HOŞGELDİNİZ NADİR METALLERİN KAYNAK KABİLİYETİ K K ayna ayna Teknolojisi K ayna Teknolojisi HOŞGELDİNİZ Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı NADİR METALLER 1- TİTANYUM 2- MOLİBDEN 3- ZİRKONYUM 4- TANTAL 5- TUNGSTEN 6- NİYOBYUM 7- VANADYUM 8- BERİLYUM Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

NADİR METALLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ 1- YÜKSEK ERGİME SICAKLIĞINA SAHİP OLMALARI 2- YÜKSEK SICAKLIKLARDA MUKAVEMET ÖZELLİKLERİNİ KAYBETMEMELERİ 3- KOROZYON DİRENÇLERİNİN YÜKSEK OLMASI Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

NADİR METALLERİN KAYNAK İŞLEMİNDE KARŞILAŞILAN GENEL PROBLEMLER 1- Uzun süre yüksek sıcaklığa maruz kaldıklarında tane irileşmesi eğilimine sahip olmaları 2- Havadaki gazların kaynak bölgesine girmesi durumunda gevrekleşme probleminin meydana gelmesi 3- Kirlenmeye karşı dirençlerinin zayıf olması Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

TİTANYUM VE ALAŞIMLARININ KAYNAK KABİLİYETİ ÖZELLİKLERİ: Titanyum elementi oksijen ile reaksiyona girerek, metal yüzeyinde kararlı bir oksit filmi oluşturur. Bu oksit filmi sayesinde titanyum ve alaşımlarının korozyon direnci oldukça yüksek olur. Titanyum ve alaşımlarının hafif olması, yüksek mukavemeti ve yüksek korozyon direnci özelliklerinden dolayı, uçak ve kimya endüstrisinde oldukça yaygın kullanılır. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı TİTANYUM ALAŞIMLARI 1- Saf titanyum ve -alaşımları: * Bu alaşımların ısıl işlem ile mukavemetleri arttırılamaz. * Kaynak kabiliyeti iyidir. 2- - alaşımları: * Bu alaşımlar ısıl işlem vasıtasıyla mukavemetleri arttırılabilir. * Sertleştirilebilirler 3-  alaşımları * Soğuk işlenebilirler Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

KULLANIM ALANLARI Alaşımım adı Faz türü  ‘dan ’ya geçiş sıcaklığı, °C Uygulama alanları Ti-5Al-2.5Sn  1050 Uçak ve roket imalatı (450°C’ye kadar) Ti-8Al-1Mo-1V  +  1040 Türbin imalatı (450°C’ye kadar) Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo 995 Türbin imalatı (550°C’ye kadar) Ti-6Al-6V Ti-6Al-2Sn-6V Yüksek mukavemet gerektiren yerler Ti-3Al-2.5V 935 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Cr-4Mo Ti-3Al-10V-2Fe Ti-13V-11Cr-3Al  720 Roket imalatı Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn Ti-4Mo-8V-6Cr-4Zr-3Al 795 Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn 760 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Airbus A380 de 11 ton titanyum var Titanyum paneller Titanyum kaplama saat Ti kalça bağlantısı Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

TİTANYUM ALAŞIMLARININ KAYNAK KABİLİYETİ Titanyum kaynağı, yüksek sıcaklıklarda ve ergimiş halde aşırı reaktif olması sebebiyle zor bir işlemdir. 500°C’den yukarı sıcaklıklarda havadaki gazlarla reaksiyona girerek kaynak bölgesinde gevrekleşmeye sebep olur. Oksijen, Azot ve hidrojenin kaynak banyosuna girmesini önlemek için mutlaka koruyucu gaz olarak argon veya helyum kullanılmalıdır. Kaynak bölgesi oldukça temiz olmalıdır. Koruyucu gazların saflık oranı yüksek olmalıdır. TIG ve MIG kaynak teknikleri kullanılarak birleştirme işlemleri yapılabilir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı Atmosferik gazların kaynak dikişi tarafından absorbe edilmemesi için, dikiş sıcaklığının 500°C altına düşünceye kadar gaz koruma sistemi devam etmelidir. Bu amaçla özel düzenekler kullanılır. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

MOLİBDEN ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI Yüksek ergime sıcaklığına sahiptir (2610°C) Yüksek sıcaklık ortamlarında kullanılır. Vakum veya koruyucu gaz fırınlarında giydirme malzemesi olarak kullanılır. İçerisine Al, Ti, ve Zr ilave edilerek 1300°C’nin üzerinde bile kullanılabilecek molibden alaşımları elde edilebilmektedir. Oksitleyici olmayan oksitlere karşı yüksek korozyon direncine sahiptirler. Isıl şoklara karşı duyarlı değillerdir. Yüksek elastisite modülüne sahiptirler Oda sıcaklığından ergime noktasına kadar faz dönüşümü göstermezler. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

MOLİBDENİN KAYNAK KABİLİYETİ Molibdenin yüksek ergime sıcaklığına ve ısıl iletkenliğe sahip olması nedeniyle birleştirme esnasında yüksek akım değerlerine gerek duyulur. Kaynak banyosu oldukça geniş olur. Kaynak hızı mümkün mertebe hızlı olmalıdır. Hızlı kaynak ergime hacmini azaltır, kendini çekme alanı ise daralır. Böylece tane irileşmesi önlenmiş olur. En dar ergime ve ITAB bölgesi, elektron ışın kaynak tekniğinde elde edilir. Molibden oksijene karşı duyarlıdır. Mutlaka kaynak bölgesi korunmalıdır. Molibden azot ve hidrojene karşı fazla duyarlı olmadığı için ön tavlama işlemleri nötr veya redükleyici (hidrojen içeren) bir atmosferde yapılabilir. Yüzeyi aşırı sertleştirilmiş molibden parçaların kaynak işleminden önce bu sert yüzey tabakasının temizlenmesi gerekir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

ZİRKONYUM ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI Kübik Zirkonya, ZrO2 Zirkonyum termik nötronlara karşı direncinden dolayı, termik nükleer reaktörlerde kullanılır. Zirkonyum nötron radyasyonu karşısında tokluk özelliklerini yitirmeyen bir metaldir. Asit ve bazlara dayanıklıdır. Kimyasal ekipman imalatında kullanılır. Zirkonyum vücut sıvılarına karşı gösterdiği direnç sebebiyle tıpta da kullanılır. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

ZİRKONYUMKAYNAK KABİLİYETİ Zirkonyumun kaynak kabiliyeti Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak işlemine benzer şekilde yapılabilir. Genleşme katsayısı oldukça düşüktür. Bu nedenle şekil değiştirme az olur. Kaynak işlemi MIG ve TIG ve diğer modern kaynak teknikleri ile problem oluşturmaksızın yapılabilir. Nükleer amaçlı kullanılan zirkonyum çok saf olması için vakum ortamında üretilirler. Bu nedenle kaynak bölgesinin korumasına daha fazla dikkat edilmelidir. ZrO2 ZrO2 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

ZİRKONYUMKAYNAK KABİLİYETİ Zirkonyumun kaynak kabiliyeti Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak işlemine benzer şekilde yapılabilir. Genleşme katsayısı oldukça düşüktür. Bu nedenle şekil değiştirme az olur. Kaynak işlemi MIG ve TIG ve diğer modern kaynak teknikleri ile problem oluşturmaksızın yapılabilir. Nükleer amaçlı kullanılan zirkonyum çok saf olması için vakum ortamında üretilirler. Bu nedenle kaynak bölgesinin korumasına daha fazla dikkat edilmelidir. ZrO2 ZrO2 Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

ZİRKONYUMKAYNAK KABİLİYETİ Zirkonyumun kaynak kabiliyeti Östenitik paslanmaz çeliklerin kaynak işlemine benzer şekilde yapılabilir. Genleşme katsayısı oldukça düşüktür. Bu nedenle şekil değiştirme az olur. Kaynak işlemi MIG ve TIG ve diğer modern kaynak teknikleri ile problem oluşturmaksızın yapılabilir. Nükleer amaçlı kullanılan zirkonyum çok saf olması için vakum ortamında üretilirler. Bu nedenle kaynak bölgesinin korumasına daha fazla dikkat edilmelidir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

TANTAL ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI Ergime derecesi oldukça yüksektir (3000 C) Yüksek sıcaklık ortamlarında rahatlıkla kullanılabilir. Yoğunluğu çeliğin iki katı kadardır (16, 9 gr/cm3) Tantal havadaki gazlara hassas olan bir metaldir. Soğuk şekillendirilebilir. Elektronik endüstrisinde yaygın olarak kullanılır. Kimyasal cihaz ve alet yapımında kullanılır. Yüzeyinde oluşan kararlı oksit tabakası sayesinde korozyona karşı direnci çok yüksektir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

TANTALIN KAYNAK KABİLİYETİ Sıcaklık arttıkça tantalın oksijen, azot ve hidrojen gazlarını absorbe etme oranı artar. Bu nedenle kaynak işlemi mutlaka soy bir gaz koruması ile yapılmalıdır. TIG, Elektro ışın gibi kaynak teknikleri ile birleştirilebilirler. Toz metalurjisi ile üretilen tantal parçaların kaynağında gözenek problemi ile karşılaşılabilinir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı TUNGSTEN ÖZELLİKLERİ Ergime sıcaklığı oldukça yüksektir (3400 C) Tungsten en düşük buharlaşma basıncına sahiptir. Bu iki özelliği sayesinde elektronik tüp ve lambalarda, TIG elektrodu olarak kullanılır. Yüksek sıcaklık ve aşınma direncine sahip olması ve düşük ısıl genleşme özelliğinden dolayı elektrik kontaklarında ve yakıt sistemlerinde kullanılır. Tungsten asitlere karşı dayanıklıdır. Bazlarda sadece oksitlenme etkisi gösterir. Tungsten filament Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

TUNGSTENİN KAYNAK KABİLİYETİ En önemli zorluklar yüksek ergime sıcaklığına sahip olması, oksit oluşturma ve ITAB da gevrekleşme problemleridir. Ergitme kaynağında tane irileşmesi sebebiyle dayanım bir miktar düşer. Bu düşüşün en düşük seviyede tutulabileceği kaynak tekniği, elektron ışın kaynağıdır. Tungsten 500°C’ye kadar atmosferik etkilere dayanıklıdır. Tungsten ergime noktasına kadar azot ve hidrojenden etkilenmez. Yüksek ergime sıcaklığı ve ısıl iletkenliği ergime işlemi zorlaştırır. Genellikle sert lehimleme veya difüzyon tekniği birleştirme için önerilir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı NİYOBYUM ÖZELLİKLERİ Ergime sıcaklığı yüksektir (2468 °C) Kimyasal ve metalurjik davranışları tantala benzer. Bu iki element doğada karışık halde bulunur. Çoğunlukla birlikte kullanılırlar. Niyobyum, süper iletkenlerde, kimyasal alet ve cihaz yapımında ve reaktör tekniğinde kullanılmaktadır. Korozyona karşı dirençlidir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

NİYOBYUMUN KAYNAK KABİLİYETİ Yüksek sıcaklığa sahip olması, atmosferdeki gazlara hassas olması ve katılaşma esnasında iri tane oluşması nedeniyle kaynak işlemi biraz zordur. Soy gaz koruyucu gaz ortamında kaynak işlemi yapılmalıdır. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

VANADYUMUN ÖZELLİKLERİ Yoğunluğu 6,1 gr/cm3 olup çelikten hafiftir. Korozyon direnci iyidir. Sürünmeye dayanıklıdır. Yüksek sıcaklık dayanımını arttırmak amacıyla çeşitli metallere alaşım elementi olarak kullanılırlar. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

VANADYUMUN KAYNAK KABİLİYETİ Atmosferik gazlara karşı hassas olduğu için koruyucu bir soy gaz atmosferinde kaynak işlemi yapılmalıdır. ITAB iri taneli olur fakat mukavemet düşüşünü çok olumsuz etkilemez. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

BERİLYUMUN ÖZELLİKLERİ Üstün nükleer özellileri sayesinde nükleer reaktörlerde kullanılır. Yoğunluğu düşüktür. Elastisite modülü yüksektir. Yüksek sertlik ve sıcaklık dayanımına sahiptir. Sünekliği düşüktür. Oksijene karşı çok hassastır. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

BERİLYUMUNKAYNAK KABİLİYETİ Berilyum 500 °C’ye kadar tüm atmosferik gazlara karşı dayanıklıdır. Bu sıcaklıktan sonra hızlı bir şekilde oksijen ve azot absorbsiyonunu oluşur. Bu durum kaynak esnasında gözenek oluşumuna sebep olur. Tüm kaynak tekniklerinde berilyum çok zor kaynak edilir. Çünkü gözenek ve taneler arası sıcak çatlaklar oluşturma eğilimidir. Ergime bölgesinin iç yapısı iri taneli olup genellikle gevrektir. Çok az yüzey kirliliği bile kaynak işlemini olumsuz etkiler. TIG ve elektron ışın kaynağı gibi özel kaynak teknikleri kullanılarak birleştirme işlemleri yapılabilir. Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜR EDERİM Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı

Doç. Dr. Hüseyin UZUN – Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı