ÇELİK YAPILARDA BİRLEŞİM ARAÇLARI Çelik yapılarda kullanılan birleşim araçları; 1. Bulon ( cıvata) 2. Kaynak 3. Perçin Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 1
KAYNAKLAR Aynı yada benzer alaşımlı metallerin yüksek ısı altında birleştirilmesi işlemine KAYNAK denir. Kaynaklarla ilgili şartnamemiz : TS 3357/ Nisan 1979 Kaynaklı birleşimler çözülemeyen, estetik sağlayan, ancak kalifiye işçilik ve kontrol hizmeti gerektiren birleşimlerdir. Kaynakla birleştirmenin bazı türlerinde, benzer alaşımlı bir ilave metal de kullanılır (elektrod veya tel); bazı türlerinde ise kullanılmaz. Isı derecesinin, metallerin ergime noktasına kadar yükseltilmesiyle kaynak işlemi gerçekleşiyorsa bu tür kaynaklara ergitme kaynakları adı verilir. Isı metallerde plastik kıvam oluşturacak mertebede kalmışsa, bu durumda kaynak türü basınç kaynağıdır. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 2
KAYNAKLAR Normal çelik yapılarda daha çok ergitme kaynağı kullanılmaktadır. 1. Ergitme Kaynakları : Elektrik Arkı Kaynağı, Gaz Kaynağı 2. Basınç Kaynakları : Direnç Kaynağı, Ateş Kaynağı, vs. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 3
1.1) Elektrik Ark Kaynağı 1.1.1. Standart Elektrik Arkı Kaynağı ( Elektrod Kaynağı) 1.1.2. Özlü Tellerle Elektrik Arkı Kaynağı 1.1.3. Gaz altı Elektrik Arkı Kaynağı 1.1.4. Toz altı Elektrik Arkı Kaynağı Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 4
1.1.1. Standart Elektrik Ark Kaynağı Günümüzde çelik yapılarda en çok tatbik edilen yöntemdir. Bu kaynak yönteminde, kaynak metali olarak örtülü elektrot kullanılır. Örtülü elektrot kullanılarak yapılan elektrik ark kaynağında, kaynak için gerekli elektrik akımı, bir kaynak akım üretici tarafından sağlanır. Bu akım kablolar yardımıyla iş parçası ve elektrot pensesine iletilir. Kaynakçı elektrotu penseye takar ve iş parçasına değdirerek elektrik arkını oluşturur, Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 5
1.1.1. Standart Elektrik Ark Kaynağı Bu elektrodlarda, sıva(örtü) maddesinin yanmasından oluşan koruyucu gazlar kaynak bölgesinden havayı uzaklaştırarak elektrik arkını stabilize ederler. Bu sayede muntazam dikişler çekilebilir. Sıva, kaynak dikişi üzerinde bir cüruf tabakası oluşturarak ergimiş haldeki malzemenin çabuk soğumasına engelleyerek dikiş içinde gaz habbeciklerinin kalmasını ve kaynak dikişlerinde ilave kaynak gerilmelerinin oluşmasını önler. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 6
1.1.1. Standart Elektrik Ark Kaynağı AVANTAJLAR 1. Açık ve kapalı alanlarda uygulanabilir. 2. Elektrod ile ulaşılabilen her noktada ve pozisyonda kaynak yapmak mümkündür. 3. Diğer kaynak yöntemleri ile ulaşılamayan dar ve sınırlı alanlarda kaynak yapmak mümkündür. 4. Kaynak makinesinin güç kaynağı uçları uzatılabildiği için uzak mesafedeki bağlantılarda kaynak yapılabilir. 5. Kaynak ekipmanları hafif ve taşınabilirdir DEZAVANTAJLAR 1. Örtülü elektrod ark kaynağının metal yığma hızı ve verimliliği pek çok ark kaynak yönteminden düşüktür. Elektrodlar belli boylarda kesik çubuklar şeklindedir, bu nedenle her elektrod tükendiğinde kaynağı durdurmak gerekir 2. Her kaynak pasosu sonrasında kaynak metali üzerinde oluşan cürufu temizlemek gerekir. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 7
1.1.2. Özlü Tellerle Elektrik Arkı Kaynağı Elekrik arkı kaynağı elektrod yerine özlü tellerle de yapılabilir. Sıvalı elektrodların üzerindeki örtü maddesi elektrodların düz çubuklar olarak üretilmesine ve boy kısıtlamasına neden olur. Özlü tellerde ise bu örtü maddesi boru şeklindeki tel elektrodun içinde olduğu için makaralara sarılı tel şeklinde üretilir ve kesintisiz kaynak bölgesine sürülebilir. Özlü telle ark kaynağının dezavantajı, kaynak dikişi üzerinde örtülü elektrod ark kaynağında olduğu gibi ama biraz daha ince bir cüruf tabakasının oluşmasıdır. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 8
1.1.3. Gaz altı Elektrik Arkı Kaynağı Gaz altı kaynağı, genel olarak kaynak yeri bir gazla korunan özel bir ark kaynağı yöntemidir. Bu yöntemde, dışarıdan sağlanan özel bir gazla korunan ve otomatik olarak sürekli beslenen ve eriyen elektrot kullanılır. Uygun donanım seçilip, uygun ayarlar yapıldığında ark boyu ve akım şiddeti ve elektrot besleme hızı kaynak makinesi tarafından otomatik olarak sabit değerde tutulur. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 9
1.1.3. Gaz altı Elektrik Arkı Kaynağı Torç ve kablo grubu üç görevi yerine getirir. Koruyucu gazı ark bölgesine taşır, elektrodu temas tüpüne iletir ve güç ünitesinden gelen akım kablosunu temas tüpüne iletir. Kaynak torcunun tetiğine basıldığı zaman, iş parçasına aynı anda gaz, güç ve elektrod iletilir ve bir ark oluşur. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 10
AVANTAJLARI 1.1.3. Gaz altı Elektrik Arkı Kaynağı Gazaltı kaynağı standart elektrik arkı kaynağına göre daha hızlı bir kaynak yöntemidir ; elektrod sürekli devam ediyor, cüruf oluşmuyor cüruf temizliğine gerek yok. Hem yarı otomatik hem de tam otomatik kaynak sistemlerinde kullanıma çok uygundur. DEZAVANTAJLARI Gaz altı kaynak ekipmanları, örtülü elektrod ark kaynağı ekipmanlarına göre daha karmaşık, daha pahalı ve taşınması daha zordur. Gaz altı kaynak torcu iş parçasına yakın olması gerektiği için özlü tel elektrik ark kaynağı gibi ulaşılması zor alanlarda kaynak yapmak kolay değildir. Sertleşme özelliği olan çeliklerde gaz altı kaynağı ile yapılan kaynak birleştirmeleri çatlamaya daha eğilimlidir. Çünkü örtülü elektrod ark kaynağında olduğu gibi kaynak metalinin soğuma hızını düşüren bir cüruf tabakası yoktur. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 11
1.1.4. Tozaltı Elektrik Arkı Kaynağı Sabit veya geçici atölyelerde imal edilen yapı ve köprü sistemlerinin, tam otomatik yöntemle yapılan kaynağıdır. Bu yöntemde kaynak tozu, elektrottan önce kaynak derzine yerleştirilir. Kaynak tozunun koruyucu görevi vardır. Özellikle uzun kaynak boyu uygulamaları (90 cm veya daha uzun) için uygundur İnce ve kalın et kalınlıklı çelik profiller için kullanılabilir ve yüksek kaliteli köşe, kısmi ve tam nüfuziyetli küt kaynak işlemine uygundur, ayrıca kapalı ve açık alanlarda uygulanabilir Ancak, yöntem yatay kaynak pozisyonları için uygundur. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 12
1.1.4. Tozaltı Elektrik Arkı Kaynağı Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 13
KAYNAK TÜRLERİ https://www.youtube.com/watch?v=7uyfcllxc_g https://www.youtube.com/watch?v=fayiwybrrw0 https://www.youtube.com/watch?v=bzdzzjjcfam Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 14
KAYNAK DİKİŞLERİ Ergitme kaynak metoduyla çekilen kaynak dikişleri küt kaynak dikişleri ve köşe kaynak dikişleri olmak üzere iki gruba ayrılır. 1. KÜT KAYNAK DİKİŞLERİ : İki levhanın yan yana getirilen kenarları boyunca çekilen kaynak dikişlerine küt dikişler denir. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 15
1. Küt Kaynak Dikişleri Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 16
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 17
2. Köşe Kaynak Dikişleri İki çelik elemanın dik veya en az 60 derece teşkil eden yüzeyleri asında çekilen kaynak dikişleri, köse kaynak dikişleri olarak isimlendirilir. Köse kaynak dikisleri, etkiyen kuvvetin yönüne paralel ve dik olma durumlarına göre yan dikiş ve alın dikişi olarak isimlendirilir. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 18
2. Köşe Kaynak Dikişleri Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 19
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 20
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Kaynaklı birleşimler, kaynak dikişlerindeki maksimum gerilme (normal gerilme, kayma gerilmesi, asal gerilme vb) değerleri esas alınarak tasarlanmaktadır. Krater: Çekilen kaynak dikişlerinin (küt ve köse) uç kısımlarında belirli uzunlukta bir kısmının mukavemeti düşük ve kalınlığı azdır. Bu zayıf kısımlara krater adı verilir ve krater uzunluğunun kaynak kalınlığı (a) kadar olduğu kabul edilir Kaynak hesap boyu = kaynak çekim boyu 2 x krater boyu Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 21
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 22
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 23
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları KAYNAKLARIN GÖSTERİM ŞEKİLLERİ Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 24
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları KAYNAK DİKİŞLERİNİN MUKAVEMET ÖZELLİKLERİ Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 25
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 26
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 27
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 28
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 29
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 30
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 31
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 32
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 33
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 34
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 35
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 36
Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 37
Kaynaklı Birleşimlerin Hesapları Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 38
Küt ve Köşe Kaynak Dikişlerinin Beraber Kullanılması Durumu Bir birlesimde küt ve köse kaynak birlikte kullanılıyor ve hesap ΣFk ya göre yapılıyor ise, emniyet gerilmesi olarak köse kaynak emniyet gerilmeleri kullanılacaktır. Kuvvetin çekme olması durumunda ise, köse kaynak alanlarının tamamının, küt kaynak alanlarının ise yarısının alınması tavsiye edilir. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 39
UYGULAMA 1 Şekilde görülen küt kaynaklı birleşimde levha kalınlıkları t1=14 mm, t2=12 mm, levha genişliği 150 mm, tesir eden kuvvet P=16000 kg malzeme st37 ve yükleme şekli EY (H) olarak verilmektedir. Kaynakta gerekli tahkikleri yapınız. Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 40
UYGULAMA 2 Aşağıda şekilde görüldüğü gibi bir IPE 300 kirişi IPE600 kolona ankastre olarak birleştirilecektir. Birleşimde oluşan moment M=230 tcm, kesme kuvveti T=6.5 ton olarak verilmektedir. Gerekli kaynak tahkiklerini yapınız. ST37- EY 19mm 10.7mm 7.2 mm Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 41
UYGULAMA 3 Sekilde krokisi verilen kaynaklı birlesimde gerekli kontrolleri yapınız. Kesit Tesirleri EY de verilmistir. Malzeme ST37 çeliğidir. 120mm 240mm Öğr. Gör. Mustafa EFİLOĞLU 42