4 Ark Kaynağının Önemli Sarf Malzemeleri

Bu makale ark kaynağının dört önemli sarf malzemesine ışık tutuyor. Sarf malzemeleri: - 1. Kaplanmış Elektrotlar 2. Kaynak Çubukları ve Teller 3. Kaynak Akıları 4. Koruyucu Gazlar.

Sarf Malzemesi 1. Kaplanmış Elektrotlar:

Neredeyse tüm genel amaçlı kaynak kaplamalı elektrotlar kullanılarak blendajlı metal ark kaynağı ile yapılır. Kaplanmış elektrotlar, bir kaplama malzemesi kaplaması olan göbek telinden oluşur. Elektrotlar için kullanılan çekirdek tel, tel ölçeri, malzeme kompozisyonunu, kabul kurallarını vb. Belirten belirli ulusal veya uluslararası standartlara göre yapılır.

Düşük ve orta karbonlu çeliklerin yanı sıra düşük alaşımlı çeliklerin manuel ve otomatik ark kaynağı için elektrotlar çoğunlukla% 012 karbon çeliğinden yapılır.

Elektrotlar için çekirdek tel çapı genellikle 3.15 ila 12.50 mm arasında değişmekte olup, ara standart çaplar 4.00, 5.00, 6.30, 8.00 ve 10.00 mm'dir. Bu kaplanmış elektrotların uzunluğu, bir elektrot tutucu içinde tutulduğu yerden 20 ila 30 mm arasında değişen çıplak kısmı (kaplama olmadan) ile 350 ila 450 mm arasında değişir.

Çekirdek tellerinin düşük ve orta karbonlu çelikler için kimyasal bileşimleri tablo 5.1A'da ve hafif çelik elektrot çekirdek telleri için tablo 5.1B'de verilmiştir:

Sarf # 2 Kaynak Çubukları ve Teller:

Çıplak kaynak telleri ve çubukları, yaklaşık 1 metrelik kısa uzunluklarda veya makaralarda sargılı biçimde kullanılır. Kısa uzunluklar, kaynak devresinin bir parçası olmadığı GTAW ve plazma ark kaynağı gibi işlemler için kullanılırken, uzun teller, kaynak teli bir parçasını oluştururken telin bir parçasının akım ilettiği GMAW ve SAW gibi işlemler için kullanılır. elektrik devresine kaynak elektrodu denir, aksi halde kaynak çubuğu olarak adlandırılır.

Yapısal çeliğin kaynağında kullanılan çoğu tel genellikle% 0-10 karbon ve% 0-35 -% 0-60 manganez içerir. Diğerleri manganez içeriğini arttırdı. Diğer bazı tiplerde ise artan miktarda karbon, manganez ve silikon vardır.

Kaynak telindeki aşırı silikon, ağır sıçramalara, kaynak havuzunda gazlanma ve kaynak metalinde metalik olmayan malzemelere neden olur. Bu nedenle izin verilen maksimum silikon içeriği% 0-95'e kadardır.

Kükürt ve fosfor gibi zararlı yabancı maddelerin içeriği her biri% 0-04'ü geçmemelidir. Bazı tellerde, özellikle alaşımlı çeliklerin kaynaklanmasında kullanılanlar, izin verilen maksimum kükürt ve fosfor miktarının her biri% 0-03'tür.

Tel çapı, 0-5, 0-6, 0-8, 0-9, 1-0, 1-2, 1-6, 2-0, 2- ile 0-5 ila 2-5 mm arasındadır. 4 ve 2-5 mm çaplı kablolar normalde mevcuttur. Kaynak makineleri, bobinlerde sürekli teller kullanır. Tel çapına bağlı olarak, bir bobin 5 ila 500 kg arasında bir ağırlığa sahip olabilir ve genelinde 150 ila 1000 mm ölçebilir.

Kaynak telleri paslanmayı önlemek ve temas tüpünden akım alımını iyileştirmek için genellikle bakır kaplamalıdır, ayrıca tellerin kalıplar boyunca çekilmesine yardımcı olur. Zararlı etkilerden ve bakır kaplama soyulmasından kaçınmak için genellikle çok ince tutulur ve telin ağırlığının% 0-4'ünde maksimum bakır miktarı belirtilir.

Düşük karbonlu çeliklerin yanı sıra, kaynak telleri paslanmaz çeliklerden, alüminyum ve alaşımlarından, nikel alaşımlarından, magnezyum alaşımlarından, titanyum alaşımlarından ve bakır alaşımlarından da üretilir.

Kaynak telleri hem katı hem de boru şeklinde mevcuttur, ikincisi içinde akı içerir.

Katı Teller ve Çubuklar İçin Spesifikasyonlar :

Kaynak elektrotlarını veya çubuklarını belirtmek için çeşitli sistemler kullanılmaktadır. AWS spesifikasyonu, iyi bilinen kodlama sistemlerinden biridir. Bir ön harf veya iki harf ve ardından S harfinden oluşan bir ön ek veya daha sonra bir şekil veya harf veya her ikisi de olabilen bir sonekten oluşur.

Çıplak karbonlu çelik elektrotlar için AWS tanımlaması ve gaz korumalı ark kaynağı için çubuklar ER - 70S-1 kodunu dikkate alarak açıklanabilir.

ER - Önek, bir elektrot veya kaynak çubuğunu gösterir.

70 - minimum 70.000 psi (5000 N / mm2) kaynaklı kaynaklı çekme dayanımını belirtir

S - katı elektrot veya çubuğu gösterir

1 …… .. 6— Ek numarası, kimyasal analizleri veya diğer kullanılabilirlik faktörlerini gösterir; örneğin 1, % 0-07 karbon ve% 0-30 silikon gösterir.

Bütün bu teller ve çubuklar normalde derin kutuplara sahip kullanım içindir ve çoğu koruyucu gaz olarak CO2 ile kullanılmak üzere tasarlanmıştır.

Tozaltı Ark kaynağı için katı karbon çelik tellerin belirlenmesi için benimsenen AWS sistemi aşağıdaki gibidir:

Bir elektrot belirtmek için bir ön harf E'ye sahiptir. Bunu, manganez seviyesini göstermek için L veya M veya H harfleriyle takip eder; L düşük, orta için M ve yüksek manganez içeriği için H'yi gösterir. Bunu, yüzde yüzlerce ortalama karbon miktarını temsil etmek için bir veya iki rakam izler, örneğin, 8, % 0 08 karbon anlamına gelir. Ek harf K, % 0 05'ten daha yüksek silikon içeriğini belirtmek için kullanılır.

Örnekler :

EL8 - Düşük manganez (% 0-30 -% 0-55), ortalama karbon içeriği% 0-08, % 0-05 silikon

EL8K - (0-30 - 0-55)% Mn, % 0-08 C, (0-10-0-20) Si

EM12 - (% 0-85 -% 1-25) Mn, (0-09 - 0-15)% C, % 0-05 Si

EH14 - (1-75-2-25)% Mn, (0-10 - 0-18)% C, % 0-05 Si

Bu tellerin bazıları, bileşiminde gaz metal ark kaynağı için kullanılanlara çok benzerdir.

Borulu Elektrotlar veya Akı Çekirdekli Teller:

Akı çekirdekli tel, akı çekirdeğini saran metal bir kılıftan oluşur. Elektrotta bulunan akı esas olarak kapalı bir elektrot üzerindeki kaplama ile aynı işlevleri gerçekleştirir, yani bir deoksidizer, cüruf, ark stabilizatörü olarak işlev görür ve koruyucu gazların yanı sıra alaşım elementleri de sağlayabilir.

Akı çekirdekli tel vizesinin piyasaya sürülmesinin iki ana nedeni vardır. Katı telden farklı olarak, istenen malzemeden şeritlerden üretilebildiği için üretimi için özel bileşim çelik kütüklerine ihtiyaç duymaz; ayrıca özellikle sabit pozisyonda döşenen kaynak boruları için kullanımı daha kolaydır.

Akı çekirdekli teller, bugünkü halleriyle, 1956'da ABD'de tanıtıldı. İlk önce akıyı içeren şerit katlanarak gerekli çapa getirildi, ancak daha sonraki gelişmeler akıyı içeren göbeğin etrafındaki dikişsiz metal tüple sonuçlandı. Farklı konfigürasyondaki akı çekirdekli teller mevcuttur, bunlardan bazıları Şekil 5.1'de gösterilmiştir.

Başlangıçta akı çekirdekli teller 3.2 mm çap boyutunda üretildi, ancak şimdi bunlar 11 mm çapa kadar mevcut.

Tipik akı çekirdekli teller, CO2 ile birlikte cüruf oluşturucu bileşenleri ve alaşım elementlerini içeren akılı koruyucu gaz olarak kullanılır. Çoğu durumda, teller ayrıca kısmen iletken olan demir tozu, yerleştirilmiş teller veya metal şeritler içerir.

Tel çapı normalde 1-2 ila 4 mm arasındadır, akı genellikle toplam telin ağırlığının% 5-25'ini oluşturur ve bu da% 85 ila 95'lik bir biriktirme verimi sağlar.

Özlü Tel Çeşitleri:

Karbonlu çeliklerin kaynaklanması için mevcut akı-çekirdekli tellerin çoğu, rutil tipte olup, burada Ti02 (titanyum dioksit) ana cüruf oluşturucu bileşenidir. Bu teller nispeten sıçramasız kaynağa izin verir ve pürüzsüz yüzeyli ve kolayca çıkarılabilir cüruflu kaynaklar üretir.

Bununla birlikte, temel tipteki özlü teller daha popülerdir. Bu tellerin cüruf oluşturucu bileşenleri kalsiyum florür, kireçtaşı, toprak alkali karbonatlar ve oksitlerdir. Düşük akımlarla kullanıldığında, bu teller daha fazla sıçrama sağlar, ancak daha yüksek akımla metal transferi küçük sıçramalar ile pürüzsüzdür. Karbonlu çeliklerde, temel teller rutil elektrotlardan daha iyi Darbe dayanımlı kaynaklara sahiptir. Temel akı çekirdekli tellerin kullanılmasıyla elde edilen kaynak metalinin bir başka çarpıcı özelliği, gerilme giderici tavlama konusundaki duyarsızlığıdır. Yaklaşık 600 ° C'de tavlama işleminden sonra, darbe dayanımındaki düşme düşmesi gerçekleşmez.

Kaynak metalinin bazik kaplı elektrotlardaki hidrojen içeriği, kullanımdan önce tamamen kuruduğunda bile, 3 ml / 100 gm kaynak metal olmasına rağmen, akı için 1-2 ml / 100 gm kaynak metali kadar düşük olabilir. özlü teller.

İki ana akı çekirdekli elektrot teli türü, örneğin tek ve çok yollu teller vardır. Birincisi, kaynak metalden daha yüksek mangan ve silikon içeriği verir. Ayrıca, akış özlü teller gaz korumalı veya kendinden korumalı (harici gaz korumasız) olabilir, yani akı çekirdeğinin ayrışması ve buharlaşması sonucu oluşan gazla korunur. İkinci durumda, erimiş cüruf metal transfer boyunca damlacıkları korur.

C02-korumalı ve kendinden korumalı akı-çekirdekli teller, esas olarak 12 mm kalınlığındaki çeliklerin kaynak çeliği için artan bir şekilde kullanılmıştır, bunun başlıca çekiciliği yarı otomatik kaynak sistemleri kullanarak sürekli ve çok hızlı bir şekilde metal biriktirme yeteneği olmuştur. Kaynak çelikleri için, esas olarak 12 mm kalınlığın altında olan GMAW kullanımında argon bakımından zengin gaz karışımı ile eş zamanlı bir büyüme olmuştur. Bunun en büyük avantajı, yüksek kaynak hızı ile iyi sonuç ve minimum sıçratma ve cüruf kombinasyonudur.

Akı çekirdekli telleri tanımlamak için kullanılan kodlama sistemi, GMAW katı teller için olanla aynı düzeni izler ancak tüp elektrotları için spesifiktir.

Örnek alın E60T - 7

İşte,

E - Bir elektrot gösterir.

60 - Asgari kaynaklı çekme dayanımı olarak 60.000 psi (420 N / mm) olduğunu gösterir.

T - Borulu, fabrikasyon veya akı çekirdekli elektrotu gösterir.

7 - Son ek olarak 1 ila 8 arasındaki bir rakam, biriktirilmiş kaynak metalinin kimyasını, koruyucu gazı ve kullanılabilirlik faktörünü belirtir.

En popüler özellikler arasında rutil tip (E70T - 1 ve E70T - 2), kendinden korumalı tip (E70T - 4) ve temel tip (E70T - 5) sayılabilir.

Karbonlu çelik bazik özlü tellerin yanı sıra, çoğu çelik türüne ve çeşitli teknik gereksinimlere uygun kaynak metali üretmeyi mümkün kılan düşük alaşımlı çelik özlü teller de geliştirilmiştir. Nikel, molibden ve krom ile alaşımlı akı kaplı teller, daha önce bazik kaplanmış elektrotlar ve bazik akılarla kaynak yapmak istenen yüksek mukavemetli ince taneli yapı çeliklerinin kaynağında kullanılabilir.

Akı çekirdekli tel teknolojisi, kullanıcıların çeşitli avantajlar için katı tel CO2 işleminden akı çekirdekli tel işlemine geçmesini sağlamıştır. İşlem, sualtı ark kaynağından çok daha hızlı, daha basit ve ekonomiktir, bazı uygulamalarda daha yüksek verimlilikle, örneğin gemi yapımında, Borulu veya akı çekirdekli teller, yüzey kaplaması ve SAW uygulamaları için de kullanılır.

İçinde metal tozları olan akının yerini alan bir özlü tel, kaynak metali 5 ila 60 mm kalınlığındaki çelik levhalarda çok yüksek oranlarda biriktirmek için argon bakımından zengin koruyucu gaz ile birlikte kullanılır. İyi mekanik özelliklere sahiptirler, neredeyse hiç sıçramazlar ve cüruf bakımından düşüktürler. Duman da düşüktür ve işlemler arasında cüruf giderilmesi gerekli değildir.

Özlü telli MIG kaynağı, inert gaz koruma ve akı çekirdekli teknolojinin en iyi özelliklerini bir araya getirir. Katı tel, çekirdeğin normal cüruf oluşturucu akılar yerine metal tozlarından ve deoksidizörlerden oluştuğu bir özlü tel ile değiştirilir. Bu tel az miktarda CO2 kaynağı içeren argondan oluşan bir koruyucu gaz altında biriktiğinde, MIG kaynakları ile hemen hemen aynıdır, ancak akı çekirdekli tellerle ilişkili daha yüksek biriktirme oranları vardır.

Özlü teller genellikle 1, 6 mm çap boyutunda yapılır ve argon bakımından zengin bir gazla kullanıldığında daha fazla yüzde geri kazanımı olan tüm konum kaynağı için tasarlanmıştır ve neredeyse hiç cüruf vermez. Depolanan metalin ağırlığının, 100 ile çarpılan sarf malzemelerinin ağırlığına oranı olarak tanımlanan yüzde geri kazanımı, Tablo 5.3'de gösterildiği gibi bir işlemden diğerine değişir.

Sarf Malzemeleri # 3. Kaynak Akıları:

Akı, tozaltı ark kaynağı işleminin önemli bir özelliğidir ve aşağıdaki amaçlara hizmet eder:

1. Erimiş metalin üzerinde sıvı bir örtü olarak yüzen akının bu kısmı, onu çevredeki atmosferin zararlı etkilerinden korur, böylece oksijen ve azot toplanmasını azaltır.

Kaynak havuzunu atmosferik kontaminasyondan korumadaki bir akının etkinliği hakkında bir fikir, kaynak metalinin azot içeriğinden elde edilebilir. Çıplak elektrotlarla yapılan kaynaklarda, kaynak metalinin azot içeriği% 0-18 kadar yüksektir. Ağır kaplanmış elektrotlar, rakamı% 0-026'ya kadar tutarken, SAW'da kaynak birikiminde maksimum% 0 005 azot bulunur.

2. İyi bir yalıtkan görevi görür ve ısıyı nispeten küçük bir kaynak bölgesi içinde yoğunlaştırır, böylece erimiş metalin kaynak elektrodundan ve ana malzemeden füzyonunu geliştirir.

3. Kaynak metali için temizleyici olarak işlev görür, yabancı maddeleri emer ve manganez ve silikon gibi alaşım elementleri ekler.

4. Akı nedeniyle, kaynak metali sadece temiz değil, aynı zamanda daha yoğundur ve dolayısıyla mükemmel fiziksel özelliklere sahiptir.

5. Akı battaniyesi, sıradan bir açık yay ile kaçınılmaz olan sıçrama ve yanma kayıplarını azaltarak proses verimliliğini artırır.

SAW Akılarının Bileşimi ve Kimyasal Sınıflandırması:

Akıların bileşenleri temel olarak silika, silikatlar, kireçtaşı, kil, oksitler, florürler ve diğer minerallere dayanan jeolojik kökenli hammaddelerdir. Bir akının birçok bileşeni, özelliklerini çok geliştirmez fakat esas olarak bir artık olarak bulunur; ancak, bir dereceye kadar fiziksel ve kimyasal davranışlarını etkileyebilirler.

Genel olarak bir SAW akışı, kuvars (Si02), hausmanil (Mn3O4), korundum (Al203), periklaz (MgO), kalsit (CaC03), florit (CaF2), kalker (CaO), zirkonya (Zr02), cryolite (Na3 AlF6), dolomit (CaMg (C03) ₂ ), ferro-silikon (FeSi2), manyezit (MgC03), rodenit (MnSi03), rutil (Ti02), wellastonit (CaSiO3), zirkon (ZrSiO4) ve ayrıca baryum, sodyum, potasyum ve demir oksitleri, yani BaO, Na20, K20 ve FeO. İstenilen oranlarda tüm bu elementlerden veya bazılarından oluşabilir. Her eleman kaynak akışında farklı özellikler yaratır, bu nedenle oranlarının manipülasyonu, akının gereklilikleri karşılamaya uygunluğunu sağlar.

Farklı bileşenlerin miktarına bağlı olarak bir akı asidik, bazik veya nötr olabilir.

Bu özellikler, bazik oksitlerin asidik oksitlere oranı olarak tanımlanan akının BASICITY INDEX (BI) ile belirlenir;

BI <1, BI için 1-0 ve 1-5 arasında nötr, BI için 1.5 ve 2.5 arasında bazik ve BI için 2.5'ten fazla bazik olduğunda bir akı asidik olarak kabul edilir.

Yukarıdaki hususlara göre sınıflandırılan akıların bazıları Tablo 5.4'te verilmiştir:

Akı Bileşenlerinin Rolleri:

1. Silika (Si02):

Tüm SAW akılarının gradyanını oluşturan şefi oluşturan asidik bir oksittir. Erimiş halde akıma gerekli viskoziteyi ve akım taşıma kapasitesini sağlar. Si02 içeriği ne kadar yüksekse, akının viskozitesi ve mevcut taşıma kapasitesi de o kadar yüksek olur. 1000A'da bile kesik olmadan elde edilen iyi kaynak boncuk görünümü ile cüruf ayrılabilirliğini arttırır. Bununla birlikte, Si02, deoksidize edici ajanların kaybına neden olur ve silikonun kaynak metaline difüzyonuna neden olur, bu da özellikle mekanik olarak düşük darbe mukavemeti özelliklerine neden olur.

Akıdaki Si02 ağırlıkça% 25 ila 55 arasında değişmektedir. Ancak, % 40'dan daha fazla Si02 içeren akılar, alaşım elementlerinin hızlı oksidasyonunu ve kaynak metaline metalik olmayan artmış miktarların kaynak metal tokluğunun azalmasına neden olduğunu göstermektedir.

SiO ₂, kaynak yerinin penetrasyon oranını azaltır. Ayrıca ark stabilitesini azaltır.

2. Manganez Oksit (MnO):

Manganezin kaynak metaline alaşımlanmasına yol açar ve sıfırın altı özelliklerini geliştirir.

MnO daha yüksek kaynak hızı ve daha derin penetrasyon sağlar. Pas gözenekliliğine karşı hassasiyeti azaltır, ancak mevcut taşıma kapasitesini ve viskozitesini de düşürür. Ancak MnO, ark stabilitesini arttırır.

3. Rutil (Ti02):

Kimyasal olarak nötr oksittir. Tahıl arındırma işleminden kaynaklanan asiküler ferrit oluşumu ile metalurjik avantaj sağlar. Ark stabilitesini ve darbe özelliklerini iyileştirir.

4. Alüminyum Oksit (Al ₂ O ₃ ):

Ayrıca kaynak metalden kaynaklanan darbe özelliklerini de arttırır (o tane rafine ve asiküler ferrit oluşumu. Ancak, ark stabilitesini ve viskoziteyi azaltır ve orta penetrasyon sağlar.

5. Zirkonya (Zr02):

Oksijen, azot, kükürt ve fosfor gibi zararlı elementleri temizler. Bununla birlikte, esas olarak bir tane rafine edici element olarak işlev görür ve asiküler ferrit oluşumunu teşvik eder.

6. Bor, Vanadyum ve Niyobyum:

Bu elemanlar kaynak metalinde tanecik inceltme işleminden sorumludur, ancak fazla olduğunda çökelme sertleşmesine neden olur.

7. Kireçtaşı (CaO):

Ark stabilitesi ve akışkanlığı açısından akının temel bileşenlerinden biridir. CaO doğada bazik olan çok stabil bir oksittir. Viskoziteyi azaltır ve akıyı neme karşı çok hassas hale getirir. Bu higroskopik karakter, kaynak boncuklarında gözenekliliğe yol açar.

CaO kükürt ve fosforu giderir ve kaynak metalinin darbe dayanımını arttırır. Ancak, çok sığ penetrasyon sağlar ve alttan kesme eğilimini arttırır.

8. Kalsiyum Florür (CaF2):

Erimiş metalin akışkanlığını arttırır ve sprey transferine yol açar. Çeliğin afinitesi olmayan hidrojen florür oluşturarak çözünmüş hidrojenin erimiş metal çeliğinden uzaklaştırılmasında yardımcı olur.

9. Kalsiyum Karbonat (CaCO ₃ ):

Viskoziteyi azaltır ve akıyı daha temel yapar. Nem emilimini önler.

10. Deoksitler, (Al, Mn, Ti, Si):

Akıdaki bu elementler, oksijene, diğer elementlerinkinden daha yüksek afiniteleri nedeniyle kaynak metalden oksijenin çıkarılmasına yardımcı olur. Bunun dışında Al, Ti ve Mn ayrıca tahıl metalinin rafine edilmesiyle kaynak metalinin mekanik özelliklerini de geliştirir.

11. Sodyum Oksit (Na20) ve Potasyum Oksit (K20):

Bunlar düşük iyonlaşma potansiyeli olan elementlerdir ve bir akının kararsız bileşenleridir. Ark civarında buharlaşır ve yay boşluğuna yayılırlar, böylece ark çevresindeki düşük iyonlaşma potansiyeli olan buharları sağlarlar ve böylece ark stabilitesini arttırırlar.

Bir ark akısının farklı bileşenlerinin ana amacı, ark stabilitesini, erimiş akının istenen akışkanlığını ve kaynaklama sonrası katılaşmış cürufun kolay ayrılmasını sağlamaktır.

Ark stabilitesine gelince, CaF ₂ ilavesi bozar, ancak ilavesi gözenekliliği kontrol etmek için zorunludur. Bu nedenle, bu çelişen gereksinimler arasında denge kurulması şarttır. Ark stabilitesini artıran elementler arasında potasyum, sodyum ve kalsiyum bulunur. Ark stabilitesi üzerindeki etkisiyle, bir akının bileşimi doğrudan kaynak boncukunun şekillendirilmesine dayanır.

Akıda bulunan aşırı miktarda CaF2 veya Si02 ark stabilitesini ve bununla birlikte kaynağın uygun şekillenmesini bozacaktır. Elde edilen kaynak çok dar olacaktır, çünkü yay çok kısa ve manevra kabiliyeti azalır. Öte yandan, CaO, Na20, K20 gibi bazı gradyanların varlığı yayı uzun ve esnek hale getirir ve elde edilen kaynak geniş ve normal penetrasyondur.

Aşırı miktarda CaF2 ve SiO ₂ de istenmeyen bir durumdur, çünkü zehirli florürler, karbon monoksit (CO) ve azot pentaoksitin ortaya çıkmasına neden olurlar, böylece kaynak atölyesinin atmosferinde içerikleri üzerinde sürekli kontrol yapılmalıdır.

Bir akının erimişken akışkanlığı da bir kaynak şeklini etkileyen bir faktördür. Erimiş haldeki akıcılığı sıcaklıkla geniş ölçüde değişen bir akı, kısa akı olarak adlandırılır ve akıcılığı az ya da çok sabit kalan bir akı, Şekil 5.2'de gösterildiği gibi, uzun akı olarak adlandırılır. Uzun akılar, kaynakta kaba dalgalanmalar üretir ve kısa akılar, ince dalgacıklar.

Bir akış, kaynak metalinin katılaşma sıcaklığında düşük akışkanlığa sahipse, kaynağın yüzeyi çok sayıda çıkıntı ve oyuklarla pürüzlü olacaktır. Cüruf kolayca böyle bir yüzeye yapışır ve çıkarılması çok zordur.

Aşırı miktarda Si02, MnO ve FeO da cürufun ayrılmasını zorlaştırarak kaynak oranını, özellikle çok geçişli kaynaklarda bozar.

Ayrıca, akılar çok fazla toz oluşturmamalıdır, bunun nedeni silikoza neden olabilir (silis içeren dolu tozun neden olduğu bir akciğer hastalığı). Bir önlem olarak, tüm akı işleme makineleştirilmeye çalışıldı.

SAW Akılarının Fiziksel Sınıflandırması:

Tozaltı ark kaynağı için kullanılan flukslar kontrollü bir boyuta granüle edilir ve iki ana tipten biri olabilir:

(i) Kaynaşmış akılar.

(ii) Topaklanmış akılar.

(i) Sigortalı Akışlar:

En sık kullanılan akılar kaynaşmış akılardır. Kum (SiO ₂ ), manganez cevheri (MnSiO3), dolomit (CaMg (C03) ₂ ) par, tebeşir (CaC03), vb. Gibi minerallerden üretilirler. Gradyanlar bir fırının tepesine yerleştirilir ve gerektiğinde tane büyüklüğündedir. Nemsizdir ve higroskopik değildir.

Bileşenlerin kaynaştırılmasının nedeni, gradyanların ezilme ve mekanik karışımının homojen bir kütle üretememesidir. Çeşitli minerallerin taneleri yoğunluk bakımından farklıdır ve kullanımda birbirinden ayrıdır. Bu ayrılma kaçınılmaz olarak karışımın bileşimini değiştirir ve akı, amaçlanan işlevine hizmet edemez.

Düşük karbonlu çelikler en çok kaynaşmış eriticiler ile kaynaklanır.

İyi bilinen kaynaşmış akıların bazıları iki tane büyüklüğünde mevcuttur. Kaba boyut, yarı otomatik portatif SAW makineler için otomatik ark kaynak makineleri ve daha hassas boyutlar için tasarlanmıştır. Birincisinde tane büyüklüğü 3-0 ila 0-355 mm ve ikincisi 1-6 ila 0-25 mm arasındadır. Görünüşe göre taneler, rengi sarıdan kırmızımsı kahverengiye kadar şeffaf partiküllerdir. Bu akılardan birinin nominal bileşimi,

Başka bir kaynaşık eritilmiş akı da yukarıdakilerden çok az farklıdır. Her ikisi de en az% 97 silika içeren, % 0-2'den fazla olmayan fosforlu, en az% 50 mangan içeren manganez cevheri; % 75 CaF2 taşıyan ve% 0.2'den fazla olmayan kükürt içeren fluorspar; en az% 87 magnezyum oksit içeren kostik manyezit; ve kaynaştıkça akı deokside etmek için karbon taşıyan malzemeler, örneğin, kömür, antrasit, kok, testere tozu, vb.

(ii) Topaklanmış Akışlar:

Aynı zamanda, seramik akıları içeren, gradyanlar bir arada karıştırılarak ve tanelerin su bardağı (sodyum silikat) ile birleştirilmesiyle hazırlanır. Bu akışlar, ferro alaşımlar (ferro-manganez, ferro-silikon ve ferro-titanyum) içerir ve kaynak metalinde yüksek miktarda silikon, mangan ve diğer alaşım elementleri sağlar.

Alaşım ilavelerinin tanıtılmasıyla diğer tüm sınıflandırmaların elde edilebileceği böyle bir akı, ağırlıkça aşağıdaki bileşime sahiptir:

Bu bileşim ile, düşük karbonlu elektrot telli yüksek alaşımlı kaynak metali elde edilebilir.

Seramik boyaların dezavantajı, nemi kolayca emebilmeleri ve taneleri, akı tekrar tekrar kullanılamadığından düşük mekanik mukavemette olmalarıdır.

Seramik akı hermetik olarak kapalı kaplarda saklanmalı ve kullanımdan önce talep edilmelidir. Toz oluşumunu önlemek için, yumuşak topaklı torbalarda asla saklanmamalı veya taşınmamalıdır.

Bir akının istenen işlevlerini gerçekleştirmedeki verimini düzenleyen faktörler, akı yatağının derinliği ve genişliği ile akı tanelerinin büyüklüğü ve şeklidir. Normalde, akı yatağı enlemesine 40 mm derinlikte ve derzden 30-40 mm daha geniş olmalıdır. Akı yatağının yetersiz bir derinliği veya genişliği, bölgeyi havaya maruz bırakacak ve sonuç olarak, erimiş metalin nitrojeni toplayacağı ve kaynak metalinin sünekliğinin azalması sağlanacaktır. Bu aynı zamanda kaba taneli akılarda da geçerlidir. Aynı sebepten ötürü vitreus akıları pomzaya benzemekten daha iyidir.

Ağır kaplamalı elektrotlarla blendajlı metal ark kaynağında, kaynak metali kaplamaya dahil olan ferro alaşımlarla alaşımlanır. Bu nedenle, sıradan düşük karbonlu elektrot teli ile bile yüksek alaşımlı kaynak metali elde edilebilir. Bununla birlikte, en yaygın şekilde kullanılan kaynaşık akılar ferroalyaj içermez ve tek alaşım elementleri silikon ve manganezdir.

Kaynak metali tarafından toplanan Si ve Mn miktarı, kaynak koşullarına, akışın yanı sıra elektrotun ve kullanılan ana metalin analizine bağlıdır. Her zamanki rakamlar% 0 ila 0-3 oranında silikon ve% 0 ila 0-4 oranında manganezdir.

İngiltere'deki bir ana üretici tarafından üretilen akıların çeşitli temel bileşen bileşenlerinin yaklaşık oranı ve bunların belirli bir dolgu teli için kaynak metali bileşimi üzerindeki etkileri, Tablo 5.5'te listelenmiştir.

SAW Fluxes için Özellikler:

AWS Kodlama Sistemine göre SAW akıları, belirli bir elektrot teli için kaynak metalinin mekanik özelliklerine göre belirlenir.

Akı, akıyı belirtmek için F ön ekini kullanan özel bir şartname sistemi ile tanımlanır. Bir sonraki rakam, kaynak metalinin 10.000 psi (70 N / mm2) cinsinden minimum gerilme mukavemetini gösterir. Bir sonraki rakam veya harf kodu, kaynak metalinin darbe dayanımının 27 J (20 ft-Ib) 'ye eşit veya onu aşacağı en düşük sıcaklığı gösterir.

Bu kod aşağıdaki gibidir:

Bu kod basamağını bir tire ve ardından bir elektrot atamak için E harfi takip eder. Bunu, L için düşük (% 0-30 - 0-60) L, orta için M (% 0-85 -1-40) ve H için yüksek (1-75) olan manganez seviyesini gösteren bir harf izler. -% 2-25) manganez. Bunu, puan cinsinden ortalama yüzde karbon ya da yüzde yüzdelik bir sayı izler.

Örneğin F74-EM12, aşağıdaki özelliklere sahip bir SAW akısını gösterir:

F - akı

7 - minimum çekme mukavemeti 70.000 psi (500 N / mm2) olan kaynak metali

4 - -40 ° C'de 27 J darbe dayanımlı kaynak

E - elektrot olarak dolgu teli ile

M - orta seviye metal kaynaklı manganez, yani% 0-85 ila% 1-40

12 - kaynak metal karbon içeriği% 0-12.

Elektroslag kaynak (ESW) akıları SAW akılarına benzer, ancak daha çok kaynaşık tiptedir. 'ESW sürecinin çalışması için elektriği iletmek için, akı tamamen erimiş durumda kalmalıdır. Erimiş akı, istenen sıcaklıkta tutulması için akım akışına karşı gerekli direnci sağlar.

Akı ayrıca kaynak metali saflaştırmak ve deokside etmek için elementler sağlar ve onu atmosferik azot ve oksijenin zararlı etkilerinden korur. Erimiş haldeki akı erimiş metalin üstünde kalması için çelikten daha düşük yoğunluğa sahip olmalıdır.

Sarf Malzemeleri # 4. Koruyucu Gazlar:

Gaz tungsten ark kaynağı, gaz metal ark kaynağı ve plazma ark kaynağı işlemleri için kullanılan başlıca koruyucu gazlar argon, helyum ve karbondioksittir. Bu nitrojenlerin yanı sıra, oksijen, hidrojen ve bunların ilk üç gazla karışımları da istenen boncuk konfigürasyonu ve kaynak metali özelliklerini elde etmek için kullanılır.

Bu koruyucu gazlar, iki grupta sınıflandırılabilir:

a. (İ) argon ve (ii) helyum gibi atıl gazlar,

b. Metal içinde çözünen ve bunlarla reaksiyona giren gazlar, örneğin, C02, ₀₂, H2 ve N2.

Argon:

Derin soğutma ve fraksiyonlama yoluyla havadan elde edilen yanıcı olmayan, patlayıcı olmayan bir gazdır, burada 9.3 x 10 derecesinde bulunur. Havadan yaklaşık% 23 daha ağırdır.

Genel olarak, argon sırasıyla 0-01, 0-04, % 0-1 kirlilik içeren A, B ve C olmak üzere üç sınıfta pazarlanmaktadır. Ticari argon% 16-7 oranında safsızlık içerir. Yüksek sınıf kaynak işleri için gereken argonun saflığı% 99-995 civarındadır.

Argon toksik değildir, ancak havayı değiştirerek kapalı alanlarda boğulmaya neden olabilir.

Argon, gaz paketindeki standart çelik silindirlerde saklanır ve gönderilir. Saf argon silindirleri, altta siyah, üstte ise “Saf Argon” kelimelerinin yazılı olduğu beyaza boyanır. Bir silindirde, gaz tamamen dolduğunda 150 atmosfer (yaklaşık 15 N / mm ² ) basınç altında tutulur.

Standart 40 litrelik bir silindir 6 metreküp (6000 litre) argon tutar. Bir silindirden argon, kaynak işlemine, silindirin boynundaki valfe tutturulmuş bir basınç regülatörü vasıtasıyla beslenir. Basınç regülatörü, gazın basıncını (genellikle 0-5 atmosferin altında olan) kaynak için gereken sayıya düşürür ve ayrıca silindirdeki basınca bakılmaksızın çalışma basıncı sabitini korur. Argon silindirlerin basınç regülatörleri siyah renkle boyanmıştır.

Argon akış hızı, regülatöre bağlı rotametre denilen bir akış ölçer ile ölçülür.

Kaynak için farklı derecelerde argonun spesifik kullanımları aşağıda listelenmiştir:

A notu:

A sınıfı (% 99-99 saf veya daha fazla) argon, aktif ve nadir metallerin kaynağında ve ayrıca fabrikasyonun son aşamasında diğer malzemelerden yapılan bileşenlerin kaynağında kullanılır.

B seviyesi:

Aluminyum ve magnezyum bazlı alaşımların kaynağı için B sınıfı (% 99-96 Saf) argon kullanılır.

C sınıfı:

Sınıf c (% 99-9 saf) argon, paslanmaz ve diğer yüksek alaşımlı çeliklerin kaynağında kullanılır.

Helyum:

Helyum nadir bir gazdır. Atmosferde sadece% 0-52 x 10 - ³ arasında bulunur. Ek olarak helyum, doğal gazda% 10'a kadar bulunur. Ayrıca, bazı radyoaktif elementlerin çürümesinden kaynaklanır ve bazı uranyum minerallerinde bulunur.

Yüksek maliyeti nedeniyle, helyum nispeten daha az kullanılan inert gazdır.

Havadan sadece 1/7 ağırlığında hafif bir gazdır. Bu kaynak havuzu korumasını zorlaştırır ve artan gaz tüketimi ile sonuçlanır.

Helyum iki seviyede satılmaktadır. Sınıf I% 99-6-99-7 saf ve Sınıf II 98-5-99-5% saftır. Standart hallerde 15 MPa (150 atom) basınç altında gaz halinde depolanır ve gönderilir. Ticari Helyum I, kahverengi boyanmış ve yazı içermeyen silindirlerde saklanır. Ticari Helyum II kahverengi boyanmış ve beyaz boya ile şablonlanmış 'Helyum' kelimesini taşıyan silindirlerde tutulmaktadır.

Helyum, koruyucu gazların herhangi birinin en yüksek iyonlaşma potansiyeline sahiptir ve bu nedenle bir kaynak arkı argondan çok daha yüksek bir potansiyelde çalıştırılabilir. Böylece, helyum korumalı ark daha büyük miktarda ısı üretir. Hafifliği nedeniyle helyum ark bölgesinden ayrılma eğilimindedir ve bu nedenle daha yüksek akış hızları korunmadıkça verimsiz bir kalkan oluşturur.

Bununla birlikte, hafifliği havai kaynak için yardımcıdır. Helyum için gereken daha yüksek akış hızı nedeniyle, daha yüksek kaynak hızları elde edilebilir. Koruyucu gaz olarak argon kullanılmasına göre helyum ile yaklaşık% 35 ila 40 daha hızlı kaynak yapmak mümkündür. Genellikle gaz tungsten ark kaynağı, gaz metal ark kaynağı ve otomatik MIG kaynak işlemlerinde kullanılır.

Karbon dioksit:

Hafifçe algılanabilen bir kokusu olan renksiz bir gazdır. Suda çözündüğü zaman asitli bir tat verir. Havadan ağır 1, 5 mislidir.

Endüstriyel olarak, CO ₂, özel olarak tasarlanmış kazan yanma kutularındaki kok veya antrasitin kalsine edilmesi ve doğal kaynaklardan alınması suretiyle hazırlanır. Ayrıca, amonyak imalatının yan ürünü ve alkolün fermantasyonu olarak da elde edilir.

Basınç altında CO2 bir sıvı haline gelir ve bu, yeterli soğutma ile -57 ° C'de buharlaşan kar benzeri bir maddeye (kuru buz denir) katılaşır.

Ticari olarak kullanılan kuru buz ve gaz CO2, renksiz bir sıvı olan sıvı C02'den elde edilir. O ° C'de buharlaşmaya bırakıldığında ve normal basınçta (760 mm Hg) bir kg C02 509 litre gaz C02 üretir.

Sıvı CO2, toplam boşluğun% 60 ila 80'ini kapladığı çelik silindirler içinde gönderilir. Standart bir 40 litrelik silindir, yaklaşık 15 m3 üreten 25 kg sıvı tutar. buharlaşma üzerine gaz. Silindir içindeki gazın basıncı, silindirden daha fazla gaz çekilirken düşen sıcaklığa bağlıdır.

Kaynak amaçlı kullanılan CO2 iki dereceli olabilir. Sınıf I en az% 99-5 (hacimce) saf CO2 içermeli ve 0-178 g / m3'ün üzerinde nem içermemelidir. II. Derece için karşılık gelen rakamlar% 99-0 ve 0-515 g / m3'tür.

CO2'nin penetrasyon özellikleri, gazların ağırlıklarının benzerlikleri nedeniyle helyumun penetrasyon özelliklerine benzer. Kaynak için kullanılan CO2 her türlü nemden arındırılmalıdır, çünkü nem kaynak metalinde gözeneklilik oluşturan hidrojeni serbest bırakır. CO2 daha yüksek elektrik direncine sahip olduğundan, mevcut ayar argon ve helyum ile kullanılanlardan% 20 ila 30 daha yüksek olmalıdır.

CO2 normal sıcaklık ve basınçta etkisiz olarak kabul edilir. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklarda, CO2'ye% 20 ila 30 arasında ayrışır ve O, CO toksiktir ve CO2 için 5000 ppm ile karşılaştırıldığında, sadece 175 ppm (milyon başına parça) güvenli bir konsantrasyona sahiptir. Bu, CO'nun yan etkilerine karşı korunmak için etkili egzoz sistemi çağrısı yapar.

Oksijen oluşumunun negatif özelliği, metalin nominal kuvvetini azaltabilmesidir. CO2 kullanımının bir diğer önemli dezavantajı, akım akışına karşı aşırı direncidir. Bu direnç nedeniyle ark uzunluğu hassastır. Yay uzunluğu çok uzun olduğunda, argon veya helyum gibi bir inert gaz kullanılmasına göre daha kolay sönecektir.

Kusurlu kaynaklar en çok, silindirin üst veya alt kısmından CO2 kullanıldığında üretilir. Bunun nedeni, tepedeki gazın, suyun bulunabileceği kirliliklerin çoğunu (azot, oksijen ve nem) taşımasıdır. 150-200 gm / silindir, altındaki sıvı C02 altında toplanır. Sıvı CO2 tamamen kullanıldığında, silindirden çıkan gaz aşırı nem içerecektir.

C02'deki yabancı maddelerden kaynaklanan kusurları önlemek için, yeni teslim edilen C02'nin 15.20 dakika oturmasını sağlamak ve içeriklerin üst kısmını atmosfere bırakmak iyi bir plan olacaktır. Bir silindiri baş aşağı çevirmek ve yaklaşık 15 dakika bu pozisyonda durmasını sağlamak iyi bir uygulamadır. Bu süreden sonra valfi dikkatlice açın, silindirdeki tüm su dışarı akacaktır.

CO ₂ 1000 litre / saatten daha fazla oranda kullanıldığında (sürekli kaynak işlemlerinde) bir operatöre paralel olarak bağlanmış en az iki silindir kullanması tavsiye edilir.

Büyük miktarlarda C02'nin söz konusu olduğu durumlarda, tankerlerde sevk edilebilir ve buharlaştırıcılara dökülebilir. C02 ayrıca kuru buz olarak gönderilebilir ve kullanıcının yerinde buharlaştırılabilir. Kaynak için katı CO2 kullanılmasının ana avantajları, gazın yüksek saflığı ve daha iyi taşınabilirliktir. Bir tedarikçi tarafından gönderilen katı CO2 briketleri, elektrik veya sıcak su ile ısıtılan özel kaplarda gaza dönüştürülür.

Diğer Gazlar:

Genellikle Ar, He ve C02 tek başlarına veya kaynak için koruyucu gaz olarak karışımlarda kullanılır. Bununla birlikte, kaynak tortularının istenen bazı şekillerini ve özelliklerini elde etmek için oldukça sık O ₂, H2 ve N2 gibi diğer gazlar bu gazlara eklenir.

Oksijen, oksitler oluşturmak için birçok elementle birleşen renksiz, kokusuz ve tatsız bir aktif gazdır. Çelikte, katılaşan kaynak metalinde sıkışıp kalabilen gözeneklere veya boşluklara neden olabilecek CO oluşturmak üzere karbon ile birleşebilir. Bu kusur genellikle Mn ve Si gibi deoksidleştiriciler ilavesiyle giderilir.

Hidrojen atmosferde bulunan en hafif gazdır% 0-01. Bununla birlikte, hidrojen, ark atmosferinde, baz metal veya dolgu telinde bulunan nem veya hidrokarbonlardan da bulunabilir. Erimiş çelikte çözünür, ancak çelikte oda sıcaklığında çözünürlüğü çok düşüktür. Bu nedenle, çıkan hidrojen, tane sınırlarına gider ve çatlaklara neden olabilir. Ayrıca HAZ'da boncuk altı çatlamasına neden olur.

Atmosferde azot bol miktarda bulunur. Renksiz, kokusuz, toksik olmayan ve neredeyse inert bir gazdır. Erimiş çelikte çözünür, ancak oda sıcaklığında çelikte çözünürlüğü çok düşüktür. Böylece gözeneklere ve boşluklara neden olabilir. Çok küçük miktarlarda, nitritler oluşturulduklarında çeliğin kuvvetini ve sertliğini artırabilir ancak çatlamaya yol açabilir sünekliklerini azaltır. Bakır kaynak için bazen azot kullanılır, çünkü yüksek ısı arkı sağlar. Argon ile karşılaştırıldığında düşük maliyeti nedeniyle, genellikle paslanmaz çelik boru ve boru sistemini temizlemek için kullanılır.

Gaz Karışımları:

Ark kaynağı işlemlerinde yaygın olarak kullanılan gaz karışımları arasında Ar-He, Ar-C02, Ar- ₀₂, Ar-H2, Ar-C02-02 ve benzeri yer alır.

Ar-He karışımlarında argon oranı% 25 ila 95 arasında değişebilir. Bununla birlikte, alüminyumun kaynaklanması için sıklıkla kullanılan bir kombinasyon, Ar-% 75 He veya Ar-% 80 He'nin bir karışımıdır. Koruyucu gaz olarak Argon oksitlerin uzaklaştırılmasına yardımcı olur ve ayrıca kaynak birikintisi üzerinde belirli bir miktarda gözeneklilik kontrolü sergiler. Helyum iyi bir boncuk konfigürasyonu vermeye yardımcı olur. Çoğu demir içeren ve demir içermeyen metaller, helyum veya argonla veya bunların karışımlarıyla kaynaklanabilir. Helyum, özellikle alüminyum, magnezyum ve bakırın daha ağır kısımlarının kaynağında ve ayrıca baş üstü kaynaklarında kullanışlıdır.

CO2-% 75 Ar veya CO, -S02% Ar karışımı yapısal ve düşük alaşımlı çeliklerin kaynağı için oldukça popülerdir. Argon, metal transfer özelliklerini geliştirir ve CO2, boncuk şeklinin ve işlem ekonomisinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Bununla birlikte, bu karışımlar, boncuk görünümünün önemli olduğu durumlarda çeliklerin daha ince kısımlarında kullanılır. Bunlar ayrıca son derece ince sac metal üzerinde konum dışı kaynak yapmak için yararlıdır.

Düşük karbonlu çeliklerin kaynağında boncuk şeklinin iyileştirilmesi amacıyla bazen argona oksijen eklenir. Argon'a eklenen az miktarda oksijen önemli değişiklikler yaratır. Örneğin, derin penetrasyon parmağını boncukun merkezinde genişletir; ayrıca boncuk kenarını iyileştirir ve kaynağın kenarındaki alt kesimi ortadan kaldırır.

Oksijen normal olarak% 1, % 2 veya% 5 miktarlarında eklenir. Ar- ₀₂ karışımları için kullanılan maksimum oksijen miktarı% 5'tir. Eklenirse daha yüksek miktarlar kaynak metalinde gözenekliliğe neden olabilir. Argona oksijen eklemenin temel amacı, elektrot negatif hale getirilirse, çelik elektrotun yüzeyinde, yayıcılığını artıran ve katod noktasını daha geniş ve sabit yapan termiyonik demir oksit oluşturmaktır.

Hidrojen bazen argona eklenir ancak miktarı maksimum% 5 ile sınırlıdır. Normalde kullanılan karışımlar Ar-2% II veya Ar-4% H2'dir. Hidrojen ilavesi, ark voltajında ​​artışa neden olur ve bu da arkta daha yüksek ısıya yol açar. Ar-H2 karışımı düşük karbonlu veya düşük alaşımlı çeliklerde kullanılmamalıdır, çünkü genellikle hidrojen gevrekliği olarak adlandırılan hidrojenle çatlamaya neden olabilir. Esas olarak nikel veya Ni alaşımlarını kaynaklamak için kullanılır. Bu karışımla birlikte paslanmaz çeliklerin ağır kısımları da kaynaklanmıştır.

CO ₂ - O ₂ veya Ar - CO ₂ - O ₂ karışımı da bazen hafif çeliklerin kaynaklanmasında kullanılır. Bu, metal transfer ve boncuk şeklini iyileştirir. Oksijen eklenmesi arkın daha sıcak akmasına neden olur ve bu nedenle füzyon eksikliğini önler.

Alüminyum için koruyucu gaz olarak az miktarda klor kullanılması, ark stabilitesini artırır. Ayrıca koruyucu gaza çok küçük bir katkı maddesi olarak (<% 0-03) nitrik oksit, alüminyum kaynak için kaynak bölgesindeki ozon içeriğinin azaltılmasında yardımcı olur.

Genel olarak, farklı metallerin ve bunların alaşımlarının gaz korumalı ark kaynağı için koruyucu gazın bileşimi, tablo 5.6'da verilen kılavuzlara dayanabilir. Farklı koruyucu gazlarla elde edilen boncuk şekilleri, Şekil 5.3'te gösterilmiştir.