KAYNAK

Kaynak işlerinde ısı, ısı ve basınç birlikte veya yalnızca basınç kullanılarak birleştirme işlemi yapılır. Bugünkü teknikte kaynak, birleştirme işlerinde çok önemli yer tutmaktadır. Teknikte en çok kullanılan birleştirme türü, yapım biçimi ve ekonomik nedenlerle elektrik ark kaynağıdır.

ELEKTRİK KAYNAĞI

Çeşitli şekillerde elektrik enerjisinin elektrik ısısına dönüşmesi ile yapılır. Elektrik kaynağı çeşitleri;

1) Elektrik direnç 

2) Elektrik ark 

3) Elektrik indüksyon kaynağı                            

1-Elektrik direnç kaynağı: Bir iletkenden geçen elektrik akımı o iletkeni ısıtır. İletkenin direnci ne kadar büyük, akım hızı ne kadar fazla ise bu ısınma o kadar çok olur. İletken ısındıkça direncin yükselmesi ısınmasını artırır. Elektriğin bu özelliğinden yararlanarak yapılan kaynaklara elektrik direnç kaynağı denmektedir. Direnç kaynağı çeşitleri şunlardır:

1. a) Nokta kaynağı 
2. b) Dikiş kaynağı 
3. c) Alın kaynağı 

2-Elektrik ark kaynağı: Ark kaynağı ile birleştirilecek kenar ve yüzeyler ısı etkinliği ile ergitilir ve ek tel verilerek birleştirme sağlanır. Ergitme işlemini, elektrotla kaynatılacak gereç arasında oluşan ark yapar. Ark, belirli bir gerilim altında akım geçen bir ortamda görünen ışıklı gaz demetidir. Ark akımının gerilimi düşük, akım şiddeti yüksektir. Bu durumdaki akım iki kutup arasındaki havayı atlayarak ark oluşturur ve gereçlerin ergimesini sağlar. Ark korunarak veya korunmaksızın yapılır. Arkın korunmasındaki amaç, kaynak çevresinde bulunan havanın birleştirme alanında oksitleme yapmasını önlemek ve havanın içindeki gazların etkisinden korumaktır. Koruma görevini etkisiz nötr gazlar sağlar. Bunlar argon, helyum, karbondioksit gibi gazlardır.

KAYNAK MAKİNELERİ                         

Kaynak akımı üreten makineler üç çeşittir. Bunlar transformatör, jeneratör ve redresörlerdir. Kaynak makinelerinde güç ve hacim,  üretilen akım şiddetine bağlıdır. 150-200 amper normal değerde akım istenen kaynaklar için uygundur. Tamir, bakım ve makine imalatında kullanılır.

1-Transformatör: Dalgalı akım üretir. Akımı direkt olarak şehir şebekesinden alır ve kaynak için kullanılacak gerilime düşürürler. Kaynak akımı, primer sekonder devrelerinden akım geçişi sonunda elde edilir. Makine içinde bulunan primer ince sargısına şebeke akımı gelir. Kalın olan sekonder sargıdan ise kaynak akımı elde edilir. Akım ayarı reosta ile ayarlanır. Soğutma amacı ile vantilatör kulanılır. Makinenin çalışma gerilimi en fazla 70 volttur, çalışma ve bakımı kolay, verimi yüksek makinedir.

2-Jenaratör: Motor ve dinamo ünitelerinden meydana gelir. Doğru akım üretirler. Motor hareketi elektrik akımı ile sağlanır. Dönme hareketini alan dinamo mıknatıs grupları içerisinde kaynak akımı üretmektedir. Elektromotorun devreye girmesi yıldız üçgen şalterle sağlanır. Birinci kademede motor belirli bir hız kazanır ve ikinci kademeye geçirilir. Böylece motor tam devrini alır ve çalışmaya hazır hale gelir. Bu makinaların en önemli özelliği kutupların değiştirilebilir olmasıdır. Bu işlem makine üzerinde bulunan bir anahtar vasıtasıyla gerçekleştirilebilir. Elektron hareket yönü(+)(-)/ (a)(b). a’da elektron bombardımanı parçaya doğrudur. İş parçasında daha fazla ergime meydana gelir. Birleştirme kaynağına yatkın bir yöntemdir. b’de elektron bombardımanı elektrona doğrudur. Bundan dolayı elektrotta ergime meydana gelir. Dolgu esaslı kaynak işlemlerinde kullanılır. Kutupları değiştirerek konstrüksüyona göre uygun olan metod uygulanır. Bu durum ancak doğru akımla sağlanabilir.

3-Redresör

Kaynak yaparken gerekli yardımcı malzemeler şunlardır.

Pensler (kaynak penseleri): Kaynak sırasında elektrodun tutulmasını sağlayan araçlardır. İyi bir kaynak pensi; hafif ve kaynak işlemi sırasında dayanıklı ve çok dengeli bir biçimde yapılmış olmalı. Ayrıca elektrodu kolayca tutabilmeli ve istendiğinde serbest bırakmalı, arktan ve atıklardan iyi korunmuş elektrod bağlantı yerinin dışında izole olmalıdır.

Kaynak maskeleri: Elektrik arkından gözler ve başın korunması için kullanılır. Elektrik arkı gözler için zararlı ışıklar yaymaktadır. Kaynak arkına maskesiz olarak bakılmamalıdır, özellikle gözlerin korunması için maske kullanılması zorunludur. Elle tutulan maske ve baş maskeleri vardır.

Gözlükler: Kaynak sonrası çapakların temizlenmesi sırasında çapakların gözlere zarar vermemesi için kullanılmaktadır. Özellikle sıcak cürufların temizlenmesi esnasında göze kaçan cüruf gözü yakarak büyük tahriş yapmaktadır.

Eldivenler: Ark kaynağı sırasında eldivenler giyilerek eller korunur. Eldivenler elleri sıcak kaynak atıklarından başka zararlı ışınlardan da korur. Ayrıca bu eldivenlerin rahat olması ve hareket yeteneğini güçleştirmemesi gerekir.

Temizleme araçları: Sağlam bir kaynaklı birleştirmenin yapılabilmesi için kaynatılacak yüzeylerin yağ, boya ve oksit gibi yabancı maddelerden temizlenmesi gereklidir. Bunun için genelikle tel fırçalar kullanılır. Birleştirme sonunda cürufların temizlenmesinde ucu keskin kaynakçı çekiçleri kullanılır. Cüruflar kırıldıktan sonra tel fırçayla temizlenir.

Toprak bağlantısı: Arkın oluşması için toprak kablosunun iş parçasına temas ettirilmesi gereklidir. Bu amaçla bir kaç yöntem uygulanmaktadır. İş parçası; bir kanca veya kazancı mengenesi ile, zorunlu hallerde ise puntalanarak bağlanır.

Elektrik kaynağı yapılırken dikkat edilmesi gereken hususlar:

1-Elektrik tesisatı iyi topraklanmalıdır.

2-Çalışmaya ara verildiğinde elektrod pensini koymak için yalıtılmış bir yer bulunmalıdır veya tamamen yalıtılmış pensler kullanılmalıdır.

3-Çapak alma sırasında çapak alma gözlüğü kullanılmalıdır.

4-Ark ışığından   gözleri  ve  çevreye  sıçrayan  kızgın  metal  parçacıklarından yüzü korumak için maske kullanılmalıdır.

5-Ark kaynağı sırasında sıçrayan metal parçacıklarından elleri korumak için eldiven kullanılmalıdır.

6-Kaynak yapılan yerde yangına yol açacak şeyler bulunmamalıdır.

7-Kaynak cüruflarını temizlemek için kullanılan aletler dikkatli kullanılıp çevredeki kişilere zarar verilmemelidir.

8-Gözlerde yanma, kızarma gibi rahatsızlıklar hissedilirse gözler dinlendirilmeli ve göz damlası kullanılmalıdır.

9-Kaynak sırasında kaynak yapanın, kaynak yerini iyi görebilmesi için iyi ışıklandırılmalıdır.

10-Kaynak sırasında oluşan buhar, duman ve zararlı gazların dışarıya atılabilmesi için ortamda bir aspiratör bulunmalıdır.

PARÇALARIN KAYNAĞA HAZIRLANMASI

İş parçaları kaynağa hazırlanırken şu hususlar dikkate alınır:

1) Birleştirilecek parçaların kalınlıkları

2) Amaca uygun kaynak ağızı açımı

3) Kaynatılacak gereçlerin doğrultulması

4) Birleştirilecek parçaların kaynatma işlemine göre puntalanması

5) Uygun elektrod seçimi

6) Uygun amper seçimi

Kaynak ağzının açılması şu şekilde olur; 

1. a) Kenarların planya edilmesi ile
2. b) Yuvarlak kesitli parçalarda torna edilmesi ile
3. c) Küçük parçaların zımpara taşında taşlanması ile
4. d) Büyük iş parçalarının jet taşı ile taşlanması ile

Başlıca kaynatma konumları:

1-Düz (yatay) kaynak, 

2-Dik (aşağıdan yukarı, yukarıdan aşağı) kaynak,

3-Tavan kaynağı,

4-Boru kaynağı.

Ark oluşturma yöntemleri: 

1) Kısa devre yapma,

2) Yüksek gerilim uygulama, 

Kısa devre yaparak arkın boşaltılması iki yöntemle olur.

1. a) Vurma yöntemi: Bu yöntemde elektrod yaklaşık dik konumda iş parçasına yaklaştırılır ve darbe biçiminde vurularak hemen kaldırılır. Ark oluşunca belirli bir yükseklikte tutulur. Ark yüksekliğini ilk harekette elde etmek pek mümkün olmaz. Elektrodla aynı hareket bir kaç defa tekrarlanarak normal ark boyu elde edilir.
2. b) Sürtme yöntemi: Elektrod belirli bir açı konumunda iş parçasına yaklaştırılır ve teğet olarak sürtülür. Elektrodun parçaya tam teğet olduğu noktada ark oluşur ve elektrod yükselince ark boyu da artar. Kaynakçı tam bu konumda, elektrodu belirli bir yükseklikte tutarak arkı korur. Korunması gereken ark yüksekliğinin belirli bir ölçüsü olmamakla beraber pratik olarak elektrod çapı kadar olabilir. 

Elektrod hareketleri: Elektrod hareketi kaynak dikişinin genişliğinin ve hacminin artmasıyla ergiyik kütlesinin akışkanlığını kontrol etmek amacıyla yapılır. Düz konumdaki kaynaklarda genellikle geniş dikiş ve derin dolguların yapılmasında elektrod hareketi zorunludur. Dik, yan ve tavan kaynaklarında ise ergiyik akışkanlığının kontrol edilmesi için elektrod hareketleri uygulanır.

Elektrod: Kaynak akımını ileterek ark oluşturan elemanlardır. Başlıca iki gruba ayırmak mümkündür.

1)Ergimeyen elektrodlar: Görevleri yanlızca ark oluşturmaktır. Plazma ve ark atom kaynaklarında kullanılır.

2)Ergiyen elektrodlar: Görevleri ark oluşturma olup ilave malzeme olarak ta kullanılır. Üç gruba ayırabiliriz:

a)Çıplak elektrod: Yüzeyleri bakır ve silis kaplı bobin biçimindeki makara telleridir. Mangan miktarı fazladır. Mangan, cüruf temizleyici özellikler gösterir. 

b)Özlü elektrod: Tel içerisine çok kısa zamanda iyonlaşarak arkı koruyan maddeler konmuş elektrodlardır. Elektrodun yüzeyi bakır veya silis kaplı olup makara şeklindedir ve içerisine öz doldurulur. Bu elektrodlarda kaynakçı kolay kaynak yapar. Sıçrama kaybı sıfırdır, istenilen kimyasal bileşim ayarlanabilir.

c)Örtülü elektrodlar: Kaynak tekniğinde en çok kullanılan elektrodlardır. Örtüde kullanılacak elementlerden belirli oranlarda ve toz halinde hazırlanan karışım sodyum silikat ile hamur haline getirilir ve sıkıştırma preslerine gönderilir. Katılan malzemelerde istenen özellikler: Arkı oluşturma ve kararlılık, cüruf oluşturma, gaz oluşturma, dezoksiden görevi görme (oksit uzaklaştırma). Elektrodlar örtü kalınlığına göre; ince örtülü elektrodlar, orta kalınlıkta elektrodlar ve kalın örtülü elektrodlardır. Kimyasal yapı bakımından elektrodlar; asit türü, bazik, rutil, selülozik, demir tozlu elektrodlar olarak çeşitlendirilebilir.

ELEKTRODLARIN SEÇİLMESİ

Elektrodların, kaynatılacak gereçlere göre seçiminde bazı özelliklere dikkat edilmelidir. Bunlar:

1) Kaynatılacak gereçlerin türü ve bileşimi

2) Kaynak akımı (alternatif, doğru)

3) Kaynak konumu (düz, dik, taban, yan)

4) Birleştirme şekli, kaynak koşulları ve çalışma durumu

5) Üretim verimi, işlerin yapım koşulları

6) Kaynatılacak parçanın biçim ve kalınlığı

ELEKTRİK KAYNAĞI (ELECTRIC/ARC WELDING)

İki metal parçayı birbirine kaynatmak, bir parça üzerindeki delik, çatlak gibi şeyleri (dablin kaynatarak) onarmak ve gerektiğinde metalleri kesmek amacıyla kullanılır. Bunun için bir kaynak makinesi, kaynak kablosu, kaynak pensesi ve elektrod ile kaynak maskesine ihtiyaç vardır. Elektrik kaynağı şu metallerde kullanılabilir. Yumuşak ve düşük alaşımlı çelik, döküm çelik, ısıya dayanıklı çelik, düşük sıcaklıktaki çelik, paslanmaz ve aside dayanıklı çelik, takım çeliği, dökme demir, alüminyum ve alüminyum alaşımları, bakır ve bakır alaşımları. Bu malzemelerden dolayı da farklı elektrodlar kullanılır. Bunlar çelik elektrod, takım çeliği elektrod, sert dolgu elektrodu, döküm elektrodu, alüminyum kaynak elektrodu, pirinç kaynak elektrodu, punta kaynak elektrodu, kesme elektrodudur.

Elektrik kaynağında en önemli şey işe ve malzemeye göre doğru elektrodu seçmek ve doğru amperi ayarlamaktır. Örneğin yumuşak çelikten iki malzeme kaynatılacaksa ince malzeme için 2 mm elektrod kullanılır ve amper 40-75’e ayarlanır, malzeme kalınsa 3,2 mm elektrod kullanılır ve amper 100-160’a ayarlanır.

Kaynak penseleri genelde iki çeşittir. 200 A olanlar 2-5 mm elektrod için, 300 A olanlar 3,2-6,4 mm elektrodlar içindir. Gemilerde genelde 300 A penseler kullanılır. Elektrodlar 1,5- 2- 2,5- 3,2- 4- 5 mm çapında olursa da gemilerde en çok 2,5-3,2 mm elektrod kullanılır.