KAYNAKTA UYUMLULUK ORANI (MISMATCH) PROF. DR. HÜSEYİN UZUN HOŞGELDİNİZ Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 1 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANI (MISMATCH) Kaynaklı konstrüksiyonların sağlam olabilmesi için mühendislerin genel bir yaklaşımı, kaynak metali mukavemetinin, ana metal mukavemetinden daha yüksek olmasıdır. Bu nedenle mühendisler, elektrot veya kaynak teli seçerken, elektrotun akma mukavemetinin ana metalinkinden daha yüksek olmasına dikkat ederler. Kaynak metali akma sınırının ana metal akma sınırına oranına uyumsuzluk oranı (mismatch) adı verilir. M = Kaynaklı birleştirmelerde uyumsuzluk oranı σ akkaymet = Kaynak metalinin Akma Mukavemeti σ akanamet = Ana metalin Akma Mukavemeti Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 2 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANI (MISMATCH) * Bu oranın 1 den büyük olması (M>1) yani elektrotun akma mukavemetinin ana metalinkinden daha yüksek olması durumunda aşırı uyumlu (overmatching) terimiyle değerlendirme yapılır. * Eğer bu oranın 1 den küçük olması (M<1) yani elektrotun akma mukavemetinin ana metalinkinden daha düşük olması durumunda da uyum altı (undermatching) terimiyle değerlendirme yapılır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 3 /94
AŞIRI UYUMLU (OVER-MATCHING) * Kaynaklı konstrüksiyon kaynak mühendisleri tarafından tasarlanırken, kaynak dikişinin aşırı uyumlu (over-matching) şartı oluşacak şekilde, kaynak yöntemi ve elektrot seçimi yapılır. Böylece gerilim altında çalışan kaynak dikişinin, ana metalden önce hasara uğrama riski ortadan kaldırılmış olunur. * Kaynaklı konstrüksiyon üzerine, akma mukavemetini aşacak şekilde aşırı bir gerilme uygulanması durumunda, plastik şekil değişimi, kaynak dikişinde değil de ana metalde meydana gelecektir. * Özellikle çekme gerilimi altında çalışan kaynaklı birleştirmelerde, kaynak dikişinin aşırı uyumlu (over-matching) şartı tercih edilmelidir. Örneğin boruların çevresel kaynağında bu durum tercih edilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 4 /94
AŞIRI UYUMLU (OVER-MATCHING) * Kaynak teli veya elektrotu üreticileri de kaynak telini önerirken, kaynak dikişinin aşırı uyumlu (over-matching) şartını oluşturacak kaynak tellerini tavsiye ederler. * Aşırı uyumlu (over-matching) şartının tercih edilmesi, akma mukavemeti 600 MPa değerine kadarki çeliklere uygulanabilir. * Fakat daha yüksek mukavemetli çeliklerde ise aşırı uyumlu (over-matching) şartı tercih edildiğinde, uygun kırılma tokluğu değerlerini sağlamak ve hidrojen çatlama probleminin önüne geçebilmek zorlaşacaktır. * Bu nedenle yüksek mukavemetli çeliklerde, uyum altı (under-matching) şartı tercih edilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 5 /94
UYUM ALTI (UNDER-MATCHING) * Kaynakla birleştirilen çok kritik olmayan parçalar veya çekme geriliminin dışında farklı gerilimlere maruz kalan parçalar için kaynak dikişinin uyum altı (under-matching) şartı tercih edilebilir. * Yüksek mukavemetli çeliklerde, uyum altı (undermatching) şartı tercih edilebilir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 6 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ ÇATLAK UCUNDAKİ GERİLİM DAĞILIMI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Kaynak dikişi çekilmemiş bir levhada, bir kılcal çatlak ucunda meydana gelen plastik bölgenin gerilim dağılımı simetrik kemik şekline benzemektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 7 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ ÇATLAK UCUNDAKİ GERİLİM DAĞILIMI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Eğer kaynak metali akma gerilmesi, ana metal akma gerilmesinden yüksek ise Yani aşırı uyumlu şartı durumunda, kaynak dikişindeki bir çatlak ucunda meydana gelen plastik bölge gerilim dağılımı gösterilmektedir. Eğer kaynak metali akma gerilmesi, ana metal akma gerilmesinden yüksek ise Yani aşırı uyumlu şartı durumunda, kaynak dikişinin kenarındaki bir çatlak ucunda meydana gelen plastik bölge gerilim dağılımı gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 8 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ ÇATLAK UCUNDAKİ GERİLİM DAĞILIMI ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Eğer kaynak metali akma gerilmesi, ana metal akma gerilmesinden düşük ise Yani uyum altı şartı durumunda, kaynak dikişindeki bir çatlak ucunda meydana gelen plastik bölge gerilim dağılımı gösterilmektedir. Eğer kaynak metali akma gerilmesi, ana metal akma gerilmesinden düşük ise Yani uyum altı şartı durumunda, kaynak dikişinin kenarındaki bir çatlak ucunda meydana gelen plastik bölge gerilim dağılımı gösterilmektedir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 9 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ KAYNAK METALİNİN DEFORMASYONU ÜZERİNDEKİ ETKİSİ Kaynaklı birleştirmelerde kullanılan kaynak elektrotunun türüne göre, kaynak metali ile ana metalin mukavemet ve süneklikleri farklılıklar gösterir. Eğer bir kaynaklı levha, çekme testine tabi tutulursa, kaynak dikişinin aşırı uyumlu (over-matching) ve uyum altı (under-matching) şartlarına bağlı olarak kaynak dikişinde farklı deformasyonlar (birim şekil değiştirme) meydana gelecektir. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 10 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ KAYNAK METALİNİN DEFORMASYONU ÜZERİNDEKİ ETKİSİ * Eğer belirli bir gerilme değeri dikkate alındığında, M > 1 yani elektrotun akma mukavemetinin ana metalinkinden daha yüksek olması durumunda (over-matching), kaynak metali elastik bölgede (ε 1 ) kalır. * Aynı gerilme değerinde ana metal ise plastik deformasyon bölgesinde (ε 2 ) yer alır. Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 11 /94
KAYNAKTA UYUMLULUK ORANININ KAYNAK METALİNİN DEFORMASYONU ÜZERİNDEKİ ETKİSİ * Eğer aynı gerilme değerinde, M < 1 yani elektrotun akma mukavemetinin ana metalinkinden daha düşük olması durumunda (under-matching), kaynak metali ana metalden daha fazla plastik deformasyona uğrayacak şekilde, plastik deformasyon bölgesinde (ε 3 ) yer alır Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü 12 /94
DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM Prof. Dr. Hüseyin UZUN-Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü /94