL ÇAPININ ETKİSİ Tel elektrodun çapı eritme gücünü etkiler ve ince teller aynı akım değerinde daha yüksek eritme gücüne sahiptir. Bu durum şöyle açıklanabilir: Aynı Volt/Amper gücünde, ince tel kesitleri özgül olarak (birim kesit başına) daha yüksek akımla yüklenirler 7

8 KORUYUCU GAZIN DİKİŞ FORMUNA ETKİSİ 8

9 TS EN 439 a göre koruyucu gazlar ve özellikleri 9

10 Koruyucu gaz seçiminde aşağıdaki noktalar gözönüne alınır: Malzeme ve parça boyutları Ağız hazırlığı ve ağız toleransları Koruma etkisi ve gözenek oluşumu Kaynak metalinin özellikleri koruyucu gazın saflığı, Koruyucu gaz tel kombinasyonu Koruyucu gaz bileşenlerinin kaynak metalinde çözünme olasılıkları Kaynak parametreleri Cüruf miktarı, cüruf nedeniyle kenar çentiği ve üs tüste kaynak yapabilme Uygulanabilen ark türleri, arktaki kuvvetler ve arkın kararlılığı 10

11 Akım şiddetinin etkisi Gaz meme çapının etkisi 11

12 MIG-MAG kaynağında gaz sarfiyatı tel çapı, lüle çapı ve akım şiddeti arasındaki bağıntı 12

13 Koruyucu Gaz Debisinin Seçimi Basit formül: Koruyucu gaz akış debisi = Tel çapı x 10 Örnek: Tel elektrod çapı Koruyucu gaz debisi : 1,0 mm : 10 l/dak 13

14 Koruyucu Gaz Debisinin Ayarlanması ve Ölçümü Koruyucu gaz debisi, iki türlü ayarlanabilir ve ölçülebilir Basınç manometresi ile Debimetre ile 14

15 Farklı Koruyucu Gazlarla Sprey Arkta Dikiş Profili ve Nüfuziyet Derinliği 15

16 Çeşitli koruyucu gaz türlerinde elde edilen kaynak dikişi profili 16

17 17

18 18

19 19

20 KAYNAK AKIM ÜRETECİNİN AYARLANMASI MIG/MAG kaynak makinasıyla çalışan bir kaynakçı, biri diğerini etkileyen üç ayar ihtimaliyle karşı karşıya kalır: * ark gerilimini değiştirerek ark boyunu belirleyen boşta çalışma gerilimi * kaynak akımını değiştirerek eritme gücünü ve nüfuziyeti belirleyen tel elektrod besleme hızı * erimiş metali emniyetli şekilde örterek gözenek oluşumunu önleyen koruyucu gaz debisi 20

21 KAYNAK AKIM ŞİDDETİNİ SEÇERKEN DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN FAKTÖRLER Kaynak akım şiddeti, kaynak tel besleme hızı ile doğru orantılı olarak artar veya azalır. MIG-MAG kaynak makinelerinde tel hızı ayarlanır, kaynak akımını tel hızına başlı olarak kaynak makinesi belirler. 21

22 Akım şiddetinin, kaynak dikişinin biçim ve boyutlarına etkisi. U = 21 V, Kaynak hızı 390 mm/dak. Tel çapı 0,9 mm., serbest tel ucu 9,5 mm., MAG Bütün diğer kaynak parametreleri sabit tutulduğunda Kaynak akım şiddeti arttıkça kaynak dikişinin Kaynağın eni genişler, nüfuziyet artar ve kaynak dikiş yüksekliği artar. 22

23 23

24 24

25 AŞIRI YÜKSEK AKIM VEYA ÇOK DÜŞÜK ŞİDDETİ Aşırı yüksek akım şiddeti, çok geniş kaynak banyosuna ve derin nüfuziyete sebep olacağından birleştirilecek levha delinme tehlikesiyle karşı karşıya kalır. Çok düşük akım şiddeti, çok kötü yetersiz bir nüfuziyete ve kaynak telinin levha üzerinde aşırı yığılmasına sebep olacaktır. 25

26 26

27 Alaşımsız Çelik Kaynak Telleri için Tel ilerleme hızı ile Kaynak Akımı arasındaki ilişki 27

28 ER 4043 Alüminyum Kaynak Telleri İçin Tel ilerleme hızı ile Kaynak Akımı arasındaki ilişki 28

29 300 Serisi Östenitik Paslanmaz Çelik Kaynak Telleri İçin TEL İLERLEME HIZI İLE KAYNAK AKIMI ARASINDAKİ İLİŞKİ 29

30 KAYNAK GERİLİMİ (ARK BOYU) Sabit gerilimli Gazaltı kaynak makinalarında kaynak gerilimi kaynak teli ile iş parçası arasındaki uzaklık tarafından belirlenir. Her ark gerilimi değeri için makine tarafından sabit olarak tutulan bir ark boyu vardır. 30

31 Sabit gerilimli gazaltı kaynak makinelerinde ark gerilimi, makinenin kaba ve ince ayar düğmelerinden kademeli olarak veya dijital olarak ayarlanır. Kaba Ayar İnce Ayar Kaynak telinin kayn banyosuna yapışma önleyen ayarlanabil geri yanma özelliği Kaynak öncesi Ayar için 31

32 ARK GERİLİMİ (ARK BOYU) Ark boyunun artması, küresel damla geçişine neden olur Nüfuziyeti (penetrasyonu) değiştirmek için kullanılmaz Dikiş profilini ve ark kararlılığını etkiler 32

33 ARK GERİLİMİ (ARK BOYU) İLE DİKİŞ PROFİLİ ARASINDAKİ İLİŞKİ 33

34 34

35 35

36 36

37 Kaynak Geriliminin kaynak dikişi şekil ve boyutlarını Etkilemesi Kaynak akımı 175 Amper, Kaynak hızı 390 mm/dak. Kaynak tel çapı, 0,9/mm., Serbest tel uzunluğu 9,5 mm. MAG kaynak yöntemi. 37

38 38

39 ÇEŞİTLİ METALLER İÇİN ÖNERİLEN KAYNAK GERİLİM DEĞERLERİ 39

40 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 1 Düşük Gerilim ve Düşük Akım Ark karakteristiği Makina karakteristiği 40

41 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 2 Düşük Gerilim ve Orta Akım Ark karakteristiği Makina karakteristiği 41

42 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 3 Düşük Gerilim ve Yüksek Akım Ark karakteristiği Makina karakteristiği 42

43 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 4 Orta Gerilim ve Düşük Akım Ark karakteristiği Makina karakteristiği 43

44 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 5 Orta Gerilim ve Orta Akım Ark karakteristiği Makina karakteristiği 44

45 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 6 Orta Gerilim ve Yüksek Akım 45

46 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 7 Yüksek Gerilim ve Düşük Akım 46

47 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 8 Yüksek Gerilim ve Orta Akım 47

48 Akım ve Gerilim Ayarlarının Ark Boyuna ve Nüfuziyete Etkisi 9 Yüksek Gerilim ve Yüksek Akım 48

49 Sabit Akımda Gerilimin Etkisi 1 Düşük Gerilim 49

50 Sabit Akımda Gerilimin Etkisi 2 Orta Gerilim 50

51 Sabit Akımda Gerilimin Etkisi 3 Yüksek Gerilim 51

52 NÜFUZİYETLERİN KARŞILAŞTIRILMASI 52

53 Çeşitli ark türleri için çalışma bölgeleri Tel çapı: 0,8 mm. Koruyucu Gaz: CO2 53

54 54

55 Alüminyumun MIG kaynağında çalışma bölgeleri Esas Malzeme: AIZnMg1, AIMg3, AIMg5, AIMgSi1 Koruyucu gaz: Argon (%99,9) Serbest tel uzunluğu: 23 mm. 55

56 KAYNAK HIZI KAYNAK DİKİŞ BOYUTLARINA ETKİSİ Kaynak Hızı Yavaş olduğu zaman; * Yığılan kaynak metali miktarı artar ve kaynak banyosunun büyümesine sebep olur. * Nüfuziyetin azalmasına ve geniş kaynak dikişine sebep olur. Kaynak Hızı Arttığı zaman; * Kaynak bölgesine verilen ısı miktarı azalacak ve kaynak metalinin ergime miktarı da azalacaktır. * Nüfuziyet azalacaktır. 56

57 MAG kaynak yöntemiyle çeliklerin birleştirilmesinde Kaynak Hızının kaynak dikiş boyutlarına etkisi Kaynak gerilimi: 21 V Kaynak Akımı: 175 A Kaynak Teli çapı: 0.9 mm Serbest Tel uzunluğu: 9.5 mm 57

58 KAYNAK HIZININ DİKİŞ FORMUNA ETKİSİ 58

59 TEL BESLEME HIZININ ETKİSİ Tel besleme hızı ile akım şiddeti (amperaj) arasında sabit bir ilişki vardır Tel besleme hızı, amperajı belirler Tel besleme motorunun hızının ayarı ile akım ayarlanır Hızın düşürülmesi, daha az tel erimesine neden olur Genel olarak, yüksek tel besleme hızları kısa ark a, düşük tel hızları ise uzun ark a neden olur 59

60 TEL BESLEME HIZININ ETKİSİ Doğru tel besleme hızı Aşırı tel besleme hızı 60

61 Kaynak İşlemi Süresince Değişen Parametreler SERBEST KAYNAK TELİ UZUNLUĞUNUN KAYNAK DİKİŞ FORMUNA ETKİSİ Serbest Tel uzunluğu, torç nozulu içerisindeki bakır kontak memesi ucu ile kaynak telinin uç kısmı arasındaki mesafe olarak tanımlanır. 61

62 Serbest Tel Uzunluğu 62

63 Serbest tel uzunluğuna bağlı olarak ark türlerinin değişmesi Serbest Tel uzunluğu: 10d 8-12 d 15d d: Kaynak teli çapı 63

64 64

65 65

66 66

67 67

68 68

69 69

70 70

71 Kontak Borusu Mesafesinin Etkisi Köşe Dikişi 71

72 Kontak Borusu Mesafesinin Ölçümü 72

73 İçköşe Kaynağında Torç Konumunun Nüfuziyete Etkisi 73

74 MIG Kaynağında Torç Açıları 74

75 75

76 76

77 Torç açısı Hareket ve çalışma düzlemleri ve elektrod açıları 77

78 MIG - MAG yönteminde sola (hareket açısı negatif) ve sağa (hareket açısı pozitif) kaynak halinde dikiş formunun değişimi 78

79 79

80 80

81 81

82 MIG-MAG yönteminde kaynak yönünün eğimine göre dikiş biçiminin değişimi 82

83 Değiştirilen kaynak parametresi Nüfuziyet İstenen değişiklik Yığma hızı Banyo hacmi Banyo genişliği Akım & tel besleme hızı Ark gerilimi + + Kaynak hızı + + MIG-MAG kaynağında kaynak parametrelerinin dikiş boyutlarına etkisi Serbest tel boyu Tel çapı + + Koruyucu gaz Torç açısı Sağ a kayn ak (25 ) Sola kayn ak Sağ a kay nak Etkisiz + Küçük etkili Arttırır Azaltır Sola kayn ak 83

84 84

85 85

86 86

87 87

88 88

89 89

90 90

91 91

92 92

93 Kaynak Tülbentçi, Kutsal, MIG-MAG Eriyen Elektrod İle Gaz Altı Ark Kaynağı. Gedik holding 1990, İstanbul. Anık, S., Vural, M. Gaz altı ark kaynağı Gedik yayın no:3, İstanbul Anık, Selahaddin, 100 Soruda Kaynak Teknolojısı El Kitabı, Birsen Yayınevi, 1993, İstanbul Tülbentçi, Kutsal MIG-MAG Kaynağı Vural, M. İnternet Sunusu Uzun, H. İnternet Sunusu MEGEP Gaz Altı Kaynağı Çeşitli Katolaglar ve İnternet sunuları 93