Kaynak Yönetiminin Seçimi

Kullanılacak dolgu metalinin türüne karar verirken bazı faktörlerin göz önüne alınmasında yarar vardır. Bunların başında ihtiyaç duyulan dolgu metalinin şekli, varolan kaynak donanımı, kaynak işleminin boyutu ve kaynak edilen parçaların sayısı gelmektedir. Örtülü Elektrod Ark Kaynağı

Örtülü elektrodlar paslanmaz çelik yapısında olup, geniş bir ürün yelpazesine sahiptir. Bu ürünler 1.25 mm’den başlayıp çeşitli kalınlıklara kadar yükselen parçaların kaynağında kullanılabilir. Gözenek oluşmaması ve kaynak dikişinde cüruf kalma riskinin önlenmesi için her pasodan sonra bir sonraki pasoya geçmeden önce yüzeydeki cüruf tabakası iyice temizlenmelidir. Örtülü elektrod kaynağında kullanılan kaynak donanımları düşük maliyetlidir, ancak bunun yanında metal yığma hızlarının da diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında çok düşük olduğu unutulmamalıdır.

Kaynak işleminin eğer örtülü elektrod ile gerçekleştirilmesine karar verilmişse, bir diğer önemli karar da elektrod örtüsünün türü konusunda alınmalıdır. Belirli bir elektrod tipi için bazik (-15), rutil (-16) ve asit (-17) karakterli örtüler bulunurken, bunlar arasındaki seçim temel olarak uygulanacak olan kaynak pozisyonuna göre yapılır. Bazik örtülü elektrodlar sadece DC kaynak akımında kullanılır. Bu grupta yer alan elektrodlar özellikle aşağıda belirtilen durumlarda önerilmektedir.

1. Dikey kaynak, tavan kaynağı ve boru kaynağı gibi bütün pozisyonlardaki uygulamalar. Oluşan ince cüruf tabakası iyi bir ıslanma sağlamak ve kenar yanığı oluşumu riskini önlemek için yeterli hıza sahip bir yayılma gösterir.

2. Kalın plaklardaki kök paso uygulamaları. Bütün oluk kesiti boyunca uzanan hafif dışbükey kaynak dikişi çatlak oluşumunun önlenmesine yardım eder.

Rutil örtülü elektrodlar AC ya da DC kaynak akımında kullanılabilir. Ancak mümkünse DC kaynak akımının tercih edilmesinde yarar vardır. Bu grupta yer alan elektrodlar özellikle aşağıda belirtilen durumlarda önerilmektedir.

1.Büyük bir bölümü yatay pozisyonda gerçekleştirilecek olan bütün uygulamalar.

2.Bazik örtülü elektrodların  bulunmadığı durumlarda, aşağıdan yukarıya ve tavan pozisyonundaki kaynak uygulamaları.

Asit örtülü elektrodlar AC ya da DC kaynak akımında kullanılabilir. Ancak daha çok DC kaynak akımı tecrih edilir. Bu grupta yer alan elektrodlar özellikle aşağıda belirtilen durumlarda önerilmektedir.

1. Minimum temizlik yapısı istenen durumlarda gerçekleştirilen düz ve yatay pozisyondaki kaynak uygulamaları.

Örtülü elektrodlar düşük hidrojenli elektrodlarınkine benzer şekilde işlem görmeli ve saklanmalıdır. Bu elektrodlar nemli ortamlarda bırakılmamalı ve sızdırmaz ambalajları açıldıktan sonra ya tamamen kullanılmalı ya da eğer depolanacaksa 90-150 °C sıcaklıktaki taşıyıcı fırınlarda saklanmalıdır. Eğer elektrodlar nemli bir ortamda bırakılmışsa, üretici firmanın önerileri doğrultusunda kurutulmalıdır. Kurutma sıcaklığı genellikle 260-320 °C arasındadır ancak bu işlem 430 °C gibi yüksek sıcaklıklarda da gerçekleştirilebilir. Özel durumlarda ise üretici firmanın önerilerinin dikkate alınmasında yarar vardır.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında kullanılan örtülü elektrodlara ve çıplak ve özlü kaynak tellerine ait ölçüler ve ürün tipleri Tablo-1’de verilmiştir.

Gazaltı (MIG) Kaynağı (GMAW – Gaz Metal Ark Kaynağı)

Eğer kaynaklı üretim, kalın malzemelerden veya çok sayıda parçadan oluşan uzun bağlantılar içeriyorsa, dolu ya da metal özlü tellerle gerçekleştirilen MIG kaynağı yöntemi en uygun seçim olacaktır.

Dolu veya metal özlü teller MIG kaynak yönteminde yüksek metal yığma hızları sağlamalarına karşın tel sürme donanımları, güç kaynakları ve bir soygaz koruması ihtiyacının da beraberinde getirdiği için ek maliyet artışlarına neden olacaktır. Ancak bunun yanında, pasolar arasında cüruf temizleme zorunluluğu bulunmamaktadır. Dolu ve metal özlü teller, geniş bir aralıkta metal yığma hızı ve ısı girdisi sağlayan kısa devre, küresel ve sprey ark türleri ile birlikte kullanılabilir. Bu sayede dolu ve metal özlü kaynak telleri çok çeşitli kalınlıklara sahip parçaların kaynağında kullanılabilmektedir.

Sprey ark metal transferi ile gerçekleştirilen MIG kaynağı yöntemi, 6.5 mm’den kalın parçaların birleştirilmesinde kullanılır. Çünkü elde edilen metal yığma hızı diğer metal transferlerine oranla daha yüksektir. Kaynak yöntemleri, konvansiyonel çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çeliklerinkine benzer özelliktedir.

Koruyucu gaz olarak, ark stabilizasyonu sağlamak amacıyla % 1-2 oranında oksijen içeren argon kullanılmaktadır. Daha yüksek ark ısısı istenilen durumlarda ise argon ve helyum karışım gazı kullanılabilir. Düşük oranda oksijen ilavesi ark stabilizasyonunu yükseltir, ancak oluşabilecek oksidasyon nedeniyle kaynak arkı içerisinden gerçekleşen metal transferi sırasında, bazı çökelme yoluyla sertleşebilen türdeki dolgu malzemelerinde bulunan alüminyum ve titanyum alaşım elementleri kayba uğrayabilir. Bu olay sonucunda ise, kaynak metalinin ısıl işleme karşı gösterdiği davranışlarda azalma olabilir.

Düz pozisyonda gerçekleştirilen kaynak uygulamalarında, genellikle sprey ark ile metal transferi tercih edilmektedir. Diğer kaynak pozisyonlarında ise yoğun olarak; helyum ile zenginleştirilmiş % 90 Helyum + % 7.5 Argon + % 2.5 Karbondioksit karışım gazı koruması ile kısa devreli metal transferi ya da düşük miktarda oksijen ya da karbondioksit ilave edilen Argon veya Argon + Helyum karışım gazı koruması ile palslı sprey ark metal transferi kullanılmaktadır.

Özlü Tel Ark Kaynağı

Flaks özlü teller temel olarak, dolu tellerle ve metal özlü tellerle aynı tel sürme donanımlarını ve güç ünitelerini kullanılırlar. Bu gruptaki teller; gaz koruması gerektiren (AWS Sınıfı EXXXTX-1 veya EXXXTX-4) ya da gaz koruması gerektirmeyen (AWS Sınıfı EXXXTO-3) teller olarak iki türde üretilmektedirler. “-1” ifadesi CO2 gazı korumasını, “-4” ifadesi ise % 75 Ar + % 25 CO2 karışım gazı korumasını ifade eder. MIG kaynağı yönteminde karbondioksit gazı koruması önerilmesine karşın flaks özlü tellerle gerçekleştirilen kaynak uygulamalarında dikiş yüzeyinde oluşan cürufun kaynak metalini karbon birikmesine karşı koruması nedeniyle bu gaz sık olarak kullanılmaktadır. EXXXTO-3’ün gaz koruması ile birlikte kullaılması yapıda yüksek oranda ferrit oluşmasına, EXXXTX-1 veya EXXXTX-4’ün koruyucu gazla birlikte kullanılmaması ise yapıda çok düşük oranda ferrit oluşmasına, hatta hiç ferrit oluşmamasına ve gözenek oluşumu riski ile karşılaşılmasına neden olur. Dolu teller, metal özlü teller ve flaks özlü teller sahip oldukları sürekli yapıları sayesinde, örtülü elektrod kaynağındakinin aksine, elektrod değiştirmek için sık sık ara vermeden kaynak yapmaya olanak sağlarlar.

TIG Kaynağı (GTAW – Gaz Tungsten Ark Kaynağı)

Elle ve otomatik olarak gerçekleştirilen TIG kaynağı yöntemleri, kalınlığı 6.5 mm’ye kadar olan konvansiyonel ve çökelme yoluyla sertleşebilen türdeki paslanmaz çeliklerin birleştirme kaynağı uygulamalarında yoğun olarak kullanılır.

Genel olarak, düşen gerilim/akım (volt-amper) karakteristiğine sahip güç ünitelerinin kullanılması, doğru akım (DC) ve elektrodun negatif (-) kutuba bağlanması tercih edilir. Bunun yanında, alüminyum içeren ve çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çeliklerin kaynağında, ark temizleme etkisinden dolayı bazen alternatif kaynak akımı da (AC) kullanılmaktadır.

Tozaltı Kaynağı

Tozaltı kaynağı yöntemi genellikle 12 mm’den daha kalın olan ve çoğunluğunu östenitik tipteki paslanmaz çeliklerin oluşturduğu malzemelerin kaynağında tercih edilir. Bu yöntem, kaynak metali içerisinde ferrit bulunma ihtimalinin olmadığı 310 ya da 330 kalite gibi östenitik tip paslanmaz çeliklerin kaynağında görülen sıcak çatlama probleminden kaçınmanın en iyi yoludur.

Kaynak işlemi genellikle doğru akımda ve elektrod pozitif (+) kutuba bağlanarak gerçekleştirilir. Orta derecede nüfuziyet ve iyi bir ark kararlılığı sağlamak için alternatif akım da kullanılabilir.

Dolgu metalinin analizi, kullanılan kaynak telinin analizine bağlı olduğu için, toz katılan her bir alaşım elementi, krom oksidasyonu ve oluşan oksidin cürufa karışması, toz seçimi ve kaynak şartları çok özenli bir şekilde kontrol edilmelidir. Kaynak gerilimi, kaynak akımı ve kaynak hızındaki dalgalanmalar ise eriyen toz miktarı, kaynak dolgusunun analizi ve ferrit içeriği üzerinde etkili olmaktadır.

Ferrit numarasının 4’den az olması gereken durumlar hariç, östenitik paslanmaz çeliklerin çoğunun kaynağında ER308, ER309 ve ER316 gibi konvansiyonel tipteki östenitik paslanmaz çelik kaynak telleri konvansiyonel paslanmaz çelik kaynak tozları ile birlikte kullanılabilir.

Martenzitik ve çökelme yoluyla sertleşebilen paslanmaz çeliklerin kaynağında ana metal ile aynı dayanıma sahip kaynak dikişlerinin elde edilmesi gerekiyorsa, özel kaynak yöntemlerinin ve özel kaynak tozlarının, kaynak sonrası ısıl işlemlere cevap verecek kaynak dolgusunun elde edilmesine olanak sağlayan doğru dolgu metalleri ile birlikte kullanılması gerekmektedir. Eğer özel kaynak tozları kullanılmıyorsa, kaynak metali büyük olasılıkla ısıl işleme cevap vermeyecektir. Bu durum özellikle metal ve cüruf arasında oluşan reaksiyonlar nedeniyle alüminyum kayıplarının meydana geldiği alüminyum içerikli tel elektrodlarla gerçekleştirilen uygulamalarda büyük önem taşımaktadır.

Tozaltı tozları ve kaynak prosedürleri ile ilgili öneriler için paslanmaz çelik toz üreticilerine danışılmasında yarar vardır.