Transcript Saç kalınlığı - ACT KAYNAK

 Saf
bakır (+)
• Düşük alaşım katkıları içeren Bakır
 Çinko
içeren Bakır alaşımları (-)
• Bakır-Çinko-alaşımları (Pirinç)
• Bakır-Çinko-Nikel-alaşımları (Yeni gümüş)
 Çinkosuz
Bakır alaşımları (+)
• Bakır-Nikel alaşımları
• Bronz’lar
 Kurşun
içeren Bakır alaşımları (--)
Yoğunluk
8,94 kg/dm³
Erime sıcaklığı
1083°C
Kaynama sıcaklığı
~ 2300°C
Elektr. İletkenliği
58 Sm/mm² (SE-Cu için)
Isıl iletkenliği
Çeliğin ~7 katı
Isıl genleşmesi
Çeliğin ~2 katı
Yüksek sıcaklıklarda gazların yüksek çözünürlüğü!
Özellik
Yapı çeliği
Saf bakır
Yoğunluk
7,85 g/cm3
8,9 c/cm3
235…400 N/mm2’ye kadar
Yok
Yaklaşık 150 N/mm2’ye
kadar
Var
Yaklaşık 1500°C
Yaklaşık 1080°C
Elektrik iletkenliği
1
6 kat
Isıl iletkenliği
1
8 kat
Isıl genleşme katsayısı
1
1,6 kat
Akma sınırı
Korozyon direnci
Erime sıcaklığı
 Pirinç
için Çinko (Zn)
Bronz için
Kalay (Sn)
 Nikel (Ni)
Alüminyum
(Al)
Alaşım elementleri aşağıdaki özellikleri
etkiler:
 Dayanım, sertlik
 Kimyasal dayanıklılık
 Şekillendirilebilme, dökülebilme
 Kaynağa uygunluk
 Erime sıcaklığı
Bakır’ın işlendiği atölyelerin diğer
metallerden ayrılması gerekir (Karbonlu
çelik tozlarının korozyon tehlikesi)
Bakır esaslı malzemeler, diğer metallerden ayrı
depolanmalı ve işlenmelidir
 Bakır ve çelik malzemeler için ayrı takımlar
kullanılmalıdır
 Kaynak ağızları ve bitişiğindeki bölgeler her iki
taraftan yaklaşık 50 mm genişliğinde olmak üzere
temizlenmeli, yağsız ve kuru olmalıdır – Aksi halde
kaynak dikişinde gözenek oluşur
 Kalın levhalardaki hızlı ısı iletimi nedeniyle her iki
taraftan aynı anda kaynak yapılmalıdır
 Yüksek ısıl genleşme katsayısı nedeniyle büyük
miktarda büzülme oluşur.
 Puntalama yerine klemensler kullanılmalıdır
 Saf bakırın kaynak sırasında kızıl durumdayken
çekiçlenmesi sayesinde, mikro yapının iri taneliden
ince taneliye dönüşmesi sağlanır; bu şekilde tokluk ve
şekil değiştirme kabiliyeti iyileştirilmiş olur

 Isı
ve ultraviyole ışımalara karşı gözlerin
ve vücudun korunması gerekir.
 Hem kaynakçı hem de yardımcısı için
deri eldiven ve deri önlük kullanılmalıdır
 Özellikle çinko içeren bakır
alaşımlarında (pirinç) teneffüs havasının
temiz tutulması için havalandırma
tertibatı çalıştırılmalıdır
 Dekapanla
oksigaz kaynağı mümkün
 Çubuk elektrotla elektrik ark kaynağı da
mümkün ancak uygulaması yok
 MIG ve TIG en yaygın uygulanan
yöntemler
 Çoğunlukla Argon’un Helyum ile yer
değiştirmesi söz konusu. Bazen de Ar/He
karışımları kullanılmakta. Azot da
mümkün.
 500°C’nin
üzerindeki sıcaklıklarda
Hidrojen Bakır’ın içinde yayınabilir
 Oksijen içeren Bakır’da, su buharı
oluşumu mümkün. Bu durum, gözenek ve
çatlağa yol açabilir (Hidrojen hastalığı)




Hidrojen hastalığı denildiğinde, E-Cu58 veya E-Cu57 (DIN
1787’ye göre) gibi oksijenli bakır türlerinin hidrojen içeren
gazlarla teması halinde çatlak veya boşluk oluşturması
anlaşılır. Bu Bakır türleri, esas olarak yüksek elektrik
iletkenlikleri nedeniyle elektroteknikte kullanılmaktadır.
Bunların üretimi, oksijen girişi olan ortamlarda
yapılmamalıdır; aksi halde düşük miktarlarda dahi Bakıroksit
(Cu2O) oluşur.
500 °C’nin üzerine ısıtıldığında, örneğin kaynakta veya lehim
sırasında, hidrojen metale yayınır ve aşağıdaki reaksiyona
göre Bakıroksit’le birleşir:
Cu2O + H2  2Cu + H2O
Su buharı mikroyapıyı gerer ve bu sırada Bakıroksit, ince CuCu2O ötektiği ağı olarak tane sınırlarına çökelir. Bu olay,
hidrojen hastalığı olarak adlandırılır.
Sadece oksijensiz bakır türleri kaynağa
uygundur. Oksijen içeren bakır türleri
gözenek ve sıcak çatlak oluşturma
eğilimine sahiptir.
 Kalay Bronzları
• ~ 12 % Sn = Dökme kalay bronzu
• ~ 20 % Sn = Çan bronzu
 Alüminyum Bronzları
• ~ 5 % Al = Alüminyum hadde bronzu
• ~ 10 % Al, Fe = Alüminyum çoklu bronzu
• ~ 8 % Al, Ni = Alüminyum nikel bronzu
 Silisyum Bronzları
 Fosfor
Bronzu (~ 7 % Sn, P)
 Kalay Kurşun Bronzu (~ 10 % Sn, Pb)
Alaşım grubu
Tipik alaşımlar
İlave metal
Saf bakır (+)
Oksijensiz, oksijenli (<0,1%),
Fosfor-deokside-bakır
SG-CuSn
Pirinç (Cu-Zn) (-)
< 30% Zn
~ 40 % Zn
SG-CuSi3, SG-CuAl9Fe
Tavsiye edilmez
Silisyum bronzu (+)
3 % Si
SG-CuSi3
Alüminyum bronzu (+)
SG-CuAl8, SG-CuAl10Fe
Yeni gümüş (Cu-Zn-Ni)
(-)
20 % Zn, 15 % Ni
45 % Zn, 10 % Ni
SG-CuSi3
Tavsiye edilmez
Kızıl döküm (Cu-SnZn) (-)
Düşük kalay içerikli
Kalay içerikli
SG-CuSi3, SG CuAl10Fe
Tavsiye edilmez
 Saf bakır’ın türleri:
• Oksijensiz Bakır
• Oksijenli Bakır (<0,1 %)
• Fosforla deokside edilmiş Bakır
 Oksijensiz ve P-deokside Bakır
daha iyi
kaynak yapılabilir
 SG-CuSn en uygun ilave metaldir
Kükürt veya Tellür ilavesi, Bakır’ın talaşlı
işlenebilirliğini iyileştirir. Ancak genel
olarak kaynağa uygun değildir.
 Krom, Zirkonyum veya Berilyum ilavesi,
Bakır’ın mekanik özelliklerini iyileştirir.
Krom ve Berilyum içeren alaşımlar,
ITAB’da çatlak oluşturma eğilimine
sahiptir. Berilyum sağlığa zararlıdır!

 Çinko’nun buharlaşması sorunu var!
 Sadece düşük Çinko içerikli alaşımlar
kaynağa uygundur.
 Yüksek kaynak hızları, Çinko’nun
buharlaşmasını azaltır.
 Koruyucu gaz bileşeni olarak Azot
kullanılması tavsiye edilmez.
 % 20’den daha düşük Çinko içeren
türlerde ön tavlama tavsiye edilir.
 Sonradan tavlama ile gerilme
çatlamasından kaçınılabilir.
 Genel
olarak Fosfor Bronzlarının ve
Kurşun içeren kızıl döküm’ün kaynağa
uygunluğu yüksektir.
 Genel
olarak iki metalli (Cu-Al)ve daha çok
metalli (Cu-Al-Fe) bronzlar mevcuttur. İki
metalli bronzlar (Cu-Al) genel olarak kaynağa
daha uygundur.
 Düşük ısıl iletkenliği nedeniyle çoğu kez ön
tavlama gerekmez.
 Alüminyum içeriği nedeniyle TIG kaynağında
alternatif akım kullanılmalıdır!
% 7’den daha az alüminyum içeren tek fazlı
alüminyum bronzları, çatlama eğilimine sahip
olduğundan kaynağı zordur. Bu alaşımlardan
oluşan kaynaklı parçalar ITAB’dan çatlayabilir.
 % 8’den fazla Alüminyum içeren tek fazlı alaşımlar
ve çift fazlı alaşımlar, çatlaktan kaçınmak için özel
prosedür uygulandığı takdirde kaynağa uygun
olarak kabul edilir.
 % 7 alüminyum içeren alaşımlar, ısı eşanjörleri,
borular ve kaplar için büyük miktarda tüketilir.
Alüminyum’un oluşturduğu alüminyum oksit
tabakası için dekapan kullanmak gerekir.





Bakır-çinko alaşımları ark kaynağı, oksiasetilen kaynağı, direnç
nokta kaynağı ve sürtünme kaynağı (+sürtünme karıştırma
kaynağı) ile birleştirilebilir.
Pirinçlerin elektrik ve ısıl iletkenlikleri, artan çinko oranıyla
düşer; bu nedenle yüksek çinko içeren alaşımlar, düşük
çinkolu pirinçlere kıyasla daha düşük ön tavlama sıcaklığına
ve daha düşük kaynak ısısına ihtiyaç gösterir.
Çinko erimiş pirinç’ten buharlaştığından, özellikle yüksek
çinko içeren pirinçlerin kaynağında çinkosuzlaşma temel
problemdir. Alüminyum ve nikel gibi diğer alaşım elementleri,
çatlama ve oksit oluşma eğilimini hafifçe yükseltirler. Bu
nedenle düşük çinko içeren pirinçler kaynağa daha uygundur.
Kurşun ilavesi, bakır çinko alaşımlarını sıcak çatlamaya çok
hassas hale getirir.



Bakır-kalay alaşımları (fosfor bronzu), daha geniş katılaşma
aralığına sahip olduğundan, büyük ve geniş dendritik tane yapısı
oluşturur.
Kaynak prosedürlerinin kaynak dikişinin çatlamasını önleyecek
şekilde oluşturulması gerekir. Çok pasolu kaynaklarda her
pasonun sıcak çekiçlenmesi, kaynak gerilmelerini ve dolayısıyla
sıcak çatlama tehlikesini azaltır.
Kurşun içeren bakır-kalay alaşımlarının kaynağı genel olarak
tavsiye edilmez. Ancak bazı kurşunlu alaşımlar, dikkat edildiğinde
kaynak yapılabilir. Kaynak kabiliyeti, artan kurşun oranıyla düşer.
Elektrik ark kaynağı, TIG ve MIG kaynaklarından daha iyi sonuç
verir.




Silisyum bronzları, düşük ısıl iletkenlikleri ve silisyum’un
kaynak banyosunu yüksek oranda deokside etme kabiliyeti ve
oluşturduğu Silisyumdioksit curufunun banyoyu koruması
nedeniyle kaynağa uygundur.
Silisyum bronzlarının kaynak metali iyi akıcılığa sahiptir, ancak
curufu viskozdur. Silisyum bronzları nispeten dar “sıcakta
gevrek” (hot-short) sıcaklık aralığına sahip olduğundan,
çatlaktan kaçınmak için hızlı soğutulmaları gerekir.
Kaynak dikişini çevreleyen metale ısı iletimi düşüktür ve yüksek
kaynak hızlarına ulaşılabilir. Ön tavlama gerekmez ve
pasolararası sıcaklık 90°C’yi aşmamalıdır. V-alın kaynakları için
60° veya daha büyük kaynak ağız açıları gerekir.
Ağız açılmayan küt alın kaynakları 3 mm kalınlığa kadar, ilave
metal kullanmadan yapılabilir. Kökteki erimeyi kontrol için
bakır altlık kullanılabilir.
 Argon
 Helyum
 Azot
 Argon/Helyum-Karışımı
• > 50 % Helyum içeriği tavsiye edilir
 Argon/Azot karışımları
• < 30 % Azot (Sprey ark için)
Koruyucu gaz
Argon
Helyum
Eritme gücü
Düşük
Yüksek
Nüfuziyet
Sığ
Derin
Tüketim
Az
Çok
Ark
Kararlı
Kararsız
Gaz tüketimi
1
5 kat
Kaynak hızı
Yavaş
Hızlı
Tutuşma özellikleri
İyi
Daha az iyi
ARGON
HELYUM
Metal sıcaklığı
Farklı ön tavlama sıcaklıklarıyla ve farklı koruyucu gazlarla TIG
kaynağında nüfuziyetlerin karşılaştırılması
 Genel
olarak yüksek akımlı ve yüksek
devrede kalma oranlı DC-Akım
üreteçleri kullanılmalıdır
 Alüminyum bronzları için AC-Akım
üreteçleri kullanılmalıdır
 Suyla iyi derecede soğutulmuş kaynak
torçları kullanılmalıdır
 En
az 400 A ve yüksek Devrede Kalma
Süresi (DKS)
 Dört makaralı tel besleme üniteleri
 İmpuls ark kaynak makinaları tavsiye
edilir (Alüminyum’un yüksek ısıl
iletkenliğine göre ısı girdisinin
kontrolüne imkan verdiği için)
 Yüksek ark tutuşturma akımı
 Plastik makara göbeği (Tel
makarasından elektrik çarpmasını
engellemek için)
Saç kalınlığı
Kaynak ağız hazırlığı
Paso sayısı
1,5 mm
1
3 mm
1
6 mm
60 – 90°
50 – 60°
Aralık
0-1,5 mm Spalt
1-2
Aralık
0-1,5 mm Spalt
2-4
0-1,5 mm Spalt
Aralık
4-8
1,5 mm
12 mm
60 – 90°
1,5 - 3 mm
18 mm
60 – 90°
1,5 - 3 mm
5-15°
1,5 - 3 mm
5-15°
1,5 - 3 mm
Bakır alaşımlarının kaynağında, yüksek ısıl genleşme katsayısı nedeniyle
puntalama yerine kıskaç kullanımı tavsiye edilir.
Quelle: DKI
 Bakırın
genleşme katsayısı ostenitik
paslanmaz çeliğinkine benzer
 Ancak ısıl iletkenliği, daha büyük bir
parça hacmine denktir
 Isıl iletkenlik=Elektrik iletkenlik/58
 Örnek: % 0,09 P ilavesi, elektrik
iletkenliğini yarıya düşürür
 Daha yüksek alaşım oranlarında, ön
tavlama büyük oranda düşer veya
gerekmeyebilir!
Ön tavlama sıcaklığı aşağıdaki faktörlere
bağlıdır:
 Parça kalınlığı
 Dikiş türü
 Esas metal
 Koruyucu gaz
 Yüksek ısı iletimi nedeniyle oksi-gaz
kaynağında üfleç iki numara daha büyük
seçilmelidir
 Bakır alaşımlarında ön tavlama sıcaklığı, ısıl
iletkenliğiyle uyumlu olmalıdır
TIG kaynağında
kullanılan
koruyucu gazın
ısıl kapasitesine
göre ön tavlama
sıcaklığı değişir
MIG kaynağında
kullanılan
koruyucu gazın
ısıl kapasitesine
göre ön tavlama
sıcaklığı değişir
Parçadaki ısı
dağılımı
Çekiçledikten
sonraki dayanım
Çekiçlenmemiş
Bakır’ın S-CuAg ilave metali ile oksi-asetilen kaynağı
Parçadaki ısı
dağılımı
Çekme dayanımı
Bakır’ın S-CuAg ilave metali ile TIG kaynağı
Önemli çalışma sıcaklıkları
Kaynak
Pirinç ile lehimleme
L-Ag40 ile lehimleme
Esas metal Çelik
Bulgular
Oksi-asetilen kaynağı
Sert lehimleme
(Aralık, Alevle lehimleme)
Esas metal
Aynı tür veya aynı metal
Metal birleşimi
Aralık oluşumu
Nispeten büyük aralık
Aynı aralık
Birleştirme yönteminin
temel prensibi
Esas metalin eritilmesi
Esas metalin ıslatılması
Sıcaklık
Yüksek erime sıcaklığı
(Esas metal)
Aralığın doldurulması
Yerçekimi kuvvetinin yardımıyla
Kapiler doldurma basıncının
yardımıyla
Dikişin görünüşü
Paso düzeni
Düz
Çubuk formundaki ilave
metalin beslenmesi
Kaynak çubuğu kaynak ağzına
beslenir
Lehim aralığına lehim çubuğu
eritilerek doldurulur
Isıtma türü
Nokta şeklinde, kaynak banyosu
Lehim bölgesinde eş ölçülü
Alev türü
Keskin ince alev
Çoğunlukla yumuşak, geniş alev
Torçun hareketleri
Düz veya salınımla ilerletilir
Yatay, geniş bir alanda tutulur
Düşük çalışma sıcaklığı (Lehim
alaşımı)
 Gaz
kaynağında gerekir
 TIG kaynağında 300° C’ye kadar bir ön
tavlama tavsiye edilir
 Kök tarafı da korunmalıdır
 İş güvenliğine dikkat edilmelidir!
 CuSn
ilave metal ile MIG-Kaynağı, 240
MPa’ya kadar dayanım verir
 İri taneli kaynak metali mikro yapısı
zararsızdır
 Mümkünse sıcak çekiçleme yapılmalı
Saç kalınlığı
mm
Ağız türü
Paso sayısı
Kaynak
çubuk çapı
mm
Kaynak
akım
şiddeti
A
1,3
II
1
1,6
90…100
3
II
1
3,2
150…200
5
V
2
4,0
180…300
16
V
4…5
4,0
400…475
Bakır ve alaşımlarına, uygun örtülü elektrot
seçimiyle elektrik ark kaynağı da yapılabilir.
Ancak kaynak kalitesi, TIG ve MIG kadar iyi
değildir.
 ECuSi veya ECuSn-A tipi elektrotlar seçilmelidir.
 Kaynak ağız açıları 60°-90° arasındadır.
 Kök nüfuziyetini kontrol etmek için, köke uygun
bir kanal açılmış bir bakır altlık kullanılabilir.
 Elektrot çapı, parça kalınlığına uygun
seçilmelidir.
 Doğru akım elektrot pozitif (DCEP) seçilmelidir.
 3 mm’den kalın parçalarda, 250°C’lik bir ön
tavlama ile yatay pozisyonda (PA) kaynak
yapılmalıdır.

Bakır ve bakır alaşımlarının direnç nokta kaynağı
kabiliyeti, elektrik ve ısıl iletkenlikleriyle ters
orantılı olarak değişir. Çoğu düşük iletkenlikli
bakır alaşımları kolayca nokta kaynağı yapılabilir.
 % 30 IACS (Uluslar arası tavlanmış saf bakır
ölçüsü % 100 kabul edilir) veya daha düşük
elektrik iletkenliğine sahip bakır alaşımları nokta
kaynağı yapılabilir. Bunlar arasında berilyum
bronzu, bakır-nikel alaşımları, nikel gümüş
alaşımları sayılabilir. Elektrik iletkenliği arttıkça
kaynak kabiliyeti de azalır. % 60 oranında
elektrik iletkenliğine sahip alaşımlar geleneksel
yöntemlerle nokta kaynağı yapılamaz.

Alaşımsız bakırın direnç nokta kaynağı
uygulanamaz.
 Bakır alaşımlarının nokta kaynağında
kullanılan elektrot kuvvetleri, aynı kalınlıktaki
çeliğe göre % 50-70 daha fazladır.
 Isıl ve elektrik iletkenliği daha yüksek
olduğundan, çeliğe göre kaynak akımı daha
yüksek ve kaynak süresi daha kısa olmalıdır.
 Elektrot yapışmasını önlemek için Tungsten
veya Molibden uçlu elektrotlar tercih edilir.

 Bakır
ve alaşımları, elektron ışın kaynak
yöntemiyle kolaylıkla kaynak yapılabilir.
Bu yöntem, kalın bakır alaşımlarına ve
vakum içinde veya dışında başarıyla
uygulanmaktadır. Dolgu metali olarak
harici bir tel eklenebilir.
Elektron ışın kaynaklı bir
bakır parça
 Bakır
- C-Çeliği
 Bakır – Nikel kaplı Cr-Ni-Çeliği
 Bakır – Alüminyum bimetal
Bakır alaşımlarının çeliklere
kaynağında, bakır alaşım
türüne uygun bir ilave
metalden, çelik yüzeyine
tampon tabaka kaplaması
yapılmalıdır. Bu sayede
metallerarası gevrek
fazların oluşumu önlenir.
Bakır ve alaşımları, sert ve yumuşak lehimlemeye
çok uygundur.
 Alüminyum bronzlarındaki oksitler hariç, tüm
bakır alaşımlarındaki oksitler dekapanla kolayca
uzaklaştırılabilir
 Sert lehimleme, bir birleştirme yöntemi olarak
seçildiğinde:

•
•
•
•
•

Lehimleme sıcaklığına
Yükleme türüne
Bağlantı dayanımına
Galvanik korozyona ve
Çalışma sıcaklığında esas metal ile lehim alaşımı arasındaki
etkileşimlere dikkat edilmelidir.
Yüksek elektrik iletkenliği nedeniyle direnç ve
endüksiyon yöntemleri hariç tüm yöntemler
uygulanabilir.

Bakır alaşımlarının yumuşak lehimlenmesinde lehim alaşımı içindeki kalay
miktarının bağlantının kayma dayanımına etkisi
 Işıma: Yüksek
kaynak akımında kuvvetli ışıma
 Kaynak dumanı: MAK ve TRK-Değerlerine
dikkat edilmelidir.
 Berilyum, Arsenik, Çinko, Kadmiyum, Kalay,
Krom kullanımında gözetim gerekir
 Gazlar: Ozon!
 Güçlü havalandırma düzeni gerekir!
 Isıl izolasyonlu iş elbiseleri gerekir
MAK: Maksimum işyeri solunum konsantrasyonu
(Maksimale Arbeitplatz Konzentration)
TRK: Teknik kılavuz konsantrasyonlar (Teknische
Richtlinien Konzentrationen)
 Elektroteknik
 Kap
ve aparat yapımı
 Çelik konstrüksiyonlar
 Isıtma, soğutma, havalandırma
 Dökme parçalarda tamir kaynağı