Tozaltı Kaynağı Nedir? Tozaltı Kaynağı Avantajları ve Dezavantajları

tozaltı kaynağı nedir
tozaltı kaynağı nedir

Metal sektöründe kaynaklı imalat yapılırken her malzemeyi aynı kaynak yöntemiyle kaynatmak mümkün değildir. Bu yüzden malzemelerin özelliklerine ve istenilen koşullara göre kaynak yöntemi seçimi yapılır. Tozaltı kaynağı da bu kaynak yöntemlerinden birisidir. Birçoğumuzun adını sıkça duyduğu tozaltı kaynağının günümüzde kullanımı oldukça yaygındır. Bu yazımda elimden geldiğince tozaltı kaynağı nedir sorusuna cevap vermeye çalışacağım. Ayrıca tozaltı kaynağı avantajları ve dezavantajları hakkında da sizleri bilgilendireceğim. Hadi gelin tozaltı kaynağı nedir hep birlikte öğrenelim.

Tozaltı Kaynağı Nedir?

Tozaltı kaynağı aslında bir elektrik ark kaynağı türüdür. Bu kaynak türünde ark; otomatik bir mekanizma sayesinde kaynak bölgesine gönderilen yalın tel ile iş parçası arasında, kaynak bölgesine devamlı gelen toz yığını altında oluşur. Ark, toz altında kaldığı için bu kaynak türüne tozaltı kaynağı ismi verilmiştir. Kaynak bölgesine verilen toz, kaynak metali ve kaynağa yakın ana metali korur. Koruma görevinin yanı sıra kaynak tozu, kaynak bölgesi ile tepkimeye girerek kaynak metalini deokside eder. Bu yüzden alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılan toz da, kaynak metalinin kimyasal bileşenini dengeleyici alaşım elementleri içermelidir. Ayrıca tozaltı kaynağı 0,90-0,99 verimlilik değeri ile onlarca kaynak türü arasında en verimli kaynak türüdür.

tozaltı kaynağı şeması

Tozaltı kaynağı otomatik kaynak yöntemlerinden biridir. Özel tozaltı kaynak uygulamalarında kaynak bölgesine iki veya daha fazla tel aynı anda verilebilir. Kaynak esnasında parça sabit olup tozaltı kaynak ünitesi bir ray üzerinde gitmektedir. Silindirik parçalarda ise parça kendi etrafında döner ve kafa sabittir. Tozaltı kaynağı nedir sorusunu bu şekilde yanıtlandırabiliriz.

Tozaltı Kaynağı Nasıl Yapılır?

Tozaltı kaynağı nasıl yapılır başlığı adı altında tozaltı kaynak yönteminin çalışma presibinden bahsedebiliriz. Tozaltı kaynağı yönteminde, ergimiş metal banyosunu havanın olumsuz etkilerinden koruyan bir çeşit toz kullanılır. Kaynak tozu, kafaya tutturulmuş bir toz ünitesinden iş parçasına kaynak hattı boyunca dökülür. Toz miktarının ayarı arkı örtecek ve sıçrama oluşmayacak şekilde ayarlanmalıdır. Tozun dökülmesinin ardından kaynak teli, tel besleme ünitesi sayesinde ark bölgesine doğru yönlendirilir. Tel besleme hızı, ark boyunun kararlı olması açısından önemli bir parametredir. Kaynak arkı, kaynak bölgesine sevk edilen teli ve kaynak tozunu bir miktar ergitir. Daha sonra ergiyen toz dikiş üstüne cüruf olarak çıkar. Kaynak devam ettikçe cüruf kendiliğinden dikişten ayrılır. Ayrılmazsa kaynak bitiminin hemen ardından temizlenmesi şarttır. Ergimemiş toz kütlesi, toz toplama ünitesiyle toplanarak daha sonraki kaynak dikişlerinde kullanılır.

Tozaltı Kaynağı Nerelerde Kullanılır?

Tozaltı kaynağıyla genellikle yapı çelikleri, basınçlı kap çelikleri ve paslanmaz çeliklerin kaynağı yapılmaktadır. Tozaltı kaynağı kullanım alanları 3 başlık altında incelenir.

Birleştirme yöntemi olarak;

  • Basınca dayanıklı kazan, tank ve kap imalatı
  • Spiral boru imalatı
  • LPG tüplerinin gövdesinin kaynağı
  • Çelik konstrüksiyon imalatı
  • I, H, T Profil imalatı
  • Lokomotif ve otomotiv sektörü
  • Gemi inşa sektörü

Kaplama yöntemi olarak;

  • Korozyona dayanıklı kaplama işlemi
  • Oksidasyona dayanıklı kaplama işlemleri

Dolgu işlemi olarak;

  • Mil gibi makina parçalarının aşınan bölgelerinin dolgusu
  • Darbe ve aşınmaya dirençli yüksek sertlikli dolgu işlemi

Tozaltı Kaynağı Özellikleri Nelerdir?

Çeşitli alanlarda kullanılan tozaltı kaynağı yönteminin temel özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz;

  • Yüksek kaynak hızı
  • Yüksek kaynak gücü
  • Yüksek miktarda metal yığma oranı
  • Kalitesi yüksek ve görsel olarak düzgün dikiş
  • Derin nüfuziyet
  • Temizlenebilirliği kolay cüruf
  • Koruyucu gaz gibi özel emniyet tedbirlerine gerek duyulmaması
  • Kalın malzemelere kolayca uygulanabilir

Eğer bunların dışında aklınıza gelen tozaltı kaynağı özellikleri varsa yorum kısmından paylaşabilirsiniz.

Tozaltı Kaynağı Avantajları ve Dezavantajları

Tozaltı kaynağının birçok avantajı olduğu gibi dezavantajları da vardır.

Tozaltı Kaynağı Avantajları

  • Silindirik ve düz parçaların kaynatılma işleminde, yüksek kaynak hızlarında yüksek metal yığma imkanı bulunmaktadır.
  • Düzgün, çapaksız ve hatasız mekanik dayanımın yanı sıra yüksek kaynak dikişleri elde edilmektedir.
  • Ark, tozun altında kaldığı için etrafa ışın saçılmaz ve metal sıçraması toz tarafından engellenir. Böylece operatör güvenli şekilde kaynağı yönetir.
  • Diğer kaynak yöntemlerine göre daha az kaynak ağzı açısı ile daha başarılı kaynak işlemleri yapmak mümkündür.
  • Tozaltı kaynağı her türlü açık ve kapalı alanda güvenli bir şekilde kullanılabilir.
  • Tozaltı kaynağı düzeneği tamamen otomatik olduğu için ek bir el becerisi gerektirmez.
  • Bu kaynak yönteminde yüksek parametrelere çıkılabildiği için tek pasoda 85 mm, iki pasoda 180 mm kalınlıktaki levhaları kaynatmak mümkündür.
  • Derin nüfuziyetli kaynak dikişleri elde edilebildiği için, 20 mm ve buna yakın kalınlıktaki levhalara kaynak ağzı açılmadan tam nüfuziyetli dikişler elde edilebilir.

Tozaltı Kaynağı Dezavantajları

  • Tozaltı kaynağı makinesi çok fazla ekipmandan oluştuğu için ilk yatırım maliyeti yüksektir.
  • Kaynak tozları havadaki nemi almaya eğimlidir. Mutlaka kaynak işleminden önce 2-3 saat 300 C derecede fırınlanmalıdır. Aksi takdirde tozda nem kalırsa ve bu şekilde kaynatılırsa hidrojen çatlağı riski oluşur.
  • Kaynağa başlamadan önce yüzeyin yağ, pas gibi kirlerden temizlenmiş olması gerekmektedir. Bu temizlik kaynak dikişinin kalitesini doğrudan etkilemektedir.
  • Cürufun kaynak dikişi üzerinde açığa çıkması bazen zorluk teşkil edebilir. Özellikle çok pasolu kaynaklarda cüruf, her paso sonrasında özenle temizlenmelidir.
  • Tozaltı kaynak yönteminin 5 mm kalınlığın altındaki malzemelere uygulanması uygun değildir.
  • Her metal ve alaşım bu kaynak çeşidiyle kaynaklanamaz. Sadece özel alaşımlı levhalar kaynatılabilir

Tozaltı Kaynağı Donanımı

tozaltı kaynağı avantajları ve dezavantajları

Tozaltı kaynak makinesini oluşturan bölümler resimde şematik olarak gösterilmiştir. Bu bölümleri aşağıda görüldüğü gibi liste halinde yazabiliriz:

  • Enerji/Güç kaynağı
  • Kontrol sistemi
  • Tel sürme tertibatı
  • Tel makarası
  • Toz hunisi
  • Kafa(Torç)
  • Özel olarak dikiş yolunu algılayan prob

Tozaltı Kaynak Çeşitleri Nelerdir?

Tozaltı kaynağı üç farklı yönteme sahiptir. Bunlar;

  • Tandem Tozaltı Kaynağı Yöntemi
  • Paralel Tozaltı Kaynak Yöntemi
  • Band Elektrotla Tozlatı Kaynağı Yöntemi

Tandem Tozaltı Kaynağı Yöntemi

Birbirini takip eden ve aynı hat boyunca hareket eden iki elektrot ile yapılan tozaltı kaynak yöntemidir. Bu yöntem genellikle boru imalatında kullanılır. Bu yöntem kullanıldığında sağlanan avantajlar aşağıda belirtildiği gibidir.

  • Kaynak hızı yüksektir.
  • Maliyeti düşüktür.
  • Gözenek oluşma olasılığı düşüktür.
  • Çatlak oluşumuna karşı emniyetlidir.
  • Kalitesi yüksek dikişler elde edilebilir.

Paralel Tozaltı Kaynak Yöntemi

Bu tozaltı kaynağı yönetimde iki tel aynı hizada olup kaynak dikişine dik olarak aynı kafaya bağlı şekilde hareket etmektedir. Bu yöntem kullanıldığında avantajlar şu şekilde sıralanabilir.

  • Daha kontrollü nüfuziyet sağlanır.
  • Parçanın delinip, ergimiş kaynak metalini akıtma tehlikesi elimine edilmiştir.
  • İki parça kaynatılmadan önce arasındaki açıklık daha rahat artırılabilir.

Band Elektrotla Tozaltı Kaynağı Yöntemi

Bu yöntemde tel halindeki elektrot yerine band formundaki bir şerit elektrot kullanılır. Band elektrot ile yapılan kaynak ile tel elektrot ile yapılan kaynakta aynı fiziksel ve metalurjik olaylar olur. Bu tozaltı kaynağı yönteminde diğerlerine göre tek fark tel formudur. Band elektrotla tozaltı kaynağının avantajları şu şekilde sıralanabilir.

  • Yüksek ergime gücüne sahiptir.
  • Diğer yöntemlere nazaran daha az nüfuziyet oranına sahiptir.
  • Gözenek oluşma ihtimali çok az olduğundan, gözenek bakımından en emniyetli yöntemdir.
  • Ekonomiktir.

Tozaltı Kaynağında Dikişe Etki Eden Parametreler

Dikiş şekli, kaynaklı birleştirmelerde beklenen özellikler açısından oldukça önemlidir. Tozaltı kaynağında dikiş şekline doğrudan etki eden parametreler şu şekilde sıralanabilir;

  • Akım şiddeti: Akım şiddeti kaynak iç dikişinin formunu etkiler. Eğer akım artarsa nüfuziyet de artar.
  • Akım yoğunluğu: Akım yoğunlu artırıldığında nüfuziyet ve dikiş yüksekliği artar.
  • Kaynak hızı: Kaynak hızı optimum değere ayarlandığında nüfuziyet en fazla şekilde olur. Kaynak hızının artırılması sonucunda nüfuziyet azalır ve metal yığma hızı azalacağından dikiş genişliğinde daralma gözlemlenir.
  • Kaynak ağzı formu: Kaynak ağzının açısının artmasına ve dikiş yüksekliğinin düşmesine sebebiyet verir.
  • Ark gerilimi: Ark geriliminin artması, dikiş yüksekliğinin ve nüfuziyetin doğru orantılı şekilde azalmasına sebep olur.
  • Düzlem eğimi: İş parçasının bulunduğu düzlemdeki eğim artar ise nüfuziyetin ve dikiş yüksekliğinin değişmesine neden olur.
  • Koruyucu kaynak tozunun tane boyutu: Eğer kaynak esnasında iri taneli toz kullanılırsa; nüfuziyet ve dikiş yüksekliği düşer, kaynak dikişinin genişliği ise artar.
  • Serbest tel uzunluğu: Kontak memesinden dışarı sarkan telin uzunluğu artırıldığında dikiş yüksekliği artarken nüfuziyet düşer.
  • Akım cinsi ve kutuplaması: Bu kaynak yöntemi, her iki akım türü(AC ve DC) için de kullanılabilir. Doğru kutuplama tercih edildiğinde ergiyen tel miktarı artmaktadır. Fakat ters kutuplamaya göre nüfuziyet azalmaktadır.

Tozaltı Kaynağında Kullanılan Kaynak Telleri

Toz altı kaynağında kaynak metalinin bileşimi oldukça önemlidir. Tek bir tel tipiyle farklı malzemeleri kaynatmak mümkün değildir. Tozaltı kaynağında kullanılan kaynak telleri yüksek kalite çelikten üretilmektedir. Bu tellerin çapı 1,2 ile 12 mm arasında değişkenlik göstermektedir. Ayrıca bu teller kaynatma işleminden önce dikişin kalitesi için tamamen yağ, pas gibi pisliklerden arındırılmış olmalıdır. Bu teller kaynak esnasında üzerilerinden kolay akım geçsin diye bakır ya da bronz kaplı şekilde satılmaktadır.

Tozaltı kaynak telleri sınıflandırılırken mangan oranına göre sınıflandırılır.

  • Düşük manganlı kaynak teli ( % 0,30 – % 0,60 Mn)
  • Orta manganlı kaynak teli ( % 0,90 – 1,25 Mn)
  • Yüksek manganlı kaynak teli (% 1,75 – 2,25 Mn)

Bu kaynak tellerinin kimyasal bileşimi incelendiğinde yapısında karbon(C), mangan(Mn), silisyum(Si) ve fosfor(P) bulundurduğu görülür. Tozaltı kaynak telleri içerisindeki mangan oranına göre üç gruba ayrılır. Bunlar; S1, S2 ve S3 kaynak telleridir.

S1 Tipi Tozaltı Kaynağı Teli

Kimyasal bileşimi: % 0,08 C, % 0,50 Mn, % 0,4 Si, % 0.025<P, % 0.025<S

Uygulama alanları: Denizcilik ve gemi üretim sanayi, çelik konstrüksiyon imalatı, depolama tankı üretimi

Kaynak Edilen Malzemeler: Yapı çelikleri, boru çelikleri, kazan çelikleri, gemi sacları

S2 Tipi Tozaltı Kaynağı Teli

Kimyasal bileşimi: % 0,10 C, % 1,10 Mn, % 0,10 Si, % 0.025<P, % 0.025<S

Uygulama alanları: Denizcilik ve gemi üretim sanayi, çelik konstrüksiyon imalatı, depolama tankı üretimi, basınçlı kazan, basınçlı depolama tankı üretimi

Kaynak Edilen Malzemeler: Yapı çelikleri, boru çelikleri, kazan çelikleri, gemi sacları, ince taneli yapı çelikleri

S3 Tipi Tozaltı Kaynağı Teli

Kimyasal bileşimi: % 0,10 C, % 1,50 Mn, % 0,15 Si, % 0.025<P, % 0.025<S

Uygulama alanları: Yapı çelikleri, boru çelikleri, kazan çelikleri, gemi sacları, ince taneli yapı çelikleri

Kaynak Edilen Malzemeler: Yapı çelikleri, boru çelikleri, kazan çelikleri, gemi sacları, ince taneli yapı çelikleri

Kaynak Telinin Seçilmesi

Kaynak teli seçilirken kaynakta kullanılan toz çeşidinin özellikleri göz önünde bulundurulmalıdır. Bundan dolayı kaynak teli seçiminde hem telin kimyasal bileşimine hem de tozun bileşimine bakılmalıdır.

Kaynak teli seçimi üç farklı şekilde yapılabilir:

  • Alaşımlı kaynak teli kullanmak
  • Alaşımsız kaynak teli kullanıldığında alaşımlı kaynak tozu ile kombine etmek
  • Alaşım elementi içeren örtü ve alaşımsız çekirdekten oluşan elektrot kullanmak

Tozaltı Kaynağında Kullanılan Kaynak Tozları

Elektrik ark kaynağında örtünün işlevi ne ise tozaltı kaynağındaki tozun işlevi de o şekildedir. Kaynak tozu metalurjik ve fiziksel olarak kaynak metaline tesir eder. Kaynak tozları fiziksel açıdan kaynak banyosunu atmosferden korur, kaynak dikişine düzgün şekil verir ve çabuk soğumasının önüne geçerek kaynak sonrası çatlak oluşum riskini azaltır. Kaynak tozları; metalurjik bakımdan dikişin gözeneksiz olmasını, kaynak metalininin alaşımlandırmasını ve kaynak metalinin oluşabilecek iç yapı hatalarından korunmasını sağlamaktadır.

Kaynak tozunun tanecik boyutu da performansı oldukça etkilemektedir. Kaynak tozunun tanecik boyutu, kaynak esnasında oluşabilecek gazların ortamı kolay terk etmesini sağlamalıdır. Tozun boyutu ne kadar küçük olursa oluşan gazlar o derece zorlukla ortamı terk eder. Eğer kaynak hızı yüksek ise orta ve iri taneli kaynak tozu, yüksek akımlı bir kaynak yapılıyor ise ince taneli kaynak tozu kullanılmalıdır.

Tavsiye Yazı: Süper alaşımlar nedir?

Kaynak Tozlarının Sınıflandırılması

Tozaltı kaynağı nedir yazıma kaynak tozlarının sınıflandırılması ile devam etmek istiyorum.

tozaltı kaynağı nedir

Tozaltı kaynak tozları çeşitli durumlara göre sınıflandırılmaktadır.

Kaynağın amacına göre;

  • Aralık doldurma kaynak tozları
  • İnce sac kaynağı tozları
  • Derin nüfuziyet kaynak tozları
  • Hızlı kaynak tozları

Üretim şekline göre;

  • Erimiş kaynak tozları
  • Sinterlenmiş kaynak tozları
  • Topak (aglomera) kaynak tozları

Kimyasal karakterine göre;

  • Asit davranışlı tozlar
  • Basik davranışlı tozlar
  • Nötr tozlar

Mangan oranına göre;

  • Yüksek manganlı tozlar
  • Orta manganlı tozlar
  • Mangansız tozlar

Kaynak Tozunda Olması Gereken Özellikler

İyi özelliklere sahip kaynak tozu özellikleri şu şekilde listelenebilir.

  • Kaynak esnasında ark kararlılığını sağlamalıdır.
  • İstenilen mekanik özelliklerde ve kimyasal bileşimde kaynak dikişi oluşturmalıdır.
  • Kaynak dikişi boyunca çatlak, gözenek gibi hataların oluşmasını engellemelidir.
  • Kaynak sonrası oluşan cüruf kolay temizlenmelidir.
  • Tozlar mümkün olduğunca nem çekme oranı düşük olmalıdır.

Bu yazımda tozaltı kaynağı nedir sorusuna cevap verip tozaltı kaynağı avantajları ve dezavantajları hakkında bilgi vermeye çalıştım. Umarım tozaltı kaynağı ile ilgili aklınızda soru işareti kalmamıştır. Soru ve görüşlerinizi yorum kısmından benimle paylaşabilirsiniz.

YORUM YAP

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir