Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 1 BAKIR VE BAKIR ALAŞIMLARININ KAYNAK KABİLİYETİ HOŞGELDİNİZ K ayna K Teknolojisi K ayna K Teknolojisi
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 2 Hırdavat, çatı ve diğer mimari uygulamalar, kilit göbekleri ve kapı kolları gibi atmosferik korozyon direnci gerektiren uygulamalar. Su ikmal kanalları ve su tesisatları gibi yüksek korozyon direnci gerektiren uygulamalar. Denizcilik sektörü - Tatlısu ve denizsuyu ikmal kanalları, eşanjör, kondansatör, şaft düzeni ve vana sistemleri gibi denizsuyuna direnç göstermesi gereken denizcilik donanımları. Kimyasal işlem içeren bazı uygulamalar ve sıvı-gaz veya gaz-gaz eşanjörleri. Çeşitli organik veya inorganik kimyasallara maruz kalan kimyasal ve endüstriyel uygulama cihazları. Elektrik kablosu ve iletkenlerin yanı sıra aynı anda mekanik, termal ve elektriksel özellikler gerektiren elektronik uygulamalar. BAKIR VE BAKIR ALAŞIMLARININ KULLANIM ALANLARI
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 3 BAKIR ÇATI -Hafif -Dayanıklı -Tamir kolaylığı - Estetik - Uzun süreli kullanım - Tamamen geri dönüşüm
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 4 BAKIR ÇATI OLUKLARI - Hafif - Dayanıklı - Tamir kolaylığı - Tamamen geri dönüşüm
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 5 BAKIR ALAŞIMI (PRİNÇ) MUSLUKLAR - Prinç bakıra göre daha dayanıklı, aşınma özellikleri daha iyidir. - Prinç muslukların yüzeyleri nikel veya altınla kaplanarak estetik görünüm kazandırılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 6 ESTETİK BAKIR LAMBALAR - Kolay şekillendirilebilmeleri - Estetik görünümü
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 7 BİLGİSAYAR - Bilgisayar içerisindeki devrelerin bağlantı elemanları ve kablolar bakırdan yapılırlar. - Dönüştürücüler ve soğutucu fanlar da bakırdan yapılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 8 BAKIR ELEKTRİKLİ SÜPÜRGE MOTORLARI -Motorun sargıları bakır telden yapılır. - Elektrikli Süpürge içerisinde prinç bir kısım parçalar vardır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 9 BAKIR SU VE GAZ BORUSU - Kolayca şekillendirilebilir - Bakır borular çeşitli bağlantı aparatlarıyla kolayca monte edilebilir - Sert lehimleme ile sızdırmaz bağlantılar sağlanabilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 10 TELEFON DEVRELERİ ve BİNA TESİSATI - İyi bir iletken olması elektronik devre imalatında bakır kullanımını yaygınlaştırmıştır. - Binanın elektrik ve telefon bağlantıları bakır tellerden yapılmıştır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 11 BAKIR ALAŞIMI SAAT PARÇALARI - Pek çok saat parçaları prinçten yapılır. - Princin mukavemeti yüksek, aşınma direnci oldukça iyi, presle kesilebilir. - Kolayca şekillendirilebilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 12 BAKIR SICAK SU KAZANLARI - Bakırın süneklik ve korozyon dayanım özelliklerinden dolayı su kazanı imalatında kullanılırlar. - Bakır yüksek ısıl iletkenliğe sahip olup, kazan içerisindeki ısı eşanjörü için ideal bir malzemedir. - Isı kaybının önüne geçmek için kazan ısı yalıtım malzemesi ile sarılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 13 PRİZLERİN BAKIR ALAŞIMI PARÇALARI - Uzun ömürlü iyi bir kontak malzemesi olması nedeniyle genelde Cu-Zn alaşımı parçalar tercih edilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 14 PRİNÇ KAPI AKSESUARLARI - Korozyona dayanıklı olması - Estetik olması - Döküm tekniğiyle çok farklı şekillerin imal edilebilmesi
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 15 BAKIRIN GENEL ÖZELLİKLERİ Korozyona dayanıklıdır Yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir Yüksek ısıl iletkenliğe sahiptir Soğuk şekil değiştirmeye elverişlidir Mukavemeti yüksektir Saf halde iken çok yumuşak olan bakır soğuk şekil değiştirme ile sertleştirilebilir. Bakırın talaş kaldırılarak şekillendirilmesi zordur Döküm kabiliyeti de iyi değildir Çekme Mukavemeti: MPa Akma Sınırı: MPa Erime sıcaklığı: 1083°C Yoğunluğu: 8,9 gr/cm 3
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı KOROZYONA DAYANIKLILIK Bakır dış etkilerden etkilenmeyen bir madde olması sayesinde inşaatlarda çok rahat kullanılmaktadır. 2- KULLANMA KOLAYLIĞI Bakır kolay şekillendirilen bir madde olduğundan kullanılması basit ve işlenmesi süratlidir. Bu sayede tesisatçı zaman kazanmakta, dolayısıyla maliyet düşmektedir. Ayrıca çok ucuz aletlerle çalışılabilmekte ve lehim sistemi sayesinde kaçak olmayan bir tesisat kurulabilmektedir 3 - GENLEŞMEME ÖZELLİĞİ Düşük bir genleşme oranı betonun genleşme oranına çok yakın olması sayesinde bakır boru çok güvenlidir. Plastik borularda bu oran bakırdan kat fazla olduğundan sıcak su tesisatları sorun çıkartmaktadır. 4 - ESTETİK Bakır borunun ve bağlantı elemanlarının inceliği tesisata çok estetik bir görünüm sağlar. Bakır boru kolaylıkla boyanır. KALORİFER TESİSATLARINDA BAKIR KULLANIMININ AVANTAJLARI
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı GEÇİRGENLİK Bakır boru yüksek ısıda bile %100 oranında oksijen ve gaz geçirmeme özelliğine sahiptir. Bu sayede plastik ve çelik boru tesisatlarda rastlanan mantar ve bakteri üremez. Bu özelliğin yıllar geçtikçe değişmesi söz konusu değildir. 6 - ANTİBAKTERİSİT ÖZELLİK Bakır bakterisid özelliği sayesinde tatil zamanları ihtiva ettiği su durgun olan ve bakteri ve yosun üremesi için ideal bir ortam yaratan tesisatlardaki suyu temizler ve bakterilerden arındırır. 7 - ISI İLETKENLİĞİ Plastikten bin kat fazla olan ısı iletkenliği sayesinde bakır boru özellikle yerden ısıtma sistemlerinde çok verimli olmaktadır. Çelik borulu sistemlerle karşılaştırıldığında ise ilk ısıtmada meydana gelen kayıplar çok aza inmektedir. Buna ısı geçirgenliğinin yanı sıra et kalınlığının da az olması yol açmaktadır. 8 - SÜRTÜNME KATSAYISI Bakır boruların diğer tesisat borularına kıyasla iç yüzeyleri çok kaygan olduğundan küçük çaplı borularla bile randımanlı bir tesisat kurulabilmektedir. Bu sayede daha küçük pompalar kullanılmakta ve dolayısıyla enerji tasarrufu sağlanmaktadır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı SAĞLAMLIK Bakır borunun çekme mukavemeti diğer malzemelere göre daha yüksektir: tavlı borularda 200Mpa, sert borularda 300Mpa. İnşaatlarda oluşan zor şartlarda bile bakır boru önlem almadan kullanılabilmektedir. Ayrıca ateşten ve kemirgen hayvanlardan da etkilenmemektedir BASINCA DAYANIKLILIK Bu özelliği sayesinde bakır boru tesisatta basınç veya ısı kısıtlaması olmadan kullanılabilmektedir. Örneğin 22x1 ölçüsündeki bir bakır boru içindeki suyun 200 santigırat dereceye çıkması halinde bile 16 bara dayanabilmektedir. Bu değerler boru çapı düştükçe daha da artmaktadır. Dolayısıyla zaman zaman 80 santigırat dereceyi aşması muhtemel kalorifer tesisatlarında bakır boru mükemmel netice vermektedir YANGINA DAYANIKLILIK Metal olması sebebi ile bakır boru evlerde meydana gelebilecek yangın olaylarında etkilenmez. Bu konu maalesef plastik borulu sistemlerde büyük sorun teşkil etmektedir ÇEVREYE DUYARLILIK Bakır doğadan elde edilen saf bir madendir. Çevreye hiçbir zarar vermediği gibi tamamen geri kazanılan bir maddedir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 19 BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 1- BAKIRIN OKSİJEN İÇERİĞİ: Bakır içerisinde oksijen miktarının artması, bakırın gevrekleşmesine sebep olur. Çünkü bakır tanelerinin köşesinde gevrekleşmeye etki eden Cu 2 O bileşiği meydana gelir. Gevrekleşen bakırı tekrar ergitme tekniğiyle birleştirmeye çalışmak gevrekliği daha da artıracak ve dolayısıyla çatlamalara sebep olacaktır. Bakırın kaynak edilebilmesi için oksijen miktarının % 0,04 den daha aza olması gerekir. TEST: Bakır içerisinde oksijen miktarının fazla olup olmadığını anlamak için ergitme sıcaklığının biraz altındaki bir sıcaklık değerine kadar bakır ısıtılır ve soğumaya terk edilir. Sonra örs üzerinde dövülür. Kırılma meydana gelirse oksijen içeriğinin ergitme kaynağı yapılamayacak derecede yüksek olduğu anlaşılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 20 Oksijen içeren bakır ve bakır alaşımlarında hidrojen gevrekleşmesi eğiliminin olması Cu 2 O + 2H H 2 O +2Cu Su buharı bakırı içten birkaç noktadan yırtar ve bakırı gevrekleştirir. Su 374°C nin üstünde ve su buharı halinde bulunur ve 60 hbar basınçla Cu ‘ı kırılgan hale gelir. Buna hidrojen hastalığı denilir. Isıtma ne kadar yüksek olursa gevrekleşme o nispette artar O nedenle oksitsiz bakır sert lehimlemede tercih edilir. Oksi-gaz kaynağında asetilen ile havadaki oksijen reaksiyona girerse C 2 H 2 + O 2 2CO +H 2 reaksiyonu gözenek oluşumuna neden olur. BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 21 BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 2- ISIL İLETKENLİK Bakır, ısıl iletkenliği çok yüksek olan metallerden bir tanesidir, dolayısıyla kaynak bölgesinde ısıyı yoğunlaştırıp ergitme sıcaklığına ulaşmak, özellikle kalın parçaların birleştirilmesinde çok zordur. Bu bakımdan kalın parçaların kaynağında °C ön tav sıcaklığı uygulanması gerekir. Kullanılan kaynak donanımı kaynak bölgesine yüksek yoğunlukta ısı odaklaştırılabilecek tür ve güçte olmalıdır. Kaynak akım şiddeti mümkün mertebe üst değerlerde seçilmelidir. Kullanılacak koruyucu gaz ve akım tipi kaynak noktasına maksimum ısı girdisini sağlayacak şekilde seçilmelidir
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 22 BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 3- ISIL GENLEŞME Bakırın ısıl genleşmesi yüksek olduğu için kaynak esnasında ısınan bölge büyük miktarda genleşir. Örneğin; 1 m boyunda bir bakır çubuk O°’den 100°C’ye ısıtılırsa boyu 1,7 mm kadar uzar. Bu olay kaynak bölgesine şekil değiştirmelere neden olduğu gibi, kaynaktan önce parçaların puntalanmasına da engel olur. Bakır parçaların kaynağında bu durum da göz önüne alınarak özel bir kaynak planı uygulanır ve puntalama yapılmaz. Çok gereken hallerde parçalar mekanik bağlama donanımları ile bir arada tutulmaya çalışılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı SICAK ÇATLAK EĞİLİMİ Bakır-kalay ve bakır-nikel alaşımları katılaşma sırasında sıcak çatlak oluşumuna eğilimlidirler. Bu problem katılaşma aralığının geniş olduğu bütün bakır alaşımlarında görülebilir. Alaşımın katılaşması sırasında oluşan şiddetli gerilmeler sebebiyle oluşabilecek sıcak çatlak eğilimini azaltmak için soğuma hızını azaltmak ve kaynağa bağlı gerilimleri düşürmek amacıyla ön ısıtma uygulanması tavsiye edilir. Kaynak ağzının daraltılması ve kaynak ağzı pasosunun büyültülmesi önerilir. BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı GÖZENEK OLUŞUMU * Düşük buharlaşma noktasına sahip çinko, kadmiyum ve fosfor gibi bazı elementlerin kaynak esnasında buharlaşması sonucu ortaya çıkan bir problemdir. * Bu tip elementler içeren bakır alaşımlarının kaynağı sırasında bu elementleri içermeyen ilave dolgu malzemesi veya kaynak elektrotu kullanmak gözenek oluşumu azaltılabilir. * Kaynak hızını arttırarak gözenek oluşumu azaltılabilir. BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER 6- KAYNAK POZİSYONU * Bakır ve bakır alaşımlarının sıvı haldeyken oldukça fazla akıcı olması sebebiyle mümkün mertebe yatay pozisyonda kaynak işlemi tercih edilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı BİRLEŞTİRİLECEK PARÇA YÜZEYLERİNİN TEMİZLİĞİ Parçaların yüzeyleri yağlardan, boyadan ve oksitlerden arındırılmış ve temizlenmiş olması kaynağın kalitesi açısından çok önemlidir. Yüzeyin yeterli temizliğinin sağlanmaması kaynağın kırılganlığını arttırabilir. Alüminyum ve silisyum bronz levhaların birleştirilecek yüzeyleri tel fırça ile iyice temizlenmelidir. Kaynak bölgesinden en az 13 mm uzaklıktaki mesafe iyice temizlenmelidir. Bakır-nikel alaşımı levhaların yüzeyleri tel fırça ile yeterli temizlenemeyeceğinden mutlaka temizlik işlemi yüzeyin taşlanması ile yapılmalıdır. BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Saf Bakır - minimum % 99.3 bakır içerir. Saf Bakır üç gruba ayrılır: 1- Oksijen İçeren Yüksek İletken Bakırlar Hidrojenin absorbsiyonu sonucu, hidrojen hastalığı denilen problemin oluşmasına elverişli olduğu için, oksi-asetilen ve sert lehimleme işlemine elverişli değillerdir. 2- Deoksidasyon ile Oksijenden Arındırılmış Bakır Deoksidasyon ilavesi olarak FOSFOR, SİLİSYUM ilave edilerek, metalin kaynak kabiliyeti iyileştirilir. % 0.01 veya % 0.04 Fosfor ilavesiyle oksitten Cu arındırılır. Bu olay elektriksel iletkenliği azaltır. Bu elementler sayesinde kimyasal olarak oksijen içeriğini bağlayıp, tane sınırlarında bakır oksit oluşumunun önüne geçilir. Kaynağa elverişlidirler. 3- Oksijensiz Bakır (Kaynağa elverişlidir) Hidrojen atmosferinde yeniden ergitilip dökülen bakır türüdür. Deoksidant element (P, Si) içermezler. Bu nedenle mekanik özellikleri oldukça iyidir. Fakat dışarıdan oksijen alıp, Cu 2 O oluşturma eğilimindedir. Bu takdirde kaynak kabiliyeti azalır. BAKIR VE BAKIR ALAŞIMLARININ TÜRLERİ
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Bakır-çinko alaşımları (Pirinç ya da sarı, en fazla % 40 çinko içerebilir) 3- Bakır-kalay alaşımları (Fosfor bronz, en fazla % 10 kalay ve % 0.2 fosfor içerir) 4- Bakır-alüminyum alaşımları (Alüminyum bronz, en fazla % 10 alüminyum içerir) 5- Bakır-silis alaşımları (Silis bronz, en fazla % 3 Si içerir) 6- Bakır-nikel alaşımları (en fazla % 30nikel içerir) 7- Bakır-çinko-nikel alaşımları (en fazla % 7 çinko ve % 18 nikel içerir) 8- Özel alaşımlar (özel bir amaç için geliştirilmiş bakır alaşımlarıdır) BAKIR VE BAKIR ALAŞIMLARININ TÜRLERİ
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 28 ALAŞIM ELEMENTLERİNİN KAYNAK KABİLİYETİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ KURŞUN, TELLÜR, KÜKÜRT : Metalin işlenebilirliğini arttırırlar. Sıcak çatlamaya sebep olurlar. Özellikle elementlerin ilave oranının % 0,05 i geçmesi halinde bu problem belirginleşir. KURŞUN : İmalat bakır alaşımlarına ilave edilen % 0.5 – 4 oranındaki kurşun nedeniyle kaynak kabiliyetleri çok kötüdür. ÇİNKO : Çinko miktarı arttıkça kaynak kabiliyeti azalır. Çinko zehirli buharlar çıkardığı için havalandırma zorunludur. KALAY : % 1-10 arasındaki oranlarda kaynak kabiliyetini etkilemez. Çinkodan daha az zehirlidir. BERİLYUM, ALÜMİNYUM, NİKEL: Malzemeye yapışan oksitleri oluşturdukları için kaynaktan önce temizlenmelidirler. OKSİJEN : Oksijen miktarı azaldıkça yapılan kaynağın kalitesi artar DEMİR, MANGANEZ : Kaynak kabiliyetini etkilemez. SİLİSYUM : Silisyum dekapanlayıcı ve oksitten temizleyici etki yaptığı için kaynak kabiliyetini iyileştirici rol oynar.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 29 Saf bakırın kaynağında karşılaşılan öncelikli problem yüksek ısı iletkenliğidir. Bu nedenle ince et kalınlıklarında bile iyi ön ısıtma yapılması gerekmektedir. Diğer bir problem ise bakırdaki oksijendir. Oksijenden arındırılmış bakırın (SFCu) elektrik iletkenliği azalsa da kaynaklanabilirliği iyileşir. Oksijenden arındırılmamış bakırın (ECu) kaynaklanması durumunda tane sınırlarında oluşacak Cu 2 O-Cu ötektiği sebebiyle malzemede kırılganlık artacak ve gaz üflecinden, nemden veya yüzeydeki kirlerden gelebilecek hidrojen oksijenle birleşerek tane sınırlarının bozulmasına yol açacaktır. Bakırın kaynağa uygunluğunu arttırmak için oksijeni P veya Sn ile bağlayarak deoksidize etmek gerekmektedir. Kaynak banyosuna hidrojen girişi ise mümkün olduğunca temiz ve kuru çalışılarak engellenmelidir. SAF BAKIRIN KAYNAK KABİLİYETİ
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 30 Sembol% Cu min. A-Cu99.00 B-Cu99.25 C-Cu99.50 D-Cu99.75 F-Cu99.90 E-Cu99.90 KE-Cu (katod bakın)99.90 SAF BAKIR TÜRLERİ
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 31 BAKIRIN OKSİ-GAZ KAYNAK İŞLEMİ 1- Asetilen Özelliği: Asetilenin çok saf olmasına ve kükürtlü hidrojen içermemesine ve ayrıca asetilen debisinin kaynağın sürekli bir şekilde devamını sağlayacak miktarda olmasına dikkat edilmelidir. Bakırın kaynağı için daha hassas ayar kabul eden ve gaz debisindeki değişimi asgariye indiren iki kademeli basınç düşürme ventilleri tercih edilmelidir. 2- Üfleç Özelliği: Bakırın oksi-gaz kaynağında 5 mm kalınlığa kadar olan parçalar için çelik kaynağındaki esasa göre bir numara daha büyük, kalın parçalar için ise iki numara daha büyük üfleç kullanılır. Kalın parçalar için çift alevli özel üfleçlerin kullanılması önerilir. Kaynak esnasında büyük üfleç kullanıldığından, ısınmayı önlemek açısından üfleçler üzerine asbest koruyucu diskler takılması önerilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Kaynak ağızlarının hazırlanması Bakırın oksi-gaz kaynağında kıvrık alın, küt alın, V alın, X alın ve kıvrık bindirme şeklinde ağız hazırlanarak birleştirmeler gerçekleştirilebilir. Uygulamalarda iç köşe ve bindirme dikişler kullanılmaz. 4- Kaynak Alevi Bakırda ortaya çıkan ve nedeni daha evvelce belirtilmiş olan hidrojen hastalığının ortaya çıkmaması için karbonlayıcı ve kaynak banyosunun oksijen kapıp bakır oksitin (Cu 2 O) oluşmaması için de oksitleyici alev kullanılmaması gereklidir. Bu bakımdan bakırın kaynağında başarılı olabilmek için üflecin gayet iyi bir şekilde nötr aleve ayarlanması gereklidir. Eğer Çinko, ilave metalde oldukça fazla ise oksitleyici alev kullanılarak Zn’nun yanması önlenir. Alevi metal üzerinde geniş bir yelpaze ile gezdirmeli ve alevin mızrak ucu parçaya değmemeli
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Kaynak Çubukları Bakırın kaynağında, saf elektrolitik bakır kaynak çubukları sadece ince saclarda ve mekanik olarak fazla zorlanmayan bağlantılarda kullanılır. Bakırın oksi-gaz ile yapılan kaynağında genellikle, ergime derecesi bakırdan daha düşük (20-30 °C) kaynak çubukları kullanılır. Bu kaynak çubuklarında esas alaşım elementi olarak fosfor ve bunun yanısıra da gümüş, nikel, manganez, titanyum ve vanadyum alaşım elementi olarak katılmaktadır. Bakırın oksi–gaz kaynağında kullanılan kaynak çubuklarında kural olarak bakır miktarının % 98’den daha düşük olmasına müsaade edilmez ve çekme mukavemetinin de minimum 180 MPa olması istenir. İyi bir kaynak çubuğunun erimesinin düzgün olması, sıçrama yapmaması ve her pozisyonda kaynağa elverişli olması gereklidir. İlave metalde Çinko miktarının ana metalden daha fazla olmasına dikkat edilmeli
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı DEKAPAN KULLANIMI: Bakırın gaz eritme kaynağında dekapan da kullanılmak gereklidir. Dekapanlar toz veya pasta halindedir. Bakır için kullanılan dekapanlar, bakır alaşımları için de kullanılabilir. Dekapanlar genellikle bor bileşiklerini içerirler ve bunlar oksitleri çözerek camsı bir cüruf haline geçirirler. % 65 borik asit + % 35 boraks içeren dekapanlar kullanılması önerilir. Kaynak ağızları hazırlandıktan sonra 50 mm lik genişlikte sürülür ve üfleçle kurutulur. Alttan da dekapan kullanılması uygundur.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 35 OKSİ-GAZ KAYNAĞININ YAPILMASI Bakırın oksi-gaz ile kaynağında genellikle sol kaynak uygulanır. Yani kaynağa parçanın sağ tarafından başlanarak sola doğru ilerlenir. İlerleme esnasında üflecin ucu sürekli olarak yarım daireler çizerek kaynak üflecin önünde salınım yapmadan doğrusal olarak hareket eder. Sağ kaynak yöntemi bakırın kaynağında nadiren uygulanır. Kalın parçalar için X ağzı açılması ve iki kaynakçı ile iki taraftan dik pozisyonda kaynak yapılması ve iki kaynakçı ile iki taraftan dik pozisyonda kaynak yapılması tavsiye edilir. Kaynak esnasında özellikle alevin kaynak ağzının iki tarafını da iyice ergitmesine ve soğuk kısımların kalmamasına azami dikkat gösterilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 36 * Bakır saclar genellikle tek paso ile kaynak yapılır, çok pasolu kaynaklar çoğunlukla çatlak oluşumuna sebep olurlar, bu bakımdan kalın parçalar halinde iki taraftan aynı anda kaynak yapılması tavsiye edilir. * Bakır parçalara kaynaktan önce bir ön ısıtma uygulanır, iki taraftan kaynak yapma halinde buna gerek yoktur. Bakırın kaynağında dikişin kaynaktan sonra henüz kırmızı renkte iken çekiçlenmesi kaynak dikişinin kalitesini yükseltir, bu olay mümkün olan hallerde kaynak işlemi ile beraberce yürütülmeli ve kaynaktan sonra, tekrar ilave ısıtma işlemine gerek duyulmaz. Örneğin kaynak süresince üfleç 80 ile 120 mm kadar ilerleyince kaynak bölgesi çekiçlenerek kaynak bölgesinde döküm yapısı yerine dövme yapısı oluşturulmalıdır. Çift taraftan kaynak Çekiçlenmesi
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 37 Bakırın kaynağında uzun dikişler hiçbir şekilde, çeliklerin kaynağında olduğu gibi puntalanmamalıdır. Buna bakırın ısıl genleşme katsayısının büyük olması neden olmaktadır, aksi halde dikiş punta yerlerinden çatlar. Şekil 3’de görülen parçanın kaynağını yapmak için parçada kaynağa “b” noktasından başlanmalı ve 1 istikametinde devam edilmeli ve sonra tekrar “b” noktasına dönülüp 2 istikametinde kaynak tamamlanmalıdır. Bu arada, bu şekilde bir parça bakırın ısıl genleşmesinin yüksek olmasından ötürü, kaynak yerinde bir kapanma gösterir. Bunun için aradaki aralığın sabit kalmasını sağlayacak basit bir düzeneğe ihtiyaç vardır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 38 BAKIRIN ELEKTRİK ARK KAYNAĞI Bakır ve alaşımlarının kaynak işlemi için kullanılan kaynak elektrotları, genellikle doğru akımda (DC) ve ters kutuplama (elektrot pozitif kutupta) ile kullanılırlar. Bakırın kaynağında kaynak tek taraftan uygulandığında bir altlık kullanılması genellikle tavsiye edilir. Kaynaktan sonra dikişin çekiçlenmesi muhakkak gerekli değildir, bununla beraber dikiş kızgın halde iken yapılan çekiçleme dikişin mekanik özelliklerini geliştirir oluşan iç gerilmeleri azaltır. Dezokside edilmemiş bakırların örtülü elektrotlarla kaynağına mukavemetin önemli olduğu hallerde müsaade edilmez, mukavemetin önemli olmadığı hallerde Cu-Sn bileşimli örtülü elektrotlar kullanılabilir. Kaynak bağlantısının elektrik iletkenliğinin önemli olduğu hallerde, elektrotun bileşiminde fosfor bulunmamasına dikkat edilmelidir. Bakırın kaynağında, kaynak ağzının ve parça kalınlığının müsaade ettiği en büyük çaplı elektrot kullanılmalı ve kaynak esnasında dikişin genişliğine uygun olarak elektroda salınım verilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 39 Elektrik ark kaynağında Çeliğin kaynağı ile karşılaştırıldığında bakırın kaynağında şu farklılıklar görülür: 1- Daha geniş bir kök aralığı bırakılmalıdır. 2- Daha geniş ağız açıları hazırlanmalıdır. 3- Puntalar daha sık yapılmalıdır. 4- Daha yüksek ön tav ve paso arası sıcaklığı uygulanmalıdır. 5- Daha yüksek akım yoğunluğu kullanılmalıdır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 40 BAKIRIN TIG GAZALTI KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMESİ TIG kaynak yöntemi saf bakırın, bakır alaşımlarının kaynağı için en fazla önerilen kaynak yöntemidir. Bakırın kaynağında genellikle doğru akım ve düz kutuplama kullanılır. TIG elektrotu toryum veya zirkonyum ile alaşımlandırılmış olmasına dikkat edilmelidir. Birleştirme işleminde ısı iletkenliğinin söz konusu olduğu durumlarda gümüş içeren fosforla dezokside edilmiş kaynak telleri kullanılır. Bakırın TIG kaynağında 1.6 mm kalınlığına kadar Argon, 1.6 mm kalın parçalar için % 25 argon+% 75 helyum gaz karışımı önerilir. TIG yöntemi çok kalın kesitlerin kaynağı için çok fazla tavsiye edilmez. Kalın parçaların kaynak edilmesinin gerektiği hallerde kaynak ağzının açısı asgari 90° olmalı ve yüksek bir ön tav sıcaklığı uygulanmalıdır. Bu yöntemde 4 mm ye kadar küt alın, mm arasında V ve daha kalın parçalarda X ağzı kullanılır. Parça kalınlığı arttıkça TIG kaynağı halinde ağız açısı da büyültülür. Normal olarak küt alın kaynakları tek paso, V alın iki paso ve X alın da 4 paso ile kaynak edilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 41 Malzeme Kalınlığı (mm) Kaynak Ağzı Koruyucu Gaz TIG Elektrot – Akım Türü Kaynak Teli Çapı (mm) Ön Tav sıcaklığı Kaynak Akımı (A) AArgonToryumlu/DC-___ BArgonToryumlu/DC-1.6 mm__ CArgonToryumlu/DC °C CArgonToryumlu/DC-3.2 mm100°C EArgonToryumlu/DC-3.2 mm250°C DArgonToryumlu/DC-3.2 mm250°C FArgonToryumlu/DC-3.2 mm250°C Bakır ve Bakır Alaşımlarının TIG kaynak İşleminin Malzeme Kalınlığına Göre Örnek Kaynak Parametreleri
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 42 BAKIR ALAŞIMLARININ KAYNAĞINDA ÖNERİLEN KAYNAK AĞIZLARI Bakırın yüksek ısıl iletkenliği sebebiyle çeliğe nazaran daha geniş kaynak ağzı formu tercih edilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 43 BAKIR ALAŞIMLARININ KAYNAĞINDA ÖNERİLEN KAYNAK AĞIZLARI A = 1.6mm, B = 2.4mm, C = 3.2mm, D = 4.0mm, R = 3.2mm, T=kalınlık
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 44 BAKIRIN MIG KAYNAĞI * Bakır ve alaşımları MIG kaynak yöntemi ile de birleştirilmesine elde edilebilecek avantajlar: 1- Yüksek bir kaynak hızı, 2- İyi fiziksel özellikler, 3- Minimum çarpılma ve şekil değiştirme, 4- Düşük ön tav ve paso arası sıcaklıkları, 5- Görünüşü mükemmel kaynak dikişleri, En iyi sonuçlar yatay pozisyonda yapılan kaynaklarda alınmaktadır. Oksijen içermeyen ve dezokside edilmiş bakırlar özel önlemlere gerek göstermeden kaynatılabilirler. Kaynak ağızları hazırlanırken, özellikle kalın kesitli parçalarda ağız açısı torç hareketlerine izin verecek büyüklükte olmalıdır. Kaynaktan sonra çekiçleme ve çekiçlemeyi müteakip normalizasyon tavı kaynak dikişinin kalitesini yükseltir. 12 mm’den kalın kesitler için oldukça uygundur. Kalınlığı 6 mm altındaki bakır birleştirmelerinde Argon gazı, 6 mm den kalın parçalar için Argon+helyum karışım gazı önerilir. - Ar + >0-3% O 2 - Ar + 25% He - He + 25% Ar kullanılır. * Sprey damla geçişi tercih edilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 45 Malzeme Kalınlığı Kaynak Ağzı Kaynak Teli çapı Ön tav sıcaklığı Kaynak Akımı (A) Kaynak Gerilimi (V) Gaz akış oranı (lit/dak) Kaynak hızı 1.6mmA0.9mm75°C mm/dak 3.0mmA1.2mm75°C mm/dak 6.0mmB1.2mm75°C mm/dak 6.0mmB1.6mm100°C mm/dak 10mmB1.6mm250°C mm/dak 12mmC1.6mm250°C mm/dak 16mm +C,D1.6mm250°C mm/dak Bakır ve Bakır Alaşımlarının MIG kaynak İşleminin Malzeme Kalınlığına Göre Örnek Kaynak Parametreleri
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 46 Bakır ve Bakır Alaşımlarının Gümüş İçerikli İlave Dolgu Teli İle Birleştirilmesinde Kullanılan Dizayn şekilleri
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 47 Bakır ve Bakır Alaşımlarının Sert Lehimleme İşleminde Kullanılan Dizayn şekilleri
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 48 BAKIR ALAŞIMLARININ KAYNAK KABİLİYETİ Bakır-Çinko Alaşımları (Pirinçler): 1- ÖZELLİKLERİ Pirinçler, % bakır alaşım elementi olarak da çinko ve az miktarda da kurşun içerene bakır alaşımlarıdır. Pirinçler mikro yapılarına göre tek fazlı alfa pirinci, (bakır içeriği % 65’den fazla) iki fazlı, alfa+beta pirinci (bakır içeriği % 53-63) olmak üzere de sınıflandırılabilir. Tek fazlı pirinçler soğuk şekil değiştirmeye elverişlidir ve çoğunlukla korozyona dayanıklıdırlar İki fazlı pirinçler ise talaş kaldırmaya daha uygundurlar, talaşlı işlemeyi kolaylaştırmak için pirinçlere bir miktarda kurşun katılır. Pirincin özgül ağırlığı 8,5-8,8 gr/cm 3 arasında, erime sıcaklığı ise 900 °C civarında, içerdiği bakır miktarına göre değişir. Çekme mukavemeti 280 ile 680 MPa arasında değişir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 49 ÖZELLİKLERİ * Mukavemet değerlerine göre pirinçler yumuşak, yarı sert sert ve çok sert olmak üzere sınıflandırılabilir. Uzama özellikleri ise yumuşaktan serte doğru azalır. Örneğin Ms 58 pirinci yumuşak durumda % 25, yarı sert durumda % 8 ve sert durumda ise % 5 bir kopma uzaması gösterir. Genellikle yumuşak durumdaki pirinçler daha kolaylıkla kaynak edilebilirler. Pirincin ısı iletme kabiliyeti çeliğe nazaran 1,5 ile 2 defa daha büyük, bakıra nazaran 2/3 oranında daha küçüktür. Pirinç, üretimi bakımından hadde pirinci ve döküm pirinci olmak üzere iki grup altında incelenebilir. Günümüz endüstrisinde, özellikle iyileştirmek gayesi ile bir takım alaşım elementleri ilave edilmiş özel pirinçler de kullanılmaktadır. Ni, Mn, Al, Sn, ve Si ilavesi ile mukavemet, aşınma ve korozyon özellikleri geliştirilir. Ancak Al ilavesi pirincin lehimlenmesini güçleştirir. Si ise sünekliği azalır. Fe taneleri küçültür ve mukavemeti arttırır buna karşın korozyon direncini azaltır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Pirinçlerin Kaynak Kabiliyeti Yüksek sıcaklıktaki bakıra hidrojen kolaylıkla nüfuz edebildiği halde, pirinçte bu olaya çinkonun varlığı mani olur ve dolayısıyla, bakırın kaynağında büyük bir problem olan bu olay pirincin kaynağında bir tehlike arz etmez. Buna karşın, pirincin içinde alaşım elementi olarak bulunan çinkonun kaynama noktasının (907 °C) düşük olması nedeniyle gereken önlemler alınmadığı taktirde, çinko buharlaşması nedeniyle, alaşım kaybından ötürü pirinç gevrekleşir. Ayrıca oluşan buharlar, dikişin içerisinde gözenek meydana getirerek bağlantının mukavemetinin azalmasına yol açarlar.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Pirinçlerin Oksi-Gaz Kaynağı Yüksek miktarda bakır içeren pirinçlerden yapılmış boruların birleştirilmesinde, her pozisyonda kaynağa uygun olmasından ötürü oksi-gaz yöntemi tercih edilmektedir. Kaynak donanımı bakırın kaynağında kullanılanın aynıdır; sol kaynak yöntemi uygulanır. Pirincin ısı iletme kabiliyeti bakıra nazaran daha zayıf olduğundan, kaynakta daha küçük bir aleve ihtiyaç vardır bu bakımdan üfleçler aynen çeliğin kaynağında kullanılan esasa göre seçilir. Pirincin kaynağında kuvvetli oksitleyici alev kullanılır, alevin çekirdeği gayet kısa ve açık mavi hatta ve hatta beyaz bir renk alacak şekilde gazın ayarlanması lazımdır. Pirinçlerin kaynağında da bakırın kaynağında kullanılan dekapanlardan kullanılır, dekapanın uygulama yöntemi aynen bakırın kaynağında olduğu gibidir. % l-1,5 fosfor içeren bakır kaynak çubukları ile kaynatılırlar
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Pirinçlerin Örtülü elektrotlarla Ark Kaynağı Pirinçler Örtülü elektrotlarla da rahatlıkla kaynak edilebilirler. Fosfor bronzu (kalay bronzu) ve alüminyum bronzu elektrotlar kullanılır. Yüksek çekme ve yorulma mukavemeti ve korozyona dayanıklılığın söz konusu olduğu hallerde alüminyum bronzu elektrotlar az miktarda çinko içeren pirinçlerde ise kalay veya fosfor bronzu elektrotlar kullandır. Pirincin kurşun içermesi halinde kaynak işlemi zorlaşır ve adeta gözeneksiz kaynak dikişi elde etmek olanaksız hale gelir. Kaynak esnasında genellikle bir altlığa gerek vardır ve işlem ancak yatay oluk pozisyonda gerçekleştirilebilir. Az çinko içeren pirinçler 200 ila 250°C'lik, yüksek miktarda çinko içeren pirinçler ise 250 ila 350°C lik bir ön tav uygulayarak kaynak eprirler. Kaynağın iyi bir şekilde işleyebilmesi ve cüruf kalıntılarının bertaraf edilebilmesi için ağız açılan büyük seçilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Pirinçlerin Örtülü elektrotlarla Ark Kaynağı Alüminyum bronzu elektrotlarla kaynak yapılması halinde mümkün olan en büyük çapla elektrot seçilmeli, önerilen en yüksek akım şiddeti ile doğru alanı ters kutuplama kullanılmalıdır. Mümkün olan en ufak kaynak banyosu oluşturulmalı ve ark daima kaynak metali ve elektrot arasında yanmalı ve elektroda kenarlarda durmadan, en fazla çapının üç katı kadar salınım vermeli ve mümkün olduğu kadar yavaş ilerlenmelidir. Bu şekilde davranılırsa çinko kaybı en alt seviyeye inmiş olur. Fosfor bronzu elektrotlarla kaynak yapılması halinde gene mümkün olan yüksek akım şiddeti seçilmeli, fakat elektrot mümkün olduğu kadar doğru çekilerek süratli bir kaynak yapılmalıdır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Pirinçlerin Koruyucu Gaz Kaynağı Günümüzde pirinçler gerek TIG ve gerekse de MIG kaynak yöntemi ile rahatlıkla kaynaklanabilmektedir. Son yollarda özellikle döküm parçaların tamirinde TIG kaynağı çok revaç bulmuştur. Burada da dolgu metali olarak alüminyum bronzu kaynak çubukları kullanılmakta ve ince levha haricindeki parçalar 200°C’lik bir ön tav'a tutulmaktadırlar. MIG kaynağında da genellikle aynı bileşimde elektrotlar kullanılmaktadır. Az çinko içeren alaşımlara genellikle fosfor veya silisyum bronzu, fazla miktarda çinko içeren pirinçlere ise alüminyum bronzu elektrotlar önerilmektedir. Birinci grup için 200°C'lik bir ön tava gerek vardır; ikinci grup ise ön tavsız olarak rahatlıkla kaynak yapılabilirse de akım şiddetini düşürüp çinko buharlaşmasını azaltmak bakımından, ön tav tavsiye edilir. Koruyucu gaz ile yapılan kaynaklarda bakır çinko alaşımı elektrotlar kullanılamaz çünkü çinkonun buharlaşmasından ötürü kaynak dikişi aşın derecede gözenekli olur.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 55 Kalay Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 1- ÖZELLİKLERİ: Kalay bronzları hadde ve döküm olmak üzere iki ana grupta incelenebilirler Hadde bronzları % kalay döküm kalay bronzları ise % kalay içerirler. Bu tür bronzların imalinde, dezoksidasyon amaçlı fosfor kullanıldığı için fosfor bronzu diye de adlandırılırlar. Aslında fosforlu kalay bronzu diye adı daha doğrudur. Makina endüstrisinde daha ziyade döküm kalay bronzları kullanılır. Bu bronzlar kolay dökülebilmelerinin yanı sıra aşınmaya dayanıklılıkları ve kayma özellikleri dolayısı ile sonsuz vida çarklarının imalinde rakipsiz bir malzemedir. Ağır yüke maruz kaymalı yataklar da kalay bronzundan imal edilir. Gerilme altında sıcak çatlama hassasiyetine sahip alaşımlardır. Yüksek ön tav sıcaklığından, yüksek ısı girdisinden kaçınılmalıdır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 56 Kalay Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 2- Kalay Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti Haddelenmiş kalay bronzları oldukça iyi bir kaynak kabiliyetine sahip olmalarına rağmen döküm kalay bronzları ancak bazı önlemler alınarak kaynak edilebilirler. Döküm kalay bronzları aynen dökme demir halinde olduğu gibi pratik olarak sıfır % uzama gösterirler ve artan sıcaklıkla da mukavemetlerini yitirirler. Bu bakımdan aynen dökme demirin kaynağında alınan önlemler burası için de geçerlidir. Parçaya kaynaktan önce özel bir ocak içinde 500°C lik bir ön tavlama uygulanır, kaynak süresince de bu sıcaklık korunmalı ve kaynaktan sonra da parça fırın veya ocak içinde çok yavaş bir şekilde soğumaya terk edilmelidir. Ayrıca parça kaynak esnasında, daha doğrusu sıcaklığı 300°C'yi geçtikten sonra hiçbir şekilde sarsılmaya çarpmaya veya döndürmeye maruz bırakılmamalıdır. Kaynak yerinin hazırlanmasında aynen dökme demirin kaynağında olduğu gibi çatlak yer tamamen çıkartılarak gereken biçimde bir ağız hazırlanır. Döküm kalay bronzlarının kaynağı bir tamir olarak düşünülmelidir, döküm kalay bronzlarının imalat kaynağı uygulanmaz.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Döküm Kalay Bronzlarının Elektrik Ark Kaynağı Hasarlı kalay bronzu parçalar elektrik ark kaynağı yardımı ile tamir edilebilirler. Burada kullanılan elektrotlar çekme sonucu elde edilmiş hadde bronzu tellerdir ve örtü bileşimlerinde oksi-gaz kaynağında kullanılan dekapanın içerdiği maddeleri içerir. Bunlar genellikle doğru akım ters kutuplama ile kullanılırlar. Kaynak ağızları özellikle kalay miktarı az olan bronzlarda geniş açılmalı ve ağız duvarlarının ergimiş elektrot metali tarafından iyice ıslatılması sağlanmalıdır. Kaynak daima ön ısıtma ile uygulanır, genelde 300°C'lik bir ön ısıtma yeterli gelir. Kök pasolar ve onu takip eden bir iki paso elektrot çapını aşmayan salınımlar yapılarak çekilir; ondan sonraki pasoların doğru çekilmesi tavsiye edilir. Kalay bronzu iri, sütunsal taneler halinde katılaştığından, aynı yapı kaynak dikişinde de karşımıza çıkar, bazı hallerde bu yapıyı düzeltmek ve mekanik özellikleri geliştirmek için kaynaktan sonra bir kaynak sonrası tavlama önerilir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Kalay Bronzlarının TIG Kaynağı Kalay bronzu döküm parçaların kaynağında günümüzde TIG kaynağı da kullanılmaktadır, daha ziyade % 10 civarında kalay içeren bronzların kaynağında iyi sonuçlar alınmaktadır, Bu yöntemde Avrupada koruyucu gaz olarak argon kullanılmasına karşın ABD' de helyum tercih edilmektedir. Kaynak çubuğu olarak da aynı bileşimde fakat bir miktar fosfor içeren alaşımlar kullanılmaktadır. Kaynak işlemi °C'lik bir ön tav ile mümkün olduğu kadar süratle yapılmalı ve kaynak işlemini takiben parça yavaş soğutulmalıdır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Kalay Bronzlarına MIG Uygulaması Özellikle hadde bronzlar üzerine yapılan tecrübeler MIG kaynak yönteminin bu malzemelere de uygulanabilirliğini ortaya koymuştur. Daha evvelce de belirtilmiş olunduğu gibi kalay bronzlarına kaynak, ancak tamir için uygulandığından ve MIG yöntemi daha çok imalat kaynağına elverişli olduğundan, günümüzde uygulaması endüstriyel çapta yapılmamaktadır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 60 Alüminyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 1- ÖZELLİKLERİ Alüminyum bronzları %14’e kadar alüminyum ve gerektiğinde de Ni, Fe, Mn gibi alaşım elementleri içeren dövme ve döküm türleri de bulunan bakır alaşımlarıdır. Alüminyum bronzlarından bazı türler soğuk şekil vermenin dışında yaşlandırma ile sertleştirilebilirler. Bu bronz türü korozyona diğer bronzlardan daha dayanıklıdır, bu da alüminyumun yüzeyde oluşturduğu oksit filminden kaynaklanmaktadır. Deniz suyuna ve çeşitli alkali ve asitlere karşı dayanıklıdır. Özellikle nikel içeren alümunyum bronzları yüksek sıcacıklarda çok iyi mukavemet değerlerine sahiptir ve buhar donanımlarında kullanılır. Katılaşmada kendini çekmeleri yüksek olduğundan bu konu bunların dökümünde göz önüne alınmalıdır. Talaş kaldırma ancak sert metal uçlar ile yapıldığında, gereken yüzey düzgünlüğü elde edilebilmektedir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 61 Alüminyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 2- Alüminyum Bronzlarının Oksi-GAZ Kaynağı Alüminyum bronzlarından özellikle yüksek oranda alüminyum içeren tiplerine oksi-gaz kaynağı pek önerilmez, zira oluşan alüminyum oksit bakır dekapanlan ile çözülemez Alüminyum dekapanlar ise bakırda korozyona neden olur. Oksi-gaz kaynağının uygulanması halinde alüminyum ve bakır dekapanı karışımı, nötr alev ve aynı bileşimde kaynak çubukları kullanılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 62 Alüminyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 3- Alüminyum Bronzlarının Elektrik Ark Kaynağı Alüminyum bronzlarının kaynatılması için en çok tercih edilen usul, örtülü elektrot ile elektrik ark kaynağıdır. Gerek mekanik özellikleri ve gerekse de bileşim açısından geniş bir sahayı kapsayan örtülü elektrot türleri vardır. Bu elektrotlar genellikle doğru akımla ve ters kutupluma ile kullanırlar. Az miktarda alüminyum içeren elektrotlar özellikle ticari alüminyum bronzu levha ve sacların kaynağında kullanılır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Alüminyum Bronzlarının TIG Kaynağı Alüminyum bronzları en iyi bir şekilde TIG kaynağı ile birleştirilebilmektedir. Genellikle alternatif akım ve argon kullanılarak bu kaynak yöntemi uygulanır. Kesitlerin çok kalın olmadığı hallerde ön ısıtma gerekmez. Alüminyum bronzlarında kaynak sonrası çekiçleme veya ısıl işlem gerekmez, yalnız alın kaynağı halinde dikişin alt kısmına özel bir dekapan uygulamak iyi sonuç vermektedir. Haddelenmiş alüminyum bronzlarının kaynağında günümüzde büyük çapta MIG kaynağa uygulamalarında yapılmaktadır. Koruyucu gaz kaynaklarında esas metal ile aynı bileşimde kaynak çubuk ve telleri kullanılmaktadır. MIG yöntemi kalın parçalar dışında ön tav gerekmez yalnız çok pasolu kaynak halinde, pasolar arası sıcaklığının 250°C'nın altına düşmesine müsaade edilmemelidir. Alüminyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 64 Silisyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 1-ÖZELLİKLERİ: Silisyum bronzları % 1, silisyum ve % 1,25 den az Zn, Sn, Mn veya Fe içeren bakır alaşımlarıdır. Yüksek korozyon dirençleri ve çekme mukavemetleri ve kolaylıkla kaynak edilebilirlikleri dolayısı ile günümüzde silisyum bronzları büyük bir önem kazanmışlardır. Üçüncü alaşım elementinin varlığı mekanik özellikler üzerine büyük bir etkide bulunmaz. Demirin ilavesi mukavemet ve sertliğin bir miktar artmasına, kalay veya çinkonun ilavesi sıvı halde akıcılığın yükselmesine, dolayısıyla döküm ve kaynak özelliklerinin gelişmesine yardımcı olur. Silisyum bronzları sıcak haddeleme, ekstrüzyon ve dövme ile şekillendirmeye uygun alaşımlardır, yalnız sıcak şekillendirilecek alaşımın eser miktarda dahi kurşun içermemesi gereklidir. Az miktarda silisyum içeren alaşımlar soğuk şekil verme ile şekillendirilebilirler. Tavlanma sonucunda yüzeyinde ancak mekanik olarak giderilebilen refrakter bir oksit tabakası oluşur. Silisyum bronzları, mekanik özeliklerinin ve korozyon dirençlerinin saf bakırdan daha iyi olması nedeni ile günümüzde bakırın kullanıldığı bir çok yerde kullanılır hale gelmiştir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 65 Silisyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 2- Silisyum Bronzlarının Oksi-Gaz Kaynağı * Silisyum bronzları, bakır ile karşılaştırıldığında, kaynak tekniği açısından şu farklılıkları gösterirler: 1 - Isı iletim katsayısı daha küçüktür, 2 - Kaynak banyosu çok akıcıdır, 3 - Erimiş banyonun üstü kalın bir silisyum ve manganez oksit tabakası ile kapladır, 4 - Kaynak sonrası çarpılma miktarı fazladır. Silisyum bronzları aynı bileşimde kaynak teli kullanılarak rahatlıkla oksi-gaz yöntemi ile kaynak edilebilirler. Asit borik içeriği fazla olan dekapanların kullanılmasının gerekli olduğu bu malzemelerin kaynağında çok hafif oksitleyici alev kullanılır. Gerek çarpılmalara azaltmak ve gerekse de çok ekici olan kaynak banyosunu kontrol altında tutabilmek için kaynak banyosunun mümkün mertebe küçük oluşturulmasına çalışılmalıdır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 66 Silisyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 3- Silisyum Bronzlarının Elektrik Ark Kaynağı Silisyum bronzlarının ark kaynağında koruyucu gaz yöntemleri tercih edilmesine rağmen, geliştirilmiş örtülü elektrotlar ile kaynak yapılabilir. Burada kullanılan elektrotlar alüminyum bronzu esaslıdır. Silisyum bronzlarının ısıl iletkenliğinin iyi olmamasından ötürü kaynak esnasında mümkün olduğu kadar ark boyu kısa tutulmalı ve pasolar arası sıcaklığın 100°C'yi geçmemesine çalışılmalıdır. Kaynak ağızlan aynen çeliğin kaynağında kullanılan biçim ve ölçülerde hazırlanır. Kaynak dikişinin kaynaktan sonra hafif bir şekilde düz çekiçlerle dövülmesi dikişin mekanik özeliklerini geliştirir ve iç gerilmeleri azaltır.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 67 Silisyum Bronzlarının Kaynak Kabiliyeti 4- Silisyum Bronzlarının Koruyucu Gaz Kaynağı Silisyum bronzları en iyi bir şekilde TIG kaynak yöntemi ile kaynaklanabilir. Doğru akam ve düz kutuplama ve argon gazı ile en iyi sonuçlar elde edilmektedir. Ön ısıtma gerekmez, ince parçalar ağız açmadan küt alın olarak kaynatılır, kalın parçalara 60°’lik V ağzı açılır. Çok paso ile yapılması gereken kaynaklarda pasolar arası sıcaklığın 100°C'yi geçmemesine çalışılmalıdır. Son yollarda MIG kaynak yöntemi de silisyum bronzlarına uygulanmaktadır, burada da silisyum bronzlarının sıcak çatlamaya eğilimi nedeniyle kaynak hızlı yapılmalı ve kaynak banyosu da mümkün mertebe küçük tutulmalıdır. Kaynak çok paso ile yapılacaksa, her pasodan sonra bir çelik tel fırça ile dikiş fırçalanarak üzerinde oluşmuş oksit tabakası temizlenmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 68 Bakır Nikel Alaşımlarının Kaynak Kabiliyeti 1- ÖZELLİKLERİ: Bakır nikel ile her oranda karışarak alaşım oluşturabilir; Nikelin yanı sıra, bazı özelliklerini geliştirmek gayesi ile az miktarda diğer alaşım elementleri de katılır. Bu alaşımlar elektrik ve ısı iletkenliklerinin iyi olmamasına rağmen çok iyi bir korozyon direnci ile üstün mekanik Özeliklere sahiptirler. Mukavemetleri oldukça iyi, sünek ve tokturlar. Yalnız bütün nikel esaslı alaşımlar gibi, nikel bakır alaşımları da kurşun ve kükürt kırılganlığına hassastır, bu elementlerinin çok az miktarlarda dahi varlığı alaşımı kırılgan hale sokar.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Bakır Nikel Alaşımlarının Kaynak Kabiliyeti Bakır nikel alaşımlarının iyi kaynak edilebilmesi için alaşımda kurşun miktarı % 0,005’ten küçük olmalıdır. Kaynak yerinin işaretlenmesi veya tav sıcaklığının ölçülmesinde kullanılan termo tebeşirler kükürt içerdiklerinden kaynak esnasında kullanılmamalıdır. Kaynak edilecek bakır nikel alaşımlarının kaynak esnasında çatlamaması için de fosfor miktarının %0.02 den az olması gereklidir. 3- Bakır Nikel Alaşımlarının Oksi-Gaz Kaynağı Bu alaşımlar oksi-gaz yöntemi ile hafif karbonlayıcı alev kullanılarak rahatlıkla kaynatılabilir. Burada kullanılması gereken dekapan diğer bakır alaşımlarınkinden farklıdır, burada refrakter nikel oksit oluşumuna mani olan ve monel kaynağı için geliştirilmiş dekapanlar kullanılmalıdır. Kaynak çubuğu aynı bileşimde olmalı ve ilave olarak ta manganez veya silisyum gibi dezoksidasyon elementleri içermelidir. Kaynak esnasında esas metalin fazla ergitilmemesine kaynağın, hızla yapılmasına ve kaynak süresince de kaynak çubuğunun uç kısmının sürekli olarak alevin içinde olmasına dikkat edilmelidir.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Bakır Nikel Alaşımlarının Örtülü elektrot ile Ark Kaynağı Bakır nikel alaşımları için, aynı bileşimde doğru akım düz kutuplama ile kullanılabilen örtülü elektrotlar geliştirilmiş ise de, bu alaşımların elektrik ark kaynağını koruyucu gaz altında yapmak tercih edilir. Gerek MIG ve gerekse de TIG yöntemleri bu alaşımlarda çok iyi sonuçlar vermektedir. MIG kaynağında argon gazı kullanarak ve süratli bir şekilde yapılan kaynaklarda daha iyi sonuç alınmaktadır. Kaynak ağzı hazırlamanın gerekli olduğu yerlerde 60°’lik V veya X ağızları tercih edilir. TIG kaynağı halinde, doğru akım düz kutuplanma ile aynı bileşim de kaynak çubukları ve argon örtüsü kullanılarak çok iyi kaynak dikişleri elde etmek mümkündür.
Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi /71 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 71 DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM