MAK-205 Üretim Yöntemleri I. (6.Hafta) Kubilay Aslantaş

Transkript

1 MAK-205 Üretim Yöntemleri I Gazaltı Kaynağı ğı, Tozaltı Kaynağı Direnç Kaynağı (6.Hafta) Kubilay Aslantaş

2 Gazaltı Ark Kaynağı Kaynak bölgesinin bir koruyucu gaz yardımıyla korunduğu kaynak yöntemler gurubudur. Kullanılan gaz türüne ve elektrotun ark taşıyıcı olup olmadığına göre alt guruplara ayrılmaktadır. Gazaltı ark kaynağı Tungsten gazaltı kaynağı MIG/MAG Kaynağı Tungsten hidrojen kaynağı Tungsten plazma kaynağı Tungsten inert gaz kaynağı Metal inert gaz kaynağı Metal aktif gaz kaynağı 2

3 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Bu kaynak yönteminde ark, tungsten den yapılmış ve erimeyen bir elektrot ile iş parçası arasında oluşur. Tungsten elektrot ile eş eksenli olarak beslenen koruyucu gaz (Argon, Helyum) hem erimiş kaynak bölgesini hem de elektrotu korur. Kaynak malzemesi olarak, kaynak bölgesine elle beslenen çubuk formundaki teller kullanılır. Similasyon 3

4 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Kaynak donanımı Güç kaynağı TIG kaynağında kullanılan Tungsten elektrot yüksek ergime sıcaklığına (3450 C) sahiptir Koruyucu gaz Parça klamensi Kaynak dolgu malzemesi kaynak yapılacak parça ile aynı kimyasal bileşime sahiptir. Soğuk çekme yöntemi ile imal edilmektedir. Đş parçası Torç Soğutma sistemi 4

5 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Kaynak tekniği Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler, nikel esaslı alaşımlar ve bakır esaslı alaşımlar gibi bir çok malzeme bu kaynak yöntemi ile kaynak yapılabilir. Alüminyum ve magnezyum alaşımları için alternatif akım gerekmektedir. Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler, paslanmaz çelikler, nikel esaslı alaşımlar ve bakır esaslı alaşımlar gibi bir çok malzeme bu kaynak yöntemi ile kaynak yapılabilir. 5

6 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Kaynak tekniği Koruyucu gaz olarak kullanılan gaz soy (inert )gazdır. Çoğunlukla Argon kullanılır. Doğru akımla çalışan güç kaynağı kullanılır. Kaynak dolgu malzemesi kaynak yapılacak parça ile aynı kimyasal bileşime sahiptir. Soğuk çekme yöntemi ile imal edilmektedir. 6

7 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Lift-TIG Lift-TIG ile ark başlangıcında, kaynakçının tungsten elektrodu iş parçasına değdirip kaldırması sonucu TIG arkı oluşturulur. Lift-TIG yöntemi endüstriyel olmayan ortamlarda ya da elektromanyetik alanlara karşı hassas olan ve yüksek frekansın sorun yaratabileceği yerlerde kullanılır Yüksek frekanslı (HF) Ark başlangıcında ise tungsten elektrot iş parçasına değdirilmez. Ark oluşan yüksek voltaj kıvılcımı sayesinde tutuşturulur. Yüksek frekans (HF) özellikle metalurjik açıdan yüksek kaliteye sahip olması istenilen ve yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda kullanılır. 7

8 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Alın kaynağı Bindirme kaynağı 8

9 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Dış köşe kaynağı Đç köşe kaynağı 9

10 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Darbeli akım kaynağı Modern kaynak tesislerinde tam otomatik TIG kaynağı veya darbeli bir doğru akım kullanmaktadır. Darbeli TIG kaynağında bir düşük frekansta (temel akım) ve bir yüksek akım uygulanır. Kaynak akımı, 0.25 ile 25 Hz lik bir frekans içerisinde değişmektedir. Bu iki değer arasındaki akım değişimi otomatik olarak yapılır. Yüksek akım Temel akım Efektif akım 10 Zaman

11 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Yüksek Frekanslı Darbe Kaynağı Kaynak akımı Darbeli Akım ile aynı forma sahiptir. Ancak Darbe Tekrarlanma Frekansı genellikle Hz arasında olup daha yüksek bir değere sahiptir. Kaynak arkı daha yoğun ve dar olduğu için ısıl değişime uğrayan bölge daha dardır. 11

12 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Çelik ve Paslanmaz çelikler için 12

13 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı Alüminyum ve magnezyum alaşımları için AC TIG kaynağında kaynak akımı artı ve eksi kutuplar arasında değişir. Bu yöntem özellikle yüzeyinde ısıya dayanıklı oksit tabakası bulunduran alüminyum ve benzeri diğer malzemelerin kaynağı için idealdir. 13

14 Tungsten inert gaz (TIG) kaynağı 14

15 Tungsten plazma kaynağı Bu kaynak yöntemi TIG kaynağında olduğu gibi erimeyen bir tungsten elektrot ve soy bir koruyucu gaz yardımıyla yapılır. Ancak TIG kaynağına göre ark, özel bir torç ile sınırlanmış ve büzülmüştür. 15

16 Tungsten plazma kaynağı Plazma kaynak donanımı TIG kaynak donanımına benzer. 16

17 Tungsten plazma kaynağı 17

18 Tungsten hidrojen kaynağı Bu kaynak yönteminde de ark tungsten elektrot vasıtasıyla sağlanır. Kaynak yapılacak iş parçasının elektrik devresi ile herhangi bir bağlantısı yoktur. Koruyucu gaz olarak Hidrojen kullanılır ve ark ın oluştuğu yüksek sıcaklık bölgesinde atomik hale dönüşür. Alev sıcaklığı diğer kaynak tekniklerinde elde edilen sıcaklıktan fazladır (4000 C) Ark oluşumu için AC akım kullanılır. Alüminyum, yüksek nikelli, ve yüksek krom oranına sahip çelik sacların kaynağı için kullanılır. 18

19 MIG/MAG kaynağı MIG (Metal inert gaz)/mag (Metal aktif gaz) kaynağı koruyucu gaz kullanılarak yapılan gazaltı kaynak yöntemlerinden biridir. Bu yöntemde ark, eriyen bir tel elektrot ile iş parçası arasında yanar. Kaynak elektrotu olarak kullanılan tel kaynak torcu na otomatik olarak beslenir. Ark ve kaynak bölgesi, gaz memesinden çıkan koruyucu gaz tarafından örtülür. Similasyon 19

20 MIG/MAG kaynağı Kaynak donanımı: MIG/MAG kaynağında kullanılan kaynak donanımı aşağıdaki unsurları içine almaktadır. Güç kaynağı Koruyucu gaz tüpü Tel ilerletme ünitesi Soğutma ünitesi Kaynak torcu 20

21 MIG/MAG kaynağı Kaynak elektrodu olarak kullanılan telin torca iletilmesinde farklı teknikler geliştirilmiştir. 21

22 MIG/MAG kaynağı MIG/MAG kaynak makinesinde de elektrik ark kaynağında olduğu gibi akım (amper) değeri parça kalınlığına ve tel çapına göre değişmektedir. 22

23 MIG/MAG kaynağı Tel elektrotlar Alaşımlı ve düşük alaşımlı çeliklerin MIG/MAG kaynağında kullanılan tel elektrotlar TS EN 440 ta standartlaştırılmışlardır. Kaynak tellerinin çapı 0.6mm ile 6mm arasında değişmektedir. En çok kullanılan kaynak telleri 0.8, 1, 1.2 ve 1.6 dır. Çeliklerin kaynağında kullanılan teller bakır kaplanmıştır. Bunun da nedeni; ilerletme motorunun ruloları arasında telin geçişini kolaylaştırmak ve akım iletimini iyileştirmek. 23

24 MIG/MAG kaynağı Uygulama örnekleri 24

25 Tozaltı kaynağı Bu kaynak tekniğinde ark bir granül (toz) fluks battaniyesi altında gerçekleştirilir. Fluks iyi bir iletkenlik elde etmek amacıyla kaynak elektrodu olarak kullanılan bakırla kaplanmış telin hemen önüne yığılır Ark tamamen fluksa gömülü olduğu için çok az alev görülmektedir. Fluks ın bir kısmı erir ve camsı bir fazda katılaşarak kaynak dikişini kaplar. Böylece soğuma hızını azaltarak sünek bir kaynak dikişinin elde edilmesine imkan tanır 25

26 Tozaltı kaynağı Kaynak metali ile farklı ısıl genleşmeye sahip olduğu için soğuma esnasında katılaşan fluks kendiliğinden kırılır. Fluks ın erimeyen kısmı ise vakum sistemi ile emilerek yeniden kazanılır ve tekrar kullanılabilir. 26

27 Tozaltı kaynağı Avantajları Düz ve silindirik parçaların kaynağında, her kalınlık ve boyuttaki boruların kaynaklarında ve sert dolgu kaynaklarında kullanılabilen yüksek kaynak hızına ve yüksek metal yığma hızına sahip bir yöntemdir. Hatasız ve yüksek mekanik dayanımlı kaynak dikişleri verir. 27

28 Tozaltı kaynağı Avantajları Kaynak esnasında sıçrama olmaz ve ark ısınları görünmez bu nedenle kaynak operatörü için gereken koruma daha azdır. Diğer yöntemlerde açılan kaynak ağzına bu kaynak yönteminde gerek yoktur Tozaltı kaynağı kapalı ve açık alanlarda uygulanabilir. 28

29 Tozaltı kaynağı Dezavantajları Tozaltı kaynak tozları havadan nem almaya eğilimlidir, bu da kaynakta gözeneğe neden olur. Yüksek kalitede kaynaklar elde edebilmek için ana metal düz, düzgün olmalı, ana metal yüzeyinde yağ, pas ve diğer kirlilikler olmamalıdır. Cüruf kaynak dikişi üzerinden temizlenmelidir, bu bazı uygulamalarda zor bir işlem olabilir. Çok pasolu kaynaklarda, kaynak dikişine cürüf kalıntısı olmaması için cüruf her paso sonrası temizlenmelidir. 29

30 Tozaltı kaynağı Dezavantajları Tozaltı kaynağı 5 mm den ince malzemelerde yanma yapabileceği için genellikle uygun değildir. Yöntem özel bazı uygulamalar hariç, düz, yatay pozisyondaki alın kaynakları ve köşe kaynakları için uygundur. Her metal ve alaşım için uygulanabilen bir yöntem değildir. 30

31 Direnç kaynağı Direnç kaynağında kaynak için gerekli olan ısı, elektrik akımının kaynak bölgesinden geçişi sırasında malzemenin akıma karşı gösterdiği elektriksel direnç nedeniyle ortaya çıkan ısıdır. Kaynak işlemi basınç uygulayarak veya uygulamadan ve ilave metal kullanılarak yada kullanılmadan yapılabilmektedir. 31

32 Direnç kaynağı 32

33 Direnç kaynağı Taşınabilir Sabit 33

34 Direnç kaynağı Nudge çapı Akım Kuvvet Kaynak zamanı Kaynak zamanı 34

35 Dikiş kaynağı Dikiş kaynağı, direnç kaynağının bir benzer uygulamasıdır. Elektrot çubuklar yerine kendi ekseninde dönen bakır tekerlekler kullanılmaktadır. Bir anlamda direnç kaynağının sürekli formda gerçekleştirilmesidir. Bakır tekerlekler iş parçası üzerine sabit basınç uygular ve kendi etrafında belirli bir hızda döner. Kaynak akımı belirli aralıklarla uygulanabildiği gibi sürekli olarak ta uygulanabilir. 35

36 Dikiş kaynağı Tekerleklere ait genişlik genellikle 5t (Sac malzeme kalınlığının 5 katı)kadar alınır. Dikiş kaynağında farklı geometrilere sahip bakır tekerlekler de kullanılabilmektedir. 36

37 Dikiş kaynağı Dikiş kaynak makinesi ile sacların birleştirilmesi Dikiş kaynak makinesi Dikiş kaynağına ait mikroskobik görünüm 37

38 Sürtünme kaynağı Đki metal parçayı birleştirmek için sürtünme tarafından üretilen ısıyı kullanır. Bu işlem esas olarak çubuk ve boru şeklindeki metallerin alın kaynağında kullanılır. Đşlem için ayrıca dışardan bir ısı kaynağı kullanılmaz Metal yüzeyleri yeterince plastik hale geldiğinde, döndürme hareketine son verilir ve büyük bir basınçla parçalar birbirine bastırılır 38

39 Sürtünme kaynağı 39

40 Termit kaynağı Termit bir birim toz alüminyum ile üç birim demir oksit karışımına verilen isimdir. Bu kaynak tekniği rayların birleştirilmesinde kırılan rayların tamirinde kullanılmaktadır. Al 2 +Fe 2 O 3 2Fe+Al 2 O 3 +Isı 40

41 Termit kaynağı Kalıp hazırlanır Karışım ayarlama Alevle kimyasal reaksiyon Demirin kalıba akması Soğuma 41