EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

EÜT 231 ÜRETİM YÖNTEMLERİ

Doç.Dr. Murat VURALİTÜ Makina Fakültesi

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

KAYNAK YÖNTEMLERİ

1. Ark Kaynağı2. Direnç Kaynağı3. Oksi-Yanıcı Gaz Kaynağı4. Diğer Eritme Kaynak Yöntemleri5. Katı Hal Kaynağı6. Kaynak Kalitesi7. Kaynak Kabiliyeti8. Kaynaklı İmalatta Tasarım

1

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Kaynak Yöntemlerinin İki Temel Kategorisi

Eritme kaynağı – birleştirme, birleştirilecek iki parçanın, bazen bağlantıya ilave metal ekleyerek eritilmesiyle gerçekleştirilir

Örnekler: ark kaynağı, direnç nokta kaynağı, oksi-yanıcı gaz kaynağı

Katı hal kaynağı – birleştirmeyi oluşturmak için ısı ve/veya basınç kullanılır; ancak esas metallerde erime olmaz ve ilave metal kullanılmaz

Örnekler: dövme (demirci) kaynağı, difüzyonkaynağı, sürtünme kaynağı

2

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Ark Kaynağı (Arc Welding=AW)

Metallerin birleştirilmesinin, bir elektrod ile parça arasındaki elektrik arkının ısısı ile oluşturulduğu bir eritme kaynak yöntemiArkın ürettiği elektrik enerjisi, herhangi bir metali eritmeye yeterli sıcaklıklar oluşturur ~ 5500 °CÇoğu ark kaynak yöntemlerinde kaynaklıbağlantının hacmini ve dayanımını arttırmak için dolgu (ilave) metal eklenirBazı temel yöntemler, arkla kesmede de kullanılmaktadır

3

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elektrik Arkı Nedir?

Elektrik arkı = bir devredeki aralıktan geçen elektrik akım deşarjıAkımın aktığı bir iyonize gaz demeti (plazma) tarafından sürdürülür

Ark kaynağında arkı başlatmak için, elektrod parça ile temas haline getirilir ve hemen ayrılarak kısa bir mesafede tutulur

4

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Ark KaynağıElektrot ucunun yakınında bir erimiş metal banyosu oluşturulurElektrot bağlantı boyunca ilerlerken, erimiş metal kendi kanalında katılaşır

Şekil 31.1 - Bir ark kaynak yönteminin temel konfigürasyonu ve elektrik devresi

Elektrot kablosu

Kaynak makinası

Elektrot pensi

İlave metal(bazen)

Elektrot

İLERLEME YÖNÜ

Parça kablosuParça kıskacıErimiş kaynak banyosu

Parça

Ark Katılaşmışkaynak banyosu

AC veya DC akım üreteci

5

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elle Ark Kaynağı ve Ark Süresi

Elle kaynakta problemler:Kaynak bağlantı kalitesiÜretkenlik

Ark Süresi = (Ark süresi)’nin (çalışma saati)’ne oranıDiğer adı “ark-on time”Tipik değerler:

Elle kaynak ark süresi = % 20

Makinayla kaynakta arttırılmış ark süresi ~ % 50

6

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Ark Kaynak Elektrotlarının İki Temel Türü

Eriyen – kaynak sırasında tüketilenArk kaynağında ilave metalin menbaı

Erimeyen – kaynak işlemi sırasında tüketilmeyenHerhangi bir ilave metalin ayrıca eklenmesi gerekir

7

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Eriyen Elektrotlar

Eriyen elektrotların biçimi(Örtülü elektrot olarak da bilinen) Kaynak çubukları, 22,5 mm’den 45 mm’ye kadar uzunlukta ve 9,5 mm veya daha küçük çaplıdır ve periyodik olarak değiştirilmeleri gerekirKaynak telleri, sık sık kesintilerden kaçınmak üzere, uzun tel boylarına sahip makaralardan sürekli olarak beslenebilir

Hem tel hem de çubuk formundaki elektrot, ark içinde tüketilir ve ilave metal olarak kaynağa eklenir

8

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Erimeyen Elektrotlar

Erimeye dirençli Tungsten’den yapılırKaynak sırasında yavaş yavaş tükenir(buharlaşma temel mekanizmadır) Ayrıca tel şeklindeki bir ilave metalin, kaynak banyosuna sürekli olarak beslenmesi gerekir

9

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Arkın Korunması

Ark kaynağındaki yüksek sıcaklıklarda, metaller havadaki oksijen, azot ve hidrojene karşıkimyasal olarak reaktifdir

Bağlantının mekanik özellikleri, bu tür reaksiyonlar sonucu ciddi şekilde bozulabilirİşlemi korumak için, tüm ark kaynak yöntemlerinde arkın çevresindeki havadan korunması gerekirArgon, Helyum ve CO2 gibi koruyucu gazlarDekapan

10

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Dekapan

Kaynak sırasında oksitlerin ve diğer kirliliklerin oluşumunu engelleyen veya bunları çözerek uzaklaştıran bir maddeKaynak için koruyucu atmosfer oluştururArkı kararlı hale getirirSıçramayı azaltır

11

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Değişik Dekapan Uygulama Yöntemleri

Toz halindeki dekapanın kaynak işlemine beslenmesiKaynak sırasında işlem bölgesini örtmek üzere eriyen dekapan maddesiyle kaplanmış çubuk elektrodlar (örtülü çubuk elektrodlar)Dekapanın öz halinde içine doldurulduğu ve elektrod erirken açığa çıkan tüp şeklindeki elektrodlar (özlü elektrodlar)

12

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Ark Kaynağındaki Akım Üreteçleri

Doğru akım (DC) veya Alternatif akım (AC) AC makinaları satın alma ve işletme bakımından daha ucuzdur ancak genellikle demir esaslı metallerle sınırlıdırDC ekipman tüm metallerde kullanılabilir ve genel olarak ark kontrolü için daha avantajlıdır

Transformatör (AC) Redresör (DC) Jeneratör (DC) 13

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Eriyen Elektrodları Kullanan Ark Kaynak Yöntemleri

Elektrik ark kaynağı (SMAW)Gazaltı ark kaynağı (GMAW-GTAW)Özlü telle ark kaynağı (FCAW)Elektrogaz kaynağı (EGW)Tozaltı ark kaynağı (SAW)

14

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elektrik Ark Kaynağı(Shielded Metal Arc Welding = SMAW)

Dekapan ve koruma sağlayan kimyasallarla kaplıbir ilave metal çubuktan oluşan bir eriyen elektrot kullanırBazen “Örtülü elektrot kaynağı” olarak da adlandırılırGüç üreteci, bağlantı kabloları ve elektrot pensi birkaç bin YTL’ye elde edilebilir

15

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.2 -Bir (insan) kaynakçıtarafından uygulanan örtülü çubuk elektrotla elektrik ark kaynağı

16

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.3 - Elektrik ark kaynağı(Shielded Metal Arc Welding=SMAW)

İLERLEME YÖNÜ

Eriyen elektrot

Elektrot örtüsü

Curuf

Katılaşmışkaynak metali

Erimiş kaynak metaliEsas metal

Elektrotörtüsündenkoruyucu gaz

17

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elektrik Ark Kaynağında Çubuk Elektrod

İlave metalin bileşimi genellikle esas metale yakındırÖrtü, bir silikat bağlayıcıyla bir arada tutulan, oksit, karbonat ve diğer katkılarla karıştırılmıştoz halindeki selülozdan oluşur.Kaynak çubuğu, akım üretecine bağlı elektrodpensi tarafından sıkıştırılırÖrtülü çubuk elektrotla kaynağın zayıflıkları:

Çubukların periyodik olarak değiştirilmesi gerekirYüksek akım seviyeleri, örtünün erken erimesine neden olabilir

18

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

TS 563- EN 499’a göre Örtülü Elektrotlar

19

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Örtülü Çubuk Elektrot Seçimi

20

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Kaynak Parametrelerinin Etkileri

21

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elektrik Ark Kaynağının Uygulamaları

Çelikler, paslanmaz çelikler, dökme demirler ve bazı belirli demirdışı alaşımlarda kullanılırAlüminyum ve alaşımlarında, bakır alaşımlarında ve titanyumda hiç veya nadiren kullanılır.

22

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Eriyen Elektrotla Gazaltı Ark Kaynağı(MIG/MAG Kaynağı)

(Gas Metal Arc Welding = GMAW)Elektrot olarak çıplak bir eriyen metal tel kullanır ve ark,

dış bir koruyucu gazla korunurTel, bir makaradan kaynak tabancasına (torch) sürekli ve otomatik olarak beslenirKoruyucu gazlar, alüminyum için Argon ve Helyum gibi soy gazlardan (MIG), çelik kaynağı için CO2 gibi aktif gazlardan (MAG) oluşurKoruyucu gaz ve çıplak tel elektrot, kaynak banyosu üzerindeki curuf örtüsünün oluşmamasını sağlar –curufun elle taşlanmasına veya temizlenmesine ihtiyaç duyulmaz

23

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

MIG/MAG Kaynak Donanımı

Koruyucu gaz Akım üreteci Şasi kablosu Parça

Tel makarası(Çelik tellerin dışı bakır kaplıdır)

Hortum paketi Torç

Tel Elektrod

Ark

Tel besleme motoru

24

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.4 - Eriyen elektrotla gazaltı ark kaynağı (MIG/MAG kaynağı) (Gas Metal Arc Welding = GMAW))

Makaradan besleme

Koruyucu gaz

Tel elektrot

Nozul

Koruyucu gaz

Katılaşmış kaynak metali

İLERLEME YÖNÜ

Erimiş kaynak metaliEsas metal

25

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

MIG/MAG Kaynağının Elektrik Ark Kaynağına Göre Üstünlükleri

Sürekli tel elektrot sayesinde daha iyi ark süresiElektrik ark kaynağında (EAK) çubukların periyodik olarak değiştirilmesi gerekir

EAK’na göre ilave tel elektrodun daha iyi kullanımı

EAK’nda çubuk elektrodun koçan kısmıkullanılamaz

Yüksek yığma hızlarıCuruf uzaklaştırma problemi ortadan kalkarKolayca otomatikleştirilebilir

26

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.5 – MIG/MAG kaynağı için kaynak torcu

27

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Özlü Telle Ark Kaynağı(Flux-Cored Arc Welding = FCAW)

Çubuk elektrodun sınırlamalarının üstesinden gelmek için örtülü çubuk elektrotla ark kaynağının geliştirilmiş haliElektrot, özünde dekapan ve diğer katkımaddeleri (örn. Deoksidanlar ve alaşım elementleri) içeren sürekli bir eriyen tüptürİki türü:

Kendinden gaz korumalı FCAW – Öz, koruyucu gaz içeren bileşenleri de barındırırİlave gaz korumalı FCAW – Dış bir koruyucu gaz uygulanır

28

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.6 - Özlü telle ark kaynağı. Dışarıdan sağlanan koruyucu gazın varlığı veya yokluğu, iki tür oluşturur: (1) koruyucu gaz bileşenleri sağladığı kendinden gaz korumalı, ve (2) dışkoruyucu gazların kullanıldığı ilave gaz korumalı

Makaradan besleme

Koruyucu gaz

Nozul (opsiyonel)

Kılavuz boru (kontak boru)

Curuf

Katılaşmış kaynak metali

Erimiş kaynak metali

Özlü tel elektrotDekapan öz

İLERLEME YÖNÜ

Koruyucu gaz (opsiyonel)

Ark

Esas metal

29

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Elektrogaz Kaynağı(Electrogas Welding = EGW)

Ya özlü tel elektrot ya da ilave koruyucu gazlı çıplak tel olabilen bir sürekli eriyen elektrot ve erimişmetali tutan kalıplama pabuçlarını kullanırÖzlü tel elektrot kullanıldığı zaman ve dışarıdan gaz beslenmediği zaman, özlü tel elektrotla ark kaynağının özel bir türü haline gelirDış bir menbadan koruyucu gazlı çıplak tel elektrot kullanıldığında ise, MIG/MAG kaynağının özel bir türü haline gelir.

30

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.7 - Özlü tel elektrod kullanan elektrogaz kaynağı: (a) görünüşü basitleştirmek için kalıplama pabucu çizilmemiş

önden görünüş, ve (b) Her iki tarafta kalıplama pabuçlarıgösterilen yan görünüş

Özlü tel elektrot besleme

Hareketli kaynak kafası (yukarı)

Hareketli pabuç(her iki tarafta)

Soğutucu su girişi

Su çıkışı

Erimiş curufErimiş kaynak metali

Katılaşmış kaynak metali

Esas parça

31

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Tozaltı Ark Kaynağı(Submerged Arc Welding = SAW)

Arkı koruyan toz haldeki bir dekapan ile sürekli, eriyen çıplak tel elektrod kullanırTel elektrod bir makaradan otomatik olarak beslenirBir huniden yerçekimi etkisiyle arkın önüne yavaşça beslenen toz dekapan, sıçramaları, kıvılcımları ve radyasyonu önleyecek şekilde arkı tamamen örter

32

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.8 - Tozaltı ark kaynağı (Submerged Arc WeldingSAW)

Erimiş toz dekapan Erimiş kaynak metali

Curuf (katılaşmış toz)Katılaşmış kaynak metali

Toz dekapanı geri kazanmak için vakum sistemi

Eriyen elektrot

Toz dekapanörtüsü

Huniden tozdekapan

İLERLEME YÖNÜ

Esas metal

33

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Tozaltı Ark Kaynağı Uygulamaları

Yapısal çelik profillerin imalatı (Örn. I-profiller)Büyük çaplı boruların, depolama tanklarının ve basınçlı kapların dikişleriAğır makine imalatı için kaynaklı parçalarÇoğu çelikler (Yüksek C-çelikleri hariç) Demirdışı metallere uygun değildir

34

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Erimeyen Elektrod Kullanılan Ark Kaynak Yöntemleri

Tungsten Inert Gaz (TIG) Kaynağı (Gas Tungsten Arc Welding = GTAW)Plazma Ark Kaynağı (Plasma Arc Welding = PAW)Karbon Ark Kaynağı (Carbon Arc Welding = CAW)Saplama Kaynağı (Stud Welding = SW)

35

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

TIG Kaynağı(Gas Tungsten Arc Welding = GTAW)

Erimeyen bir Tungsten elektrod ve arkın korunması için bir soy (inert) gaz kullanırTungsten’in erime sıcaklığı = 3410°C

Avrupa’da, "WIG kaynağı" olarak da adlandırılırBir ilave metal de kullanılabilir

Kullanıldığında, ilave metal çubuk veya tel halinde kaynak banyosuna ayrıca beslenir

Uygulamaları: alüminyum ve paslanmaz çelik en yaygınıdır

36

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.9 - TIG kaynağı

İLERLEME YÖNÜ

Koruyucu gaz

Gaz nozulu

Elektrodun ucu

Katılaşmış kaynak metali

Erimiş kaynak metaliEsas metal

Koruyucu gaz

Tungsten elektrot(erimeyen)

37

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

TIG Kaynağının Uygulanması

Elektrodun tutuluşunun önden ve yandan görünüşü

Kaynağın yapılışı sırasında torcun tutuluşu 38

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

TIG Kaynağının Uygulamasına Örnek

Uzay mekiğinin kaynakla imal edilen dış yakıt tankları. 2219 alüminyum alaşımından oluşturulan bu tankların imalinde hem TIG hem de plazma ark kaynağı kullanılmaktadır. 39

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

TIG Kaynağının Üstünlükleri ve Eksiklikleri

Üstünlükleri:Uygun uygulamalar için yüksek kaliteli kaynaklarİlave metal ark’ı oluşturmadığından sıçrama oluşmazCuruf olmadığından kaynaktan sonra temizleme gerekmez veya çok az gerekir

Eksiklikleri:Eriyen elektrot kullanan ark kaynaklarına göre genellikle daha yavaş ve daha pahalıdır

40

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Plazma Ark Kaynağı(Plasma Arc Welding = PAW)

Sınırlanmış bir plazma arkının kaynak bölgesine yönlendirildiği, TIG kaynağının özel bir şekliTungsten elektrot, yüksek hızlı bir inert gaz (Argon) demetinin, yoğun sıcak bir ark demeti oluşturmak üzere ark bölgesine odaklandığı bir nozul içinde kullanılırPAW içindeki sıcaklıklar, küçük çaplı ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir plazma jetinin oluşturduğu sınırlanmış ark sayesinde28,000°C’ye ulaşır

41

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.10 - Plazma ark kaynağı

Koruyucu gaz

Plazma gazıTungsten elektrod

İLERLEME YÖNÜ

Koruyucu gaz

Katılaşmış kaynak metali

Erimiş kaynak metali

Esas metal

Plazma demeti

42

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

PAW Üstünlükleri ve Eksiklikleri

Üstünlükleri:İyi ark kararlılığıArk kaynağına göre daha iyi nüfuziyet kontroluYüksek ilerleme (kaynak) hızlarıMükemmel dikiş kalitesiHemen tüm metallerin kaynağında kullanılabilir

Eksiklikleri:Yüksek ekipman maliyetiDiğer ark kaynak yöntemlerine göre daha büyük torç boyutu – bazı bağlantı konfigürasyonlarına ulaşmayı zorlaştırma eğilimi taşır

43

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Diğer Ark Kaynak ve İlgili Yöntemler

Karbon ark kaynağı – erimeyen bir karbon (grafit) elektrodun kullanıldığı yöntemSaplama kaynağı – saplama veya benzer çubukların esas metale birleştirildiği yöntem

44

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Saplama Ark Kaynağı(Stud Welding = SW)

Şekil 31.11 – Saplama ark kaynağı (SW): (a) saplama yerleştirilir; (b) akım tabancadan akar ve saplama, ark ve erimiş banyo oluşturmak üzere çekilir; (c) saplama erimiş banyo içine daldırılır, ve (d) katılaşma tamamlandıktan sonra seramik halka uzaklaştırılır

Saplama

Seramik halka

Erimiş kaynak metali Katılaşmış kaynak metali

45

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Kaynağı(Resistance Welding = RW)

Birleştirmeyi oluşturmak için ısı ve basıncı birlikte kullanan bir eritme kaynak yöntem grubuIsı, kaynak yapılacak bağlantıda elektrik akımının geçişine gösterilen dirençle üretilirTemel RW yöntemi = direnç nokta kaynağı(RSW)

46

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.12 - Direnç kaynağı grubunun en yaygın uygulamasıolan nokta kaynağındaki bileşenleri gösteren direnç

kaynağı

Kuvvet

Elektrod

Kaynak çekirdeğiSaç metal parçalar

Akım

Kuvvet

Elektrod

47

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Nokta Kaynağındaki Bileşenler

Kaynak yapılacak parçalar (genellikle saç metal)Karşılıklı iki elektrotParçaları elektrotlar arasında sıkıştırmak için basınç uygulama aparatlarıBelirli bir süre için kontrollü bir akım uygulayabilen güç üreteci

48

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Kaynağının Üstünlükleri ve Eksiklikleri

Üstünlükleri:İlave metal gerekmezYüksek üretim hızlarına erişilebilirMekanizasyonu ve otomasyonu kolaydırOperatör beceri seviyesi, ark kaynağına oranla daha düşüktürİyi tekrarlanabilirlik ve güvenilirlik

Eksiklikleri:Yüksek ilk ekipman maliyetiÇoğu direnç kaynağı için bindirme bağlantılarla sınırlı

49

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Nokta Kaynağı(Resistance Spot Welding = RSW)

Bir bindirme bağlantıda temas eden yüzeylerin eritildiği direnç kaynak yöntemi, karşılıklıelektrotların yerleştirilmesiyle sağlanırBir seri nokta kaynağı kullanarak saç metallerin birleştirilmesinde kullanılırSaç metalden imal edilen otomobil, ev aletleri ve diğer ürünlerin seri imalatında yaygın şekilde kullanılırTipik bir araç gövdesinde ~ 5,000 nokta kaynağıvardır

Tüm dünyada yıllık otomobil üretiminde on milyonlarca nokta kaynağı yapılmaktadır

50

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.13 - (a) Nokta kaynak çevrimi, (b) Sıkıştırma kuvveti ve çevrimdeki akımın grafiği (1) elektrodlar arasına yerleştirilen parçalar, (2) elektrodların kapatılması, kuvvetin uygulanması, (3) akımın akışı, (4) akımın durdurulması, (5) elektrodların açılması, kaynaklı parçanın çıkarılması

Elektrot

Kuvvet

Akım

Erimişmetal

Kaynak çekirdeği

Nokta kaynak çevrimi

Kuv

vet,

Akı

m

Akım

51

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.14 -Mafsal kollu nokta kaynak makinası

Üst kol

Alt kol

Mafsal kolunu harekete geçirmek için pnömatik silindir

Elektrotlar

Operatör ayak pedalı

Atölyeden sağlanan basınçlı hava

52

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Kaynağında Kaynak Hataları

a) Şönt (kaçak) akım; b) Saç kalınlığının değişmesi; c) Saçların aralık kalması; d) Elektrodların aşınması; e) Saç kenarında kaynak 53

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Dikiş Kaynağı(Resistance Seam Welding = RSEW)

Bir bindirme bağlantı boyunca bir seri üstüstebinmiş nokta kaynakları üretmek üzere dönen disk elektrodlar kullanırRSEW sızdırmaz bağlantılar üretebilirUygulamaları:

Yakıt depolarıEgzoz susturucularıDiğer değişik saç metal kaplar

54

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.15 - Direnç dikiş kaynağı (RSEW)

Disk elektrod

Disklerin arasından geçen parçalar

Saç metal parçalar

Disk elektrod

55

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.16 - Disk elektrod tarafından üretilen farklı dikiş türleri: (a) üstüste binmiş noktalardan oluşan, geleneksel direnç dikiş

kaynağı

Disk elektrot

Saç metal parçalar

Üstüstebinmiş kaynak çekirdekleri

56

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.16 - Disk elektrot tarafından üretilen farklı dikiş türleri: (b) disk elektrotla nokta kaynağı

Tek tek kaynak çekirdekleri

57

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.16 - Disk elektrod tarafından üretilen farklı dikiş türleri: (c) sürekli direnç dikişi

Sürekli kaynak dikişi

58

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Direnç Kabartı (Projeksiyon) Kaynağı(Resistance Projection Welding = RPW)

Birleşmenin, parçalar üzerindeki bir veya birkaçküçük temas noktasında oluştuğu bir dirençkaynak yöntemiBirleştirilecek parçaların tasarımıyla belirlenen temas noktaları, kabartılardan, çıkıntılardan veya parçaların yerel arakesitlerinden oluşabilir

59

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.17 - Direnç kabartı kaynağı (RPW): (1) işlemin başlangıcında, parçalar arasındaki temas kabartılardadır; ve(2) akım uygulandığında, kabartılarda, nokta kaynağındakine benzer kaynak çekirdekleri oluşur

Kuvvet

Kaynak çekirdeği

Elektrod

Kabartı (Projeksiyon)

Saç-metal parçalar

60

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.18 - (b) çapraz-tel kaynağı

Çapraz-tel Kaynağı

Üstten görünüş

Kaynak çekirdeği

Teller

A-A Kesiti

61

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Yakma Alın Kaynağı (Flash Welding)

Normal olarak alın bağlantılar için kullanılan bir yöntem. Birleştirilecek iki yüzey, temas veya yakın hale getirilir ve yüzeyleri erime sıcaklığına çıkaracak ısıyı üretmek için elektrik akımı uygulanır; daha sonra kaynağı oluşturmak üzere yüzeyler birbirine bastırılır.

Şekil 31.19 – Yakma alın kaynağı: (a) elektrik direnciyle ısıtma; ve (b) yığma – parçaların birbirine bastırılması.

Ark

62

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Yüksek Frekans Direnç Kaynağı(High Frequency Resistance Welding)

Şekil 31.20 – Dikişli boruların kaynağı (a) yüksek frekans dirençkaynağı; ve (b) yüksek frekans indüksiyon kaynağı

Yüksek frekanslı bir alternatif akımın, ısıtma için kullanıldığıve hemen ardından birleştirmeyi sağlamak için bir yığma kuvvetinin uygulandığı bir direnç kaynak yöntemi

Kontaklar

AkımSıkıştırma ruloları

Borunun ilerleyişi

Yüksek frekans sargıları

Akım

Sıkıştırma ruloları

63

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Oksi-Yanıcı Gaz Kaynağı(Oxy-Fuel Gas Welding = OFW)

Oksijenle karıştırılmış değişik yanıcı gazları yakan eritme kaynak yöntemleriOFW, bu grubun üyeleri arasında temel farkıoluşturan değişik gaz türlerini kullanırOksi-yanıcı gaz, ayrıca metal levhaları ve diğer parçaları kesmek ve ayırmak için alevle kesme işleminde de kullanılırEn önemli OFW yöntemi oksi-asetilen kaynağıdır

64

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Oksi-asetilen Kaynağı(Oxy-Acetylene Welding - OAW)

Asetilen ve oksijenin yanmasıyla elde edilen yüksek sıcaklıkta bir alevle yapılan eritme kaynağıAlev bir üfleç ile yönlendirilirBazen ilave metal kullanılır

Bileşimi esas metale benzemelidirİlave çubuk, yüzeyleri temizlemek ve oksitlenmeyi önlemek için çoğunlukla dekapanla kaplıdır

65

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Oksi-Asetilen Kaynak Üfleci

66

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Şekil 31.21 - Tipik bir oksi-asetilen kaynak işlemi (OAW)

C2H2+O2 karışımı

Kaynak üflecinin ucu (bek)

AlevKatılaşmış kaynak metali

Erimiş kaynak metali

İLERLEME YÖNÜ

İlave çubuk

Esas metal

67

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Asetilen (C2H2)

OFW grubu içinde, diğerlerine oranla en yüksek sıcaklıkları oluşturma kapasitesi nedeniyle en yaygın yanıcı gaz - 3480°C’ye kadarAsetilen ve oksijenin iki kademeli kimyasal reaksiyonu:

Birinci kademe reaksiyonu (iç alev konisi): C2H2 + O2 --> 2CO + H2 + Isı

İkinci kademe reaksiyonu (dış zarf): 2CO + H2 + 1.5O2 --> 2CO2 + H2O + Isı

68

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si) Maksimum sıcaklığa, iç koninin ucunda ulaşılır

Dış zarf parça yüzeyine yayılır ve kaynak bölgesini, çevreleyen atmosferden korumak üzere örter

Şekil 31.22 - Ulaşılan sıcaklıkları gösteren, bir oksi-asetilen üflecinden nötr alev

Dış zarf, 1260°C

Asetilen tüyü, 2090°Cİç koni, 3480°C

69

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Alevin Kimyasal Karakteri

Oksi-asetilen alevinde karışım oranlarını değiştirerek üçtür kimyasal karakter elde edilebilir

Oksitleyici (oksijeni fazla) alev

Nötr (normal) alev

Redükleyici (asetileni fazla) alev

70

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

Oksi-Asetilen Kaynağında Kaynak Tekniği

Sola kaynak tekniği Sağa kaynak tekniği

İnce saçların kaynağı Kalın saçların kaynağı

71

EU

T 23

1 Ü

retim

Yön

tem

leri

–D

oç.D

r. M

urat

VU

RA

L (İT

ÜM

akin

a Fa

külte

si)

OAW’de Güvenlik Konuları

Karışım halindeyken asetilen ve oksijen yüksek derecede yanıcıdırC2H2 renksiz ve kokusuzdur

Bu nedenle karakteristik bir sarımsak kokusu katılır

72