KAYNAK VE MALZEME BİLİMİ

... konulu sunumlar: "KAYNAK VE MALZEME BİLİMİ"— Sunum transkripti:

1 KAYNAK VE MALZEME BİLİMİ
İyi bir kaynakçı öncelikle birleştireceği malzemeyi iyi tanımalıdır. Bu bağlamda en çok karşılaştığı malzeme grubu olan demir karbon alaşımı olan çelikler, dökme demir ve demir dışı malzemelerin kaynaklı işlemleri için bu alanda en azından çeliklerle ilgili bilgi sahibi olmalıdır. Bu sebeple bu bölümde çelikler ve sınıflandırılmaları ile ilgili bilgi verilmelidir.

2 ÇELİKLER VE SINIFLANDIRILMASI
Endüstride Demir–Karbon alaşımına çelik denir. Nadirde olsa kimyasal bileşiminde % 2 ya kadar karbon ihtiva eden çelikler olsa da genelde çeliklerin karbon muhteviyatı % 0,35 altındadır. Yalın karbonlu çelikler Düşük alaşımlı çelikler Yüksek alaşımlı çelikler YALIN KARBONLU ÇELİKLER Bu çelikler kimyasal bileşimlerinde % 1 ‘den daha az karbon ve az miktarda mangan, kükürt ve fosfor ihtiva ederler. Yalın karbonlu çelikler 4 grupta kendi arasında sınıflara ayrılabilir. Düşük karbonlu (% C 0,30 dan az) Orta karbonlu (% 0,30 -0,45 arasında karbon ) Yüksek karbonlu (% 0,45 -0,75 arasında karbon) Çok yüksek karbonlu (% 1,5 e kadar karbon)

3 Martenzitik Ferritik Ostenitik Dubleks
DÜŞÜK ALAŞIMLI ÇELİKLER Kimyasal bileşimlerinde % 0,25’den az genellikle % 0,15’den daha az karbon ihtiva ederler. Tokluklarını artırmak için kimyasal bileşimlerinde karbonun yanı sıra nikel, krom, molibden, silisyum ve mangan kimyasal bileşimlerinde bulunur. YÜKSEK ALAŞIMLI ÇELİKLER Genelde yüksek alaşımlı çelikler dendiğinde akla paslanmaz çelikler gelir. Örneğin en % 12 Cr belirli bir miktarda nikel ihtiva ederler. Kendi aralarında Martenzitik Ferritik Ostenitik Dubleks Çökelme sertleşmeli paslanmaz çelikler olmak üzere gruplara ayrılırlar

4 ÇELİKLERİN SINIFLANDIRILMASI VE STANDARTLAŞTIRILMASI İLE İLGİLİ BİLGİLER

5 KİMYASAL BİLEŞİME GÖRE SINIFLANDIRMA
Karbonlu çelikler

6 Düşük alaşımlı çelikler

7 Yüksek alaşımlı çelikler

8 FİZİKSEL ÖZELLİKLERE GÖRE SINIFLANDIRMA

9

10

11 Ergitmeli kaynaklarda ısı kaynakları
Elektrik direnci Kimyasal reaksiyon Elektrik arkı Yüksek enerjili ışın Nokta ve dikiş direnç kaynağı Oksi-gaz kaynağı SMAW GMAW GTAW FCAW SAW Laser Elektron ışın Curuf altı Thermit kaynağı

12 Kaynak yöntemine göre ısı membaı

13 Kaynak Kabiliyetinin Anlamı
Bir metal veya alaşım bir kaynak usulünde gayet iyi bir kaynak kabiliyeti göstermesine rağmen, bir diğerinde çok zayıf bir durum gösterebilir. Bir metal veya alaşım yüksek bir kaynak kabiliyetine sahip dendiği zaman, hiçbir özel tedbire başvurmadan, her türlü çalışma şartları altında, tatminkar bir kaynak kalitesi elde edilebileceği anlamına gelir.

14 Kaynak Kabiliyetini Etkileyen Faktörler

15 Kaynak Kabiliyetini Etkileyen Faktörler

16

17 Kaynak Kabiliyetini Etkileyen Faktörler

18

19 Kaynak Kabiliyetini Etkileyen Faktörler

20 Kaynak Kabiliyetini Etkileyen Faktörler

21 Kaynaklı birleşimin özellikleri

22

23 Karbon Eşdeğeri Kaynakta çeliğin sertleşme eğilimini belirten bir değer sayısının bulunması ve bununla çeliğin bileşimine dayanarak, kaynak kabiliyetini belirten bir formülün elde edilebilmesi için birçok çalışmalar yapılmış ve alaşım elementlerinin verdiği sertleşmeye eş değerde sertliği sağlayacak karbon miktarı saptanmıştır. Bu şekilde saptanan ve çeliğin bileşimindeki alaşım elementlerinin oluşturduğu sertliğe eş sertliği veren karbon miktarına karbon eşdeğeri adı verilmiştir. Birçok ülkede ve çeşitli yönergelerde, kaynaklı konstrüksiyonlarda kullanılacak çeliklerin içeriğindeki karbon ve mangan miktarları sınırlandırılmıştır. Bu iki element de çeliğin sertleşme eğilimi dolayısıyla çatlak oluşumu olasılığını arttırırlar.

24 Uluslararası Kaynak Enstitüsü'nün (IIW) IX No'lu Kaynak Kabiliyeti Komisyonu'na göre karbon eşdeğeri formülü; Az alaşımlı yüksek mukavemetli yapı çeliklerinin kaynağında kullanılmak üzere, Y.Ito ve K.Bessyo tarafından önerilen ve adına çatlama parametresi denilen; gerçekte karbon eşdeğeri eşitliğinden başka bir şey olmayan formül de aşağıda verilmektedir.

25 Uluslararası Kaynak Enstitüsü'nün IX no'lu Kaynak Kabiliyeti Komisyonu çatlamaya karşı bir emniyet olarak ısıdan etkilenmiş bölgede IEB sertliğin 350HV'i aşmamasını önemle önermektedir. Isıdan etkilenmiş bölgenin sertliğini düşürmek için uygulanan en emin yol parçaya kaynaktan önce bir ön tavlama uygulamak ve bu sıcaklık derecesinde kaynağı yapmaktır. Bu şekilde soğuma hızı da, kritik soğuma hızından daha yavaş bir hıza düşürülmektedir. Birçok kitap yazarlarınca önerilen ikinci bir yöntem de, parçaya kaynaktan sonra bir normalizasyon tavlaması uygulamaktır. Bu şekilde parça normalize edilmiş olduğundan Isıdan etkilenmiş bölgede martenzite rastlanmaz. Bu ikinci yöntem, martenzitin yok edilmesi açısından çok emin bir yol olmasına karşın, özellikle basınçlı kaplar gibi, kalıcı gerilmelerin şiddetli olduğu hallerde uygulanması pek iyi bir çözüm olarak görülmemektedir. Zira, ilkel soğuk çatlaklar martenzit oluştuktan sonra soğuma hızı ve kalıcı gerilmelerin şiddetinin etkisi ile oluşmaktadır. O halde kaynaktan sonraki ısıl işlemin bu çatlaklara bir etkisi yoktur. Ancak, kullanım sırasında doğabilecek çatlaklara etkisi vardır. Dolayısı ile, öntavlama bileşimin bir ısıl işlem gerektirdiği koşullarda şarttır; ancak, gerekirse emniyeti arttırmak açısından bir de normalizasyon tavlaması yapılabilir

26 Bir yapı çeliğine uygulanacak öntavlama sıcaklığını karbon eşdeğeri ile belirleyen birtakım formüller geliştirilmişse de en garantili yol, bu tür bir formül kullanmadan aşağıdaki tavlama değerlerini uygulamaktır: Görüldüğü gibi karbon eşdeğeri tamamen çeliğin bileşimi ile ilgili olup, kaynağa uygulanan enerji, kaynak ağız biçimi, parçanın geometrisi ve kalınlığı ile ilgili faktörleri içermemektedir. Bunlar, soğuma hızını birinci derecede etkileyen ve dolayısıyla Isıdan etkilenmiş bölgede oluşan içyapıyı da etkileyen faktörlerdir.

27 Örneğin, 200 mm kalınlığında ve karbon eşdeğeri %0
Örneğin, 200 mm kalınlığında ve karbon eşdeğeri %0.45 civarında olan bir çelik öntavlama yapılmadan kaynak edildiğinde, IIW tarafından kritik sertlik derecesi diye kabul edilen 350HV' den daha sert bir ısıdan etkilenmiş bölge göstermektedir. Aynı parça 100C'lik öntavlama uygulanarak kaynatıldığında, ısıdan etkilenmiş bölgenin sertliği, hemen kritik sertlik değerinin altına düşmektedir. Bu olayı göz önünde bulundurarak D. Seferian, parça kalınlığının soğuma hızına olan etkisini de içeren bir öntavlama sıcaklığı saptama formülü önermektedir; buna göre öntavlama sıcaklığı şu şekilde hesaplanır;

28 Yalnız bu formülde Seferian, kendi geliştirdiği ve yukarıda diğer karbon eşdeğeri formülleri arasında bahsedilmemiş olan şu karbon eşdeğeri ifadesini kullanmaktadır. Sadece bir yaklaşım olan karbon eşdeğerinin kullanılması halinde tehlikeleri ortadan kaldırabilmek için, kaynak öncesi yapılması gereken öntavlamanın sıcaklık derecesi, aşağıda belirtilmiş olan durumlarda, verilmiş olan değerlerin üst sınırlarında seçilmeli ve hatta aşağıdaki gibi özel durumlarda gerekirse bu sınırlar da aşılmalıdır.

29 Esas metal bir Thomas çeliği veya gazı alınmamış bir çelik ise,
Çeliğin yapısı kaba taneli ise, Kaynatılan parça büyük ve karışık şekilli ise, Parça kalınlığı büyük ise, Kaynak yaparken az enerji uygulamak gerekiyorsa, örneğin; ince çaplı elektrod ile kaynak yapılıyorsa, Kullanılan kaynak metali yeterli derecede tok değilse, örneğin, bazik karakterli elektrod kullanılmıyorsa, Kaynak işleminin yapıldığı yerin sıcaklığı çok düşük ise Mutlaka bir ön tavlama yapılmalıdır.

30 Sıcaklık ve zaman karşısında davranışlarını göz önünde tutarak kaynak kabiliyeti bakımından çelikleri şu şekilde sınıflandırabiliriz: İyi bir kaynak kabiliyetine sahip olan çelikler: Bilinen alışılmış kaynak yöntemleriyle hiçbir önlemi gerektirmeden kaynak edilebilirler ve ısıdan etkilenmiş bölgelerinde tane büyümesi dışında bir yapı değişikliği ve sertleşme meydana gelmez. Bu özelik, genellikle karbon eşdeğeri %0,45' ten düşük olan çeliklerde vardır. Orta derecede kaynak kabiliyetine sahip olan çelikler: Bu gruba giren çeliklerde, güvenilir bağlantılar elde edebilmek için kaynak yöntemi ve malzemesi özenle seçilmeli; uygun bir ön tavlama yapılmalı ve gerekli durumlarda kaynaktan sonra gerilmeleri azaltma tavlaması uygulanmalıdır. Bu gruba giren çeliklerin karbon eşdeğeri %0.45 ila 0.60 arasındadır. Kötü derecede kaynak kabiliyetine sahip çelikler: Bu gruba giren çeliklerin karbon eşdeğeri %0.60 üzerindedir. Bu gruba giren çelikler ancak özel koşullar altında kaynak edilirler. Bunlara ancak tamir ve doldurma işlerinde ve insan hayatına zarar vermeyecek durumlarda kaynak uygulanır. Bu çelikler, özel kaynak metali kullanarak ve yüksek bir ön tavlama sıcaklığı ve kontrollü bir soğutma uygulanarak kaynak edilebilirler. Genellikle Isıdan etkilenmiş bölgenin sertleşmeyeceği garanti edilemez. Bu son konu, özellikle karbon eşdeğeri %1'den büyük olan yüksek alaşımlı ve karbonlu çelikler için önemlidir

31 Uygulamada ısıl işlem sonucu sertleşebilen ferritik çeliklerde, sertleşemeyen (karbon eşdeğerleri büyük olmasına rağmen) ostenitik çelikleri birbirlerinden ayırmak için genellikle basit bir yöntem olan mıknatıs testi kullanılır. Ostenitik çelikler antimanyetik olduklarından mıknatıs tarafından çekilmez. Ancak, burada dikkat edilmesi gereken husus, mıknatısın mekanik olarak işlenmiş veya şekil değiştir sonucu sertleşmiş bölgelere uygulanmamasıdır; zira şekil değiştirme sonucunda bu kısımlar yerel olan manyetik hale geçebilir.

32 Bazı durumlarda, kaynak edilmesi gereken parçaların, malzemesi gerektirdiği halde, konstrüksiyonun, kaynak koşullarının izin vermemesi nedeniyle öntavlama uygulanamaz. Bu durumlarda, aşağıda belirtilmiş olan koşullara uyularak, sadece tamir amacıyla kaynak yapma olan vardır. Bu takdirde; Ağız formunun ve parça boyutlarının izin verdiği en kalın çaplı elektrodu kullanınız. Elektrod üreticisi tarafından verilmiş olan kaynak akım şiddeti aralığının üst sınırlarını seçiniz, zira kaynağa uygulanan enerji girdisi artıkça soğuma hızı yavaşlar. Bazik örtülü ostenitik iç yapılı kaynak metali veren (Mn veya Ni’li) elektrod kullanınız, bu şekilde kaynak dikişinde oluşabilecek çatlaklara engel olunabilir. Zira, ostenitik çelikler daha toktur.

33 Kaynak bağlantısı hiçbir zaman tek paso ile yapılmamalıdır, olabildiğince çok pasolu kaynak seçilmelidir. Zira her yeni paso, bir önceki pasonun Isıdan etkilenmiş bölgesine hafif bir temperleme etkisi yapar ve dolayısıyla bu kısmın gevreklik ve sertliğinde bir azalma olur. Bu konuda birçok araştırıcılar kaynak tamamlandıktan sonra ek olarak, esas metale değmeden sadece dikiş üzerinde kalacak şekilde bir temper pasosunun yapılmasını şiddetle önerirler. Kaynak sırasında, elektroda verilebildiği kadar sarkaç hareketi vererek geniş bir dikiş elde edilmelidir. Pasolar arasında ara vermeden kaynağa devam edilmeli ve kaynak işleminden sonra parça yavaş soğuyabileceği bir yerde, üzeri örtülü olarak, soğumaya terk edilmelidir.

34 KAYNAKLI BAĞLANTININ BÖLÜMLERİ
Şekil 29 ‘da görüldüğü gibi kaynak edilen bir parçada, kaynak bölgesini, ergime bölgesi ve ısıdan etkilenmiş bölge (IEB) olmak üzere iki bölümde inceleyebiliriz. Şekil 29. Kaynaklı bağlantının bölgeleri

35 Ergime Bölgesi Bir kaynak dikişinin kesiti, metallografik olarak incelendiğinde ergimiş olan bölgeyi sınırlayan ergime çizgisi oldukça belirgin bir biçimde görülür. Metalin katılaşma eğrisinden (solidüsünden) daha yüksek bir sıcaklık derecesine kadar ısınmış olan ergime bölgesi kimyasal bileşim olarak esas metal ve ek kaynak metali (elektrod metali) karışımından oluşur. Karışım oranı her pasoda farklı olduğundan, her pasonun kimyasal bileşimi de birbirinden farklıdır. Tek pasolu kaynak dikişlerinde, bu bölge de esas metal ve kaynak metali, kaynak banyosundaki şiddetli türbülanstan ötürü iyice karışmıştır ve oldukça homojen bir bileşim gösterir. Buna karşın, çok pasolu kaynaklarda, her pasonun esas metalle karışma oranı farklıdır. Örneğin, kalın parçaların çok pasolu kaynak dikişlerinde, orta kısımlarda, esas metale rastlanmayabilir.

36 Ergime bölgesinde esas metalin kaynak metaline oranı, uygulanan kaynak yöntemi ve paso sayısına bağlı olarak geniş bir aralıkta değişir. Ergime bölgesinde, esas metal ve kaynak metali oranı tam olarak bilinse dahi hesap yolu ile ergime bölgesinin bileşiminin belirlenmesine olanak yoktur; Zira, bir çok alaşım elementi kaynak sırasında yanma dolayısı ile kayba uğrarlar. Bu kayıpları azaltmak için kaynak bölgesi, kaynak süresince atmosferin etkisinden korunur. İyi bir kaynak bağlantısı, kaynak bölgesinin atmosferin etkisinden korunması ile elde edilebilir; zira, oluşan kimyasal ve metalürjik reaksiyonlar ancak bu şekilde kontrol altına alınabilir.

37 Sıvı durumdaki metal içinde atomlar birbirleri arasında hareket serbestisine sahiptirler. Soğuma sırasında; sıcaklık, metal veya alaşımın katılaşma noktasına kadar düşünce, atomların kristal kafesleri meydana getirmek üzere birleşmeleri ile çekirdek oluşur. Bu sırada metalden ısı çekilir ve soğumaya devam edilirse, çekirdekler taneleri oluşturmak üzere yeni atomların ve kristal kafeslerin ilavesi ile büyümeye devam eder: Şekil 30 ‘da kaynak metalinin katılaşma evrelerini göstermektedir. Katılaşma anında ortaya çıkan ergime ısısı doğal soğuma hızını etkileyerek tanelerin fazla büyümesini önler.

38 Şekil 30. Kaynak metalinin katılaşma evreleri.

39 Tanelerin büyüyebilmesi için ısının sürekli olarak metalden çekilmesi gereklidir. Kaynak halinde ısının büyük bir kısmı ergime bölgesinden kondüksiyonla esas metale iletilir, dolayısı ile soğuma yönüne paralel, oldukça iri silindirik taneler oluşur. Özellikle kalın parçaların, tek paso ile yapılmış kaynak dikişlerinde, bu iri silindirik tanelerin birleştiği orta kısımlarda katışkılar (gayri safiyetler) ve bu kalıntıların segregasyonuna rastlanır; bu olay, bu tür dikişlerin zayıflamasına ve kaynaktan hemen sonra dikiş ekseni boyunca oluşan sıcak çatlaklara neden olur (Şekil 31).

40 Şekil 31. Bir alın ve köşe birleştirmesinde segregasyon bölgesi (siyah olarak gösterilen kısımlar).

41 Isıdan Etkilenmiş Bölge (ITAB veya IEB)
Metalik malzemeler bir kaynak işlemi gördükleri zaman, kaynak dikişine bitişik olan bölge, kaynağa uygulanmış olan sıcaklık derecesinin, daha doğrusu ısıl çevrimin etkisi altında kalır. Özellikle, yüksek mukavemetli yapı çeliklerinde bu ısıl çevrim, çeliğin eldesi sırasında görmüş olduğu ısıl çevrimlerden farklı olduğundan, ortaya içyapısı, buna bağlı olarak da mekanik özelikleri farklı bir bölge ortaya çıkar. Ergime çizgisinin esas metal tarafında, kaynak sırasında uygulanmış olan ısının oluşturduğu çeşitli çevrimlerden etkilenmiş ve dolayısı ile iç yapı değişimine uğramış bir bölge vardır; bu bölgeye ısıdan etkilenmiş bölge (IEB) adı verilir. Şekil 32’de Bindirme kaynaklı birleştirmede IEB göstermektedir.

42 Şekil 32. Bindirme kaynaklı çelik parçalarda ısıdan etkilenmiş bölgelerin görünüşü.

43 Isıdan etkilenmiş bölge, kaynak metali ile esas metalin birleştiği sınırdan başlayarak, kaynak işlemi sırasında sıcaklığın iç yapıyı, dolayısı ile esas metalin özeliklerini etkilediği bölgedir. Çeliklerin kaynağında bu bölgede sıcaklık °C arasında değişmektedir; burada erişilen maksimum sıcaklığa bağlı olarak çeşitli içyapı ve özelik gösteren bölgeler görülür.

44 Bu bölgede erişilen maksimum sıcaklık derecesi, kaynak dikişi eksenine olan uzaklığın ve sıcaklığın değişimi de zamanın fonksiyonu olarak bilinirse; kaynak işlemi sonunda oluşabilecek içyapı, esas metalin özelikleri ve bileşimi göz önünde tutularak bir dereceye kadar önceden saptanabilir. Kaynak sırasında ısıdan etkilenmiş bölge hızlı bir şekilde ısınmakta ve sonra da parça kalınlığı, kaynakta uygulanan enerji girdisi (ısı girdisi) ve ön tav sıcaklığının fonksiyonu olarak yine hızlı bir biçimde soğumaktadır. Çeliğin bileşimine göre bu soğuma hızı, kritik soğuma hızını aştığında, genellikle 900°C’nin üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısınmış bölgelerde sert, dolayısı ile kırılgan bir yapı oluşur. Bu bölge bağlantının en kritik bölgesidir ve birçok çatlama ve kırılma bu bölgede ortaya çıkarak yapının tahrip olması ile sonuçlanır.

45 Çeliklerin kaynağında ısının etkisi altında kalan bölge, içyapıdaki tane büyüklüğü bakımından şu değişik bölgeleri gösterir: (şekil 33) İri taneli bölge, İnce taneli bölge, Kısmen dönüşmeye uğramış bölge, İçyapı değişikliğine uğramamış bölge.

46 Şekil 33. Çeliklerde sıcaklığın IEB mikro yapısına etkisinin Fe-C denge diyagramına bağlı olarak gösterimi.

47 İri taneli bölge Ergime bölgesine bitişik olan ve kaynak sırasında 1450 ile 1150C arasındaki sıcaklıklarda kalmış bölgedir. Bilindiği gibi, metaller yeniden kristalleşme sıcaklığının üstündeki bir sıcaklığa kadar ısıtıldıklarında tane büyümesi adı verilen bir olay meydana gelir. Bazı taneler büyüyerek kısmen veya tamamen küçük tanelerin yerine geçer ve dolayısıyla ortalama tane boyutu büyür. Tane büyümesi hızı, sıcaklık artıkça artar ve metalin solidüsüne yaklaştığında büyüme çok hızlanır. İri taneli yapılar, ince taneli yapılara oranla daha gevrek ve kırılgan olduklarından oluşmaları istenmez.

48 Çeliklerde kaynak sırasında ergime çizgisine bitişik olan esas metal, solidüse yakın bir sıcaklığa eriştiğinden ostenit içinde fazla miktarda tane büyümesine rastlanır. Bir çeliğin kaynak edilebilirliği açısından tane büyümesi çok önemlidir, çünkü soğuma olay sürecinde oluşan dönüşümlere, ostenit tane büyüklüğünün etkisi oldukça şiddetlidir. Ostenit tane büyüklüğüne etki eden faktörleri saptayabilmek amacıyla Berkhout ve Van Lent adlı araştırıcılar, iki ayrı bileşimdeki çeliği ısıl çevrimlere tabi tutmuşlardır. Isıtma hızı, maksimum sıcaklık derecesi ve soğuma hızı bağımsız değişen olarak alınmış ve ostenit tane büyüklüğü; parça hızlı soğutularak ölçülmüştür. Araştırıcılar, martenzitik iç yapıya sahip parçalar üzerinde yaptıkları dağlama sonucu, ilkel ostenit tanelerinin varlığını saptamışlardır.

49 Bu çalışmaların sonucunda; ostenit tane büyüklüğünün erişilen maksimum sıcaklık derecesi ile büyük ölçüde ilgili olduğunu, ısıtma ve soğutma hızındaki değişimin her iki çelikte de araştırılan bölgede tane büyümesini çok az etkilediğini saptamışlardır. Ostenit tane büyümesi için gerekli olan tane sınır ilerlemesi ciddi bir şekilde tane sınırlarına çökelmiş bulunan alüminyum, vanadyum, titanyum ve niobyum nitrür ve karbo-nitrürleri tarafından engellenir. Bu durum özellikle modern çelik yapımında, üretim sırasında tane büyümesine engel olmak için geniş çapta kullanılır. Bu engelleme daha çok düşük sıcaklıklar için geçerlidir, çünkü nitrür ve karbo-nitrürler 900°C' nin üzerinde tane içinde çözelti haline geçmeye başlarlar. 1150°C civarında tümü çözelti haline geçtiğinden, artık bunların da tane büyüme olayına engel olma olasılıkları ortadan kalkar.

50 İnce taneli bölge Kaynak sırasında °C arasında bir sıcaklığın etkisinde kalmış bu bölgede tane büyümesine rastlanmaz. Yeniden kristalleşmiş bölge olarak adlandırılan bu bölgede de ostenit oluştuğundan, soğuma sırasında soğuma hızına ve çeliğin bileşimine bağlı olarak aynen iri taneli bölgedeki yapıya benzer ince taneli bir içyapı görülür.

51 Kısmen dönüşmüş bölge İnce taneli bölgenin devamı olan bu bölge, kaynak işlemi sırasında A3-A1 arası bir sıcaklığa kadar ısınmış olup, bölgesel bir ostenitizasyona uğramıştır. Ostenit, dönüşüme uğradığından yapısındaki ostenit miktarına bağlı olarak, ilk iki bölgeyi andıran bir içyapı ortaya çıkar.

52 İçyapı değişikliğine uğramayan bölge
Bu bölge A1' in altındaki bir sıcaklık derecesine kadar ısınmış olup, ısınma sürecinde çelikte bir dönüşüm oluşmamıştır. Bu bölgede bazen içyapılarda hafif bir temperleme etkisi görülebilir.

53 Kaynak işleminde genellikle metal önce liküdüsünün üstünde bir sıcaklığa kadar ısıtılmakta ve sonrada soğutulmaktadır. Dolayısıyla çeliklerin kaynağında, kaynak bölgesinde, yukarıda belirtilmiş olan bütün bu dönüşümler sırasıyla oluşacaktır. Isıtmayı takibeden soğuma yavaş bir şekilde gerçekleştiğinde veya çeliğin karbon ve alaşım elementi içeriği sertleşmeyi oluşturacak miktarda değilse, elde edilen içyapı tane büyüklüğü hariç, ilkel yapının aynıdır. Buna karşın, sertleşme eğilimi olan çeliklerde ise, soğumanın hızlı olduğu durumlarda daha önce bahsedilmiş olan ve genellikle arzu edilmeyen özellikleri taşıyan içyapılar oluşur ki; işte çeliklerin kaynağını etkileyen en önemli etken budur. Isıdan etkilenmiş bölge, ergitme kaynağında devamlı olarak ortaya çıkar ve bundan kaçınılması olanaksızdır. Boyutları ise; kaynak işlemine uygulanan enerji girdisi, soğuma hızı, parçanın şekli, boyutları ve sıcaklığı ile malzemenin ısı iletim kabiliyetinin etkisi altındadır. Bu faktörlerden değiştirilmesi olanaklı olanlar yardım ile ısıdan etkilenmiş bölge bir dereceye kadar kontrol altında tutulabilir.

54 Isıdan etkilenmiş bölgede sert ve kırılgan bir yapının ortaya çıkması, soğuk çatlakların oluşmasına neden olmaktadır. Kaynaktan sonra ortaya çıkan iç gerilmelerin, çalışma koşullarındaki zorlamaların ve kaynak banyosundan yayılan hidrojenin etkilerinin birbiri üzerine çakışması ve sertleşen bölgenin plastik şekil değiştirme özeliğinin olmaması nedeni ile kılcal çatlaklar oluşmaktadır (Şekil 34). Genellikle yüzeyden görülmeyen bu çatlaklar zamanla kritik büyüklüğe erişince hiç beklenmedik bir anda ve büyük bir hızla (çelik içerisindeki ses hızının yaklaşık 1/3' ü kadar) parçanın kaynak dikişine paralel olarak boydan boya kırılmasına neden olur.

55 Şekil 34. Kaynak dikişinin ısıdan etkilenmiş bölgesinde oluşan soğuk çatlak (Hidrojen nufuziyet çatlağı).