T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAYNAK HATALARI. Adnan TÜRKER (Teknik Öğretmen) YÜKSEK LİSANS TEZİ METAL EĞİTİMİ ANABİLİMDALI

Transkript

1 T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAYNAK HATALARI Adnan TÜRKER (Teknik Öğretmen) YÜKSEK LİSANS TEZİ METAL EĞİTİMİ ANABİLİMDALI DANIŞMAN Prof. Dr. İrfan YÜKLER İSTANBUL 2005

2 T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAYNAK HATALARI Adnan TÜRKER (Teknik Öğretmen) ( ) YÜKSEK LİSANS TEZİ METAL EĞİTİMİ ANABİLİM DALI DANIŞMAN Prof. Dr. İrfan YÜKLER İSTANBUL 2005

3 T.C. MARMARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KABUL VE ONAY BELGESİ KAYNAK HATALARI Adnan TÜRKER in Kaynak Hataları isimli Lisansüstü tez çalışması, M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu nun tarih ve B.30.2.MAR.0.C sek./1735 sayılı kararı ile oluşturulan jüri tarafından Metal Eğitimi Anabilim Dalı Metal Eğitimi Programında YÜKSEK LİSANS Tezi olarak Kabul edilmiştir. Danışman : ( Prof. Dr. İrfan YÜKLER ) (Marmara Üniversitesi) Üye : ( Yrd. Doç. Dr. Halil DEMİRER ) ( Marmara Üniversitesi) Üye : ( Yrd. Doç. Dr. Hamdi SÖZÖZ ) ( Marmara Üniversitesi) Tezin Savunulduğu Tarih : ONAY M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu nun... tarih ve... sayılı kararı ile Adnan TÜRKER in Metal Eğitimi Anabilim Dalı Metal Eğitimi Programında Y.Lisans (MSc.) derecesi alması onanmıştır. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

4 ÖNSÖZ Son yıllarda teknoloji alanında önemli adımlar atılmıştır. Teknolojinin uygulama alanlarından biri olan kaynak teknolojisi de bu gelişmelerden en çok etkilenen sektörler arasındadır. Teknolojik gelişmelerin paralelinde hızla gelişen ve değişen kaynak teknolojisine Katkıda bulunmak kaygısıyla yaptığım bu çalışmamı, bilgi ve psikolojik desteğiyle tamamlamamı sağlayan; Sayın Prof. Dr. İrfan YÜKLER e Lisans ve Yüksek Lisans eğitimimizi en iyi şekilde tamamlamamız için gayret sarf eden Sayın Yrd. Doç. Dr. İrfan ÇALIŞ a Balıkesir İstanbul arasındaki yolculuk taleplerimi tebessümle karşılayan kaynağın piri sayın hocam Öğ. Bnb. Ethem BELEK e, manevi desteğinden dolayı Öğ. Bnb. Adem YILMAZ a, lisans eğitimim boyunca desteğini hiç esirgemeyen Sevgili eşim Hülya TÜRKER e ve en nihayetinde, imkanlarını kullandırarak eğitim hayatımı devam ettirmemi sağlayan Türk Silahlı Kuvvetlerine teşekkür ederim. Adnan TÜRKER Haziran 2005 I

5 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖNSÖZ İÇİNDEKİLER... ÖZET... ABSTRACT... YENİLİK BEYANI... SEMBOL LİSTESİ... KISALTMALAR... I II V VI VII VIII IX ŞEKİL LİSTESİ... TABLO LİSTESİ BÖLÜM I. GİRİŞ VE AMAÇ... I.1. GİRİŞ... I.2. AMAÇ... BÖLÜM II. ÖRTÜLÜ ELEKTROT ELEKTRİK ARK KAYNAĞI... II.1. ÖRTÜLÜ ELEKTROT ELEKTRİK ARK KAYNAĞI... II.2. KAYNAK DONANIMI... II.2.1. Kaynak Temel Elemanları... II Kaynak Makineleri. II Kaynak Pensi ve Şasesi II Kaynak Kabloları X XIII II

6 II Elektrotlar... 4.a. Rutil Elektrotlar... 4.b. Asit Elektrotlar... 4.c. Oksit Elektrotlar... 4.d. Bazik Elektrotlar. 4.e. Selülozik Elektrotlar. 4.f. Derin Nüfuziyet Elektrotları. 4.g. Demir Tozlu Elektrotlar.. II.2.2. Kaynak Sırasında Kullanılan Yardımcı Malzemeler.. II Kaynak Maskeleri ve Koruyucu Camlar II Kaynak Masası II Önlük ve Eldiven II Kaynak Çekici. II Tel Fırça.. II Pens Sehpası... II Kaynak Paravanları II Aspiratör ve Vantilatör II.3. ELEKTRİK ARKI.. II.3.1. Elektrik Akımı... II.3.2. Kaynak Akımı II.3.3. Ark Türleri... II.3.4. Elektrotun Yakılışı. II.3.5. Ark Üflemesi ve Önlemleri II.3.6. Arkın Oluşmasında Akım Ayarının Önemi. II.4. PARÇALARIN KAYNAĞA HAZIRLANMASI.. II.4.1. Kaynak Ağzı Çeşitleri II.4.2. Kaynak Ağzı Açma Araçları. II.4.3. Puntolama... II.5. KAYNAK YAPMA POZİSYONLARI... III.6. KAYNAK YAPIMINDAKİ ŞEKİL DEĞİŞTİRMELER VE BUNLARA KARŞI ALINACAK ÖNLEMLER. BÖLÜM III. KAYNAKTA SÜREKSİZLİKLER... III.1. KAYNAKTA SÜREKSİZLİKLER.. III.1.1. Konum Hatalı Kaynaklar III

7 III.1.2. Yanma Oluğu III.1.3.Yetersiz kaynak doldurması... III.1.4. Aşırı konkav ve konveks dikişler III.1.5. Aşırı Metal Yığılması III.1.6. Katmer... III.1.7. Ark Erimesi... III.1.8. Yetersiz Ergime. III.1.9. Nufuziyet Azlığı III Yüzey Gözenekleri.. III Diğerleri... III Ark Çarpmaları III Sıçramalar III Cüruf İnkluzyonları... III Oksit İnklüzyonları.. III Tungsten İnkluzyonları III Ark Kraterleri... III Porozite III Tabakalaşma III Dikişler, Katlamalar III Çatlaklar 10.a. Kaynak metali çatlakları.. 10.b. ITAB çatlakları. I. Hidrojen Çatlakları.... II. Lameler Yırtılma BÖLÜM IV.KAYNAKLARIN MUAYENESİ IV. 1. KAYNAKLARIN MUAYENESİ.. IV.1.1. Tahribatsız Muayeneler... IV Göz ile Muayene IV Sıvı Emdirme Yöntemi ile Muayene IV Manyetik Parçacık Testi IV Ultrasonik Titreşimler Yardımı ile Muayene IV Radyografik Muayene.. IV.1.2. Tahribatlı Muayene... IV Çekme IV Kırma... IV Eğme IV

8 IV.2.4. Kayma Testleri.. IV.2. MUAYENE YÖNTEMİNİN SEÇİMİ BÖLÜM V. KAYNAKLARDA KALİTE SEVİYESİNİN TESBİTİ V. 1. KAYNAKLARDA KALİTE SEVİYESİNİN TESBİTİ. SONUÇLAR... KAYNAKLAR... ÖZGEÇMİŞ V

9 ÖZET Bilgi patlamasının yaşandığı teknolojinin sadece adının telaffuz edildiği kendisinin ise her alanda yakalanamaz bir truva atı olduğu gerçeğinin yaşandığı çağımızda, bu tez teknoloji ve gelişmeler düşünüldüğü zaman evrendeki dünyanın kapladığı yer kadar küçük olan bir konu (kaynak) üzerinde içine girildiği zaman kıtaları ülkeleri ile koskoca bir dünya olan ve kıtalardan herhangi bir tanesine eşdeğer örtülü elektrod ile elektrik ark kaynağının donanımı, yöntemi ve kullanılan elektrotları incelendi. Üretmek önemli değil pazarda aranan ürünü üretmek ancak hataları ortadan kaldırmakla mümkün kılına bileceği ilkesinden kaynak süreksizlikleri ( hataları ) nelerdir,nasıl meydana gelir sorularına cevaplar aranmış ve önleme tedbirleri gerçekçi bir şekilde ortaya konmuştur. Yapılan birleştirmenin nerede ne kadar kullanılabilirliğinin veya ana yapıyla ne kadar örtüşüp örtüşmediği gerçeğinin ortaya konulduğu tahribatlı ve tahribatsız muayene yöntemleri ve en nihayetinde yapılan kaynağın ve oluşabilecek hatanın uluslararasındaki standartları verilmiştir. VI

10 ABSTRACT In this thesis, hardware of arc welding with covered electrode, methods of electric arc welding and used electrodes were studied. This subject, a tiny part of the improving technology which is also a huge branch in itself, is developing in a high speed as the other improvements of the world. By using the principle Producing zero-mistake production is more important than just producing the answers for the questions what the welding discontinuities are and how they happen were searched and precautions were determined in a realistic way. Destructive and non-destructive testing methods which describe the usability of applied welding as time, strength and place or how it overlaps with the main substance were studied. Eventually international standarts of probable errors and applied welding were given. VII

11 YENİLİK BEYANI Gelişen dünyayla birlikte etrafımızdaki her şeyin de değiştiğini unutmamak gerekir.hele ki su ile kaynağın bile yapıldığı, kaynak sektörü gibi yüksek teknolojilerin gereksinim duyulduğu bir alanın yerinde sayması beklenemezdi. Kaynak dünyası yeniliklere kapısını araladıkça, ana sanayisindeki temel unsurlar da bu değişimden şüphesiz etkilenirler. Her sektörle bağlantılı ve vazgeçilmezi olan kaynak teknolojileri günümüzde hızla gelişen başlı başına bir sektör olmuştur. Bundan daha yıl öncesinde şimdiki zamana göre çok ilkel diyebileceğimiz metotlarla kaynak yapılırken; günümüzde kaynak işlemleri için insan gücüne neredeyse ihtiyaç kalmamıştır. Yıllardır iki metal parçayı estetik ve sağlam bir şekilde doğrudan birleştirmenin yolu kaynak bağlantısıdır. Bu çalışmada da kaynağın bu kariyerini korunması için Kaynak yöntemlerinden birisi olan Örtülü Elektrotla Elektrik Ark Kaynağı ele alınmış ve mantığı anlatılarak, pratik çözümlerin ortaya konabilmesi için yapılabilecek kaynak hataları analiz edilmiş ve bunlara karşı gereken koruyucu hekimlik veya hekimlik yapılmış sonuç olarak önlemeye dönük tedbirler ortaya konmuştur. Bin aleyh Uluslar arası kaynak standartları hakkında aydınlatıcı bilgi verilmiş ve yapılan kaynağın veya kaynak hatasının uluslar arasındaki seviyesinin (standardının) veya kabul edilebilirliğinin ne olduğunun değerlendirilmesi yapılmıştır. Sonuç olarak; kaynak teknolojilerine insanlık varoldukça talep artacak; talep arttıkça teknoloji ilerleyecek ve ilerleyen teknoloji sanayinin tüm dallarına olumlu bir etki yapacaktır. Haziran 2005 Prof. Dr. İrfan YÜKLER Adnan TÜRKER VIII

12 SEMBOL LİSTESİ A AS C c/sn D d K S t : Amper : En iyi alın kaynak birleştirmesi : Kaynak kalite seviyesi : Klon / saniye : Kaynak kalite seviyesinde (En kötü kaynak) : Yarıçap : Köşe dikişi : Alın kaynak birleştirmesi : Parça kalınlığı : Yığma açısı IX

13 KISALTMALAR AWS DADK DATK DIN IIW ITAB MAG MIG SÇK TIG : Amerikan Kaynak Cemiyeti : Doğru Akımda Doğru Kutuplama : Doğru Akım Ters Kutuplama : Alman Standardı : Uluslararası Kaynak Enstitüsü : Isının Tesir Altındaki Bölge : Metal Aktif Gaz : Metal İnert Gaz : Sıcak Çatlama Kriteri : Tungsten İnert Gaz X

14 ŞEKİL LİSTESİ SAYFA NO Şekil II.1 Örtülü Elektrot İle Elektrik Ark Kaynak Donanımı Blok Şeması Şekil II.2 Kaynak Pensi, Şasesi ve Kabloları... Şekil II.3 Kaynak Alanının, Paravan Kullanılarak Çevreden Yalıtılması.. Şekil II.4 İki Karbon Elektrot Arasında Oluşturulan Arkın Görünüşü Şekil II.5 Küt Alın Kaynak Ağzı (Üstte) ve V Alın Kaynak Ağzı (Altta). Şekil II.6 Çift Taraflı Açılmış V Kaynak Ağzı(Üstte) ve Tek Taraflı Açılmış U Kaynak Ağzı(Altta). Şekil III.1 Konum Hatalı Kaynak Birleştirmeleri Şekil III.2 Kaynak Kesit Geometrisini Etkileyen Süreksizlikler. Şekil III.3 Tipik Yetersiz Kaynak Doldurmak Süreksizliği. Şekil III.4 İç Köşe Kaynağı Boyutları. Şekil III.5 İç Köşe Kaynak Profilleri.. Şekil III.6 İç Köşe Kaynak Yüzeyinde Oluşan Gerilmeler.. Şekil III.7 V Alın Kaynağı Kök Pasosunda Büzülme Çatlağı. Şekil III.8. Aşırı Metal Yığılma Açısı.. Şekil III.9 Kaynaklı Birleştirmede Aşırı Yığılan Kaynak Metali Açısının Yorulma Mukavemeti Üzerindeki Tesiri.. Şekil III.10 Kök Açıklığının Kaynak Birleştirmesindeki Tesiri.. Şekil III.11 Yetersiz Erime (Şematik).. Şekil III.12 Nüfuziyet Azlığı Şekil III.13 Kısmî Nufuziyetli olarak Tasarlanmış Kaynak Birleştirmeleri Şekil III.14 Yetersiz Kaynak Nufuziyetine Ve Yetersiz Erimeye Tesir Eden Faktörler Ve Önlemleri. Şekil III.15 Değişik Cüruf İnklüzyonları Görülmektedir Şekil III.16 İnklüzyonların Sebepleri Ve Önlemleri XI

15 Şekil III.17 Kaynak Metalinde Bulunan Gaz Porozite Türleri... Şekil III.18 Kaynak Metali Ve İş Parçasında Oluşan Çatlakların Bulunma Yeri Ve Şekline Göre Adlandırılması Şekil III.19 Tipik Kaynak Metali Çatlakları Şekil III.20 S, C Ve Mn In Alaşımsız, Düşük Karbonlu Çeliğin Sıcak Çatlamaya Meyli Üzerine Etkisi.. Şekil III.21 Ana metal ITAB Sıcak Çatlama Faktörleri. Şekil III.22 Kaynak Ağzı Açılmış Kaynaklı Birleştirmelerde Dikiş Boyutlarının Sıcak Çatlamaya Tesiri Şekil III.23 Alın Birleştirmesinde Bir Krater Çatlağı Şekil III.24 Kaynak Edilen Parçada Soğuk Çatlama Sebepleri Ve Önlemler.. Şekil III.25 Kaynak Birleştirilmesinde Tipik Lameler Yırtılma Şekildeki Oklar Büzülme Gerilmelerini Ve Yönünü Göstermektedir.. Şekil IV.1 Ultrasonik Titreşimler Yardımı İle Hataların Saptanması.. Şekil IV.2 Rontgen cihazı ile Radyografik Mayene Şekil IV.3 Radyografik Muayenede Dikişlerdeki Hataların Film Üzerinde Görünümü. Şekil.IV.4 Çentikli Darbe Deneyleri. Şekil.IV.5 Hidrolik Eğme Ünitesi. Şekil V.1 Alın Dikişlerinde Dikişin Taşkınlığı. Şekil V.2 İnce Çelik Saçlarda Alın Dikişleri Kapak Panosunun Çöküklüğü Şekil V.3 Çelik Saçlarda Alın Dikişleri Kapak Panosunun Çöküklüğü... Şekil V.4 Çift Taraftan Kaynak Edilen Alın Dikişlerinde Kenar Kayması. Şekil V.5 Tek Taraftan Kaynak Edilmiş Alın Dikişlerinde Kenar Kayması Şekil V.6 Tek Taraftan Kaynak Edilmiş Çevresel Boru Dikişlerinde Kenar Kayması... Şekil V.7 Alın Dikişlerinde Yanma ve Kenar Çentikleri ( Yanma Olduğu ) Şekil V.8 Alın Dikişlerinde Kökün Taşkınlığı. Şekil V.9 İnce Saçların Köşe Dikişlerinde Dikiş Taşkınlığı ( Dış Bükeylik ) Şekil V.10 Kalın Şaçların Köşe Dikişlerinde Dikiş Taşkınlığı ( Dış Bükeylik ). Şekil V.11 Bindirme Birleştirmelerde Dikiş Taşkınlığı... Şekil V.12 Köşe Dikişlerinde Dikişin İçbükeylik Şekil V.13 Köşe Dikişlerinde Eşit Olmayan Dikiş Kenar Uzunluğu Şekil V.14 Köşe Dikişlerinde Kökün Kapanması XII

16 TABLO LİSTESİ SAYFA NO Tablo III.1 Kaynak Birleştirme Süreksizliklerinin ISO (TSE) Standartlarında Sınıflandırılması 21 Tablo III.2 Kaynak Yöntemine Bağlı Oluşan Süreksizlikler Tablo IV.1 Kaynak Geometrisine Göre Tahribatsız Muayene Yönteminin Seçimi Tablo IV.2 Süreksizlik Türüne Göre Tahribatsız Muayene Yöntemi Seçme.. Tablo V.1 DIN 8563 Part 3 e Göre Çeliklerin Eritme Kaynaklı Bağlantılarında Alın Dikişleri İçin Bulgular Ve Değerlendirme Grupları.. Tablo V.2 DIN 8563 Part 3 e Göre Çeliklerin Eritme Kaynaklı Bağlantılarında Köşe Dikişleri İçin Bulgu ve Değerlendirme Grupları... Tablo V.3 DIN 8563 Part 3 e Göre Çeliklerin Eritme Kaynağında Belirli Boyutlarına İzin Verilen Bulgular XIII

17 BÖLÜM I I.1. Giriş Metaller insanlar tarafından binlerce yıldan beri kullanılmakla birlikte, ilk yararlı metalin nasıl üretildiğini kimse kesin olarak bilmemektedir.meteoritlerle yer yüzeyine gelen metal parçacıklarının yararlı özelliklere sahip olduğunun keşfedilmiş olması mümkündür.bakır içeren minerallerin bulunduğu bir yörede yaşayan insanların bilmeden bu filizleri kamp ateşinde ısıtmış olması ihtimali daha da fazladır.uygun şartlar altında,bu olay çekiçle şekillendirilebilen ve saf olmayan bakır parçacıklarının üretimine neden olmuş olabilir.orijinleri ne olursa olsun,metallerin erken çağlarda kullanılmış olduğu bakır alaşımından(bronz) yapılmış aletlerin ortaya çıkartılması ile kanıtlanmıştır.ilkel yerleşim merkezlerinden baltalar, mızrak uçları ve süs eşyaları çıkartılmış ve arkeologlar bunların şimdi bronz çağı olarak adlandırdığımız dönemde üretilip kullanıldığını göstermişlerdir. Milattan önce 1400 yıllarında Suriyelilerin bulduğu söylenen demirci kaynağındaki gelişmeler bir yana bırakılırsa, küçük metal parçacıkların birleştirilerek daha büyük ve daha karmaşık parçaları üretmedeki yetersizlik, mühendislikteki gelişmeyi 19. yüzyılın başlarına kadar engellemiştir.itiraf etmek gerekir ki döküm teknikleri çanların ve topların üretiminde olduğu gibi son haddine kadar kullanıldı.ancak elde edilen metal gevrekti ve mukavemeti demircinin çekici altındaki dövme parçaların mukavemetine nazaran çok daha düşüktü.ancak dövme parçalar da küçük boyutlarda üretilebiliyordu ve bu nedenle de birleştirilmelerine ihtiyaç vardı.gelişmelerin çoğu askeri gereksinimlerden doğmuştur.buna en güzel örnek şövalye zırhlarının perçinlenmesidir.bu sayede zırhtaki hasara uğramış zırh parçalarının değiştirilebilmesi sağlanmıştır. Cıvatalama, perçinleme, lehimleme ve 1

18 son olarak da kaynak gibi birleştirme tekniklerinin ticari boyutlarda ortaya çıkışı ancak makineye bağlı endüstriyel devrimin gerçekleşmesiyle mümkün olmuştur. Bir köprü tasarımcısı, köprü platformunda hareket eden vasıtaların oluşturduğu değişken yükleri taşıyacak levhaları birbirine birleştirecek yöntemler arar. Birleştirme işlemlerini mümkün olduğu kadar çabuk yapmak her ne kadar arzulanır ise de, bu her uygulama için birinci derecede öneme haiz bir husus değildir.gerçekte bazı bağlantıların yerinde yapılması zorunlu bir faktör olarak karşımıza çıkabilir.bu nedenden dolayı köşe kaynağı kirişlerin sıkça atölyedeki imalatında kullanılırken; bu kirişlerle ilgili kritik bağlantılar, daha iyi bir kalite kontrolü ve zor yerlerde çalışma kolaylığı sağlamak gibi yararlarından ötürü yerinde yapılan cıvata bağlantısı ile gerçekleştirilir. Buna karşılık, köprüden geçen otomobillerin imalatçısı ise üretim hattında kullanılabilmeye uygun güvenirlilik, tekrarlanabilirlik ile birlikte yüksek üretim hızına sahip birleştirme tekniklerini araştırır.genellikle büyük iş gücü gerektiğinden bu yöntemler mümkün olduğunca yarı kalifiye operatörler tarafından uygulanmaya müsait olmalıdır.bu ise, üretim düzeninin kurulması, kontrolü veya izlenmesi için uzman personel gerektirir. I.2. Amaç Gelecekte bilimin ve mühendisliğin yapı taşlarından biri olacak olan ileri kaynak teknolojisinde kullanım alanlarıyla daha çok uygulamalarda yer bulacak ve üniversite eğitiminde de vazgeçilmez mühendislik dallarından biri olmayı daha da güçlenerek devam ettirecektir. Bugün çok sayıda kullanılabilir birleştirme tekniği vardır ve günümüzdeki sorun birleştirmenin nasıl yapılacağı değil, en iyi birleştirme yöntemin nasıl seçileceğidir. Her yöntemin kendine has özellikleri vardır ve en uygun seçim için birçok hususun değerlendirilmesi gerekir. Mukavemet, üretim kolaylığı, maliyet, ömür, korozyon dayanımı ve görünüş gibi faktörlerin göreceli önemi büyük ölçüde göz önüne alınan uygulamaya bağlıdır. 2

19 Bu nedenlerle tezde genel kaynak yöntemlerinin atası olan Örtülü elektrotla elektrik ark kaynağının genel yapılış yöntemleri incelenmiş ve en iyi birleştirmenin yapılabilmesi için; birleştirmelerde karşılaşılan süreksizliklerden yola çıkılarak en iyi ye ulaşmak ve birleşmenin yapıldığı kısmın ana malzemeden mekanik özellikler, mukavemet, üretim kolaylığı, maliyet, ömür, korozyon dayanımı ve görünüş parametreler değerlendirilerek ana malzemeye en yakın ve istekleri en iyi karşılayacak optimum süreksizlik çözüm yöntemleri belirlenmiştir. Giriş bölümünde bahsettiğim gibi Kaynak teknolojisinin en hızlı gelişiminin savaş dönemlerin de olduğunu ve bununda ancak arz talep ilkesiyle açıklana bileceği gerçeğidir. Bu nedenle tez Kara Kuvvetleri Astsubay Meslek Yüksek Okulunun yetiştirmekte olduğu ve Kara Kuvvetlerinin değişik kıta ve ünitelerinde görev yapacak olan Astsubay öğrencilerine kaynak derslerinde ders notu olarak kullanılması amacı ile hazırlanmıştır. 3

20 BÖLÜM II ÖRTÜLÜ ELEKTROD ELEKTRİK ARK KAYNAĞI II.1. ÖRTÜLÜ ELEKTROT ELEKTRİK ARK KAYNAĞI KAYNAK: Bir birinin aynı veya erime aralıkları birbirine yakın iki veya daha fazla metalik veya termoplastik parçayı ısı, basınç veya her ikisini kullanarak aynı türden bir malzeme katarak veya katmadan birleştirmektir. ERİTME KAYNAĞI: Metalik malzemeyi yalnız sıcaklığın etkisi ile yerel olarak ek kaynak metali ile birlikte eritip birleştirmektir. Ergitme kaynak grubundan olan elektrik ark kaynağında iş parçasına ergime sıcaklılarının üzerine çıkaracak ısı verilir. Isının oluşmasında elektrik enerjisinden yararlanılır. Sanayi şebekesinden alınan elektrik akımı, kaynak temel elemanlarından biri olan kaynak makineleri yardımıyla kaynak akımına dönüştürülür. Kaynak makineleri, alternatif ve doğru akım üreten makineler olarak iki ana grup içerisindedir. Jeneratör ve redresör ark kaynak makineleri doğru akım üretirler. Tranformatör ark kaynak makineleri ise, dalgalı kaynak akım üreteçleridir. Her iki grup içinde bulunan kaynak makinelerinin birbirine göre üstünlükleri vardır. 4

21 II. 2. KAYNAK DONANIMI Kaynak yapıla bilmesi için gerekli malzemeler; kaynak temel elemanları ve kaynak yardımcı elemanları olmak üzere iki ana grup altında toplanır. II.2.1. KAYNAK TEMEL ELEMANLARI Temel elemanlar içerisinde kaynak makinesi, pense, şaseler, kablolar ve elektrotlar girmektedir. (Bkz. Şekil I.1) Elektrot pensesi Elektrot Akım üreteci Elektroda İş parçası İş parçasına Şekil II.1 Örtülü Elektrot İle Elektrik Ark Kaynak Donanımı Blok Şeması [2] II Kaynak Makineleri Başta belirtmemiz gerekir ki; elektrik akımı bir elektron hareketidir. Elektronlar ( ) kutup olarak adlandırılan katotlardan (+) kutup olarak adlandırılan anoda doğru hareket ederler. Elektronların bu hareketine elektrik akımı adı verilir. Ayrıca (+) ve ( ) kutuplar arasında elektronları harekete geçiren bir elektron fazlalığı vardır. Buna da gerilim adı verilmektedir. Şebeke geriliminin insan vücudu açısından tehlikeli olması ve bu gerilim ile kaynağa arkı oluşturulduğu taktirde ark esnasından etrafa metal sıçramaları tehlikeli bir durum arz eder. Bu nedenden dolayı kaynak makineleri adı verilen gerilim üreteçleri tarafından gerilim (25-55 volt) ve şiddeti ( amper) kaynak için uygun hale getirilir. 5

22 Ark kaynağını hem alternatif akımla hem de doğru akımla yapmak mümkündür. Dolayısıyla kaynak makineleri ; 1. Doğru akım veren kaynak makineleri; kaynak jeneratörleri, kaynak redresörleri. 2. Alternatif akım veren kaynak makineleri; transformatörler II Kaynak Pensi ve Şasesi Kaynak akımının dolayısıyla ergimenin olaşabilmesi için kaynak makinesinde üretilen akımın pensten elektrota buradan iş parçasına, sonrada kaynak makinesine iletilmesi gerekmektedir. İş parçasıyla kaynak makinesi arasındaki akım iletimi kaynak kablolarıyla sağlanır. Bu kabloya topraklama kablosu adı verilmekte olup, iş parçasına temasının ağlanmasında, şase adı verilen aparatlardan yararlanmaktadır. (Bkz.. Şekil II.2) Şekil II.2 Kaynak Pensi, Şasesi ve Kabloları [2] 6

23 II Kaynak Kabloları Elektrik ark kaynağında birincisi şebekeden kaynak makinesine olan elektrik bağlantısını sağlayan kablo ve ikincisi kaynak makinesi ile iş parçası arasındaki bağlantıyı gerçekleştiren kablo olmak üzere iki tür kablo vardır. II Elektrotlar Elektrik ark kaynağında, çok özel istisnai uygulamalar dışında, örtülü elektrot kullanılır. Örtülü Elektrotlar: Çıplak telin üzerine daldırma veya presleme ile bir örtü kaplanması ile elde edilir yılında İsveçli Oscar Kjelberg tarafından bulunan elektrot örtüsü aşağıdaki faydaları sağlamaktadır. 1) Arkın tutuşması ve oluşmasını kolaylaştırır, böylece hem doğru hem de alternatif akım ile kaynak yapılması mümkün olur. 2) Tavan ve dikine kaynak işlemlerini yapılmasını kolaylaştırır. 3) Dikişin yavaş soğumasını sağlar. 4) Koruyucu gaz ortamı meydana getirir. 5) Erime hızını yükseltir. 6) Erimiş kaynak banyosunu deokside eder. Örtü karakterine göre örtülü elektrotlar; rutil, oksit, bazik, selülozik karakterli ve özel elektrotlar olarak sınıflandırılır. 4.a. Rutil Elektrotlar Örtü ağırlığının yaklaşık %35 i titandioksitdir. Eriyen kaynak metali örtü kalınlığı arttıkça incelen damlalar halinde iş parçasına geçer. Örtü kalınlığının fazla olması kaynak dikişinin mekanik özelliklerinin de olumlu yönde etkilemekte ve aralık doldurma kabiliyetini arttırmaktadır. Rutil türdeki örtüye sahip elektrotlar, dikişi tamamen örten oldukça kalın, rengi kahverenginden siyaha kadar değişen çabuk katılaşan bir cüruf oluştururlar. Hem doğru hem de dalgalı akımla kaynak yapılabilir. Oluşturdukları ark yumuşaktır. 7

24 4.b. Asit Elektrotlar Örtülerinde daha çok, demir oksit ve manganez bulunur. Kalın örtülü olarak imal edilirler. Görünüşü arı peteğini andırır ve dikiş üzeriden kolayca kalkar. Bu elektrotlar çabuk akan düz dikişler verirler ve dikey pozisyonda yukardan aşağıya doğru kaynaklardan başka her pozisyon için uygundur. Hem doğru hem alternatif akım ile kullanılabilir. Aralık doldurma kabiliyetleri zayıf olduğundan kaynak ağzının iyi açılması ve parçaların birbirine iyice uyması gerekir. 4.c. Oksit Elektrotlar Güzel görünüşlü ve düzgün kaynak dikişlerinin elde edilmesi önemli olduğu zaman kullanılır. Cüruf çok akıcı olduğundan yatay ve oluk pozisyonlarda kullanılması önerilmektedir. Ark sıcaklığının yüksek olması nedeni ile aralık doldurma kabiliyeti düşük,dikiş üzerinde çatlama ihtimali artar. 4.d. Bazik Elektrotlar Kaynak dikişinde hidrojen olmaması sağlıklı kaynak yapmanın ön şartıdır. Hidrojen kaynak dikişinde ve ITAB (Isının Tesir Altındaki Bölge) da çatlakların oluşmasına neden olur. Bazik elektrot örtüleri, dikişin hidrojen kopma olasılığının aza indirecek yapıya sahiptir. Bazik elektrotlar bütün kaynak konularında kullanılabilen, aralık doldurma kabiliyeti fazla olan bir elektrottur. Kaynak metali büyük damlalar halinde geçiş yapar sonuçta elde edilen kaynak dikişinin mekaniksel özellikleri oldukça iyidir. Bazik Elektrotların Kullanım alanları; İç yapısı bilinmeyen karbonlu ve az karbonlu çeliklerin kaynağında, Yüksek miktarda karbon,kükürt,fosfor ve azot içeren çeliklerin kaynağında, Farklı karbon içeren çeliklerin birleştirilmesinde, Kalın kesitli parçaların kaynağında, 0 0 C sıcaklıkların altında çalışan makine donanım ve yapıların kaynağında, Dinamik zorlamalara maruz kontrüksiyonlarda. 8

25 4.e. Selülozik Elektrotlar Ölçülerinde yandıkları zaman gaz haline geçen organik maddeler bulunur. Çoğunlukla kalın örtülü olarak imal edilirler. Dikiş üzerinde çok az cüruf meydana getirirler, sıçrama kayıpları yüksektir. Doğru akımda (pozitif kutba bağlanarak) veya alternatif akımda kullanılır. Her pozisyondaki kaynakta kullanılabilir. 4.f. Derin Nüfuziyet Elektrotları Kaynak ağzı açma zorunluluğu vardır. İki taraftan birer paso çekilerek 2.d 2 (d: yarıçap) mm kalınlıktaki saçlara ağız açmadan, alın kaynağı yapmak mümkündür. Her bir taraftan çekilen pasonun, saç kalınlığının yarısını kaynak etmesi gerektirir. 4.g. Demir Tozlu Elektrotlar Örtü bileşimi hemen hemen yarıya kadar demir tozundan oluşur. Bunun faydaları şunlardır: Örtüyü iletken hale getirir Dikişe geçerek ergime verimini arttırır. Elektrotun yüksek verimli olmasına olanak tanır. II.2.2. Kaynak Sırasında Kullanılan Yardımcı Malzemeler Kaynak sırasında oluşan ısı, ışık,duman ve radyasyondan kaynakçıyı korumak için bazı malzemeler kullanılır. Bu malzemeler aşağıda açıklanmıştır. II Kaynak Maskeleri ve Koruyucu Camlar Kaynak arkının ortaya çıkardığı enerjinin %85 i ısı, %15 i ışık enerjisi olarak değerlendirilmektedir. Işık enerjisinin %10 u ültraviyole, %30 u parlak veya görünen ışınlar, geri kalanı ise enfraruj ışınlardır. Parlak ve görünen ışınlar gözleri kamaştırarak geçici görme bozukluklarına neden olur. Bu olayın sürekli olması ise doğal olarak gözün görme kabiliyetinin azalmasıyla sonuçlanır. Bu nedenle bu zararlı ışınlardan korunmak için kaynak maskeleri kullanılır.[1] 9

26 II Kaynak Masası Kaynakçının rahat çalışmasına olanak tanıyacak masalar ve aparatlar kullanılır. (Bkz. Şekil II.3). Kaynak yapılacak iş parçalarının üzerinde konumlandırıldığı ve değişik pozisyonların verilebildiği masa ve pozisyonerler kullanılır. Paravan Emeç Pens sehpası Şekil II.3 Kaynak Alanının, Paravan Kullanılarak Çevreden Yalıtılması Şekil II.3 Kaynak Alanının, Paravan Kullanılarak Çevreden Yalıtılması [2] II Önlük ve Eldiven Kaynak esnasında oluşan ısı ve radyasyonun zararlı etkilerinden korunmak için normal giysiler yeterli değildir. Normal çalışma kıyafetleri ısıdan etkilenerek bir süre sonra sertleşir ve parçalanır. Sıçramalardan çıkan küçük parçacıklardan korumaz. Tüm bu olumsuzluklar nedeniyle kaynakçının ısı ve radyasyon enerjisinden korunması gerekmektedir. Buda deriden yapılmış özel aksesuarlarla sağlanır. Bunlar; önlük, eldiven, tozluk ve kolluktur. 10

27 II Kaynak Çekici Cürufun temizlenmesinde kullanılan özel yapıdaki çekiçlerdir. II Tel Fırça Sıçramalardan meydana gelmiş metal parçalarından arındırmak için kullanılır. II Pens Sehpası Kaynağa ara verildiğinde kaynak pensinin konulduğu sehpadır. Elektrik enerjisine karşı yalıtılmış olmalıdır. II Kaynak Paravanları Kaynak kıvılcım ve ışınlarının çevreye olan zararlarının engellenmesinde kullanılır. II Aspiratör ve Vantilatör Elektrotu oluşturan maddeler kaynak esnasında yanarak zararlı gazlar oluşturur. Bunlardan korunmak için aspiratör ve vantilatör kullanılır. II.3. ELEKTRİK ARKI II.3.1. ELEKTRİK AKIMI Bir enerji dönüşümü sonucunda ortaya çıkar kömür, petrol ve nükleer tepkimelerden meydana gelen ısı yada akarsuların kinetik enerjisinin harekete dönüşmesi, elektrik sağlayan kaynakları oluşturur. Elektronlar, bütün atomlarda çekirdeğin çevresindeki yörüngede bulunur. Elektron akışı; elektrik akımı diye adlandırılır. Birimi amperdir. Bir amper, verilen bir noktadan bir saniyede (6, ) elektronun geçmesi demektir.[2] Yük klonla ölçülür. Bir amper, bir klon / saniye olarak tanımlanır. (1A=1c/sn) Elektrik şebekesinden alınan alternatif akım, doğrultmaçlar yardımıyla doğru akıma çevrilir. Akımın yönü kaynak işleminde kutuplar arasındaki gidişleri değiştirerek kaynağın niteliğinde oynamalar yapılabilir. Genel olarak doğu akımda elektrot (-) kutupta ise doğru akımda doğru kutuplama (DADK) adını alır. Elektrot (+) kutupta 11

28 ise doğru akım ters kutuplama (DATK) olarak anılır. Ters kutuplama, doğru kutuplamaya göre daha derin bir nüfuziyet elde edilmesini sağlar. Doğru kutuplama ise ters kutuplamaya göre elektrotun ergime gücü yüksektir. II.3.2. Kaynak Akımı Şebekeden alınan volt gerilime sahip elektrik akımının, kaynak makineleri aracığıyla, gerilimin volt ve akım şiddetinin ampere değiştirilmesiyle elde edilen ve elektrik ark kaynağında kullanılan akıma kaynak akımı denir. II.3.3. Ark Türleri Elektronlar sürekli olarak elektron yönünden zayıf olan tarafa doğru, hareketlerini gerçekleştirir. Elektrottan ayrılan elektronlar, şasenin bağlı olduğu iş parçasına, çok şiddetli bir şekilde geçiş yaparlar. (Bkz.. Şekil II.4 ) A : Anot K : Katod C : Katodik leke S : Anodik krater F : Yayılan ısı L : Ark Şekil II.4 İki Karbon Elektrot Arasında Oluşturulan Arkın Görünüşü [3] 12

29 Olay bir bombardımanı andırır. Bir amperlik elektrik akımında 6, adet elektron hareketi söz konusu olduğu dikkate alınırsa, sıradan değerlerle yapılan elektrik ark kaynak şiddetindeki elektron sayısının sayılar ile ifade edilme güçlüğü ve büyüklüğü daha kolay anlaşılacaktır. Bu oranda büyük elektron geçişi, kaynak alanı sıcaklığının yüksek değerlere çıkması için yeterlidir. Elektrot ile iş parçası arasındaki mesafeye ark boyu denir. Ark boyu elektrot çapından büyük olduğu taktirde ismi uzun ark boyu olur. Elektrot çapından küçük mesafeler ise kısa ark boyu olarak anılmaktadır. II.3.4. Elektrotun Yakılışı Elektrik ark kaynağında üzeri örtü maddesiyle kaplanmış metal çubuklardan yararlanılır. Elektrotun çıplak ucu pense takılır. Elektrotu şasenin bağlı olduğu iş parçasına kısa süreli değdirme ile kaynak akımı elektrottan iş parçasına doğru geçer değdirme işlemi bir miktar uzatılacak olursa iş parçasına değdiği taraftan başlayarak kızarmasıyla sonuçlanan olumsuz bir durum açığa çıkar elektrot ile dar hava alanı, çok kısa sürede ısınıp elektron iletimi için uygun hale getirilebilir. Bu işleme elektrotun yakılması denir. II.3.5. Ark Üflemesi ve Önlemleri Ark oluşurken elektrot ile iş parçası arasındaki hava ısınır ve iletken hale gelir. Dolayısıyla elektrik ark kaynağı yapılırken ortaya çıkan ark bir iletken olarak bilinmelidir. Bunun sonucu arkın etrafında da bir manyetik alan oluşması bir kuraldır. Meydana gelen manyetik alan, arkta bir oynamanın yanında kaynak banyosunun kontrolünün zorlaşmasına ve bozuk dikişlerin oluşmasına neden olur. Ark üflemesine karşı alınacak önlemler; 1) Akım değerini azaltmak. 2) Kök dikişi yada geniş punto yapmak. 3) Derin (uzun) kaynaklarda alt destek parçası kullanmak. 4) Şasenin yerini değiştirmek. 5) Şase kablosunu bakır tel ile sararak manyetik akımı nötr hale getirmek. 6) Mümkün olduğunca kısa ark ile kaynağı yapmak. 13

30 7) Elektrotun konum açısını değiştirmek. 8) Makinenin kutuplarını değiştirmek. 9) İş parçasının konumunu değiştirmek. II.3.6. Arkın Oluşmasında Akım Ayarının Önemi Genel olarak çelik ve alaşımları kaynatılırken ayarlanacak akım değeri kullanılan elektrot çapına göre tespit edilir. Elektrot çekirdek kısmının her bir milimetresi için 40 amperlik değer herkes tarafından kabul görmüştür. Elektrot örtü kalınlığına göre yapılan kaynak akım ayarı da kullanılmaktadır. (d: milimetre olarak elektrot çekirdek çapı) İnce örtülü elektrotlarda I = d x (40-45) Amper Kalın örtülü elektrotlarda I = d x (45 x 50) Amper Demir tozlu kalın örtülü elektrotlarda I = d x (50 x 60) Amper Yatay oluk konumunda verilen sınırların üst değerleri dik ve tavan kaynağında ise alt değerler kullanılabilir. II.4. PARÇALARIN KAYNAĞA HAZIRLANMASI II.4.1. Kaynak Ağzı Çeşitleri Elektrik ark kaynağı ile yapılan birleştirmelerde aranılan ön koşul; birleştirmenin istenilen düzeyde sağlam olmasıdır. Bir kaynak dikişinin sağlamlığını belirleyen belirli değerler vardır. Kaynak dikişinin iş parçasıyla aynı özellikte oluşması uygun elektrot seçimiyle sağlanır. Kaynakta aranan özelliklerden biri birleşmenin derinliğidir. Arkın meydana getirdiği sıcaklık, dikiş metalinin derinliğinin istenilen düzeyde olmasını sağlar. İki tarafında kaynatılması kaydıyla, 8 mm. kalınlığa kadar çelik saçlar kaynak ağzı açmadan birleştirilebilir. Kaynak ağzı açılmasında temel neden, kaynak bağlantısının kesit boyuna gereken derinlikte işleyebilmesi olarak belirlenmektedir. Buradan yola çıkarak ; 8mm.den daha kalın iş parçalarında kaynak metalinin derinlere kadar işlenmesi isteniyorsa kaynak ağzı açma zorunluluğu vardır. 14

31 Şekil II.5 Küt Alın Kaynak Ağzı (Üstte) ve V Alın Kaynak Ağzı (Altta) Hazırlama kolaylığı açısından uygulamalarda çoğu kez, V kaynak ağzı tercih edilir. (Bkz.. Şekil II.5 ) V kaynak ağzının hazırlama kolaylığının nedeni; oksi - gaz ile kesmeden yararlanılmasıdır. Ayrıca alın kaynağı yapılacak birleştirmelerde U ve J ağızları tek yada iki taraflı olarak uygulanabilir. (Bkz.. Şekil II.6 ). Bu tür kaynak ağızlarının hazırlanması daha fazla zaman ve işçilik gerektirdiği için az tercih edilir. Şekil II.6 Çift Taraflı Açılmış V Kaynak Ağzı(Üstte) ve Tek Taraflı Açılmış U Kaynak Ağzı(Altta) 15

32 II.4.2. Kaynak Ağzı Açma Araçları Genel olarak kaynak ağzı açma araçları üç grup altında toplanmaktadır. 1) Yakarak kesme yapan araçlar 2) Ergiterek kesme yapan araçlar 3) Talaşlı işleme yapan araçlar Oksijenle kesme üfleci ve makinesi oksi-gaz kesme üfleçleri yada makinelerinde bulunana mekanizmalar ile yanma sıcaklığına getirilen iş parçasına daha sonra oksijen gönderilir. Böylece iş parçası cüruflar oluşturularak kesilmiş olur. Zımpara taşı ve eğe ile kısa sürede kaynak ağzı açma işlemi gerçekleştirilir. Kaba taneli zımpara taşları kullanılır. Oksijenle kesme uygulanamayan gereçlere,özel kaynak ağzı açma yöntemleri uygulanır. Bunlar yakarak kesme ile aynı amaçları taşımasına rağmen temelde farklı prensiplere sahiptir. Bir gerece ergitilerek kesme işlemi uygulanacak ise en uygun yöntem ya plazma ile yada karbon arkıyla kesme olacaktır. Her iki yöntemde metalin ergimesine yol açtığından, yakarak kesmenin sakıncalarını ortadan kaldırması bakımından önem taşırlar. Plazma ve karbon arkıyla kesme dışında, talaşlı üretim yapabilen freze, torna ve vargel türündeki tesviye makineleri de kaynak ağzı açma işleminde kullanılmaktadır. Özellikle alüminyum gibi metallerin kalın kesitli olanları, uygun donanım olan atölyelerde bu tür makineler aracılığıyla işlenebilir. II.4.3. Puntalama Birleştirilen iş parçalarının kaynak sırasında çarpılmasının engellenmesinin pratik yollarından biri; puntalama olarak adlandırılan ve parçanın kısa ama aralıklı dikişler ile sabitlenmesidir. Puntalama işleminde dikkat edilecek hususlar; Aralıklı ve kısa olmalıdır. Kaynak işleminde kullanılan elektrot ile puntalamada kullanılan elektrot aynı olmalı. Çıkıntı olacak punta iş parçasının arkasına yapılmalıdır. Kaynaklı birleştirme yapılacak iş parçasının kalınlığı; 5 mm.den az ise punta aralığı kalınlığın 30 katı alınır, 5 mm.den fazla ise punta aralığı kalınlığın 20 katı olarak alınır. 16

33 II.5. KAYNAK YAPMA POZİSYONLARI 1) Yatay (düz), w 2) Dik (yukarıdan aşağıya F, aşağıdan yukarıya s) 3) Yan (duvar) q 4) Tavan (baş üstü) Ü 5) Tavan iç köşe ve dış köşe (h) III.6. KAYNAK YAPIMINDAKİ ŞEKİL DEĞİŞTİRMELER VE BUNLARA KARŞI ALINACAK ÖNLEMLER Kaynaklı birleştirmelerde sorunlardan biri; kendini çekme ve çarpılmadır. Kaynak ısıdan etkilenen bölge olarak bilinen alan kaynak metali ve ITAB kaynak ısısıyla önce genleşmeye daha sonrada büzülmeye çalışacaktır. Kaynağın ısınma kısmında metal genleşmesi ve soğuması sırasında büzülme gerçekleşecektir. Bu olaylar kaynağın ısınan kısımlarında meydana gelir. İş parçalarının ısınmayan kısımları ısınan bölgenin şekil değiştirmelerini engellemeye çalışır. Bu engellemeler kaynak bölgesinde gerilmeler oluşturur oluşan gerilmenin şiddetine balı olarak kaynak bölgesinde elastik şekil değişimi, plastik şekil değişimi ve hatta lokal kırılmalar (çatlamalar) meydana gelir. Bu olay bir bakıma kaçınılmaz bir fizik kuralıdır. Genel olarak kaynaklı birleştirmelerde karşılaşılan biçim değiştirmeler; Enine çekme, Boyuna çekme, Açısal çarpılma, Kalınlık çekmesi olarak görülür. Kaynak yapımında parçalarda meydana gelen biçim değişikliklerine karşı alınacak önlemler, parçanın tasarlanması ve kaynağın yapılması, olarak iki ana grup içerisinde ele alınır. 17

34 Parçanın tasarlanması sırasında alınacak önlemler: 1) Kaynak tekniğine uygun bir tasarım yapılmaktadır. 2) Özellikle ince saclarda, mümkün olan hallerde, iç köşe dikişleri aralıklı bir biçimde düzenlenmelidir. 3) Mümkün olduğunca alın birleştirmeleri tercih edilmelidir. 4) Kaynak dikişleri birbirine çok yakın olmamalıdır. 5) İş parçasının yapısı, kaynak esnasında kendini çekebilmelidir. Kaynağın yapımı sırasında alınacak önlemler; 1) Uygun bir kaynak sırası takip edilmelidir. 2) Elektrot çapı ve akım ayarı parça kalınlığına uygun olarak belirlenmelidir. 3) Kaynak ağızları kalın dilişler ile doldurulmalıdır. 4) Kısa dikişler çekilmelidir. 5) Puntalama yapılmalıdır. 6) Yanma oluklarına engel olunmalıdır. 18

35 BÖLÜM III KAYNAKTA SÜREKSİZLİKLER III.1. KAYNAKTA SÜREKSİZLİKLER Kaynakla birleştirilen iş parçasının malzemesinde veya birleştirme bölgesinde mekanik, metalurjik veya fiziksel özelliklerin homojenliğini bozan sebepler süreksizlik olarak tanımlanmaktadır. Her süreksizlik bir kaynak hatası olarak kabul edilmez. Kaynaktaki bir süreksizlik kaynaklı birleştirmenin kullanım amacı uygunluğuna engel teşkil ederse kaynak hatası olarak tanımlanır. Ergime ile birleştirme yapılan kaynak işlemlerinde meydana gelen süreksizlikler; AWS nin (Amerikan Kaynak Cemiyeti) yaptığı sınıflandırma aşağıdaki şekildedir. [13] Kaynak yöntemi ve kaynak uygulamasına bağlı oluşanlar. Metalürjik mikro yapıdan dolayı oluşanlar. Tasarıma bağlı olarak oluşan süreksizlikler. DIN (Alman Standardı ) normunda süreksizlikler; dış kusurlar ve iç kusurlar diye iki gurup altında incelenir. [12] Uluslararası Kaynak Enstitüsü (İnternational İnstitute of Welding, IWW) süreksizlikleri çatlaklar, boşluklar, kalıntılar, yetersiz ergime ile yetersiz nufuziyet, dış yüzey hataları ve çeşitli hatalar diye altı ana grup içerisinde tanımlamaktadır. Her gruba üç haneli sayı verilmiş ve her hata bir rakam ile tanımlanmıştır. ISO standardı da IIW standardını kullanmaktadır. Bu standardın detayı Tablo II.1 de 19

36 gösterilmiştir. Bu standartlarda her ana süreksizlik için üç haneli bir referans numarası verilmiştir. Örneğin 100 sayısı çatlakları ifade etmektedir. Bu süreksizlikler grubunun içindeki her alt terim için dört haneli bir referans numarası kullanılmıştır. Örneğin 101 sayısı boyuna çatlığı ifade ederken 1011 sayısı kaynak metalinde oluşan boyuna çatlağı ve 1013 sayısı ITAB da oluşan boyuna çatlağı ifade eder. [11] 20

37 Tablo III.1 Kaynak Birleştirme Süreksizliklerinin ISO (TSE) Standartlarında Sınıflandırılması Referans No Tanıtım ve Açıklama Resimli İzahı Grup No : 1 Çatlaklar 100 Çatlaklar Soğuma veya gerilmelerin etkisiyle ortaya çıkabilen katı halde gölgesel kopmalar ayrılmalar olarak meydana gelen bir süreksizlik Mikro Çatlak Sadece mikroskop altında görülebilen bir çatlaktır. Boyuna çatlak 101 Kaynak kök eksenine paralel olarak uzanan bir çatlaktır. Aşağıda tanımlanan bölgelerde gelebilir Kaynak metalinde Kaynağın birleşme yerinde Isının tesir altındaki bölgede Ana metalde Enine çatlak Kaynak kök eksenine dik veya dike yakın uzanan çatlak Aşağıdaki yerlerde meydan gelirler Kaynak metalinde Isının tesiri altındaki metalde. Ana metalde 21

38 Yayılan çatlaklar Bir ortak noktadan yayılan çatlaklardır. Aşağıda tanımlanan bölgelerde meydana gelebilir. Kaynak metalinde Isının tesir altındaki bölgede Ana metalde 104 Krater çatlağı Bir kaynağın uç kraterinde meydana gelebilen bir çatlaktır Boyuna çatlama Enine çatlama Yıldız çatlaması 105 Bağlantısız çatlaklar grubu Aşağıda tanımlanan bölgelerde meydana gelebilen bağlantısız çatlaklar grubudur Kaynak metalinde Isının tesir altındaki bölgede Ana metalde Dallanan çatlaklar Ortak bir çatlaktan hasıl olan ve bağlantısız çatlaklardan (105) ve yayılan çatlaklardan (103) ayırt edilebilen bir bağlantılı çatlaklar grubudur. Aşağıdaki yerlerde meydan gelirler. Kaynak metalinde Isının tesiri altındaki metalde. Ana metalde 22

39 Grup No : 2 Boşluklar 200 Boşluk 201 Gaz boşluğu 2011 İç yapıda sıkışıp kalan gazların oluşturduğu boşluktur. Gaz gözeneği Esas itibariyle küre biçimindeki gaz boşluğudur. 202 Düzgün dağılmış gözenek Kaynak metali boyunca düzgün olarak dağılmış çok sayıda gaz gözeneğidir. Sıra halindeki gözeneklerde (2014) karıştırılmamalıdır Kümelenmiş gözenek Grup halinde oluşmuş gaz boşluklarıdır Sıra halindeki gözenekler Kaynak kök eksenine paralel bir çizgi boyunca sıralanmış gaz gözenekleri Uzun boşluk Ana boyutu, kaynak kök eksenine yaklaşık paralel olan küresel olmayan uzun boşluktur. 23

40 2016 Kurt oyuğu Serbest kalan gazın oluşturduğu kaynak metalindeki boru biçimindeki boşluklardır. Kurt oyuklarının biçim ve konumu katılaşma şekli ve gaz kaynağı vasıtasıyla tayin edilir. Genellikle toplu olarak gruplaşmıştır Yüzeysel gözenek Kaynak yüzeyine açılan küçük gaz gözeneğidir. 202 Çekme boşluğu Bir kaynak panosu sonundaki çekme boşluğudur ve sonra gelen pasolardan önce veya pasolar esnasında giderilemez Dentritler arası çekme Soğuma esnasnında dentritler arasında şekillenen haps olmuş gaz ihtiva edebilen uzamış çekme boşluğudur. Böyle bir hata genellikle kaynak köküne dik olarak bulunur Krater boşluğu Bir kaynak pasosu sonundaki çekme boşluğudur ve sonra gelen pasolardan önce veya pasolar esnasında giderilemez Son krater kanalı Kaynak enine kesitine doğru azalan bir açık krater. 203 Mikro çekme Sadece enine kesitine doğru azalan bir açık krater Dentritler arası mikro çekme Soğuma esnasında, dentritler arasında biçimlenen tane sınırlarını takip eden uzamış bir çekme boşluğudur Taneleri kesen mikro çekme Katılaşma esnasında taneleri kesen uzamış bir çekme boşluğudur. 24

41 Grup No : 3 Katı kalıntılar Katı.kalıntılar 300 Kaynak metali içinde kalan yabancı katı maddelerdir Cüruf.kalıntısı Kaynak metali içinde kalan cüruftur. Biçimlerinin durumlarına göre kalıntıları şu durumda olabilir: Doğrusal Tek tek Kümelenmiş Toz.kalıntısı Kaynak metali içinde kalan tozdur. Durumlarına göre kalıntıları şu durumlarda olabilir; Doğrusal Tek tek Kümelenmiş Oksit.kalıntısı Katılaşma esnasında kaynak metalinde kalan metalik oksitler şu durumlarda olabilir: Doğrusal Tek tek Kümelenmiş 3034 Buruşma Belirli durumda, özellikle alüminyum alaşımlarında atmosferik kirlenmeden yetersiz koruma ve kaynak banyosundaki türbülans birleşmesinin sebep olabileceği kaba oksit filmi katmanıdır Metalik.kalıntı Kaynak metalinde kalan yabancı metal parçacıklarıdır. Bunlar: Tungsten Bakır Diğer metaller Referans Referans Referans Referans

42 Grup No : 4 Yetersiz ergime ve nüfuziyet 400 Yetersiz ergime ve nüfuziyet Yetersiz (Tamamlanmamış) ergime 401 Kaynak metali ve esas metal veya kaynak metali arasındaki yetersiz birleşmedir. Aşağıdaki şekillerde olabilir: 4011 Yetersiz yan duvar ergimesi 4012 Pasolar arası yetersiz ergime 4013 Kaynak kökünde yetersiz ergime 402 Yetersiz (Tamamlanmamış) nüfuziyet Gerçek ve anma nüfuziyetleri arasındaki fark. 1-Gerçek.nüfuziyet 2- Anma nüfuziyeti 4021 Tamamlanmamış kök nüfuziyet Kökün bir veya her iki ergime yüzeyinin erimemesi. 403 Başaklanma Bir testere dişi görüntüsü veren, elektron demeti ve lazer kaynağında meydana gelen son derece düzensiz nüfuziyet. Bu boşlukları, çatlakları, çentikleri vb. ihtiva edebilir. 26

43 Grup No: 5 Kusurlu biçim Kusurlu.biçim Kaynak dış yüzeylerinin kusurlu biçimi veya hatalı birleştirme geometrisi. Yanma.oluğu Kaynak esnasında esas metalde, bir kaynak pasosunun kenarında veya önceden yığılan kaynak metalindeki düzensiz oluk. Kesintisiz.yanama.oluğu 5011 Kesintisiz önemli boyda yanma oluğu 5012 Kesintili.yanma.oluğu Kaynak boyunca aralıklı kısa boyda yanma oluğu 5013 Çekme.oluğu Kök pasonun her iki tarafında gözle görülebilir çekme olukları Pasolar arası yanma oluğu Kaynak pasoları arasında boyuna yöndeki yanma oluğu Bölgesel kesintili yanma oluğu Kaynak pasoları kenarında veya yüzeyindeki düzensiz yerleşmiş yanma olukları. 502 Aşırı kaynak metali Bir alın kaynağı yüzeyindeki aşırı kaynak metali 1- Normal 27

44 503 Aşırı.dış.bükeylik Bir iç köşe kaynağı yüzeyindeki aşırı kaynak metali. 1- Norm al 504 Aşırı nüfuziyet (Kök sarkması) Bir kaynak kökünde içeriye çıkıntı yapan aşırı kaynak metali. Şu şekilde olabilir: 5041 Mevzii aşırı nüfuziyet 5042 Sürekli aşırı nüfuziyet 5043 İçe ergime 505 Yanlış kaynak profili Esas metal yüzey düzlemi ile kaynak kenarında kaynak pasosu yüzeyine teğet bir düzlem arasındaki olması gerekenden küçük açı 1- Normal 506 Taşma Kenarı kaynak metalinin esas metal yüzeyini ergitmeden kaplaması. Şu şekilde olabilir: 5061 Kenar.taşması Kaynak kenarında kenar taşması Kök.taşması 5062 Kaynak kökünde taşma 28

45 Doğrusal (Kenar) kaçıklığı 507 (Yanlış hizalama) Yüzey düzlemleri paralelken istenen aynı paralel düzlemde olmayan kaynaklı iki parça arasındaki kaçıklık. Bunlar aşağıdaki gibidir: 5071 Plakalar arasındaki doğrusal kaçıklık Parçalar plakalıdır. Borular arasındaki doğrusal kaçıklık 5072 Parçalar borudur. Açısal.kaçıklık 508 Yüzey düzlemleri paralel veya planlanan açıda olmayan kaynak edilmiş iki parça arasındaki kaçıklık. 509 Sarkma Ağırlık sebebiyle kaynak metali sarkması. Bunlar çevreye göre aşağıdaki gibi olabilir: 5091 Yatay konumda sarkma 5092 Düz veya tavan konumunda sarkma 5093 İç köşe kaynağında sarkma 5094 Kaynak kenarında sarkma İçe.yanma Kaynakta bir delikle sonuçlanan kaynak banyosu çökmesidir. Tam doldurulmamış kaynak ağzı Kaynak ilave metalinin yeterli yığılamamasının sebep olduğu bir kaynağın yüzeyindeki boyuna devamlı veya kesintili bir kanal. Aşırı derecede simetrik olmayan iç köşe kaynağı (Aşırı derecede eşit olmayan kenar uzunlukları) 1- Anma biçimi 2- Gerçek biçim 29

46 513 Düzensiz.genişlik 514 Kaynak genişliğindeki aşırı farklılık Düzensiz yüzey Aşırı yüzey pürüzlülüğü Kök iç bükeyliği 515 Bir alın kaynağının kökünde çekmenin sebep olduğu sığ oluk. Kök gözeneği 516 Katılaşma anında kaynak metalinin köpürmesi sebebiyle bir kaynağın kökünde biçimlenen süngerimsi yapı. 517 Kötü tekrar başlama Kaynağa tekrar başlamada mevzii bir düzensiz yüzey. Bu aşağıdaki gibi olabilir: 5171 Kapak pasoda 5172 Kök pasoda 520 Aşırı çarpılma Kaynakların çekme ve gerilmelerin sebep olduğu boyutsal çarpılma. 521 Yanlış kaynak boyutları İstenen kaynak boyutlarından sapma. Aşırı kaynak kalınlığı 5211 Kaynak kalınlığı çok büyük 1- Anma kalınlığı 2- Gerçek kalınlık 5212 Aşırı kaynak genişliği Kaynak genişliği çok büyük 1- Anma kalınlığı 2- Gerçek kalınlık 30

47 5213 Yetersiz kaynak yüksekliği İç köşe kaynağının gerçek kaynak kalınlığı çok büyük. 1- Anma kalınlığı 2- Gerçek kalınlık Aşırı kaynak yüksekliği 5214 İç köşe kaynağının gerçek kaynak kalınlığı çok küçük. 1- Anma kalınlığı 2- Gerçek kalınlık Grup No : 6 Çeşitli kusurlar Çeşitli kusurlar 600 Gurup 1 ve gurup 5 kapsanamayan bütün hatalar. Ark sapması 601 Kaynak ağzı dışında ark başlatma veya çarptırma sonucunda kaynağa bitişik esas metal yüzeyi üzerindeki bölgesel hasar. Sıçrantı 602 Kaynak metali veya ilave metal dışına atılan ve esas metal veya katılaşmış kaynak metali yüzeyine yapışan metal parçacıkları Tungsten sıçrantısı Esas metal veya katılaşmış kaynak metali yüzeyine elektrottan geçen tungsten parçacıkları Yırtılmış yüzey 603 Yırtılmış yüzey olarak kaynatılan eklerin kırılarak çıkartılmasının sebep olduğu yüzey hasarları. Taşlama izi 604 Taşlamanın sebep olduğu hasar. Çentik (Keski) izi 605 Bir keski veya diğer takımların kullanılmasının sebep olduğu hasar. 31

48 Derin.taşlama Aşırı taşlamanın sebep olduğu iş parçasındaki yetersiz kalınlık. Punto.kaynak.kusuru Hatalı punto kaynağından meydana gelen kusur. Bunlar: Aralıklı dikiş veya nufuziyetsizlik Aşağı kaynatılmış hatalı punto Ters (Karşılıklı) pasoların kaçıklığı Birleştirmenin test taraflarına yapılan iki dikişin orta eksenleri arasındaki fark. Meneviş rengi (Gözle görülebilen oksit 610 filmi) Paslanmaz çeliklerde olduğu kaynak bölgesindeki hafifçe oksitlenmiş yüzey. Tufalleşmiş.yüzey 613 Kaynak bölgesinde yoğun olarak oksitlenmiş yüzey. Toz.artığı 614 Yüzeyden yeterince giderilmemiş toz kalıntısı Toz.artığı 615 Kaynak yüzeyinde yeterince giderilmemiş cüruf kalıntısı 617 İç köşe kaynakları için yanlış kök aralığı Birleştirilecek parçaların arasındaki aşırı veya yetersiz aralık. 618 Şişme Katılaşma aşamasında uzun süreli tutmadan kaynaklanan, hafif alaşımlardaki kaynaklı birleştirmelerde bir yanmanın sebep olduğu hasar. 32

49 Kaynak metali ve ITAB da meydana gelen gerilme yoğunluğunun ana sebebi sü reksizliklerdir. Gerilme üzerindeki süreksizliğin tesirini bilmek için süreksizliğin boyutları, keskinliği ve köşelerini keskinliği, kaynak bölgesinde oluşan asal gerilmeleri ve kalıntı gerilmeleri bilmek gerekir. Kaynak bölgesine gelen gerilmeler veya kaynak bölgesinde oluşan kalıntı gerilmeler süreksizlikleri ilerletmeye veya yüzeylerin açıklığını arttırmaya teşvik edici konumda ise tehlike, risk artar; yani benzer hatalar içerisinde büyümesi kaynak gerilmeleri ile kolaylaşan hata daha tehlikelidir. Yüzeye çıkmış veya yüzeye yakın olan süreksizlikler yüzeyin altında kalmış olan benzer hatalardan daha zararlı rol oynarlar. türleri Metallere uygulanan kaynak yöntemlerine göre karşılaşılan tipik süreksizlik Tablo III.2 oluşmamaktadır. de gösterilmiştir. Her kaynak yönteminde aynı tip süreksizlik Kaynak Curuf Yetersiz Yetersiz Yanma Porozite Katmer Çatlak Yöntemi İnkluzyonu Ergime Nufuziyet Oluğu Plasma Ark X X X X Örtülü elektrod X X X X X X X TIG X X X X MIG - MAG X X X X X X X Özlü tel X X X X X X X Tozaltı X X X X X X X Elektrocuruf X X X X X X X Laser X X X Elektron ışını X X X X Oksi - asetilen X X X X Sürtünme X Ultrasonik X Punta X X Dikiş X X Tablo III.2 Kaynak Yöntemine Bağlı Oluşan Süreksizlikler Süreksizlikler tek tek tanıtıldıktan sonra oluşumlarını önleyecek tavsiye tedbirleri açıklanacaktır. 33

50 III.1.1. Konum Hatalı Kaynaklar K aynak edilen parçaların kaynak eksenleri ile çakışır konumda yerleştirilmemesi v eya hatalı açıda yerleştirilmesi veya bu konumlarda puntolama yapıldıktan sonra kaynaklama yapılırsa bu hatalar meydana gelir. Kaynak öncesi dikkat etmekle bu sorun çözülür. Şekil III.1 Konum Hatalı Kaynak Birleştirmeleri III.1.2. Yanma Oluğu Kaynak metalinin en dış (son) noktasının tam doldurulmaması yüzünden yanma oluğu meydana gelir. (Bzk Şekil III.3). Kaynak kesiti metalografik olarak incelenirse yanma oluğu açıkça belli olur. Yanma oluğu yüzeyde bir çentik oluşturarak gerilme konsantrasyonunu yapar. Gerilme konsantrasyon şiddeti oluğun geometrisine bağlı olarak değişir. Yanma oluğu hatalı iş parçası dinamik yükler altında veya düşük sıcaklıklarda hizmet görüyorsa büyük tehlike arz eder. Yanma oluğu standartların öngördüğü sıcaklıklar içinde kalırsa; yani derin veya keskin çentik oluşturmuyorsa kaynak hatası olarak kabul edilmez. 34

51 Şekil III.2 Kaynak Kesit Geometrisini Etkileyen Süreksizlikler Yanma olukları hatalı kaynak parametrelerinden yüksek kaynak akımından veya her ikisinin beraber olmasından dolayı oluşur. Önlemler; Akım yoğunluğunu düşürmek Elektrot çapını küçültmek Kaynak hızını azaltmak ve sabitlemek Uygun aralık kullanmak Elektrot açısını değiştirerek ark kuvvetinin sıvı metalli köşelerde tutması sağlanır. Aşırı elektrot zig zag hareketini önlemek III.1.3.Yetersiz kaynak doldurması Tasarıma uygun olarak birleştirme bölgesinin kaynak metali ile tam olarak doldurulmamasından kaynaklanmaktadır. (Bkz Şekil III.3). Şekil III.3 Tipik Yetersiz Kaynak Doldurmak Süreksizliği 35

52 Bu süreksizlik kaynağın kesit alanını daraltarak yük taşıma kapasitesini azaltır ve ayrıca gerilme yığılması yaparak parçanın servisi sırasında hasara yol açar. Kaynak gerilimi kaynak ilerleme hızı ve kök açıklığı azaltılarak yetersiz kaynak doldurma hatası mi nimize edilir. Gerekirse kaynak bölgesine bir veya daha fazla paso çekilerek hata yok edilir. III.1.4. Aşırı konkav ve konveks dikişler İç köşe kaynaklarında (Bkz.Şekil III.4) dikiş profilinde kaynak dikişinin kesiti boğaz boyutunu tayin eder. Boğaz teorik, gerçek ve efektif olarak üçe ayrılır. Yükü taşıyan gerçek boğazdır, ancak biz teorik hesaplamalarda teorik boğazı kullanırız. Fazla dış bükey kaynaklarda daha fazla kaynak metali mevcut olmasına rağmen kaynağın yük taşıma kapasitesi artmaz. İç bükeylik arttıkça da yük taşıma kapasitesi düşer. 36

53 Şekil III.4 İç Köşe Kaynağı Boyutları [2] 37

54 Şekil III.5 de arzu edilen, kabul edilebilir ve kabul edilemez iç köşe kaynak profillerini görmekteyiz. Şekil III.5 İç Köşe Kaynak Profilleri [2] a) İstenen ideal profil b) Kabul edilebilir profil c) Kabul edilmeyen profil 38

55 İç bükey dikiş yüzeylerinde çekme gerilmesi oluşurken dış bükey yüzeylerde basma gerilmesi oluşur. Şekil III.6 İç Köşe Kaynak Yüzeyinde Oluşan Gerilmeler Eğer yüzeyde büzülmeden dolayı büzülme çatlağı oluşursa dış bükey kaynak dikişi ile kaynak yapılmalıdır. Şekil III.6 da V alın kaynağında dikiş geometrisinin çatlama üzerindeki etkisini görmekteyiz. İçbükey dikişin yüzeyinde çekme tarzında büzülme gerilmesi oluştuğu için dikiş çatlamıştır. Aynı dikiş dışbükey olsa basma tarzında büzülme gerilmeleri oluşacağı için dikiş çatlamayacaktır. Şekil III.7 V Alın Kaynağı Kök Pasosunda Büzülme Çatlağı [9] 39

56 III.1.5. Aşırı Metal Yığılması Alın kaynaklarında fazla kaynak metali yığmak aşırı kaynak metali sarf edilmesine yol açar, maliyeti artırır. Aşırı metal yığılması yorulma mukavemetini etkilemektedir. Aşırı metal yığılma açısı Şekil III.8 de gösterilmektedir. Şekil III.8 Aşırı Metal Yığılma Açısı [9] a) Aşırı metal yığılmış alın kaynak birleştirmesi yığma açısını gösterir. b) Aşırı yığılan metalin hatalı düzeltilmesi c) Yorulma şartlarında çalışacak uygun birleştirme profili. Taşlama ile bu açı en aza indirilebilir. Taşlama doğru uygulanırsa açı küçülür. Taşlama Şekil B deki gibi yapılırsa yorulma dayanımında bir artış sağlanmaz. Şekil C deki taşlamada açısı çok küçük hale getirildiği için dikişin yorulma dayanımı artar. 40

57 Şekil III.9 Kaynaklı Birleştirmede Aşırı Yığılan Kaynak Metali Açısının Yorulma Mukavemeti Üzerindeki Tesiri [9] III.1.6. Katmer Kaynak dikişinin ucundan veya kökünden kaynak metalinin dışarı taşması durumuna katmer denir. Katmerin altındaki metal ile bağlantısı yoktur, nufuziyeti yoktur. Yetersiz ergimiş bir bölge oluşturur. Bu nedenle gerilme yığılmasına yol açarak servis sırasında çatlak başlamasına yol açabilirler. Katmer oluşumunu önlemenin yolları; - Kaynak ilerleme hızını arttırınız. - Kaynak akımını yükseltiniz. - İlave metal miktarını azaltınız. - Uygun elektrot açısı ile çalışınız. 41

58 III.1.7. Ark Erimesi Kaynak metalinde kaynak sırasında metalin erimesi sonucu delik oluşmasıdır. Ark erimesini önlemek için kaynak enerjisi azaltılmalıdır. Akım düşürülmeli ilerleme hızı arttırılmalıdır. V, X, J alın kaynaklarında levhalar arası açıklık azaltılmalıdır. Şekil III.10 fazla kök açıklığı nedeni ile alın kaynağı kök pasosunda ark erimesinin oluşumu görülmektedir. Şekil III.10 Kök Açıklığının Kaynak Birleştirmesindeki Tesiri [2] III.1.8. Yetersiz Ergime İş parçasının yüzeyinde veya köşelerindeki erime kaynak sırasında yetersiz kalınca birleşme eksik olmaktadır. Hatalı kaynak teknikleri, kaynak parçalarının yetersiz ön hazırlığı yanlış birleştirme dizaynı gibi hatalar yetersiz ergimeye yol açar. 42

59 (a) (b) (c) Şekil III.11 Yetersiz Erime (Şematik) [2] (a) Kaynak metali ile esas metalin yüzeyi arasındaki erime yetersizliği. (b) Kaynak pasoları arasındaki erime yetersizliği. (c) Kök pasosu ile esas metal arasındaki yetersiz erime. Yetersiz ergime sonucu kaynak ilerleme doğrultusunda iki boyutlu bir hata oluşur. Hatanın kenar keskinliği direkt olarak oluşum hatalarına bağlıdır. III.1.9. Nufuziyet Azlığı Küt, alın, v, x, j ve benzeri alın birleştirmelerinde nufuziyet derinliği olarak en fazla parça kalınlığı alınır. Farklı kalınlıkta iki parça alın kaynak ile birleştirilirse nufuziyet derinliği olarak ince parçanın yüksekliği alınır. Yani nufuziyet derinliğinde aşırı yığılan metal hesaba alınmaz. Şekil III.12 da tek pasolu veya çok pasolu kaynaklı birleştirmelerde yetersiz nufuziyet örnekleri mevcuttur. Şekil III.12 Nüfuziyet Azlığı [2] 43

60 ir kaynakta nüfuziyet kesinlikle birleştirilmiş olan miktardan az ise bu birleşme uygulama için yetersiz kabul edilmektedir. Ancak kısmi nüfuziyetli kaynaklı birleştirmeleri mevcuttur. Şekil III.13 de tasarımda kaynak kısmî nüfuziyetli olarak kabul edildiğinden bir hata bahis konusu değildir. Şekil III.13 Kısmî Nufuziyetli olarak Tasarlanmış Kaynak Birleştirmeleri 44

61 Büyük Elektrot Kirli Yüzey Fazla Kök Yüzeyi Hatalı Elektrot Açısı Yetersiz Kaynak Ağzı haz. Kararsız Ark Düşük Kaynak Enj. Yetersiz Açıklık Hatalı Dikiş Şekli Yetersiz Curuf temizleme Yüksek Kaynak Hızı Kaynak Ark Isısı Arkın Altındaki Metali Eritemez Uygun Olmayan Kaynak Geometrisi Sebepler Arkın Altındaki Metale Kaynak enerji ulaşmıyor YETERSİZ KAYNAK NUFUZİYETİ VE ERGİMESİ Önlemler Uygun Kaynak Geometrisi Arkın Enerjisi Ark Altındaki Metale Ulaşıyor Düşük Kaynak Hızı Ark Enerjisi Ark Altındaki Metali Eritir Yeterli Açıklık Uygun Dikiş Şekli İyi Curuf temizleme Kararlı Ark Yüksek Kaynak Enerjisi Uygun Kök Yüzeyi Uygun Elektrot TutmaAç. Uygun Kaynak Ağ.açılım Uygun Kaynak Tekniği Uygun Çapta Elektrot Temiz Yüzey Şekil III.14 Yetersiz Kaynak Nüfuziyetine ve Yetersiz Erimeye Tesir Eden Faktörler ve Önlemleri [9] 45

62 Yetersiz nufuziyete ve yetersiz ergimeye neden olan faktörler ve bunların önleme tedbirleri Şekil III.14 de tablo halinde verilmiştir. Yetersiz nufuziyete tesir eden faktörler ile yetersiz ergime faktörleri büyük benzerlik göstermektedir. Bu iki süreksizlik çok küçük ise radyografik incelemede her zaman tespit edilmemektedir. Bunlar ultrasonikte tespit edilir. III Yüzey Gözenekleri Kaynak yüzeyindeki kaynak gözenekleri birim dikiş uzunluğundaki yoğunluğu kaynak şartlarına bağlı olarak değişir. Ark boyu kutupsal polarite, kaynak ilerleme hızı, kaynak enerjisi yüzey kalitesini etkiler. İlk pasoda oluşan gözenekler ikinci paso ile kapatılamaz. Taşlama veya tesviye ile bu sorun giderilebilir. Yoksa gözenekler cüruf kapanı gibi davranırlar. III Diğerleri III Ark Çarpmaları Metal ile kaynak metalinin birleşmeyen oluşuma sebebiyet veren ark çarpmalarından kaçınmak gerekir. Ark ile kaynak dikişinde veya ana metalde çok küçük miktarda ve bir an süren lokal erime veya aşırı ısınan bölge oluşur. Sıvı metal yüzeyi gözeneği oluşabilir veya aşırı ısınan kısım hızla soğuyunca su verme çatlağı oluşturabilir. Bu hatalar serviste kırılmalara yol açarlar. Taşlama ile giderilirler. III Sıçramalar Elektrik ark kaynağında istenmeden, esas metalin yüzeyinde küresel küçük metal parçacıklarının dağılması olayıdır. Bu hata: Elektrodun rutubetli olması Akım şiddetinin yüksek olması Kaynak yapılırken arkın sık sık kesilmesi başlıca sebepleridir. Kaynak sonrası temizliği zorlaştırırken kaynak metal kaybına, yüzey pürüzlülüğüne ve kaynak veriminin düşmesine neden olur. Sıçrama kayıplarının azalması için tel ve iş parçası yüzey temizliği kaynak akımı ve kaynak gerilimidir. Kaynak (-) kutbuna bağlanması (+) kutuplu kaynaklara 46

63 nazaran sıçramayı arttırır. Kaynak ilerleme hızı arttıkça azalır, gereğinden az koruyucu gaz üflemesi ark korumasını yetersiz bırakırken aşırı üflemede sıçramanın kaybını arttırır. III Cüruf İnklüzyonları Metalik olmayan (Al 2, SiO 2, vb. ) malzemelerin bir kısmı kaynak metali katılaşırken yüzeye çıkamadan kaynak metali içerinde kalması olayıdır. Bu hata en çok örtülü elektrot, toz altı, özlü tel ve elektro cüruf kaynak yöntemleri ile kaynak yapılması sırasında oluşur. Pasolar arası iyi cüruf temizleme yapılmaz ise veya ilk pasoda yanma olukları var ise cüruf inklüzyonları oluşur. Şekil III.15 de Değişik Cüruf İnklüzyonları Görülmektedir. Toz ve örtünün cinsi inklüzyon türü ve tipini etkiler bazik örtülerde sıvı kaynak metalinin oksijen çözme oranı az olduğundan az inklüzyon teşekkülü gerçekleşir. Genellikle üç boyutludurlar ve çapları oluşum çaplarına bağlı olarak değişir. Bazı kaynaklarda kaynak ekseni boyunca uzanan sürekli ve kesikli çizgiler halinde de oluşmaktadır. Cüruf inklüzyonlarının oluşumuna etki eden faktörler ve bunları önleme tedbirleri Şekil III.16 de gösterilmektedir. 47

64 Alt Kısımda Düşük Enerjiye Yol Açan V Şekilli Birleştirme veya Konveks Dikiş Formu Çok Büyük Elektrodun Kaynak Ağzının Alt Kısmına Ulaşmaması Düşük Sıcaklık Yüksek Enerjili Kaynak Curuf V nin Altına Çöker Yüksek Viskozite Karıştırma Yüksek Sıcaklık Curuf Yüzeye Çıkamama Durumu Pasolar Arası Curuf Temizlenmemesi Curuf Sıvıya İletilir veya Tekrar Eritilir Sebepler Birleştirme Hattı veya Kök Curuf Yüksek Oksijen, Azot, Mangan, Silisyum, Alüminyum Oranı 48 CURUF İNKLUZYONLARI Uygun Kaynak Enerjisi Pasolar Arası Çok İyi Curuf Temizleme Önlemler Uygun Çapta Elektrot Kullanımı Uygun Dikiş Formu Fazla Al, N, O, Mu Ve Si Oranından Kaçınmak Yavaş Soğutma Oranı Uygun Toz Bileşimi Uygun Kaynak Ağzı Şekil III.16 İnklüzyonların Sebepleri ve Önlemleri [9]

65 III Oksit İnklüzyonları Kaynak metalini katılaşması sırasında dikişte kalan metal oksitleridir. Yüzey oksitleri: meselâ, alüminyumun yüzeyinde oluşan Al 2 O 3 ün kaynak sırasında türbülans dolayısıyla parçalar halinde dikişin içerisinde kalması gibi. III Tungsten İnklüzyonları TIG yönteminde kullanılan erimeyen tungsten elektrotun çeşitli sebepler ile erimesi sonucu oluşan W kaynak inklüzyonlarıdır. Bu hatanın oluşma sebepleri: Kaynak teli sıcak elektroda temas etmiştir. Elektrod sıvı metal ile temas etmiştir. Akım şiddeti fazladır. Yetersiz gaz koruması olmaktadır. III Ark Kraterleri Elektrik kaynağında kraterler arkın söndürüldüğü veya çekilen dikişin bitiş noktalarıdır. Bu final noktalara sıvı metalin katılaşması ile çökme olur. Kratere sıvı metali vererek çökmeyi önlemek için arkı söndürürken geri adım yöntemi uygulanır ve ikinci defa ark oluşturularak sıvı metal beslenir. III Porozite Kaynak esnasında, sıvı kaynak metaline absorbe olan, çözünen gazlardan katılaşma safhasında uçamayanlar kaynak metali içerisine hap solarak gaz boşluklarına sebep olurlar. Porozite oluşumuna: Kaynak yöntemi Kaynak şartları İş parçasının ve kaynak metalinin kimyasal bileşimi tesir eder. 49

66 Poroziteye sebep olan gazlar; hidrojen, oksijen, azot, karbon monoksit vb. dir. Alüminyum ve çelik kaynaklarında olduğu gibi porozitenin ana sebebi hidrojendir. Azot, Nikel ve çelik alaşımlarının kaynağında poroziteye yol açabilir. Sıvı kaynak metalinde çözünün oksijende poroziteye yol açabilir. Poroziteler yuvarlak veya uzatılmış gözyaşı damlası şeklinde boşluklardır. Boşluk uçları keskin veya büyük radyuslu olabilir. Damlaların boyutları iğne ucundan büyük boşluklara kadar değişebilir. Poroziteler miktar ve boyutlarına göre adlandırılır. Bazı porozite örnekleri Şekil III.17 de gösterilmiştir. Şekil III.17 Kaynak Metalinde Bulunan Gaz Porozite Türleri a. Üniform dağılmış b. Kümelenmiş c. Lineer d. Helezonik poroziteler Porozitenin çekme ve akma mukavemeti üzerindeki tesiri paralel olur. % 2-3 kadar porozitenin statik mukavemet üzerindeki tesiri yok denecek kadar azdır. Porozitenin süneklik üzerindeki menfi tesiri mukavemet üzerindeki tesirinden daha büyüktür. Kaynak metalinin porozite ile süneklik kaybı o oranda artar. Yüzey gözeneklerinin yorulma mukavemeti üzerindeki menfi tesiri daha önemlidir. Yüzey porozitesi yüzey altı porozite den daha çok, fakat çatlaklardan daha az etkili rol oynar. 50

67 III Tabakalaşma İngot halinde dökülen metal içerisinde gaz boşlukları veya büzülme boşlukları teşekkül edebilir. İngotun sıcak haddelenmesi sırasında bu boşluklar yassılaşır ve haddeleme doğrusuna paralel hale gelir. Bazı tabakalar sıcak haddeleme sırasında kısmen birleşir. Kaynak edilen levhalarda mevcut olan tabakalara enine gerilmeler teşekkül edebilir, bu gerilmelerin tesiri ile tabakaların arası açılır. Bu olaya tabaka açılımı adı verilir. III Dikişler, Katlamalar Sıcak haddelenmiş metallerin yüzeyindeki boylamasına yarıklardır. Eğer yarık kalıntı gerilmelere veya uygulanan gerilmelere dik ise katlama çatlak gibi davranarak ilerler. Katlamalar üzerine kaynak yapılması halinde kaynak kırılır. III Çatlaklar Kaynak bölgesinde çok çeşitli çatlaklar olabilir. (Bkz. Şekil III.18) kaynak bölgesinde oluşan çatlakları değişik şekillerde sınıflandırmak mümkündür. Tezimizde çatlakları kaynak metali ve ITAB çatlakları olarak iki ana başlık altında inceleyeceğiz. 51

68 Şekil III.18 Kaynak metali ve iş parçasında oluşan çatlakların bulunma yeri ve şekline göre adlandırılması. (1) Kaynak metali krater çatlağı (2) Enine kaynak metali çatlağı (3) Ana metal enine çatlağı (4) Boyuna kaynak metali çatlağı (5) Ana metal ayakucu çatlağı (6) Dikiş altı çatlağı (7) Ergime hattı çatlağı (8) Kaynak metali kök çatlağı (9) Kaynak metali şapka çatlağı 10.a. Kaynak metali çatlakları Kaynak metalinin çatlakları genellikle kaynak metalinin katılaşması ve katılaştıktan sonra 300 C kadar soğuması sırasında meydana gelirler. Yani bu çatlaklar C sıcaklıkları arasında oluşur. Bu nedenle bunlara sıcak çatlaklar adı da verilmektedir. [5] Kaynak metalinin çatlamasının ana sebebi katılaşma ve katılaşma bittikten sonra kaynak bölgesinde oluşan büzülmelerdir. Ana metal kaynak metalinin ve ITAB ın büzülmesini engeller. Bu bölgelerde büzülme engellemesinden doğan çekme gerilmeleri oluşur. Katılaşmanın bittiği sıcaklılarda kaynak metalinin 52

69 mukavemeti çok küçük değerdedir. Lokal gerilmeler dikişin çekme mukavemetinin üzerine çıkabilir. Bu durumlarda kaynak dilişinde lokal çatlaklar oluşur. (Bkz. Şekil III.19) Şekil III.19 Tipik Kaynak Metali Çatlakları [9] Kaynak metalinin iri taneli mikro yapısı oluşması, kaynak metalinin tokluğunu ve sürekliliğini azaltmaktadır. Bu iri taneler sıcak çatlamayı kolaylaştırmaktadır. Kaynak metalinde bulunan P, S, O gibi empürite elementler, dikişte segregasyon yaparak çatlama riskini arttırmaktadır. Şekil III.20 de alaşımsız çelik kaynağında kükürt oranının Şekil III.20 S, C ve Mn ın alaşımsız, düşük karbonlu çeliğin sıcak çatlamaya meyli üzerine etkisi [9] 53

70 çatlama üzerindeki tesirini görmekteyiz. Kaynak metalinde kükürt ve karbon oranı attıkça sıcak çatlama artmaktadır. Mangan kükürdü MnS olarak bağladığı için çatlama riskini azaltmaktadır. Alaşımsız ve az alaşımlı çeliklerin sıcak çatlamaya uğrayıp uğramayacağını göstermek için aşağıda formüle edilen sıcak çatlama kriteri tespit edilmiştir. SÇK < 4 ise kaynak metalinde sıcak çatlama meydana gelmez. ( III.1 ) SÇK= C[ P + S + (Si/25) + (Ni/100)] / [3Mn + Cr + Mo + V] Çeliklerde sıcak çatlamaya sebep olan faktörler ve sıcak çatlamayı önleme tedbirleri Şekil III.21 da özetlenmiştir. [9] 54

71 Kükürdün Mevcudiyeti Kükürt Segregasyonu Yüksek Karbon İçeriği Yüksek Alaşım Oranı Çekme Gerilmesi Sebepler 55 Fazla Kaynak Ana Metalin Sıcak Çatlaması Mikro Çatlama Önlemler Geliştirilmiş Birleştirme Tasarımı Kontrollü ısınma ve soğuma hızı Ön tavlama Yüksek Mn:S oranı 50:1 veya daha fazla Düşük Kükürtlü Çelik Düşük Şekil Değişimi Şekil III.21 Ana metal ITAB Sıcak Çatlama Faktörleri [9]

72 En önemli etken çekme tarzındaki büzülme gerilmesidir. Çekme gerilmesinin şiddetini azaltan tedbirler sıcak çatlamayı önleyecektir. Çekme gerilmesini azaltmak için kaynak birleştirme tasarımında değişiklik yapılarak dikişin daha fazla serbest büzülmesi sağlanarak büzülme engelleme gerilmesi azaltılır. Kaynak öncesi ön tavlama yapılarak kaynak bölgesindeki büzülme gerilmeleri düşürülür. Kaynak metalinde kükürt, oksijen, fosfor, karbon oranı azaltılarak ta çatlama önlenmektedir. Kaynak sırasında çekilen dikişin boyutları uygun tutularak büzülme gerilmeleri kontrol edilir. Elektrik ark kaynaklarında dikiş derinliği arttıkça büzülme çekme gerilmeleri artar. Dikiş derinliği çok derin olursa dikişte çatlak oluşur. (Bkz.Şekil III.22) Şekil III.22 Kaynak Ağzı Açılmış Kaynaklı Birleştirmelerde Dikiş Boyutlarının Sıcak Çatlamaya Tesiri [5] Çeliklerin elektik ark kaynağında kaynak metalinde karşılaşılan bir sıcak çatlama türü krater çatlaklarıdır. Alaşımsız veya hafif alaşımlı çeliklerin kaynağında elektrodun çabuk çekilmesi sonucu kaynak metali krater yerinde az yığıldığından zayıf ve kalınlığı ince olur. Kaynak metalinin katılaşması sırasında emilmesi ile krater çatlağının meydana gelmesine sebebiyet verir. Alın birleştirmelerinin kök pasolarında görülür. 56

73 Şekil III.23 Alın Birleştirmesinde Bir Krater Çatlağı [2] Bu hatayı önlemek için kaynağın veya elektrodun bitimine yakın elektrot çabuk çekilmez ve krater iyice doldurularak dikişin bu kısmına biraz fazla metal yığılır. Dikiş bitiminde veya elektrot değiştirilirken mm. geriye doğru elektrot yavaşça çekilerek ark söndürülür. 10.b. ITAB çatlakları Alaşımsız ve az alaşımlı çeliklerin kaynağı sırasında ITAB da görülen en önemli çatlak türü hidrojen çatlaklarıdır. ITAB da ayrıca lameler yırtılma adı verilen çatlaklar oluşabilir. Bu çatlaklar aşağıda açıklanmıştır. I. Hidrojen Çatlakları: Kaynak sırasında kaynak bölgesini çevreleyen kaynak atmosferinde hidrojen atomları bulunabilir. Örtülü elektrot kaynağında örtüde bulunan nem sıcaklığında yüksek sıcaklığında H ve O atomlarına ayrılır. Ayrıca iş parçası ve kaynak elektrotu veya kaynak telinde bulunan gres gibi maddelerden ark atmosferine hidrojen atomu geçer. Bu atomlar sıvı metalde çözünür. Sıvı çelikte 30 ppw kadar çözünebilen hidrojenin katıdaki çözünürlüğü 1 ppw civarındadır. Kaynak metalinde metalin çözünen bu hidrojen ITAB ın iri taneli bölgesine de yayılır. ITAB ın iri taneli bölgesi sert ve gevrek martenzite dönüşebilmektedir. Bu iri taneli martenzitin sünekliği ve tokluğu yok denecek kadar azdır. Bu bölgeye yayılan hidrojen bölgenin gevrekliğini daha da arttırır. Bu bölgede büzülmeye bağlı çekme gerilmeleri oluşur. (1) Çekme gerilmesi (2) Gevrek mikro yapı ve (3) Hidrojen atomları ITAB ın iri taneli bölgesinde çatlamaya yol açar. 57

74 Bu çatlaklar C nin oluştuğu için soğuk çatlaklar olarak da adlandırılmaktadır. Şekil III.18 de ITAB da oluşan hidrojen çatlaklarını (5 ve 6 nolular) görmekteyiz. ITAB da oluşan hidrojen çatlaklarının oluşum sebepleri ve önleme tedbirleri Şekil III.24 de görülmektedir. Yüksek kaynak hızı ve Düşük Akım Kirli, Yağlı Veya Nemli Yüzey Hidrojen Potansiyel Yüksek Elektrod Kalın levha kalınlığı Yüksek ısı iletimi Düşük Kaynak Enerjisi Ön tavlama Yok Kaynak metalinin hızlı soğuması Hidrojen Kirlenmesi Yüksek Karbon Eşdeğeri Hatalı Birleştirme Tasarımı Kaynak Metaline Hidrojen Yayımlanması Sert, gevrek martenzitik mikroyapı Yüksek Gerilme Kaynak Metalinde Hapis Olan Hidrojen Sebepler Ana metalin Soğuk Çatlaması Hidrojen Çatlakları Geçikmiş Çatlaklar Dikiş Altı Çatlaklar ITAB Çatlakları Önlemler Sünek, martenzitik olmayan yapı Kaynak sonrası ısıl işlem, Gerilme Giderme Hidrojensiz Kaynak Düşük Karbon Eşdeğeri Yavaş Soğuma Taşlanmış, fırçalanmış ve kimyasal temizlenmiş temiz yüzey Düşük Hidrojenli Kaynak Ön tavlama Yüksek Kaynak Enerjisi Pasolar arası Sıcaklık Kontrolü Yüksek akım ve Yavaş İlerleme Hızı Şekil III.24 de Kaynak Edilen Parçada Soğuk Çatlama Sebepleri Ve Önlemler [9] 58

75 Hataya sebebiyet veren üç sebebin (hidrojen, yüksek çekme gerilmesi, gevrek mikro yapı) önlenmesi halinde çatlama önlenmektedir. Kaynak bölgesindeki yağ ve nem önlenince kaynak metaline hidrojen girişi azaltılmaktadır. Kaynak net birim dikiş enerjisi arttırılarak ve ön tavlama yapılarak hem çekme gerilmesi azaltılmakta hem de ITAB ın gevrek mikro yapıya dönüşmesi engellenmektedir. II. Lameler Yırtılma: Kalınlık doğrultusunda süneklik özelliği düşük çelik levhalarda kaynak büzülme gerilmeleri kalınlık doğrultusunda meydana gelirse lameler yırtılma adı verilen çatlaklar oluşur. (Bkz.Şekil III.25) Bu hatayı önleme yolları: Sünekliği çok olan düşük kükürtlü çelik kullanılır. Ön tavlama yapılır. Büzülme gerilmelerinin kalınlık doğrultusunda farklı yönlerde oluşması sağlanır. Şekil III.25 Kaynak Birleştirilmesinde Tipik Lameler Yırtılma Şekildeki Oklar Büzülme Gerilmelerini ve Yönünü Göstermektedir. 59

76 BÖLÜM IV KAYNAKLARIN MUAYENESİ IV. 1. KAYNAKLARIN MUAYENESİ Kaynak bağlantısının üzerine düşen işlevi yerine getirilmesi için hata içermemeli ve önceden saptanmış mekanik özellikler sağlamalıdırlar. Kaynak bağlantılarının değerlendirilmesinde uygulanan muayene yöntemleri esas olarak ; a. Tahribatlı muayene yöntemleri b. Tahribatsız muayene yöntemleri olmak üzere iki ana gruba ayrılır. IV.1.1. Tahribatsız Muayeneler Muayene edilen parça üzerinde hiçbir tahribat veya iz bırakmazlar; bu bakımdan bu yöntemler genellikle bitmiş parçalara uygulanır ve deney sonucu olarak da parçanın hata içerip içermediği belirlenir. Tahribatsız Muayene Yöntemleri; 1) Göz ile muayene 2) Sıvı emdirme (Penetran Sıvı) 3) Manyetik parçacık yöntemi ile muayene 4) Radyografi ile muayene 5) Ultrasonik titreşimler yardımıyla muayene 60

77 Tahribatsız Muayenenin Üstünlükleri; Paçanın bizzat kendisi muayene edilir. Dolayısıyla daha güvenli sonuçlara varılır. Tahribatlı muayenedeki numune alma problemi ve alınan numunenin bütün kütleyi ne derece temsil etmekte olduğu tereddüdü ortadan kalkar. Parçanın farklı özelliklerine ve farklı bölgelerine hassas birçok tahribatsız muayene aynı anda veya peş peşe uygulanabilir. İstenilen sayıda özellik kontrol edilebilir. Bütün parçalar muayene edilebilir. Yorulma ve işletme hasarının gelişimi takip olunabilir. Çok pahalı ve tek büyük parçalara esasen, tahribatsız muayeneden başka uygulanabilecek bir muayene metodu düşünülemez. Muayene işin ayağına gitmektedir. Tahribatsız muayene iş akışını bozmaz. Tahribatsız muayene imalat esnasında yeni parçalara olduğu kadar periyodik bakımlarda ve hatta işletme esnasında servisteki parçalara da uygulanabilir. Sınırları Tahribatsız muayene şunları direkt olarak ölçemez; 1) Malzemenin mukavemeti 2) Hasarlaşma yükü 3) Geri kalan işletme ömrü Uygun seçilmiş tahribatlı deneylerde bunları tayin etmek mümkündür. IV Göz ile Muayene Çıplak göz ve bir büyüteç yardımıyla kaynak bağlantıları üzerinde birçok hata kolaylıkla görülebilir. Hatta bu konuda tecrübeli bir kişi kaynak hızı, akım şiddeti, ark boyu ve elektrod çapının uygun seçilip seçilmediğini dahi böyle bir muayene sonucunda söyleyebilir. 61

78 Aşağıdaki hatalar belirlenebilir; Yanma olukları Uygun olmayan kaynak dikişi boyutları İç köşe dikişlerinin asimetriği Yüzey çatlakları Yüzeye çıkmış gözenekler Uygun olmayan dikiş tırtıkları Kraterler Yeniden başlama noktaları Kök pasolarda nufuziyet azlığı veya fazlalığı Bağlantının gözle görülebilen yüzeylerindeki hataları saptanabilir. IV Sıvı Emdirme Yöntemi ile Muayene Yüzey çatlaklarının bir kısmının gözle görülmesi ve yerlerinin belirlenmesi olası değildir. Buna karşın bu görülme olanağı olmayan çatlaklar dahi kapiler etki ile yüzeylerini ısıtma özelliğine sahip sıvıları emerler. Sıvı yüzeyden temizlenerek uzaklaştırıldığında çatlakların içinde artıkları kalır. Bu artıklar ile reaksiyona girebilecek ikinci bir sıvının veya tozun yüzeye sürülmesi sonucunda çatlakların bulunduğu yerlerde renkli izler oluşturur. Bazı tür penetran sıvılar ultraviyole ışığı altında floresans etki yaparak çatlağın daha kolay belirlenmesine olanak sağlarlar. Sıvı emdirme yöntemi her tür malzemede yüzey çatlaklarının saptanması için uygulanabilir. Yüzeylerin boya veya poröz, tufal tabakalarıyla kaplı malzemelere bu yöntem uygulanamadan önce yüzey çok iyi bir şeklide temizlenmelidir. [2] IV Manyetik Parçacık Testi Manyetik parçacık testi, manyetik malzemelerden yapılmış parçaların yüzeyinde veya yüzeye yakın bir yerde bulunan çatlak, boşluk, katmer, damar veya metalsel olmayan yabancım madde toplulukları belirlenmesinde uygulanan bir tahribatsız muayene yöntemidir. Bu yöntem mıknatıslanmış parça için de manyetik akı çizgilerinin hata önünde distorsiyona uğrama esasına dayanır. 62

79 Muayene edilecek parça önce özel bir düzenek yardımı ile mıknatıslandırılır ve sonra ince toz halinde manyetik malzemeye püskürtülür veya emulsifiye edilmiş demir tozu bulunan yağ ve parça üzerine akıtılır; manyetik akının kuvvet çizgileri boyunca demir tozları sıralanır, eğer malzemede bir hata varsa manyetik tozlar hatanın bulunduğu yerde kümelenir. Hata; parça yüzeyine açıksa manyetik tozların kümelenmesi şiddetlidir; hata yüzeyi açık olamadığı zaman, yüzeyin altındaki hatalarda kümelenme zayıftır; hata daha derine indikçe kümelenme görülemez hale gelir. Bu yöntem yüzey çatlaklarının ve yerlerinin belirlenmesinde çok iyi sonuçlar verir. Yuvarlak küresel hatalar tozların görülebilecek biçimde kümelenmesine neden olmazlar. Parça tüm veya bölgesel olarak manyetikleştirilebilir. Çatlağın manyetik akının çizgilerine paralel olması halinde çatlağı görmesi mümkün değildir. Bu nedenle parça birbirine dik doğrultularda muayene edilir. Alternatif, doğru akım ve mıknatıs kullanılabilir. Mıknatıs kullanıldığında sadece yüzey çatlakları belirlenebilir. IV Ultrasonik Titreşimler Yardımı ile Muayane Ses dalgalarını andıran mekanik titreşimler kullanılarak muayene yapılır. Titreştirilen bir piezo elektrik kristal tarafından muayene edilecek parçanın yüzeyine ultrasonik enerji uygulanır. Ses dalgası halinde çok az bir kayıpla denenen parçayı kat eden bu titreşim dalgası parçanın arka yüzeyden de piezo elektrik kristal yardımı ile algılanabilir. (Bkz.Şekil IV.1) Piezo elektrik kristaller kendilerine uygulanan akım frekansına uygun bir biçimde bir titreşim hareketi oluşturdukları gibi kendilerine bir mekanik titreşim uygulandığında bunu da titreşimin frekansına uygun bir elektrik enerjisine dönüştürme özelliğine sahiptirler. Günümüzde piezo eletrik kristal olarak baryum titanat veya kurşun zirkonat titanat tercih edilmektedir. 63

80 Ultrasonik muayenede algılanan ve elektriğe dönüştürülen titreşimler bir katot ışınları tüpünün ekranında dalgalar halinde rahatlıkla görülebilir. Malzemeye uygulanan ultrasonik titreşimler malzemeden geçerken süreksizliklerin olduğu yerlerden titreşimin bir kısmı bunlardan yansıyarak algılayıcı proba gider. Algılayıcı probda iki dalga (pik) arasında üçüncü bir dalga görülür. İki dalga arasında görülen bu yansıma dalgasının analizi ile hatanın yüzeyden uzaklığı ve büyüklüğü belirlenir. Üstünlükleri; 1) Çok kalın kesitlerdeki süreksizlikler dahi tespit edilebilir. 2) Küçük hatalar hassas bir şekilde belirlenebilir. 3) İç hatanın konumu, boyutu ve şekli belirlenebilir. 4) Muayene parçanın bir tarafından yapılabilir. 5) Büyük parçalar yerinde muayene edilebilir. 6) Personele ve diğer donanımlara zararı yoktur. Sakıncaları; Tecrübeli personel ihtiyacı Yüzeyi çok pürüzlü, düzgün olmayan biçimli kaynak bağlantılarının muayenesi zordur. İç köşe dikişleri, Yüzey hataları görülmeyebilir. İş parçası ile prob arasında yağ gibi bir tabakaya ihtiyaç vardır.[1] 64

81 Şekil IV.1 Ultrasonik Titreşimler Yardımı İle Hataların Saptanması[1] 1. Malzeme içinde 2. Kaynak dikişinde 3. Hatanın ekranda görünüşü 65

82 IV Radyografik Muayene Radyografik (x, gama gibi) gibi ışınların parça yüzeyinden geçerek alt kısımda bulunan filme yansıması röntgen kontrolüdür. (Bkz.Şekil IV.2). Dikiş yüzeyinden verilen ışınlar kaynak kesitini tarayarak filme ulaşır. Kesitte boşluk, çatlak ve curuf kalıntısı gibi hatalar varsa ışınlar bu alanlardan tam geçemediği için filmdeki görüntüde siyah lekeler şeklinde belirlenir. (Bkz.Şekil IV.3). Kaynakların en sağlıklı kontrolü bu yöntem ile yapılmaktadır. Şekil IV.2 Röntgen cihazı ile Radyografik Muayene [1] 66

83 Şekil IV.3 Radyografik Muayenede Dikişlerdeki Hataların Film Üzerinde Görünümü [1] IV.1.2. Tahribatlı Muayene Mekaniksel işlem gerektiren testlerdir. Özellikle örnek deney kaynak çubuğu hazırlanması öngörülen testler, en çok kullanılanlar olup, çekme, kırma, eğme ve kayma türü testleridir. IV Çekme Normal çekme makineleri için özel standart ölçülerde dikiş kesilerek torna edilir veya makinenin özelliğine göre frezede işlenir. Hazırlanan test parçası çekme makinesinde denenerek çekme dayanımı ve uzama değerleri belirlenmektedir. 67

84 IV Kırma Deney için hazırlanan belirli ölçülerdeki parçanın, makineye bağlama tekniğine göre, bir kenarına çentik (kanal) açılır. Makinenin mengenesine bağlanan parça çekicin belirli bir yükseklikten düşürülmesi ile kırılır. Böylece kırılma ani darbeye ( etkiye) karşı olan kırılma direnci ölçülür. Şekil.IV.4 Çentikli Darbe Deneyleri [1] IV Eğme Özellikle hidrolik preslerde yapılan bu deney kaynağın kenar birleşme özelliği bakımından çok önemlidir. Eğer kaynak yerinde gözenekler ve batık cisimler varsa parça belirli bir açısal bükülmeden sonra kırılır. Hatalar dikiş içerisinde görülür. 68

85 Şekil.IV.5 Hidrolik Eğme Ünitesi[1] IV.2.4. Kayma Testleri Bindirme kaynaklar için önemli olan bu testte iki parçanın alt ve üst kısmına plakalar kaynatılarak parça çekilmeye çalışılır. Parçanın çekilmesi ile kaynaklar kaymaya (kesilmeye) zorlanmaktadır. Kesme karşıt kuvvetlerin etkisinde kalan parçalar için önemlidir. 69