TEKNİK KILAVUZ : QUARD VE QUEND KAYNAK Distributed by Duferco
GİRİŞ Quard, aşınmaya dayanıklı çelik ve Quend, yüksek akma dayanımlı yapı çeliği eşsiz performanslarının yanında mükemmel kaynaklanabilirliğe sahiptir. Hem Quard hem de Quend plakalar karbon eşleniğini düşük seviyelerde tutan düşük alaşımlı kompozisyona sahiptir. Quard ve Quend plakalar, kaynak yapılmaya müsait tüm çelik türlerine, geleneksel kaynak yöntemlerinden herhangi biri kullanılarak ister otomatik ister manuel olarak kaynak edilebilir. Quard, ürettiğimiz aşınmaya dayanıklı çelik plaka grubunun markası olup halihazırda 400 ve 450 Brinell sertliğe sahip türleri mevcuttur. Quend, ürettiğimiz yüksek dayanımlı yapı çeliğinin markasıdır ve 700 MPa akma dayanımına sahip Quend 700 ile başlayıp 1100 MPa akma dayanımına sahip Quend 1100 ürünümüze kadar kapsamaktadır. Quard ve Quend plakalarımızın kaynaklanması ticari kalite çeliklerin kaynaklanması kadar kolaydır. Ancak, Quard ve Quend plakaların kaynaklanması sırasında yüksek kalite kaynak sonuçlarının elde edilmesi için aşağıdaki hususlara özel dikkat gösterilmesi gereklidir: Kaynak öncesi ön ısıtma gereksiniminin kontrol edilmesi Uygulanan kaynak yönteminin ısı girdisi değeri Elektrot seçimi.
2. Ön Isıtma Kalın Q&T çeliklerin kaynak edilmesi öncesinde kaynak çatlakları oluşumunun önlenmesi için kaynak bölgesinin ön ısıtılması gerekli hale gelmektedir. Ön ısıtma gerekip gerekmediği ve gerekliyse hangi sıcaklığa kadar olduğu birkaç faktöre bağlıdır: 1) çeliğin karbon eşleniği, 2) n oluşturduğu gerilim durumu 3) kullanılan elektrot çeşidi. Karbon eşleniği çeliğin sertifikasında verilen kimyasal kompozisyona göre hesaplanmaktadır. Karbon eşleniği genellikle CEV veya CET olarak sembolize edilmektedir. CEV tanımı çeliklerin karbon eşleniğinin belirtilmesinde daha sık kullanılmaktadır. Öte yandan CET eşleniği su verilmiş ve temperlenmiş (Q&T) çelik kaliteleri için daha iyi bir tanımlama getirmek üzere geliştirilmiştir. Quard ve Quend çeliklerin kaynaklanması hakkındaki tüm teknik dokümanlarda her iki karbon eşleniği değeri verilmektedir. Hangi karbon eşleniği değerinin baz alındığına bakılmaksızın, daha yüksek karbon eşleniği değeri ön ısıtmaya daha yüksek önem gösterilmesini gerektirir. CEV(IIW) = C + Mn/6 + [Mo+Cr+V]/5 + [Ni+Cu]/15 (%) CET = C + [Mn+Mo]/10 + [Cr+Cu]/20 + Ni/40 (%) Not : Farklı çelik kalitelerinin Karbon eşleniği değerlerini karşılaştırırken aynı tip karbon eşleniği değerleri olduğundan emin olunuz. Quard ve Quend plakaların karbon eşleniğini hesaplarken teknik bilgi formlarında (Data Sheet) verilen maksimum analiz değerlerini değil ürün sertifikasında sunulan pota kimyasal analiz değerlerini kullanınız.
3. Hidrojen Kırılganlığı / Soğuk Kırılganlık Eğer kalın Quard veya Quend plakaların kaynaklanması sırasında ön ısıtma önerileri dikkate alınmaza kaynak bölgesinde çatlak problemleri oluşabilir. Bu tip kırılganlıklar Hidrojen Kırılganlığı veya Soğuk Kırılganlık olarak tanımlanmaktadır ve kaynak tamamlandıktan yaklaşık 48 saat sonra ortaya çıkar. Hidrojen kırılganlığı sorunu (varsa) çeliğin kaynak öncesi ön ısıtma gereksiniminin dikkate alınması ve uygun kaynak tüketim malzemeleri tavsiyesine uyulması ile tamamen ortadan kaldırılabilir. Hidrojene bağlı çatlaklar temelde aşağıda belirtilen faktörlerin biri veya birkaçının birleşiminden ortaya çıkmaktadır. Karbon eşleniği değerinin çok yüksek olması; Kaynak bölgesinde gerilimin yüksek olması; Kaynak sarf malzemesindeki hidrojen içeriğinin yüksek olması. Ön ısıtmanın birincil amacı Isıdan Etkilenen Bölgenin (HAZ) soğumasının yavaşlatılarak hidrojenin çelik dışına difüze olmasının sağlanmasıdır. Ön ısıtma özellikle alın ve punta yapılırken çok önemlidir, zira kaynak öncesinde plakalar soğuktur.
4. Hidrojen Kırılganlığı nasıl önlenir Quard ve Quend çelikleri seçmekle düşük alaşım konseptine uygun olarak üretilmiş ve sertlik/dayanım özellikleri dolayısıyla düşük karbon eşleniği sunan ve bu sayede mükemmel kaynaklanabilirlik özelliğine sahip çelik kalitesine sahipsinizdir. Kaynaklanacak parçaların iyi bir biçimde birleştirilmesi ve mümkünse n düzgün bir sıraya uygun olarak yapılması kaynak süresince gerilim oluşumunu minimum seviyeye indirmenizi sağlar. Talimatlarımızı izleyerek gereksinimlerinizi en iyi biçimde karşılayacak elektrot seçimini yapabilirsiniz. Bu şekilde kaynak bölgesinde istenmeyen gerilimlerin oluşumunu engelleyebilirsiniz. Uygun dayanıma sahip elektrot seçiminin yanında kaynak metalinin düşük hidrojen içeriğine sahip olması gereklidir. Her zaman 100 gram kaynak metali başına 5 ml den düşük (< 5g / 100 g kaynak metali) hidrojen içeriğini sağlayan elektrotlar kullanınız. Kaynak metali için tipik hidrojen içeriği değeri tedarikçiler tarafından paket üzerinde verilmektedir. Quard ve Quend ile iyi bir kaynak kalitesi elde etmek için gerekli kaynak temizlik standartlarına uyulması tavsiye edilir. Kaynak kenarlarının toz, yağ ve nemden arınmış olması gereklidir.
5. Tavsiye Edilen Ön Isıtma Sıcaklıkları Ön ısıtma gereksinimi aşağıdaki durumlarda artar : Yüksek Karbon eşleniği değeri; Yüksek plaka kalınlığı; Kaynak metalinde yüksek hidrojen kalıntısı; Düşük ısı girdisi. Yekpare plaka kalınlığına bağlı olarak tavsiye edilen minimum ön ısıtma gereksinimi aşağıda verilmiştir. Ön ısıtma tavsiyeleri Tekken test metoduna istinaden verilmektedir. Tablo 1. Isı girdisi 1.7 kj / mm. Kaynak metali hidrojen kalıntısı : 5 ml / 100 g kaynak metali. Yekpare plaka kalınlığı, mm 3 мм 10 мм 20 мм 30 мм 40 мм 50 мм Quard 400 100 C 125 C Quard 450 125 C 150 C Quend 700 100 C Quend 900* 100 C 125 C Quend 960* 100 C 125 C * Teorik olarak hesaplanmış ön ısıtma değerleridir. Ürünler geliştirme safhasındadır Tablo 2. Isı girdisi 1.0 kj / mm. Kaynak metali hidrojen kalıntısı : 5 ml / 100 g kaynak metali. Yekpare plaka kalınlığı, mm 3 мм 10 мм 20 мм 30 мм 40 мм 50 мм Quard 400 125 C 150 C Quard 450 150 C 175 C Quend 700 125 C Quend 900* 125 C 150 C Quend 960* 125 C 150 C * Teorik olarak hesaplanmış ön ısıtma değerleridir. Ürünler geliştirme safhasındadır
ÖNEMLİ NOT!!! Eğer ön ısıtma gerekliyse punta sırasında ve kaynaklanacak plakaların birleştirilmesi / birbirine tutturulması sırasında da ön ısıtma uygulanmalıdır. Punta yapılırken tek paso kaynak uzunluğu en az 50 mm olmalıdır. Eğer kullanılacak kaynak sarf malzemesinin karbon eşleniği değeri kaynatılacak plakanın karbon eşleniği değerinden yüksekse Tablo 1 ve 2 de verilenden 25 ºC daha yüksek ön ısıtma uygulanmalıdır. Eğer ön ısıtma uygulanacaksa tüm kaynak işlemi süresince kaynak sıcaklığı uygulanacak ön ısıtma sıcaklığı değerinden daha düşük olmamalıdır. Eğer ortam sıcaklığı veya plakanın kaynak öncesi sıcaklığı +5 ºC nin altındaysa önerilen ön ısıtma değerlerine 25 ºC ilave edilerek uygulanmalıdır.
6. Tavsiye edilen pasolar arası geçiş sıcaklığı Çoklu alın işlemlerinde ve kısa aralıklı kaynak boylarında kaynak alınlarında oluşan ısı depolanacak ve kaynak bölgesi sıcaklığı artacaktır. Bunun sonucu olarak kaynaktaki sıcaklık bir sonraki kaynak pasosunun uygulanmasından önce çok artabilir. Pasolar arası sıcaklığın çok yüksek olması ve sonucunda ısıdan etkilenen bölgede mekanik özelliklerin etkilenmesini engellemek için Tablo 3 te verilen maksimum pasolar arası sıcaklık tavsiyelerine uyulmalıdır. Tablo 3. Tavsiye edilen maksimum pasolar arası sıcaklık değerleri. Kalite Pasolar arası sıcaklık Quard 400 / 450 225 C Quend 700 / 900 / 960 325 C
7. Tavsiye edilen ısı girdisi Isı girdisi, bir paso kaynak süresince kaynağa iletilen enerjiyi (ısıyı) temsil eder. Isı girdisi arttıkça kaynaktan çeliğe iletilmesi gereken ısı da artar. Kaynak Isı girdisi hesaplama Q = k x U x l x 60 v v x 1000 Q = Isı girdisi (KJ / mm) U = Voltaj (V) l = Akım (A) v = kaynak hızı (mm / dak.) k = ısıl verim ısıl verim k MMA 0,8 MAG, tüm tipler 0,8 SAW 1,0 TIG 0,6 Quard ve Quend mekanik özelliklerini su verme (quench) ve gerekli olduğunda müteakip temperleme işlemlerinden alır. Eğer ısıdan etkilenen bölge (HAZ) çok yüksek sıcaklıklara maruz kalırsa plakaların sevk edildiği haldeki mekanik özellikleri etkilenebilir.
Isı girdisinin kaynak mekanik özelliklerine etkisi Düşük ısı girdisi daha yüksek HAZ dayancı ve tokluğu daha düşük kalıntı gerilimler ve çarpılma daha düşük HAZ yayılımı. KAYNAK ISI GİRDİSİ Yüksek ısı girdisi daha düşük HAZ dayancı daha geniş HAZ yumuşaması daha geniş plaka çarpılması Isı girdisi artışı kaynak hızını arttırır, ancak; bu değer çok yüksekse kaynak bölgesinin dayancı, darbe tokluğu, kaynak çarpılması ve ısıdan etkilenen bölge (HAZ) yayılımı üzerinde olumsuz etki yapar. Isıdan etkilenen bölgenin (HAZ) maruz kaldığı toplam sıcaklık; ısı girdisi ve ön ısıtma / pasolar arası sıcaklık kombinasyonu ile kontrol edilir. Maksimum ısı girdisi sınırlamaları (Şekil 1 ve 2), ısıdan etkilenen bölge (HAZ) özelliklerinin riske edilmesini önlemek için verilmiştir.
Şekil 1. Quard 400 / 450 plakaların kaynak edilmesi için tavsiye edilen maks./min. ısı girdisi değerleri (minimum değerler geleneksel kaynak yöntemlerine karşılık gelir) Maks. / Min. Isı girdisi Quard 400, Quard 450 3,5 Isı Girdisi, KJ/mm 3 2,5 2 1,5 1 мaks. Quard 400 мaks. Quard 450 мin. 0,5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Plaka kalınlığı, mm
Şekil 2. Quend 700 / 900 / 960 plakaların kaynak edilmesi için tavsiye edilen maks./min. ısı girdisi değerleri. (minimum değerler geleneksel kaynak yöntemlerine karşılık gelir) Maks. / Min. Isı Girdisi Quend 700, 900 and 960 3,5 Isı Girdisi, KJ/mm 3 2,5 2 1,5 1 мaks. Quend 700 мaks. Quend 900/960 Мin. 0,5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Plaka kalınlığı, mm Tavsiye edilen t8 / 5 Çelik kalitesi Soğuma süresi, 800 C to 500 C Quend 700 5 25 s. Quend 900 / 960 5 15 s.
8. Elektrot Seçimi Quard ve Quend plakaların kaynak edilmesi için kullanılması önerilen elektrotlar alaşımsız veya düşük alaşımlı ferritik kaynak sarf malzemeleridir. Kullanılacak olan kaynak yöntemine bağlı olarak katı tel elektrot (GMAW MIG/MAG) veya özlü tel (MMA - Örtülü Elektrot Kaynağı / SAW Toz Altı Kaynağı / FCAW Özlü Tel Kaynağı yöntemlerindeki gibi) elektrot ile kombinasyonu kullanılabilir. Eğer örtülü elektrot yöntemi kullanılacaksa bazik elektrot seçimi tavsiye edilmektedir, zira bazik elektrot daha temiz bir kaynak dolgusunun yanında kaynak metalinin daha yüksek darbe tokluğuna sahip olmasını ve daha az hidrojen barındırma özelliklerini sağlar. Hidrojen kırılganlığı oluşma riskinin azaltılması için kaynak dolgusu hidrojen içeriğinin 100 gram kaynak metali başına 5 ml den daha düşük olmasını (5 ml/100 g kaynak metali ) sağlayacak şekilde düşük hidrojenli elektrotlar kullanılması gerekmektedir. Aşınmaya dayanıklı Quard çeliğini kaynak ederken kullanılacak elektrotların akma dayanımı değeri maksimum 500 MPa olmalıdır. Daha yüksek akma dayanımlı elektrot kullanımı kaynakta gerilimi arttırarak neticesinde soğuk kırılganlık oluşumu riskini arttırır. Bu sınırın altında dayanıma sahip elektrot kullanımıyla, eğer yüksek gerilime maruz kalıyorsa, kaynak metalinin bu gerilimlerden kurtulması sağlanabilir. Quend yapı çeliklerinin kaynaklanması için yapı standartlarının kaynak dik dayancına ilişkin gereksinimi karşılanmalıdır. Bu durumda kullanılacak elektrotların kaynak edilecek çeliğin dayancında veya biraz üstünde olması gereklidir. Quend 700 için bunu sağlayan elektrotları bulmak çok kolaydır ancak Quend 960 ve 1100 için şimdilik pek az üretici bu dayanca sahip elektrotları sağlayabilmektedir.
Tablo 4,5 ve 6 da Quard ve Quend için uygulanacak kaynak yöntemine göre tavsiye edilen elektrotlar listelenmiştir. AWS ve EN sınıflandırma işaretlendirmeleri de tablolarda verilmiştir. Bu işaretlendirmeler kaynak tüketim malzemesinin dayancını, tokluğunu ve kimyasal bileşimini temsil etmektedir. Kaynak Yöntemi : MMA MAG / GMAW MIG FCAW SAW Örtülü Elektrot Kaynağı Metal Aktif Gaz Kaynağı Gaz Altı Kaynağı Metal Soy Gaz Kaynağı Özlü Tel Kaynağı Toz Altı Kaynağı Tablo 4. Quard 400 / 450 / 500 na uygun ferritik kaynak tüketim malzemeleri. MMA Örtülü Elektrot GMAW Gaz altı Kaynağı FCAW Özlü Tel SAW Toz altı EN Sınıf EN ISO 2560 E4X EN 440 G4X EN 758 T4X EN 756 S4X AWS Sınıf A5.5 E70 A5.28 ER70S A5.29 E7XT A5.23 F7 ESAB OK 48.00 OK Autrod 12.51 OK Tubrod 14.11 12.22 + 10.71 Oerlikon Tenacito 70 Carbofil 1 (a) Fluxofil 31/41 L-70 / OP121TT Bohler FOX EV47, EV48 EMK&, NiCu-1G Kb 52-FD EMS2 / BB22
Tablo 5. Quend 700 na uygun ferritik kaynak tüketim malzemeleri. MMA Örtülü elektrot GMAW Gaz altı Kaynağı FCAW Özlü Tel SAW Toz altı EN Sınıf EN 757 E69 EN 12534 G69 EN ISO 18276 T69 EN 14295 S69 AWS Sınıf A5.5 E110 A5.28 ER110-S A5.29 E11XT A5.23 F11 ESAB OK 75.75 OK Autrod 13.29 OK Tubrod 14.03 13.43 + 10.62 Oerlikon Tenacito 100 Carbofil NiMoCr Fluxofil 42 -- Bohler FOX EV85 Union NiCrMo Union MV NiMoCr -- Tablo 6. Quend 900 / 960 na uygun ferritik kaynak tüketim malzemeleri. MMA Örtülü elektrot GMAW Gaz altı Kaynağı FCAW Özlü Tel SAW Toz altı EN Sınıf EN 757 E89 EN 12534 G 89 EN ISO 18276 T89 EN 14295 S89 AWS Sınıf N/A N/A N/A N/A ESAB OK 75.78 -- Coreweld 89 -- Bohler -- Union X90 / X96 -- -- Quend 900 ve Quend 960 plakalar için elektrot seçimi öncesinde lütfen bizimle temasa geçiniz.
9. Östenitik Kaynak Tüketim Malzemeleri Östenitik (paslanmaz çelik) kaynak tüketim malzemeleri hem Quard hem de Quend çeliklerin kaynak edilmesinde kullanılabilir. Östenitik elektrotlar kullanmanın sağlayacağı en büyük fayda normalde kaynak öncesi ön ısıtma gerektiren kalın Quard ve Quend çeliklerin ön ısıtma gerekmeksizin kaynaklanabilmesidir. Östenitik elektrotlar ferritik elektrotlara kıyasla çok daha pahalıdır ancak; ön ısıtma yapma imkanı yoksa östenitik kaynak tüketim malzemeleri de bir çözüm seçeneğidir. Quard çeliklerin kaynaklanmasında kullanılacak östenitik elektrotlar aşağıdaki Tablo 7 de verilen AWS 307 (veya 309) sınıflandırmasına uygun olmalıdır. Tablo 7. Quard 400 / 450 / 500 na uygun Östenitik kaynak tüketim malzemeleri. MMA Örtülü elektrot GMAW Gaz altı Kaynağı FCAW Özlü Tel SAW Toz altı EN Sınıf EN 1600 E18 8 EN 12072 G18 8 EN I2073 T18 8 EN 12072 S18 8 AWS Sınıf A5.4 E307 A5.9 ER307 A5.9 EC307 A5.9 ER307 ESAB OK 16.45 OK Autrod 16.95 OK Tubrod 14.71 16.97 + 10.93
10. Kaynakta Aşınma Dayanımının Arttırılması Aşınmaya dayanıklı Quard plakaların kaynak edilmesi esnasında kaynak bölgesinin gerilime az maruz kalan ve aşındırıcıların az temas ettiği veya çarptığı yerlere denk getirilmesi gereklidir. Eğer kaynak bölgesi yüksek aşınmaya maruz kalan bir yerdeyse n aşınma dayanımı en üst katmanda sert yüzey dolgusu kullanılarak arttırılabilir. Sert yüzey dolgu elektrotları genellikle yüksek krom ihtiva ederler (% 3 13 Cr); dolayısıyla sert metal dolgusunun karbon eşleniği değeri her zaman ana metalinkinden yüksektir. Bu sebeple sert yüzey dolgu elektrotu sağlayıcısının kullanımla ilgili tavsiyelerine uyulması önemlidir (doğru ön ısıtma ve kaynaklama parametrelerinin kullanımı). 11. Quard ve Quend Lazer Kaynağı Quard ve Quend plakalar kaynak tüketim malzemesi kullanarak veya kullanmaksızın lazer yapılabilir. Kaynak bölgesinin dayancının ve tokluk değerinin emniyet altına alınması için lazer sırasında kaynak tüketim malzemesi kullanılması tavsiye edilir. Mükemmel kaynak mekanik özelliklerinin elde edilmesi konusunda kendini ispatlamış kaynak prosesi Lazer Hibrit dır. Quard ve Quend malzemelerin Lazer na ilişkin daha fazla bilgi için lütfen teknik destek bölümümüzle temasa geçiniz.
NOTLAR:
NOTLAR:
Distributed by Duferco Duferco Çelik Tic. Ltd. Şti. Atatürk mah. Ata 2/3 Plaza Kat 2 Daire 25 347570 Ataşehir - İstanbul / TÜRKİYE Tel.: +90 216 456 69 39 (pbx) Faks: +90 216 456 69 40 info@duferco.com.tr www.quard.me www.quend.me