Makina Mühendisi

Gazaltı Kaynaklarında Metal Transferi

Ergimiş elektrod ucundan kaynak havuzuna metal malzeme aktarım yöntemi, kaynağın birçok özelliğine direk etki eder.

Metal transfer yöntemi, arkta oluşacak sıçrama miktarını, işlem kararlılığını, çeşitli konumlarda kaynak yapma imkanını, ana malzemenin nemlendirilmesini, kaynak dikişinin yüzey formunu ve kaynaklı metalinin kalitesini etkiler.

Kullanılan gaz, güç kaynağının çeşidi, elektrot çapı ve kullanılan akım değerleri gazaltı kaynağındaki metal geçiş mekanizmalarının farklılığına sebep olur.

ISO 9606-1 standardının kullanılması ile birlikte transfer modu konusu da gündeme gelmiş ve bu bilginin kaynakçı belgelerine yazılması istenmiştir.

Çeşitli gazlar (Argon, Helyum, CO2) atmosferinde oluşan elektrik ark yüksek yoğunlukta ışık üretir. Bu yoğun ışık, ark bölgesinin ve damla transferinin çıplak gözle görülmesini engeller. Darbe metal gazaltı kaynağında (P-GMAW) bu ışığın yoğunluğu akımdaki darbelerle değişim gösterir ve bu değişim metal damlalarının gözlemlenmesini güçleştirir. Metal damlaları ark boşluğunda 50-500 Hz'lik (akım değerine ve kullanılan gazın niteliğine bağlı olarak) yüksek hızla kaynak dikiş bölgesine akmaktadır.

Malzemenin ark boyunca elektrottan iş parçasına geçişi dört farklı tipte olabilmektedir.

Kısa devreli geçiş:

Bu tip metal transferinde dolgu teli kaynak havuzuna temas ettiğinde ark söner, gerilim düşer ve akım yükselir. Bu noktada tel elektrot ucundaki erimiş metal damlası kaynak havuzuna geçer. Bu sayede elektrot ile kaynak havuzu arasındaki temas kopmuş olur ve ark yeniden yanarak telin ucunda yeni bir erimiş metal oluşturur. Bu yöntemde düşük akım ve gerilim kullanıldığından kaynak havuzu oldukça yoğun ve bu sebeple kontrol edilmesi daha kolay olduğundan zor pozisyonlarda ve kök pasolarında tercih edilen bir geçiş türüdür. Bu tip metal transferi karbondioksitçe zengin karışım gazları kullanılarak demir alaşımlarının kaynağında kullanılır.

• Damla geçişi “KISA DEVRE” ile yapılır.
• Damla geçişi yaklaşık 70 damla / saniyedir
• Düşük gerilim altında gerçekleşir (16 – 22 V arasında)
• Isı girdisi düşüktür (30 – 200 A arasında)
• ince kesitlerin birleştirilmesinde, zor pozisyonlarda ve büyük kök açıklıklarının kapatılmasında gerekli olan küçük ve hızlı kaynak banyoları oluşturmak amacı ile kullanılır.

İri damlacık geçişi:

Bu tipte damlacık boyutu tel çapının iki veya üç katına ulaşır. Kullanılan akım ve gerilim değerleri kısa devreli geçişe göre biraz daha yüksektir. Damlacık geçişi ark boyunca oldukça düzensiz ve sıçrantılı olur. Kaynak metalinin görünümü de düzensizdir.

Damlacık geçişi yerçekimi etkisiyle ark boyunca gerçekleştiğinden yatay ve oluk pozisyonlarında kullanılır.

• Damla geçişi kaba taneli olur. Yerçekimi etkisi veya Kısa devre ile gerçekleşir.
• Damla çapları tel elektrod çapından büyüktür.
• Damla geçişi yaklaşık 100 damla / saniyedir
• Yüksek gerilim altında gerçekleşir (20V ile 25 V arası)
• 2mm’den kalın saçların birleştirilmesinde, oluk pozisyonunda iç köşe kaynaklarında kullanılır.
• Torç, damlanın büyüyerek kaynak banyosuna değmeden kopacak kadar uzaklıkta tutulmalıdır. Fazla uzak tutulursa da, yetersiz ergime/nüfuziyet ve aşırı dikiş taşmaları oluşabilir.

Spray ark geçişi:

Argonca zengin koruyucu gaz altında yüksek akım ve gerilim değerlerinde bu geçiş elde edilir. Dolgu malzemesi çok küçük damlalar halinde ark boyunca kaynak havuzuna geçer. Damlaların büyüklükleri tel çapından çok daha küçüktür. Sıçrantı çok az ve dikiş görünümü çok düzgündür. Çok yüksek eritme gücünden dolayı genellikle oluk pozisyonlarında tercih edilir.

• Damla geçişi kısa devri olmaksızın yapılır.
• Damla geçişi yaklaşık 100-300 damla / saniyedir
• Yüksek gerilim altında gerçekleşir (25V ve üstü)
• Akım şiddeti “Geçiş akımı” adı verilen kritik bir değerin üzerinde olmalı.
• Sprey ark yanlızca argon veya argonca zengin karışım gaz karışımları ile elde edilir.
• Yatay pozisyonlarda ve kalın saçlara uygulanır.
• Torç, damlanın büyüyerek kaynak banyosuna değmeden kopacak kadar uzaklıkta tutulmalıdır. Fazla uzak tutulursa da, yetersiz ergime/nüfuziyet ve aşırı dikiş taşmaları oluşabilir.

Darbeli ark geçişi:

Burada iki tip akım kullanılır birincisi kısa ark denilebilecek düşük amper değerlerinde malzeme ile elektrot arasında arkın sönmediği ve malzemeyi ısıtma amaçlı kullanılan akımdır. Diğeri ise darbeli olarak artan amper değeri ile elektrotu ve malzemeyi eritip dolgu malzemesinin kaynak banyosuna geçmesini sağlar.