Elektrod Türleri

ELEKTRİK ARK KAYNAK ELEKTRODLAR1

Elektrîk ark kaynağında kullanılan elektrodları genel olarak ikî gurupta toplamak müm-kündür.

I-Yalnız arkı meydana getirmekte kullanılan elektrodlarI I- Hem arkı meydana getiren hemde ilâve metal olarak kullanılan elektrodlar.

I - YALNIZ ARKI MEYDANA GETİRMEKTE KULLANILAN ELEKTRODLAR

Bu elektrodlar ya parça i le aralarında ya da iki elektrod arasında arkı meydana getirir.Kaynak dolgusu için ayrıca kaynak teli kullanılır. Bu elektrodlar başlıca iki guruba ayrı -l i r .

1. Karbon elektrodlar2. Tungsten elektrodlar

1. KARBON ELEKTRODLAR

Dairesel kesitli ve dışı bakır kaplı olarak yapılan elektrodlar Uç cinstir. Amorf, grafit veelektro-grafit elektrotlar.

Amorf elektrotlar toz halinde kok, grafit ve antrasit kömürlerinin bir yapıştırıcı madde îlebirlikte yüksek basınç altında preslenmesi ile elde edil ir. Yapıştırıcı madde olarak dahaziyade katran kullanılır. Elektrot presleme işleminden sonra fırında kurutulur. Tamamendo^lu amorf çubuklara "homogen karbon" elektrodlar adı veril ir. Ayrıca f i t i l l i amorf elek-trodlar adı verilen diğer bir cins elektrod tipi daha vardır. Bu f i t i l l i çubukların özü sucamı ve asit borik olup arkın muntazam ve sakin yanmasını temin eder.

Grafit ve elektro-grafit çubuklar yalnız grafit kömüründen imal edil ir. Bu elektrodlannya-pıları daha sıkı, ömürleri amorf elektrotlardan daha uzun, tatbik edilen akım şiddeti dahayüksektir.

2. TUNGSTEN ELEKTRODLAR

Tungsten elektrodlar koruyucu gaz atmosferi altında yapılan kaynak usullerinde kullanılır .Ark Atom, Argontrk (TIG) kaynakları g ib i . İlk zamanlarda saf tungsten elektrodlar k u l l a -nılmış, daha sonraları da toryum ve zirkonyumla alaşımlandırılmış elektrotlar geliştirilmiş-t ir.

Ala§unlandırılmış tungsten elektrodlar başlıca şu üstünlükleri sağlar.

a) Mükemmel bir elektron emisyonu meydana getirir.b) Alaşımlı elektrotlarıalaşımsızlardan% 25 daha yüksek akım şiddeti ile yüklemek müm-

kündür* ' .

c) Alaşımlı elektrodların ömürleri daha uzun, sarfiyatları % 50 daha azdır.d) Elektrodun kaynak yerine temas etmesi halinde kaynak banyosunda meydana gelen sıç-

rama ve buharlaşma saf elektrodlara nispeten daha azdır.

Tablo I. AWS (American welding society) göre tungsten elektrot tipleri

Sembol

EWP

EW Th- I

E W T h - 2

EW Th - 3

EW Zr

Tungsten%

99,5

98,5

97,5

98,95

99,2

Toryum%

-

0,8-1,2

1,7-2,2

0,05-0,55

Zirkonyum%

_

-

-

-

0,15-0,40

Diğer eleman -lar toplamı

%

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

II - HEM ARKI MEYDANA GETİREN HEM DE İLAVE MEITAL OLARAK KULLANILANELEKTRODLAR

Bu elektrodlar kaynak yaparken erir ve kaynak ağzını doldururlar. Başlıca iki guruba ay-rılırlar.

A - Örtüsüz elektrodlarB - Örtülü elektrodlar

A-ÖRTÜSÜZ ELEKTRODLAR

Dış yüzeyleri çıplak çekme veya haddeleme suretiyle elde edilen tellerden ibarettir. Çıp-lak ve özlü elektrodlar olarak iki gurupta incelenebilir.

a) Çıplak elektrodlarBu elektrodlarla kaynak yaparken kaynak banyosunu havanın oksijen ve azotunun kötü et-kilerinden korumak mümkün değildir. Azot kaynak dikişinin mukavemet ve sertliğini artır-masına karşılık sürekliliğini düşürür. Oksijen ise dikişin mekanik özelliklerinin kötüleşme-sine ve bazı alaşım elemanlarının yanmasına sebep olur. Dolayısıyle böyle bir dikişin şe -ki l değiştirme kabiliyeti çok azdır. Kaynak banyosu çabuk soğuduğundan dikiş gevrek o-lur ve çentik mukavemeti gayet azdır. En çok dolgu kaynak işlerinde kullanılır, çıplakelektrodların yakılması zor, nüfuziyeti azdır.

b) Özlü ElektrodlarElektrodun çekirdeğinde arkı stabilize eden bazı organik maddelerle doldurulmuş bir ÖZBM-

lunur. Özlü elektrodlarla kaynak yapıldığı zaman, havanın kaynak dikişine, tesiri çıplakelektrodlara nazaran daha azdır. Öz maddesinin yanmasıyla meydana gejen gaz atmosferi,kaynak dikişini kısmen örter, kaynağın mekanik mukavemeti de çıplak elektrodlara naza-ran daha yüksektir. Kaynatılması çıplak elektrodlara nisbeten daha kolay nüfuziyeti dahafazladır.

- 2 -

B - ÖRTÜLÜ ELEKTRODLARBunlar çıplak tel üzerine doldurma veya presleme suretiyle örtü geçirilmiş elektrodlardır .Bu kısımda sadece elle yapılan ark kaynağında kullanılan örtülü elektrodlardan bahsede -ceğiz. Bir örtülü elektrod iki kısımdan meydana gelir.

a) Elektrod Çekirdeği :

Kaynak metalini teşkil eden bu orta sîlindirik kısımdan arkı meydana getiren akım geçer.Yumuşak çeliklerin kaynağında kullanılan çekirdek tellerinin terkibinin belirli sınırlar da-hilînde olması icap eder. Kükürt mümkün mertebe az olmalı (0.025 % Max. ) Kükürtmiktarı arttıkça dikişte çatlaklar ve bilhassa yüzeyde gözenekler meydana gelir. Karbon( 0*05 - 0.09 ), Silisyum ( 0.030 max.) ve Manganez (0.45 - 0.60 ) miktarlarının da mu-ayyen sınırları aşmaması istenir. Aksi taktirde yine dikişte çatlak ve gözenekler meydanagelir«

b) Elektrod Örtüsü :

örtülü e I ek trod I arda değişik kalınlıklarda ve çekirdekle eş merkezli olması gereken birörtü bulunur, örtülü elektrodlarla yapılan bir kaynağın kalitesi örtü karakterine ve örtükalınlığına bağlıdır.

Elektrod örtüsünün başlıca faydaları şunlardır :

- Arkın tutuşma kabiliyetini yükseltir ve arkı stabilize eder. örtünün terkibinde bulunansodyum ve potasyum tuzları metalik oksitler, karbonatlar vs. gibi maddelerin iyonlaştırıcıetkisi elektrod ucu ile kaynak edilecek parça arasında yani anotla katod arasında dalgalıakım geçişini hayli kolaylaştırır. Tutuşturma esnasında aradaki hava tabakası kaynakmakînasmm Eo boşta çalışma gerilimi tarafından delinir. Mer elektrod tipi kendine özgübir îonlaşma potansiyelini, yani Et tutuşturma gerilimini haizdir. Arkın kararlılığını ida-me edecek şekilde ergime sürekliliğinin temin edilmesi için E o ^ Et olmalıdır.

Bu itibarla örtü, arkın.kararlılığını temin etmenin yanı sıra dalgalı akımda 40-80 voltluk,doğru akımda da 40-50 voltluk bir boşta çalışma geriliminin kullanılmasını mümkün kılar •örtüyü teşkil eden maddeler, anodla katot arasındaki toplam enerji dağılımını etkiler .Anotla katot arasında ark enerjisini eşit şekilde bölecek her madde veya karışım elek -trodun dalgalı akımda kullanılma imkanını arttırır.

- örtü çekirdekten daha geç ergîdiğinden, elektrodun ucunda az çok derin bir krater ha-sıl olur« Bu krater arkın mekanik kararlılığına ve do lay isiyle ergime banyosunun münasipşekilde idaresine yardım eder. Bazı elektrod tiplerinde bu krater elektrodu devamlı olarakparçaya sürterek kaynak etme imkânını verecek kadar bariz ve derindir.

- Koruyucu gaz tesiri yapacak kaynak banyosunu havanın oksijen ve azotunun zararlı te-sirlerinden korur. Böylece kaynak dikişinin mekanik özelliklerini yükseltmiş olur.

- Örtünün ergiyerek kaynak dikişi üzerinde hasıl ettiği cürufun miktarı, yoğunluğu, katı-laşma noktası ve viskozite sınırları dikişin alacağı şekli etkiler. Meselâ dik ve tavan kay-naklarında akıcı ve dar viskozite sınırlarını haiz bir cüruf gereklidir. Cüruf, dikiş boyun-ca ergimiş metali, aşağıda izah edileceği gibi, temizleyecek kadar akıcı, I$aynak işlemiilerledikçe ergimiş metali yerli yerinde tutacak kadar da çabuk katılaşan cinsten olmalı-dır. Çok akıcı olan bir cüruf ergimiş banyonun üstünden akar ve metal de "sarkar" veya"damlar" ve pürüzlü bir yüzey arzeder. Dolayısıyla örtü, hasıl ettiği cürufun viskozite veyüzey gerilimi aracılığı ile kaynak dikişini tanzim eder. Yine dikiş şeklini etkileme bakı-mından örtünün bir başka yönde de rolü büyüktür : Elektrodun örtü kalınlığı arttıkça kay -

-3-

nak akım şiddeti artar, elektrod çekirdek metali daha ince ttantlacıfckır haline geçernetice itibariyle dikiş daha düzgün ve iç bükey şekilde okır.

ve"

- Her pozisyonda kaynak edebilme imkânını kolaylajttritv--- Kaynak edilen parça yüzeyinde bulunan oksitler, kaynak esnasında dikişe dahM olurlar,

örtünün teşkil ettiği cüruf/ kaynak metalinin kalitesine zarar verecek bu oksitler ve sair5. pisliklerden dikişi temizler ve bunları kendi içinde toplar,

- Ergimiş banyoya gerekli ilâve elementler getirerek onu alaşımlandırır, öncelikle kaynakesnasında oksitlenme ve buharlaşma suretiyle silisyum ve manganezin kaçınılmaz kayıpla -rını telafi eder. Krom, nikel, molibden vs. gibi ilave elementler örtü içinde ferro ala-şım halinde bulunur. Böylece bir yumuşak çelik çekirdekten hareket ederek bir alaşımlıçelik dikişi meydana getirmek mümkün olur. Keza bazı hallerde örtü malzemesine önemi)miktarda demir tozu katarak elektrodun verimi arttırılır. Sonuç olarak denilebilirkl örtü-nün münasip şekilde seçilmesi ile çeşitli pozisyonlarda kaynak yapmak imkânını veren vegörünüş, kimyasal terkip ve metalik karakteristikler bakımından kaynak konstrüksî yon I arın-dan beklenen şartları yerine getiren yumuşak ve kararlı bir ark elde edilebilir.

Elektrodlar örtü kalınlığına göre ( DİN 1913 ) üç guruba ayrılır :

a) İnce örtülü elektrodlarb) Orta kalın örtülü elektrodlarc) Kalın örtülü elektrodlar

d ; Çekirdek çapıD ; Elektrodun dış çapı

D = (120 % d)D = ({120 - 145 % d )D > 145 % d • %

Elektrod örtü kalınlığının kaynak dikiş formuna etkisi şekil. I de görüldüğü gibidir;

Kaynak yapılan malzemenin cins ve kayridR işlemi amaçlarına göre elektrodlar aşağıdaki gu-rupiama içinde incelenecektir.

1. Yumuşak ve alçak alaşımlı çeliklerin kaynak elektrodları2. Yüksek alaşımlı çeliklerin kaynak elektrodları3. Dökme demir (pik) kaynak elektrodları4. Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının kaynak elektrodları5. Bakır ve bakır alaşımlarının kaynak elektrodları6. özel amaçlı elektrodiar.

- 4 -

I. YUMUŞAK VE ALÇAK ALAŞIMLI ÇELİKLERİN KAYNAK ELEKTRODLARI :

ELEKTROD STANDARTLARIa) Milletler Arası Standart ( ISO )

ISO standartlarına göre bîr elektrodu karakterize eden işaretler üç grupta toplanır*

I. Birinci gurup üç rakamdan ibaret olup, kaynak metalinin sırası i le asgari çekme rnuka -vemeti, kopma uzaması ve çentik darbe mukavemetini karakterize eder. ( Tablo, 2 )

Çekme Mukavemeti

İjaret rakka-mı

01

2345 .6

asgari

-414448525660

Kopma uzaması Lo' s 5d

İşaret rakkamı

01

2345-

Değerler% asgari

-1418222630-

Çentik darbe mukavemeti150 - deneyi

İşaret rakkamı

01

2345-"

DeğerlerKgm/cm2asgari

-579II13-

Tablo - 2 Kaynak malzemesinin mekanik değerlerini belirten işaretler

2. İkinci gurup yalnız bir harften ibaret olup örtünün tipini karakterize eder.

A. AsitB. BazikC SelulozikO.. OksitR. Titandioksit, Tip IT. Titandioksit, Tip 2V. Diğer tipler

38 Üçüncü gurupta iki rakamdan ibaret olup birinci rakam : kaynak pozisyonu, ikinci ra-kam da : akım şekli, kutup durumu ve kaynak transformatörünün asgari boşta çalışma geri-limini gösterir.

İşareti

1

2

3

4

Uygun kaynak pozisyonu

Bütün kaynak pozisyonları

Yukarıdan aşağı dik pozisyon haricinde

bütün pozisyonlar

Yatay ve oluk pozisyonlarında

iç köşe kaynakları

Yatay alın kaynağı pozisyonu

Tablo - 3 Kaynak Pozisyonu ( ISO )

-5-

Elektrodkutupdurumu

-

Doğru ve dalgal ı akımda kaynaktransformatörünün asgari boştaçalışma gerilimi

50( v o l t )

1

2

3

70(volt)

4

5

6

90( volt )

7

8

9

Yalnızdoğruakım

0

0 -•

0 f

Tablo - 4 Akım şekli, kutup durumu, kaynak trasformatörühünasgari boşta çalışma gerilimi ( I S O )

ÖRNEK : E 345 B 29

E : Elektrot3 : Asgarî çekme mukavemeti 48 kg /mm24 : Asgarî kopma uzaması 26 %5 : Asgarî çentik darbe mukavemeti 13 kgm/cm2B : Bazik karakterli K '2 : Yalnız yukarıdan aşağıya dikey pozisyon müstesna, diğer bütün kaynak pozis-

yonları iç in,9 : Doğru akımla elektrot pozitif kutba bağlanarak veya boşta çalışma gerilimi

asgarî 90 volt olan bir kaynak trasformatörü ile kaynak yapılır.

b) Alman Standardı ( DİN 1913 )DİN 1913'e göre bir elektrodun Hpini karakterize eden işaretler beş guruba ayrılır.

İ# Birinci gurup işaret, elektrodun tipini karakterize eder»

ooo

TiOxEsKbZeSo

: Çıplak: özlü: Rutil ( Titandioksit ): Oksit: Asit: Bazik: Selülozik: Özel

öze) Hp elektrod I ardan derin nüfuziyet tipi ( Tf ) ve demir tozlu tipte ( Fe ) ile gösterilir.Ayrıca bu özel tip elektrot işaretlerinin yanına örtü tipini belirtmek için işaretler ilâveedilir« Tf Ti veya Fe Es gibi , Tf Ti i le gösterilen bir elektrod,özel guruptan derin nüfuzi-yetli olup/ örtüsüde rutil karakterlidir. Fe Es elektrodu da yine özel gurupdan demir tozluWr elektrod olup, örtüsüde asit karakterlidir.

2» Elektrodun klâs işareti

Elektrodların hangi cins çeliklerin kaynağında kullanıldığını ayırt etmek için çeşitli çelikguruplarına göre elektrodlar romen harfleri i le gösterilen 14 guruba ayrılmışlardır. Bu sınıf -

•6-

i

Kaynak edilen malzemeler

Çelikçeşitleri

3IN 17155'egöre

lar ı

DİN 1629fa

goreBoruÇelikleri12)

DİN 17175f€göre Boruçelikleri

DİN 17172'ye göreUzun mesafenakil boru-ları

Çelikcinsleri

17 Hn 4

19 Mn 5

St 35 veSt 35.4St 45 veSt 45.4St 55 veSt 55.4St 52 veSt 52.4

St 35.8

St 45.8

St 34.7St 38.7St 43.7St 47.7St 53.7

Çekme mukave-meti

kg/mm2

47 - 56

52 - 62

35 - 45

45 - 55

55 - 65

52 - 62

35 - 45

45 - 55

33 - 4538 - 5043 - 5547 - 5952 - 64

Elektrod klası1)

I II III V VIIVillaVlIIb IX X XI XII

Kullanma alanı ve tecrübe değeri= Eğilme açısı 2)

dv -Çentik darbe mukavemeti 3

1805905

-10 )-905

11)11)11)11)11)

,1805

9051808

11)11)11)11)11)

1805

1805

1808

11)11)11)11)11)

180°

5

1808

1805

1805

1808

180511)11)11)11)11)

180°5

1807;

5

1805

1805

1805

11)11)11)

180°5

1808:

5

180 J5--1805

1805

11)11)11)

180C

5

1807)

5

L80_j5 j--

1805

XIII XIV

eri

)

180C

5

1808)

5

--1805

1B09

5

1) Elektrod klasları IV ve VI imâl edilmemektedir.»2) Eğme deneyi DİN 50121

Te göre yapılır.

3) Çentik darbe deneyi DİN 50122fye göre. DVM deney çubuğu yapılır,

4) Verilen değerler DİN 17100fe göre kaynak kabiliyeti olduğunda muteberdir,

5) Yalnız bazik tipi' elektrodlar için6) Bu elektrodlarm gemi çeliklerinin kaynağında kullanılmasında talimatnameler muteberdir.7) Genel olarak basınçlı kap imalatı içindir

ffakat 350°C

!den fazla cidar sıcaklığı için değildir.

Gerilime ısıl işlemi tatbik edilmiş birleştirmeler.8) 19 Mn 5 çeliklerinin gerilim giderme tavlı birleştirmeleri9) 19 Mn 5 çeliklerinin normal tavlı birleştirmeleri

10) Yalnız 6 mm.ye kadar cidarlı borular için11) Bu elektrodlarin uzun mesafe nakil borularının kaynağında kullanılmasında özel talimatnameler muteberdir.12) DİN 1626'daki kaynaklı çelik borular için;muadili DİN 17100

!deki yapı çeliklerinin elektrod klasları

muteberdir.

3. Örtü kalınlığı işaretlen

Örtülü elektrodlarda örtü kalınlığı için d, m ve s küçük harfleri kullanılır.

d : İnce örtülü elektrodlarm : Orta kalın örtülü elektrodlarş : Kalın örtülü elektrodlar

Derin nüfuziyet ve demir tozlu elektrodlar daima kalın örtülü olarak imal edildiğînden,bun-lar da ayrıca örtü kalınlığını gösteren işarete lüzum yoktur,

4. Kaynak dikişinin mekanik özelliklerini gösteren işaretler ISO işaretlerinin aynı olup3 rakam ile gösterilir.

1. Birinci rakam çekme mukavemetini ( kg/mm2) olarak verir,2. İkinci rakam kopma uzamasını ( % ) olarak verir,3. Üçüncü rakam çentik darbe mukavemetini ( kgm/cm2) olarak verir.

5. Kaynak pozisyonu ve akım şeklini belirten işaretler

Elektrodun kullanılabildiği kaynak pozisyonları Tablo, ö'da gösterilen bir rakamla ifadeedilir. Derin nüfuziyet elektrodl arında, bunlar genellikle sadece yatay pozisyonda kay-nak edebildiklerinden işaret rakam» bulunmaz.

İşaret Rakkamı

1

2

3

4

Kaynak Pozisyonları

Bütün kaynak pozisyonları için

Yukarıdan aşağı dik kaynak

dışında bütün pozisyonlarda

Yatay pozisyonlar ve aşağıdan

yukarı,kaynak

Sadece tekne kaynakları

( köşe ve alın dikişleri )

Tablo - 6 Kaynak pozisyonlarını belirten işaretler

Akım şeklini gösteren işaretler, elektrodun hiç zorluk çekilmeden kaynak edebildiği akımşeklini ve doğru akımiçin bağlanacağı kutbu gösterir. Tablo. 7

-9-

c) Amerikan Standardı ( AWS - ASTM )

Amerikan standartlarında örtülü yumuşak çelik ve alçak alaşımlı çelik elektrodlar başta Eharfî olmak üzere dört veya be§ rakamkı bir says ile gösterilir«, E harfi elektrik ark kaynağıelektrodunu ifade eder*

Baştan ilk iki veya üç rakam ( beş rakamlı durumda) 1000 PSÎ ( pound per sauare inch) cin-sinde kaynak dikişinin asgari kopma mukavemetini gösterir* Sondan bîr Önceki rakam elek-trodun başarı ile kullanılabileceği kaynak pozisyonlarını gösterir, Şöyleki t

I« Bütün kaynak pozisyonları2. Yatay ve oluk kaynak pozisyonları3S Sadece oluk kaynak pozisyonları

Dördüncü rakamda örtü tip akım şekli ve kutup durumunu karakterize eder. Bunlar aşağı-daki tablo«8 sıralanmıştır«

Tablo : 8 Yumuşak çeliklerin ark kaynağında^ örtülü elektrodlann AWS sınıflandırılma-sında son rakam tarafından gösterilen örtü tipi ve uygun akım şeklî

Son rakarr

0

1

2

3

5

6

7

8

ÖRTÜ TİPİ

SELÜLOZİK(SODYUM SİLİKAT)

SELÜLOZİK(POTASYUM SİLİKAT)

RUTİL (SODYUM SİLİKAT)

RUTİL (POTASYUM SİLİKAT)

RUTÏL (DEMİR TOZLU)

BAZİK (SODYUM SİLİKAT)

BAZİK (POTASYUM SİLİKAT)

DEMİR TOZLU

BAZİK (DEMİR TOZLU)

ÂKIM ŞEKLİ VE ELEKTRODÜN

BAĞLANACAĞI KUTUP

DOĞRU AKIM (POZİTİF KUTUP)

DOĞRU AKIMDA (POZİTİF KUTUPTA)

VE DALGALI AKIMDA

DOĞRU ÂKIMDA (NEGATİF KUTUP)

VE DALGALI AKIMDA

DOĞRU AKIM (NEGATİF KUTUP)

VE DALGALI AKIMDA

DOĞRU AKIM (ELEKTROT HER İKİ KUTUPTA)

VE DALGALI AKIM

DOĞRU AKIFı (POZİTİF KUTUP)

VE DALGALI AKIMDA

DOĞRU AKIM (POZİTİF KUTUP)

VE DALGALI AKIMDA

DOĞRU AKIM (NEGATİF KUTUP)

VE DALGALI ÂKIMDA

DOĞRU AKIM (POZİTİF KUTUP)

VE DALGALI ÂKIMDA

Alçak alışımlı çeliklerin kaynak elektrodları, yumuşak çeliklerin kaynak eîektrodlarındanfarklı olarak bir son ek ilaveli oiarak gösterilir« ( E xxxx - A! gibi ). Bu son ek köynakmetalîndeki alışım elementlerinin yaklaşık miktarlarını ifade eder, şöyleki :

AıBıB2B3

0,o,

2

5% Mo5%Cr, 025%Cr,,25%Cr,

,5%0,5i %

Mo% MoMo

-II-

B4 2 % C r , 0,5 %MoB5 0,5%Cr, I % MoCi 2,5% NÎC2 3 , 2 5 % N iC3 I % N i , 0,05% Mo, 0,15 % CrDi,D2 0 , 2 5 - 0 , 4 5 % Mo, 1,75% MnG 0,5 % min.Ni, 0,3 % min.Cr, 0 , 2 % min.Mo,

0,1 % min V, I % min.Mn (sadece bir element gereklidir.)

ÖRTÜ KARAKDERİNE GÖRE ELEKTROTLARIN SINIFLANDIRILMASI

DİN I913'e göre örtülerinin karakteri itibariyle örtülü elektrodlar altı ana tipe ayrılırlarve buna göre işaretlenirler.

Titandioksit (Rutil) elektrodlar TiAsit elektrodlar EsOksit elektrodlar OxBazik elektrodlar KbSelülozîk elektrodlar ZeÖzel elektrodlar So

TİTANDİOKSİT (RUTIL) ELEKTRODLAR ( T i )

Bunlar örtülerinde esas madde olarak çoğunlukla Rutil şeklinde bulunan titandioksit veya i l -menit ( demir ve titan oksidi ) ihtiva ederler. Bundan başka örtülerinde silikatlar ( sodyumveya potasyum), karbonatlar, metal oksitleri, organik maddeler ve ferro alaşımlar bulu -nur. Çok yönlü kullanma imkanına sahip bu elektrodlar, örtüleri her kalınlıkta, yani inceorta ve kalın olarak imal edilir. Bu husus, başka tiplerde olduğu gibi, kaynak hızı,pozis-yonu, aralık doldurma kabiliyeti ve cürufun kolay kalkmasını etkiler.

Ark içinde kaynak malzemesinin intikali, örtü kalınnğına göre değişir, ince örtülüde iridamlalı, kalın örtülüde de ince damlalı olur. Kalın örtülü rutil elektrot da damla inceliğiaynı örtü kalınlıktı asit tip elektrot kadar olmaz. Örtü kalınlığı arttıkça kaynağın meka-nik özelliklende iyileşir. Cürufun şekli, örtünün kalınlığı ve içindeki elementlere bağlıolup sıkıdan petek gibi gözenekliye kadar değişir ve mukavemeti de farklı olur. Cürufkaynağı takiben gayet kolay kalkar.

Bu elektrodların aralık doldurma kabiliyeti ince ve orta örtü kalınlığında çok iyi #kalın ör-tülüde iyi ve her halde, tekabül eden asit elektrodlarınkinden daha iyidir. Sıcakta çatlamahassasiyeti aynı miktarda manganez ihtiva eden asit elektrodlardan daha azdır.

Rutil elektrodlar ergime hızı bakımından selülozîk ve yüksek verimli elektrodlar arasındayer alır, Nüfuziyeti ise orta derecededir.

Rutîlîn rolü daha çok iyonlaşmayı artırmak olduğundan bunlarda ark çok kararlı, tutuşmasıkolay ve dalgalı akımda bile ark gerilimi nisbeten düşük olur. ( Eo ^40 - 45 V ) Rutilelektrodlar hem doğru ( elektrod negatif kutupta) hem de dalgalı akımda kaynak yapılır .Kaynak işlemi gayet kolay olup sıçrama kaybı azdır. Kaynak dikişi düzgün bir görünüş arzedip bombesi azdan düze kadar değişir. Röntgen muayenesi yapılacak kaynaklara rutil elek-trodlar uygun değildir.

Rutil elektrodlar bütün kaynak pozisyonlarında kullanılabilmelerine rağmen ekseri düz ve

-12-

aşağıya meyilli pozisyonlarda kullanılır.

RuHİ elektrot çeşitleri :E éOI2 ( Ti VII m ) ; Bu elektrod, orta nüfuziyetli, oldukça sakin ark veren, sıçra -ma kaybı az ve kaynak metalini kalın bir cürufla tamamen örten bir kaynak elektrodu ola-rak karakterize edilir* Elektrod örtüsünün ağırlık olarak % 35 den fazlası titanyumdur.Bundan başka örtü ekseri silisli maddeler ( feldspat ve kil gibi), az miktarda selüloz, fer-ro manganez ve bağlayıcı olarak sodyum silikat ihtiva eder. Keza az miktarda kalsiyumbileşikleri, doğru akımda ark karakteristiklerini iyileştirmek için ilâve edilebilir. Bu elek-trodların tek poso kaynakları radyografik gereklere cevap verebilir, fakat çok posolu kay-naklarda radyografik gereklere oldukça uzak düşülür. .

Bu elektrod bütün p ozisyonlarda kullanılabilmekle beraber daha çok düz ve yatay pozis-yonlarda kullanılır. Özellikle tek poso, yüksek hız, yüksek akım şiddeti ve yatay köse 'kaynağı için kullanılmaları tavsiye edilir. Yatay köse kaynaklarının dikiş profili konvexşekilde olur.

Bu elektrodlar bir çok alçak alaşımlı ve özellikle yüksek karbon değişimleri gösteren ç e -liklerin kaynağında kullanılabilir.

E 6013 ( Ti VIII S) : E 6013 elektrodları E 6012 elektrodlarına çok benzer olmakla bera-ber bazı faydalı farklılıklara sahiptir. Cürufu daha kolay kalkar. Ark, özellikle küçükçaplı elektrodlarda ( 2,5 0 ) olmak üzere daha kolay teşekkül ettiri l ir ve kararlı tu-tulabil ir. Böylece alçak boşta çalışma gerilimi altında tatminkar çalışılabilmeye müsadeeder. Bu elektrotlar özellikle ince saçların kaynağı için imal edil ir. Bu elektrodların nü-fuziyeti E 6012 elektrodlarından daha az olduğundan, büyük çaplı elektrodlar kullanılaca-ğı zaman önceden E 6012 ile bir paso kaynak yapılmalıdır.

Elektrod örtüsü E 6012 elektrotların örtüsüne çok benzerdir. Önemli fark, dalgalı akımdaalçak akım şiddeti ve alçak boşta çalışma gerilimi altında arkın teşekkül ve kararlılığınısağlıyan, kolay iyonlaşan maddelerin örtü için katılmış olmasıdır.

Bu elektrodların çoğu yukar-aşağı dik p ozisyonlarda iyi netice verir. Yatay köse kaynak-larında dikiş profili düz şekildedir.

Küçük çaplı elektrodların kaynaklan radyografik gereklere ( Grade I ) çoğu kere cevapverebilir.

E 7014 : Bu elektrod örtüsünün muhteviyatı E 6012 ve E 6013 elektrodlarınkîne benzerolup ilave olarak demir tozu ihtiva eder. Örtü içinde demir tozunun yüzde •('%•) miktarıE 7024 elektrodlarından daha azdır. Örtü karakter ve miktarı bu elektrodun bütün pozis-yonlarda kullanılmasını mümkün kılar, bu elektrodlar E 6012 ve E 6013 kadar olmamaklaberaber E 7024 elektrodlarından daha çok yönlüdür.

Bu elektrodlar yumuşak ve alçak alaşımlı çeliklerin kaynağına elverişlidir. Düzgün kay-nak dikişleri veren bu elektrodların nüfuziyeti E 6012 elektrodları kadardır. Köse kaynakprofili düzden konvex'e kadar değişir. Cüruf gayet kolay kalkar. Kaynak metali bırakmahızı kendi gurubunda en yüksektir. Kullanılan akım şiddeti E 6012 ve E 6013 elektrodla-rından daha yüksektir.

ASİT ELEKTRODLAR (Es)

Çok akıcı olan bu elektrodlarla yukardan aşağıya dik kaynak dışında her pozisyonda kay-

-13-

nak yapılabilir. Dikişin yüzeyi parlak olup dikiş dövülebilir ve röntgen muuyerresinde çokiyi netice verir. Ark yüksek sıcaklığa haiz olduğundan büzülme fazla olur. Ana metalinçatlamaya hassas olması halinde bu elektrodlarm kullanılması tavsiye edilmez. Aynı sebep-ten sıçrama kayıpları fazlaca olur ve dolayısıyle elektrod verimi nisbeten düşüktür. Ya-tay pozisyonda kaynakta yüksek akım şiddeti ile ve dolayısıyla büyük ergime hızı ile ça-lışılabilir. Dikiş formu iç bükey olup çentikler göstermez.

Bu e I ek trod I ar umumiyetle, kal m örtülü olur, cüruf petek gibi gözenekli olup kolayca kal-kar. Örtü daha çok mâden halinde demir oksit ve çoğu zamanda mangan oksit i le bunlarındışında yüksek miktarda ferro-mangan ve diğer deoksidanlaı ı ihtiva eder.

Elektrod doğru ve dalgalı akında kaynak eder ve en iyi yatay p ozisyönda kaynağa uygun*dur. Aralık doldurma kabiliyeti orta derecede olduğundan kaynak ağızlarının iyi hazırlan-ması ve parçaların birbirine iyi alıştırılması gerekir.

Örtü rutubete az hassas olmakla beraber röntgen muayenesine tabi tutulacak kaynaklardakurutulmaları tavsiye edil ir.

E 6020 ( Es VIII S ) : Örtü yüksek miktarda demir oksit ihtiva eder. Dalgalı ve doğruakım negatif kutupta yatay köse kaynaklarında düz veya hafif iç bükey dikiş elde edilir .Düz pozisyon , dalgalı ve doğru akım her iki kutupta köşe ve alın kaynaklarında iyi neti-ce alınır.

Normal kaynak akım şiddetinde nüfuziyeti orta derece olur. Yüksek akım şiddeti kul lanı-larak derin nüfuziyet elde edilebilir»

Bu elektrodlarm, rodyografik muayeneye tabi tutulacak yatay köse ve düz pozisyon kaynak-larında kullanılması tavsiye edil ir. Kullanılan yüksek akım şiddetleri çarpılmaya neden ola-bileceğinden bu elektrodlar ince malzemelerin kaynağında kullanılmaz.

OKSİT ELEKTRODLAR ( Ox )

Bu elektrodlar çok akıcı olup düzgün dikişler verirler. Bunlar en çok alaşımsız ve düşükkarbonlu çeliklerin kaynağına ve sadece yatay oluk p ozisyönda kullanılmaya elverişlidir.Diğer elektrod tiplerine nazaran sıcakta çatlamaya daha müsait olup çok iyi bir hazırlıkçalışmasını gerektirirler.

Örtüleri genellikle kalın olup çoğunlukla demir oksidi ve bazen de mangan oksidi ihtivaeder. Ark içinde metal geçişi ince yağmur halinde olur. Arkta karbon ve mangan fazlacayanar, bu sebepten dikişte mangan miktarı az olur. Cüruf sıkı olup soğuduğunda kendili -ğinden kalkar. Dikişler çok düzgün ve bilhassa ince tırt ı l l ı fakat az nüfuziyetlidir.

Bu elektrodlar doğru ( elektrod eksi kutupta ) ve dalgalı akımda çalışabilir ve en çok y a -tay pozisyonda kaynağa elverişlidir. Aralık doldurma kabiliyeti fena olduğundan parça-lar iyi alıştırılmalıdır. Bilhassa güzel ve düzgün görünüşlü dikişler arzu edildiği zamantavsiye edilir. Birleştirmenin mekaniz özellikleri zayıftır. İç köşe kaynaklarında dikiş for-mu iç bükeydir.

BAZİK ELEKTRODLAR ( Kb )

Elektrod örtüleri kaynak metalini, atmosferden bir gaz ve cüruf örtüsü meydana getirmeksuretiyle korurlar. Selülozik ve bazik elektrodlarda gaz örtüsü daha etkin cüruf ise diğer

-14-

elektrod tiplerine nazaran daha incedir. Rutil tip elektrodlarda ise kalınca bir elektrod örtüsüaz miktarda da gaz koruyuculuğu mevcuttur. Asit,demir oksit tipi örtüler ise çok kalın bir cü-ruf verirler.

İnce bir cüruf ve kuvvetli bir gaz örtüsünün mevcudiyeti zor pozisyonlarda kaynak ve derin-ce bir nüfuzîyet imkânı sağlar. Bazik elektrodda gaz örtüsünün hemen hemen tamamı,kar-bon monoksit ve az miktarda da karbon dioksitten teşekkül eder. Bu gaz örtüsü yüksekölçüde redükleyici olduğundan ark içerisindeki erimiş metal damlalarına ve kaynak ban -yosuna oksijen ve hidrojen girmesi çok zordur, ayrıca ark içerisinde hidrojenin mevcutolmaması geçiş bölgesinde çatlama ihtimalini yok eder.

Bir kaynak dikişinde, özellikle ısı etkisi altında kalmış ana metalle kaynak metali arasında-ki geçiş bölgesinde meydana gelen çatlamaların esas sebeplerinden biri kaynak esnasında e-rimiş banyonun hidrojen yutması ve sonra bu hirojenin, ısı tesiriyle çalamaya hassasiyetiartmış geçiş bölgesinde toplanmasıdır.

Özellikle karbon mik arı ile gayri safiyet elemanları (kükürt ve fosfor) yüksekçe olan malze-melerde çatlama eğilimi daha fazladır. Bazik elektrodlarm meydana getirdiği gaz atmosfe-rinde H2 mevcut değildir ve elekroddaki alaşım elemanları da bir zarara uğramadan kay -nak banyosuna geçebilir.

Buna ilaveten cüruf örtüsünün çeşitli metalik fonksiyonlara, özellikle kaynak banyosunundeoksidasyonuna ve gayri safiyet elamanlarının temizlenmesine yardımı başarıyla yerine ge-tirmesi dolayısıyla bazik elekrodlar en iyi mekanik özelliklere, özellikle yüksek yükseksürektik ve çentik darbe mukavemetine sahip kaynak dikişleri verirler.

Bazik elsktrodların önemli bi r özelliği de O C nin altındaki düşük atmosferik sıcaklıklar-da çentik darbe mukavemetlerini muhafaza eden kaynak dikişleri vermeleridir.

Bazik elektrodlar kalın örtlü olarak imal edilirler, örtüde bol miktarda kalsiyum karbonat vediğer bazik karbonatlarda flor bileşikleri mevcutur. Karbonatlar bozunarak gaz örtüyü meyda-na getirirler, flor bileşikleride cürufun akıcı olmasını temin eder. Bu akıcılıktan dlayı kaynakdikişinde cüruf kalintilrqrina raslanmaz. Bazik elektrodlar orta derecede nüfuziyete sahiptir -1er.

Genellikle yukardan aşağı dik kaynaklar dışında bütün p ozisyonlarda ve hatta boru kayna-ğında kullanılmaya elverişlidir. Bilhassa kelin kesitlerin ve rijit konstrüksiyonlarla, düşükalaşımlı, yüksek karbonlu ve gayri safiyet elemanları yüksek çeliklerin kaynağına elverişli-dir.

Kalınca örtülü ölektrodlarda ark içinde metal geçişi orta büyüklükte damlalar halinde olur .Cürufu diğer tp elektrodlar kadar kolay kalkmaz. Kaynak dikiş form u hafif bombelidir. Ençok doğru akım ( elektrod artı kutupta ) ilekıynak edilir.

Örtü higroskopik ( rutubete hassas ) olduğundan bu elektrodlarm kuru mahallerde muhafaza e-dilmeleri gerekir. Rutubet almış olmaları halinde en az yarım saat müddetle 250 C sıcaklıktakurutulmaları lazımdir. Umumi kaide olarak bazik elektrodlar fazlaca yüksek akım şiddetinetabi tutulmamalıdır zira çalışma esnasında sıçramalar dışında, dikişin mekanik özellikleri dedüşer.

Bazik elektrodlar yukardaki üstünlüklerine ak olarak dikiş malzemesinin çekirdek malzemesineçok yakın ve çok az karbon ve mangan kaybetmiş olması, röntgen muayenesinde iyi netice ver-

-15-

mest de söylenebil ir .

Örtü içinde bulunan kalsiyum fluörürür neşrettiği buharların tahriş edici ve hatta zararlı olmasınedeniyle dar sahalarda bazik elektrodlarla yapılacak kaynaklarda ciddi tedbir alınması gere -kir.

Bu elektrodların bir başka mahzuruda rutii gibi iyonlaştırıcı maddelerin az miktarda bulunmasısebebiyle arkı devam ettirmedeki güçlüktür. Bu sebepten bazik elektrodlar usta kaynakçılar

tarafından yakılabilir. Kısa ark boyu ile çalışılmalı ( ark boyu elektrod çapının yarısı kadar)ve mümkün olduğu kadar zik zak yapılmamalıdır.

Bazik örtülü elektrodlar özet*-* "ik başlıca şu durumlarda kullanılabilir.

- Röntgen kalitesinde kaynak, veya yüksek mekanik özellikler istenen birleştirmelerde,- Orta veya yüksek karbonlu çeliklerin çatlamaya mukavemetli kaynağında, Fosforlu çelikle-

rin sıcak kılcal çatlamaya mukavemetli kaynağında, kükürtlü çeliklerin poroziteyi mini -muma indi ren kay nağ ı nda,

- Kalın kesitlerin kaynağında, gerek segregasyon gerekse yüksek soğuma hızından doğacak çat-lama problemlerine mani olmak için.

- Sıfır derecenin altında düşük atmosferik sıcaklıklara maruz kalacak kaynaklı konstrüksiyonlar-do,

- Dinamik zorlanmalara maruz kalacak kaynaklı konstrüksiyonlarda.

Bazik elektrod çeşitleri :

E 7015 : Doğru akım pozitif kutupta kullanılan alçak hidrojenli bir elektroddur. Örtü yük-sek oranda kalsiyum karbonat ihtiva eder. Bu elektrodlar yüksek mukavemetli kaynak dikişle-ri istenen yerler ile yüksek karbonlu ve alaşımlı çeliklerin kaynağı için geliştirilmişlerdir.

Bu elaktrodlarla kaynağı zor olan çeliklerin diğer elektrodlara nazaran daha az bir ön ısıtmaile kaynağı mümkündür.

3u elektrodlar yüksek kükürtlü çeliklerin ( Ü, 10 - 0,25 % ) kaynağında da kullanılır. Eğerdiğer tip elektrodlar kullanılarak olursa kaynak dikişi delikli olur.

Bütün pozisyonlarda kullanılabilen bu elektrodların 4mm^ büyük çaplı olanları yatay ve düzp ozisyonlarda köşe kaynakları için daha el verişlidir.

Esas olarak sertleşebilen çeliklerin kaynağı için geliştirilen bu elektrodlar yukarda söz edi-len uygulamalardan başka, dövme demir, yay çeliği ve emaye kaplanacak çeliklerin kayna-ğında elverişlidir.

E 7016 : Bu elektrodlar E 7015 elektrodların bütün özelliklerini taşırlar. Her iki eiektrodunöz ve örtüsü çok benzerdir. Sadece E 7016 elektrodları farklı olarak, örtülerinde dalgalı a-kımda kullanılmalarını kolaylaştıran potasyum silikat veya potasyum tuzları İhtiva ederler.

E 7018 : Bu elektrodlar diğer bazik e I ek trod I ardan farklı olarak örtülerinde yüksek orandademir tozu ihtiva ederler. 8u elektrodiarın örtüleri E 7015 ve E 7016 elektrod örtülerindenbiraz kalın yapılır. Örtü içinde demir tozu miktarı örtü ağırlığının 25 - 40 % arasındadır.

3u elektrod doğru akım (pozitif kutup) ve alternatif akımda kullanılabilir. E 7015 elektrod-larının kullanıldığı yerlerde kullanılır. Yüksek mukavemetli yüksek karbonlu veya alaşımlı

-16-

çeliklerin köse kaynağı îçin uygundur.

Yatay ve düz p ozisyonda yapılan köse kaynağı profili hafif konve^tir. E 7018, düzgün ve sa-kin ark yapan, nüfuziyeti az, sıçmaması çok az, yüksek hızda kaynak yapılabilen bîr elektrodolarak kcrakterize edilir.

SELÜLOZİK ELEKTRODLAR

Bu elektrodlar, özellikle dik ve tavan pozisyonlarında kaynak yapabilmek için, kaynak meta-linin çabuk katılaşmasını sağlayan örtü terkibine haizdirler. Örtülen % 10 dan fazla yanabi -len organik madde ( cğaç veya pamuk selülozu ), tabii silikatlar ve redükleyici ferro alaşım-lar ihtiva ederi

Kaynak metalinin ergime hızı diğer tip elektrodlar kadar olmamakla beraber, düz pozisyonlar-da da kullanılır. Selülozik elektrodlar yumuşak çeliklerîH her türlü kaynağında kullanılabilençok maksatlı bir elektrdo olarak düşünülebilir.

Selülozik elektrodlarda ( bazik elektrodlarda olduğu gibi ) gaz örtüsü daha etkin cüruf ise di-ğer tip elektrodlara nazaran daha incedir. Gaz örtüsünün kabaca yüzde kırkı hidrojen yüzdealtmışı karbon monoksîtlen oluşur.

Daha çok orta kalınlıkta örtüde arkdan malzeme geçişi orta büyüklükte demlalar halinde olur.sıçrama kayıpları oldukça önemlidir. Kaynak dikişi az bombeli ve intizamsız kaba tırtıllı biryüzey arz eder. Dikişin şekli güzel değildir. Doğru akımda ( elektrod artı kutupta) ve dalgalıakımda (Es « 60-70 V) kullanılır. Başlıca özellikleri iyi bir aralık doldurma kabiliyeti vederin bir nüfuziyet temin etmesidir. Bilhassa yukardan aşağı dik kaynaklara ve boru kaynakla-rına elverişlidir. Kaynak metali iyi kaliteli olup dövülebilir ve röntgen muayenesinde iyi ne-tice verir. Buna karşılık kaynak banyosunun fazla miktarda erimiş hidrojen tutması mahzurusayılabilir.

Selulozik elektrodlar kaynakla çok duman neşrettiklerinden kozan, depo gibi kapalı hacimler-de kullanmaktan kaçınılmalıdır.

Dökme çeliklerin çukur ve gözeneklerinin kaynağında elverişlidir. Pipe-line kaynaklarınınkök posalarında kullanılır.

Selülozik elektrod çeşitleri :

E âOlû ( Ze VII m ) Bu elektrodlar , bütün kaynak pozisyonlarında iyi kullanma özelliklerinehaiz ve mümkün olan en iyi mekanik özellikleri verebilmek üzere hazırlanmışlardır. Derin nü-fuziyetli, kuvvetli p üskürme ark tipli, gevrek, kolayca kalkan ince bir cüruf meydana geti -ren bir elektrod olarak karakterize edilir. Köje kaynakları, ekseri düz profili haizdir, örtüyüksek miktarda ( ağırlık olarak 30 % dan fazla) selüloz ihtiva eder. Genel olarak örtüiçinde bulunan diğer malzemeler titanyum oksit, magnezyum ve alüminyum silikatlar, ferromanganez ve sodyum silikat gibi metalik deoksidasyonlardır. Yüksek sodyum tip selülozikelektrod olarak sınıflandırılır.

Bu elektrodlar, kaynak metali kalitesinin en fazla önem kazandığı, kaynak işlerinde bütünpozisyonlarda ve özellikle röntgen kalitesinde çok pasolu dik ve tavan pozisyonu kaynakla-rında kullanılmaları tavsiye edilir. Daha ziyade yumuşak çeliklerde kullanılmakla beraber ,galvanizli saçların ve alçak alaşımlı çeliklerin kaynağında da kullanılır« Gemi, köprü,de-po tankları yapımı ve boru kaynakları tipik kullanma yerleridir.

-17-

Bu elektrodlarin kaynak akım şiddeti diğer tip elektrôdlara nazaran biraz düşük tutulur.Çün-kü yüksek akım şiddetinde sıçrama kayıpları çok yükselir. Doğru akım negatif kutup ve dal-galı akımda kullanılır;

E 6üll ( Ze VII m ) : Nüfuziyet, ark işlemi, cürufu ve köşe kaynak görünüşü E 6010 a ben-zerdir. Çekme ve alma mukavemeti E 6010 elektrcdundan daha yüksektir.

Örtü yüksek miktarda selüloz htiva eder. Yüksek potasyum tip selulozik etaktrod olarak sı-nıflandırılır.

ÖZEL ELEKTRODLAR ( So )

a) Derin nüfuziyetli eİektrodlar ( Tf )Elektrod çekirdek çapı d (mm ) ile gösterildiğinde nüfuziyeti ( d - I ) mm olan eİektrodlarbu guruba dahil edilir. Bunlar daima kalın örtülü olup örtüde fazlaca organik madde bulu-nur* Gerekli kaynak mukavemetini elde etmek için yüksek ark nüfuziyetinden istifade e-dilerek kaynak maliyeti düşurülür.

Derin nüfuziyet elektrodlarının başlıca özellikleri ve faydaları şunlardır :

- Kaynaklı birleştirmede, diğer elektrod tiplerine nazaran daha az kaynak metali ve anametalde daha fazla ergimiş kısım bulunur. 10 mm kalınlığında 2 levhanın derîn nüfuziyettedüz alın kaynağı île bunların V kaynak ağzı açılarak normal elektrod kaynağı arasında birmukayese yapacak olursak elektrod sarfiyatının 50 % , işçiliğin 78 % daha az olduğu görü-lür.

- Metre kaynak uzunluğu başına daha uz elektrod ve elektrik sarfiyatı elde edilir.

- Bazı hallerde kaynak a§zı ve tersten kök posoyu temizlemeye lüzum kalmaz.

- Derin nüfuziyetli elektrodların kaynak hızı akım şiddeti ile orantılı değildir, zira bu hı-zı sınırlayan faktör cürufun kaynağı takip edip örtebilmesi nisbetidîr. Hızlı kaynağın dahaderin nüfuziyeti temin ettiği bilinmektedir. Daha yüksek ark hızlarının sonucu olan dahaderin nüfuziyeti kullanarak istenen kaynak mukavemetini elde etme metodu, derin nüfuzi-yet kaync^ı tekniğinin temel prensibini teşkil eder.

b) Yüksek verimli elektrodîar :

Bu elektrodların örtüleri yüksek miktarda ( yaklaşık olarak 50 % ) demir tozu ihtiva etti -ğinden ergime güçler? ve verimleri diğer elektrodlardan ciddi şekilde yüksektir. Kaynakmetalinin biraz yavaş katılaşmasından ötürü bu tip elaktrodlar zor pozisyon kaynakları içinelverişli değildir, sadece yatay pozisyonda dalgalı ve doğru akımla kaynak yapılabilir.

Örtü içindeki yüksek Jemir tozu oranı örtüyü iletken kıldığından ark çok kolay tutuşur .Akım şiddeti normal elektrodlardan daha yüksektir. Kaynak esnasında elektrod parçaya te-mas ettirilerek kaynak yapılır.

Ark nüfuziyeti yüzeysel olup, kaynak dikişi yayvan ve pürüzsczdür* Sıçrama önemsiz olup,cürufu kalın ve kaldırılması kolaydır.

8u elöktrodların kullanıldığı yerler ;

- 5 mm den daha kalın levhaların kaynağında,

-18-

- Oluk, yatay köşe, bindirme ve derin kaynak ağızlı alın birleştirmelerin kaynağında.

Yüksek verimli elektrod çeşitleri :

E 7024 : Yüksek verimli, rutil karakterli bir ebktroddur. örtü ağırlık olarak 50 % demirtozu ihtiva eder. Yumuşak çeliklerin köşe kaynakları için çok elverişlidir. E 7024 kararlıve sakin bir ark yapan, sıçraması çok az, nüfuziyeti az, yüksek ergime hızlı elektrodlar o-larak karakterize edilebilir.

Dalgalı ve dcğru akım ( her iki kutup ) da kaynak yapılabilir. Çoğunlukla yumuşak çelikler-de kullanılmakla beraber, birçok alaşımlı çelikler ile orta ve yüksek karbonlu çeliklerinkaynağında başarıyla kullanılmaktadır.

E 7Ü27 : Örtüsü yüksek oranda demir tozu ( yaklaşık olarak örtü ağırlığının 50 % ) ihtivaeden asit karakterli bir elektroddur.

Dalgalı ve doğru akım her iki kutupta, düz pozisyonda köşe ve alın kaynakları için yapılmış-lardır. Dalgalı ve doğru akım pozitif kutupta yatay köşe kaynak dikişleri düz veya hafifkonkav şekildedir.

Orta nüfuziyette, çıraması çok az, ergime hızı yüksek, arkda malzeme geçişi püskürme şek-linde olan bir elektrod olarak karakterize edilir. Cürufu kalın olup kolayca kalkar. Su e-lektrod oldukça kalın parçaların kaynağına uygundur.

E 7020 : Bu elektrod birçok bakımdan E 7018 bazik elektroda benzer olup şu farklılıklarasahiptir :

E 7ü18 bütün pozisyonlarda kullanılabilmesine karşın E 7028 sadece yatay köşe ve düz po-zisyon kaynaklarına elverişlidir, E 7Ü28 elektrod örtüsü E 7018 den daha kalın olup, yakla-şık olarak 50 % demir tozu ihtiva eder.

Metal transferi E 7028 de püskürme , E 7018 de damlama şeklinde olmaktadır, E 7018 elek-trod verimi, mîn I,Q5 olmasına rağmen E 7Û28 de min 1.30 dur.

Amerikan standartların^ göre bütün yumuşak çelik elektrodların örtü karekteri, kullanmapozisyonu, akım şekli ve dikişin mekanik özelliklerini tablo. 8 de görülmektedir.

-19-

işlerinde monel elektrodunu Icullanmamak gerekir.

Fazla miktarda ilave metalin doldurulması istendiği zaman nikel elektrod-lar kullanılmalıdır. Nikel elektrodlar hem birleştirme hem de küresel dök-me demirin büyük çaptaki tamir işlerinde tercih edilir. Nikel elektrodlar-la yapılan kaynakta,ayrıca bir nihai ısıl işlem yapılırsa»sert geçiş böl -gesi ortadan kaldırılmış olur. Aynı ısıl işlem monel elektrodlarla yapılankaynaklara da tatbik edilmelidir.

Küresel grafitli dökme demire ait kaynak bağlantısından yüksek çekme muka-vemeti istendiği taktirde kaynağı alaşunsız bazik örtülü çelik elektrodile yapmak gerekir. Tecrübeler,soğuktan sonra normalizasyon tavlanmasınatabi tutulan parçaların,yumuşatma tavlaması tatbik edilen parçalardan dahayüksek bir çekme mukavemeti verdiği göstermiştir.

.6.

ALÇAK ALAŞIMLI ÇELİK ELEKTRODLAR

Normal çeliklerin kaynağında, kaynak metalinin ihtiva ettiği alaşım elementleri kr i t ikbir öneme haiz değildir. Bu çeliklerin kayriak elektrod t ip i , genellikle kaynak metalininergime ve katılaşma hızıria göre seçilir. Alçak alaşımlı çeliklerin kaynağı için çok çeşit-li elektrodlar geliştirilmiştir. Aşağıda tipik alçak alaşımlı elektrodlardan bir özet veril -mistir. Alçak alaşımlı çelik elektrodlcrın, kaynak metalinin kimyasal yapısı Tablo 9'daverilmiştir.

Yüksek mukavemetli pipe-lire kaynağından başka, alçak alaşımlı çeliklerin kaynağında,çoğunlukla alçak hidrojenli (E 7018 elektroduna benzer) ve bütün pozisyonlarda imalatve tamir kaynağına elverişli elektrodlar kullanılır. Bu elektrodlar selulozik elektrodlar-dan oldukça farklı kullanma karakteristiklerine sahip olup, bütün pozisyonlarda kaynağaelverişlidirler. Kaynak metalinin katılaşması daha çabuk, cüruf ise daha akıcıdır.Kaynakergime hızı, örtünün demir tozu ihtiva etmesi sebebiyle daha yüksektir.

Yaygın olarak kullanılan alçak alaşımlı elektrodlardan bazılarını inceleyelim.

E 80I8-B2 : Bu elektrod 1.25 % krom, 0,5 % molibden ihtiva eden kaynak dikişleri verir-ler. Genellikle yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı boruların kaynağında kullanılır.

E 80I8-C3 : Birçok yüksek mukavemetli alaşımlı çeliklerin hertürlü kaynağına uygundur.Kaynak metali 1% nikel ihtiva ettiğinden, alçak sıcaklıklarda (-60°F) çentik darbe mu -kavemeti iyi olan dikişler verirler. Keza yüksek mukavemetli sertleştirilmi§ ve temper -lenmi§ çeliklerin köse kaynaklarında da kullanılır.

E 8018-CI : Kaynak dikişleri, çentik darbe mukavemeti -75°F da 50 ft- lb olan 2,25 %nikelli alaşım verirler. Sıvı amonyak, propan ve diğer gazların depolandığı veya nakiledildiği tank ve boruların yapımında kullanılan, alçak sıcaklık alaşım çeliklerinin kay-nağında kullanılır.

E IİÛİ6-M : Bu elektrod 110.000 psi çekme mukavemetine gerek duyulan su verilmiş vetemperlenmi§ çeliklerin kaynağında kullanılır.

ELEKTROD TİPİ SEÇİMİ

Her amaca uygun bir elektrod tipi mevcut değildir. Bununla beraber birçok değişik tipelektrodun aynı maksatla kullanma olasılığı mevcuttur. Elektrod seçimi ne etkiyen fak-törler şunlardır.

a) Akım şeklib) Kaynak pozisyonuc) Esas malzemenin kompozisyonud) Montaj düzgünlüğüe) Kaynak birleştirmesinin işletme şartlarıf) Nüfuziyet gereksinmelerig) Kaynak işlemi maliyetih) Kaynakçı mahareti

a) Akım şekli : Kaynak için doğru veya dalgalı akımın uygun olması durumunda,eldekikaynak makinası olanaklar» elektrod seçimine etki edecektir.

.21.

b) Esas malzemenin kompozisyonu: Malzemenin kfmyasal kompozisyonu,kaynak işlemindeön tavlama veya gerilim giderme tavlamasına olan ihtiyaca etkidiğînden, elektrod seçimin-de malzemenin kimyasal yapısı ana faktördür*

Çekme mukavemeti 60.000 psi üzerinde olan veya 0,35 % den fazla karbon ihtiva edençeliklerin kaynağında çoğunlukla alçak hidrojenli (bazik) veya demir tozlu alçak hiddo-jenli elektrodlar kullanılır. Böylece ön tavlama veya gerilim giderme tavlamasına gerekduyulmaz*

c) Kaynak Pozisyonu : Dik ve tavan kaynak pozisyonları, uygun elektrod tipi sayısınasınırlamalar getirdiği gibi genellikle kaynak ergime hızını azaltir.

Bu maksatla çoğu fabrikalarda pozisyonerler kullanılarak düz veya yatay pozisyonda kay-nak yapılır. Böylece optimum ergime hızlı veya yüksek hızlı elektrodlar kullanılabilir*

d) Montaj düzgünlüğü: Montajda parçaların iyi bir şekilde bir araya getirilmesi, hemenhemen bütün elektrod tiplerinin başarılı olarak kullanılmalarını mümkün kılar. Eğer par-çalar arasında büyük bir kök açıklığı olduğunda, özel teknikler veya E 6012 elektrodlankullanılmalıdır.

e) Kaynak birleştirmesinin işletme şartları : Yüksek çekme mukavemeti, iyi şekil verilebilir.Özelliği,alçak sıcaklıklarda çentik darbe mukavemetinin yüksek olmasını gerektiren işler-de genel olarak bazik veya demîrtozlu bazik elektrodlar kullanılır. RadydgfaHk Muayene-ye tabi tutulacak kaynaklarda E 60İ2, £ 6013, £ 70İ4 ve E 7Ö24 elektrodlan daha az uy-gundur» Doha iy! bir kaynak dikişi görünüşü için E 6020, E 6027 ve E 7024 elektrodlankullanılır.

f) Nüfuziyet gereksinmeleri : Elektrod seçimine nüfuziyet gereksinmeleri etki l idir. Uygunolmayan bir elektrod tipinin seçilmesi durumunda, yeterli mukavemeti temin edecek kadarkaynak nüfuziyeti elde edilemeyebilir. Değişik t ip elektrodların nüfuziyet derinliklerimukayese edilerek uygun elektrod tipi seçilir*

g) Kaynak İşlemi Maliyeti : Kaynak maliyeti elektrod seçimini iki şekilde etkiler«.Birincisi, kaynak maliyetinin ana faktörü olan ergime hızının etkisidir. İkincisi (ki bu ge-nellikle daha küçüktür) elektrodun direk maliyetidir.

Ergime hızları daha yüksek olan demir tozlu (E 7024) ve demir tozlu alçak hidrojenli(E 7028) elektrodiann kaynak maliyetleri, aynı çapta diğer elektrod tiplerine nazarandaha azdır.

h) Kaynakçı mahareti : Uygun elektrod tipinin seçimi ile kaynaktan en iyi neticeninalınacağını söyleyemeyiz. Kaynak işleminin başarılı olmasında elektrod tipi kadar buelektrodu kullanacak olan kaynakçı da yeterli maharete sahip olmalıdır. Düz pozisyonelektrodları, (E 6020 gibi) tüm pozisyon kaynak elektrodlarından (E 6010 gibi) daha azkaynakçı maharetine ihtiyaç gösterir. Bazik tip elektrodlarda diğer elektrod tiplerindendaha fazla kaynakçı becerisine gerek duyulur.

Yumuşak çelik kaynak elektrod tiplerinin ergime hızları aşağıdaki Tablo-lû'da görülmekte-dir. Du tablodan faydalanılarak uygun tip elektrod seçimi ile kaynak maliyeti azaltılabilir.

•23.

2. PASLANMAZ ÇELİK ELEKTRODLAR

1. Genel :Paslanmaz çelikler, mekanik özellikleri, korozyon ve sıcaklık oksidasyonuna dayanımlarınormal çeliklerden çok iyi olan bir alaşımlı çelik sınıfıdır. Çelikte korozyon ve oksidasyo-na dayanımı arttıran alaşım elemanı kromdur. Çeliğin içerisindeki kromun koruyucu kabi-l iyet i , krom ile oksijenin arasındaki affiniteden ileri gelmektedir* Çelikteki krom yüzde-si yeter derecede büyük olduğu zaman ( En az II % ) çelik y üzeyinde ince bir oksit taba-ka meydana gelir. Bu oksit tabakası yüzeyi aktif olmayan bîr duruma getirir ve etkilere kar-şı korur. Korozyona dayanıklılığın gerçekleşebilmesi için yüzeyin oksijenle teması gerek-lidir. Zira yüzeyi koruyan krom oksittir*

Oksitleyici asitlere karşı ( Nitrik asit gibi ) iyi bir dayanıma sahip 12 % kromlu çelikler ,redükleyici asitlere ( Hidroklorik ve sülfürik asit ) karşı dayanıklılığı oldukça azdır. Bir-çok paslanmaz çelikler korozyon ve yüksek sıcaklık oksidasyonuna olan dayanımı arttır-mak için yüksek oranda krom ihtiva ederler. Kromun yanı sıra Nikel , molibden vs. gibibirçok alaşım elemanları ilavesiyle paslanmaz çeliklerin, redükleyici asitlere dayanımıarttırılabilir, mekanik ve fiziksel özellikleri iyileştîrilebilir«

2. Paslanmaz Çeliklerin fiziksel özellikleri :Kromlu çeliklerin ısıyı iletme kabiliyetleri karbonlu çeliklerin takriben yarısı kadardır.Os-tenîtik çeliklerde ise daha kötü olup karbonlu çeliklerin üçte biri kadardır« Soğuma hızıdaha az olacağından kaynak bölgesinde sıcaklık daha uzun süre kalacaktır.

Kromlu çelikler genellikle paslanmaz çelikler ile aynı genleşme katsayısına sahiptir* Os-tenitik çeliklerde ise genleşme katsayısı karbonlu çeliklerden 50 % fazladır«

Karbonlu çelikler düşük bir elektrik ileime direncine sahiptir, Paslanmaz çeliklerde ise budeğer 4 ilâ 7 misli daha yüksektir. Bundan ötürü paslanmaz çelik elektrodlar daha kısa î-mal edilir ve 25 % kadarda daha az akım şiddeti ile yüklenir (karbonlu çelik elektrodlaranazaran)

-24-

3. Paslanmaz çeliklerin guruplandırılması ve kaynağı :AISI ( American Iron and Steel Institute ) p aslanmaz çelikleri metalurjik yapılarına göreüç guruba ayırmıştır.

a) Martenzitik paslanmaz çelikler :Bileşimlerinde 16% az krom ihtiva ederler. Krom ve karbon miktarları öğle ayarlanırıı§tırkiyüksek sıcaklıktaki ostenitik yapı soğuma esnasında sert martenzitik yapıya dönüşür. Diğertip paslanmaz çelikler kadar korozyona dayanıklı değildir. Martenzitik paslanmaz çelikle-rin tipik kompozisyonları tablo. II de görülmektedir.

AISITipi

403410414416

416 Se420431440A440B44 0C

KARBON

0.150.150.150.150,150,15 (min)0,200.60-0,750.75-0.950,95-1.20

KOMPOZİSYON %

KROM

11,5-13.011.5-13,511.5-13,512.0-14.012.0-14.012.0-14.015.0-17.016.0-18.016,0-18.016.0-18.0

TablQ-11 - Martenzitik Das.

DÎÖERLERİ

0.5Sİ

1.25-2.5Nİl,25Mn

t0.15S(min)0.060P,0.6QMo(opt)

1.25Mn,0.060Ps0.15Se(min)

1.25-2.5 Ni0,75 Mo0,75 Mo0,75 Mo

Lanmaz çeliklerin tİDİk komnozisvonlarx.

Bileşimlerinde yaklaşık 14 - 27 % krom ihtiva ederler. Bu çeliklerin katılaşma esnasındaostenitik ferrite dönüşmesi yoktur. Ferrit doğrudan doğruya meydana gelir. Bu sebepten ö-türüde bu çelikler sertleştirilemezler. FerriHk paslanmaz çeliklerin tipik komp ^zisyonutablo. 12 'de görülmektedir.

AISI

Tipi

405

430

430F

430FSe

442

446

KOMPOZİSYON (%)

KARBON

0,08

0.12

0.12

0.12

0.20

0.20

KROM

11.5 - 14.5

14.0 - 18.0

14,0 - 18.0

14,0 - 18.0

18.0 - 23.0

23.0 - 27.0

MANGANES

1.0

1.0

1,25

1.25

1.0

1.5

DÎÖERLERİ

0,1 - 0,3 Al

0.060P,0.15S(min),0.60 Mo(opt)

O.OöOP^.OoOS, 0.15Se (min)

0.25 N

Tablo-12 - Ferritik paslanmaz çeliklerin tipik kompozisyonları.

-25-

c) Ostenitik paslanmaz çelikler :Bu çelikler 12 - 25 % krom, 8 - 25 % Nikel ihtiva ederler. Nikel kuvvetli bir astenik ya-pıcı olduğundan bu tip çeliklerde katıİGşma esnasında ostenit meydana gelir. Soğuma esna-sında faz değişimi olmadığından bu çeliklerde ser t leştir ilemez.

Dünya paslanmaz çelik imalatının büyük bir kısmını ostenitik paslanmaz çelikler meydanagetirir. Ostenitik paslanmaz çeliklerin tipik kompozisyonları tablo I3'de görülmektedir.

AISI

Tipi

201202301302302 B

303303Se

304304L305

308309309S310310S

314316316L317321

347348

KARBON

0,15

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

0.15

0,08

0.03

0.12

0.08

0,20

0.08

0.25

0.08

0.25

0.08

0.03

0.08

0.08

0.08

0.08

Kompozisyon (%)

KROM

16,0-18,0

17.0-19.0

16,0-18,0

17.0-19?0

17,0-19.0

17.0-19,0

17.0-19,0

18,0-20,0

18,0-20,0

17,0-19.0

19.0-21.0

22,0-24.0

22.0-24.0

24.0-26.0

24,0-26.0

23,0-26,0

16,0-18.0

16 » 0-18,0

18.0-20.0

17,0-19,0

17,0-19,0

17.0-19,0

NİKEL

3.54.08.08.08.0

8.08.08.08.0

10.0

10.0

12.0

12.0

19,0

19.0

19,0

10.0

10.0

11.0

9.0

9,09.0

- 5.5

- 6.0

- 8,0

-10,0

-10,0

-10,0

-10.0

-12.0

-12.0

-13.0

-12,0

-15,0

-15.0

-22.0

-22.0

-22.0

-14.0

-14,0

-15.0

-12,0

-13,0

-13.0

0.25

0.25

O20P,

Q20P,

1.5Sİ

1.5Sİ

1.5 -

2,0 -

2.0 -

3.0 -

DİĞERLERİ

N95.5-7.5 Mn,0.060P

N,7.5-10.0 Mn,0.060P

2.0 - 3.0Sİ

0.15S(min)0.60Mo(opt)

0.06S90,15Se(min)

-—

_

3.0 Si

3,0 Mo

3.0 Mo

4.0 Mo

Ti (5x%C min)

Cb-Ta

Cb-Ta

(10x%C min)

(10x%C min fakat 0,10

Ta max)9 0.20Co

Tablo-13 - Ostenitik paslanmaz çeliklerin tipik kompozisyonları

Martenzitik paslanmaz çeliklerin kaynağı :Bu tip çeliklerin kritik soğuma hızının çok yava§ olması nedeniyle kaynak kabiliyeti çokzayıftır. Az karbonlu martenzitik çelikler kaynak edilebilir. NormGİ olarak bu çeliklerikaynaktan önce bir ön tavlamaya ( 200 - 300 °C ) tabi tutmak gerekir. Normal bir öntavlama ısının tesiri altında kalan bölgenin sertliğini azaltmaz, fokat ferılmeleri, dolayı-sıyla çatlama meylini azaltır. Kaynak böl gesinde daha sünek bir yapı elde etmek ve ge-rilmeleri azaltmak için kaynağı takiben bir gerilim giderma tavlamasına tabi tutulması ge-rekir.Martenzitik çeliklerin kaynağında ekseriye estenitik elektrod kullanılır. Biraz dü§ük ak-

-26-

mo mukavemeti vermesine rağmen sünekliğ» iyi olan bir kaynak dikişi elde edilir. Akmamukavemeti düşljk olan kaynakta kendini çekme gerilimleri az olacağından ısının tesirialtında kalan böl gede çatlama tehlikesi azalır.

Yüksek karbonlu {0,5 - 15 % C ) martenzitik çelikler kaynak edilmemelidir.

Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağı :Büyük miktarda krom ve çok az miktarda karbon ihtiva ettiklerinden bu çeliklerde sertli-ğe tesir edebilecek miktarda ostenit meydana gelmez. Yapıları ferrit ve karbürlerden mü-teşekkildir. Kaynak esnasında kaynakta ve ısının tesiri altında kalan bölgede martenzitdönüşmesinden dpğan bir çok zorluk ortadan kalktığından kolay kaynak edilebilir olma -larına ragmen, kaynak sırasında bazı zorluklar vardır.

Ferritik paslanmaz çeliklerin kaynağında en büyük zorluk malzemenin 115) °C nin üze -rinde tane büyümesine olan meylidir. Normal olarak ince taneli sünek bir yapıya sahipferritik paslanmaz çelikler, iri taneli yapıya geçince çentik darbe mukavemeti çok dü-şer.

Bu tip paslanmaz çeliklerin kaynağında, malzeme sıcaklığının çok az bir süre 1153 °Cninüzerinde kalmasına sebep olarak bir kaynak usulü kullanılmalıdır. Yani kaynaktan sonrahızlı soğuma sağlanmalıdır. Ostenitik elektrod kullanarak tane büyümesinin sebep oldu*ğu gevreklik giderilebilir. 0,1 % den daha fazla karbon ihtiva eden ferritik pazlanmaz çe-liklerde yüksek alaşımlı ( 25 % Cr ve 20 % Ni.) elektrodlar kullanılarak karbür çökelme-sinin kötü etkilerine karşı durulur. Ferritik paslanmaz çeliklerde sigma fazının teşekkülüsıcaklığın uzun süre 400 - 550 °C de tutulduğu haller haricinde ortaya ciddi bir problemçıkarmaz *

Yüksek friİktafda kron ve karbon ihtiva eden ferritik paslanmaz çeliklerin kayncgında200° lik bir ön tavlama kullanılabilir. Diğer durumlarda ön tavlamaya gerek yoktur.

Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağı :Paslanmaz çelik tipleri içinde kaynak kabiliyeti en iyi olanıdır. Isıl genleşme katsayıla-rı adi yumuşak çeliklerin takriben 1,5 misli fazladır. Isı iletme katsayısı da yumuşak çe-liklerin 1/3 ü kadar dır. Bu farklar etkisiyle ostenitik paslanmaz çeliklerin kaynağındadaha fazla kel dini çekme meydana gelir. Diğer taraftan büyük ısıl genleşme katsayısı,kaynak dikişinin soğuması sırasında büyük büzülmelerin meydana gelmesine sebep olur.Bu da kaynak bölgesinde gerilmeleri arttırarak çatlama tehlikesini fazlalaştırır.

Paslanmaz çeliklerin kaynağında ilk plânda korozyona dayanıklı bir birleştirmenin scg -I anması gerekir. Ostenitik paslanmaz çeliklerin kaync^ında korozyon bakımından ince-lenmesi gereken iki olay vardır.

I ) Karbür çökelmesi :Özellikle 18/% ( 18 % Cr, 8 % Ni ) tipi gibi bazı ostenitik çelikler 450 - 850 °C ara-sında ısıtıldıkları veya bu sıcaklıklar araşıl dan geçerken veyahutta bekletildiği takdir -de krom karbür teşekkül eder. Karbonun oda sıcaklığında difüryon kabiliyeti çok zayıfolması dolayısıyla ostenitte oldukça kararlıdır. Sıcaklığın 450 °C nin üzerine çıkmasıhalinde, karbonun diffüzyon kabiliyeti karbona tane sınırlarından dışarıya doğru diffü -ze ettirecek kadar artacağından ve kcrbonun kroma aşırı af fi nitesinden dolayıda kromlabirleşerek krcm-karbür meydana getirecektir. Böyle bir karbür çökelmesi neticesinde ta-ne sınırları boyunca ekseriya sürekli bir krom ağı meydana gelir. Krom karbürün ağırlıkbakımından 90 % nin krom olmasından ötürü, tane sınırlarında bulunan çok az karbon bi-le ostenit tanesinin çevresindeki krom miktarını aşırı derecede azaltır. Şekil.2 de oste-

-27-

nit tanelerinin sınırlarında çökelen karbür ağı görülmektedir. Bunun neticesi olarak kromnikelli ostenitik çelikler 450 ilâ 850 °C sıcaklıkları arasında ısıtıldıkları zaman korozyo-na karşı dayanıklı değildirler. Malzeme korozif bir atmosferle temasa geçince, krom mik-tarının az olduğu tane sınırları boyunca korozyon başlar.

Cr- karbürler

Şekil t 2 Ostenit tanelerininsınırlarında çökelenkarbür ağı (şematik)

Düşük Crlu bölgelerKaynak yaparken, kaynak metali çabuk soğuduğu ve karbon miktarıda az olduğu için kar-bür teşekkülü bahis konusu değildir. Fakat kaynak dikişinin iki tarafındaki ara malzemeyeait kısım, kaynak süresi boyunca uzun süre 500 ilâ 900 °C arasında tavlı halde kalır. Eğerkarbon miktarıda yüksek ise, bu bölgede karbür çökelir ve taneler arası korozyon meyda-na gelir. Karbür çökelmesini azaltmak veya önlemek için alınacak tedbirler şunlardır,

a) Eğer çelikte karbon miktarı çok az ise, karbür teşekkülü de az olacaktır vetamtesirini gösteremeyecektir. Karbon miktarının 0,06 % dan az olması halinde, tane sınırla-rındaki karbür miktarı taneler arası korozyon tehlikesini yeter derecede azaltacak ve çe-lik kaynağa daha müsait duruma gelecektir.

b) Karbonun kroma karşı olan aff i nitesinden daha yüksek bir affiniteye sahip di -ger bir elemanın ilâvesi ile çelik stabilize edil ir. Bu elemanlar genellikle titanyum, nio-biyum ve tantaldir. Bunlar tane sınırları boyunca değil, ostenit taneleri içerisinde İnceolarak yayılmış halde çökelmiş karbürler meydana getirirler. Bu elemanların yeter miktar -da ilâvesi krom ile reaksiyona girecek karbon miktarını bırakmıyacaktır.

Diğer taraftan stabilize edilmiş çeliklerde taneler arası korozyona tam olarak dayanıklıdır,denemez. Zira titanyum ve niobiyum karbür 450 ilâ 850 °C arasındaki krom karbür teşekkü-lünü önlemekte, fakat titanyum ve niobiyum karbür ancak 1300 °C ye kadar stabil olprakkalmaktadır. 1350 °C den itibaren de titanyum ve niobiyum karbürler tekrar SÖ|fl|»^kte vekarbon serbest hale geçmektedir. Serbest kalan karbonda tekrar kromla bİrleşerJPfrom kar-bür teşkil edebilmektedir.

2 ) Sigma FazıKromlu ve krom nikelli paslanmaz ve ısıya dayanıklı çeliklerde ( bunların kaynak yerinde)sigma fazı teşekkül edebilir. Sigma fazı kaynak yerinin az veya çok miktarda 550 ilâ925 °C sıcaklıklar arasında bekletilmesi neticesinde teşekkül etmektedir. Kaynak dikişininsaf ostenitik veya bir miktar ferrit ihtiva etmesi halinde sigma fazı meydana gelebilir. Bîrkaynak yerinin ( dikişinin) ihtiva ettiği ferrit miktarı kaynak yerinin bileşimiyle ayarlananbi l i r . Eğer bir kaynak dikişinin bileşimi bilinirse schaefferdıyagramı (şekil 3) vasıtasıylaferrit miktarı hesaplanabilir.

-28-

Ferrit ve ostenite nazaran çek kırılgan ve gevrek olan sigma fazı krom ve demirin metal -1er arası bileşiğidir. Sigma fazı zayıf bir korozyen mukavemetine sahiptir.

Sigma fazının teşekkül hızı, saf ostenitik bir yapıda, ostenit bir kütle içerisinde ferriî ih-tiva eden yapıya nazaran daha azdır. Kaynak /erinin yapısındaki ferrit miktarı çeşitli se -viyelerde bulunur. Genellikle ferrit miktarının 15 % nin altında tutulmasına gayret edil ir.

Ostenitik krom nikelli çeliklerin kaynağında bunların sıcakta çatlamaya hassasiyeti dola-yısıyla aşağıdaki esaslara uyulmalıdır :

- İnce çaplı elektrodlar tercih edilmeli- Kaynak işleminde minimum akım şiddeti tatbik edilmeli- Pasolar İnce olmalı, mümkün mertebe elektroda hareket verilmeden düz oİGrak çekilmeli- Çok pasolu kaynakta, her pasodan sonra parça oda sıcaklığına kadar soğumalı ve bir son-

raki paso çekilmelidir.- Kayncğin bitiminde krater çatlağı bırakılmama! ıdîr.

4. Schaff 1er Diyagramı :Kimyasal bileşimi bilinen bir krom nikel alaşımlı kaynak metalinin yapısını tespit etmedeschaffler diyagramından faydalanılmaktadır. Bu diyagram, bir kaynak mühendisine necins bir krom nikelli elektrod kullanarak farklı veya zor kaynak yapı lan çelikleri, çatla -ma meydana gelmeden kaynak edilebileceği hakkı rda yol gösterir. Kaynak dikişinin ya-pısı, ferrit te§kîl eden elemanların miktarlarına benzer tarzda, çstenit teşkil eden elö -mantarın miktarlarına da bağlıdır. Schaffler diyagramında ferrit yapıcı elemanların tesirikrom eşdeğeri, ostenit yapıcı elemanların tesiri de nikel usdeğeri olarak belirtilmiştir. N i -kel eşdeğeri diyagramda ordinata, krom eşdeğeri de absise taşınmıştır. Kaynak metalininkimyasal analizi bilinirse buradan krom ve nikel e§değorî hesaplanır ve muhtemel iç yapıbelirt i lebil ir. Kaynak metali daima bir dereceye kadar esas metal ile karıştığından, kay-

.nak metali sadece elektrodla belirtilemez. Esas metal ve elektrod metalinin kimyasal ana-lizleri bilinirse bunların kaynak esnasındaki karışımlarının bileşimi yaklaşık olarak tah-min edilebilir. Schafferler diyagramı yardımıyla kaynak metalinin iç yapısı hakkında tah-min yapılabilir, örnek : Diyagram üzerinde esas ve elektrod metali birer nokta ile tem-sil edilirse, bu iki noktayı birleştiren çizgi üzerindeki rakamlar esas metalin e lâk trod me -tali içerisin Jo eriyen yJzde nîsbetîni gösterir. Burcdcn kaynak metalinin yapısı tahmin edi-lebil ir.

5. Paslanmaz çelik eSoktrodların sınıflandırılması ( AVVS )Sınıflama kaynak metalinin kimyasal bileşimine, mekanik özelliklerini ve kaynak akım t i -pine dayanır. Bu sınıflama sistemi diğer olektrod tiplerine benzer olarak, E harfi elektrodu,son iki rakam örtü tipini ve aynı zamanda akım şeklini,

15 : Bazrk ( Sadece doğru akım pozitif kutup)16 : Rutiî ( Dalgalı ve değru akım pozitif kutup )

diğür rakam ve harfler alaşım elamanlarını ifade eder. Misal : E 310 Mo - 15. P aslanmazçelik el^ktrodların kimyasal bileşimi Tablo . 13 de verilmiştir.

-29--

6. Elektrod Segîmï :Paslanmaz çelik kaynck metalinin mekanik özell iklen, kimyasai kompozisyonu ve sicaklıkkarşısındaki davranışı kadar önemli dsgildir» fazîanrnaz çeîik elektrik ark kaynağında kul-lanılan elektrcdların öriüsi, bazik veya ruf s! karakterlidir. Aynı sınıflan bazik ve rutil e-lektrodların kaynck metalleri arasında mekanik özeliik ve kimyasal terkip yönünden küçükfarklar vardır.

Bazik tip elektrodlcr iyi bîr nüfuzlyet, kc§e kaynaklarında hafif bir konvex dikiş verir vebilhassa aşağıdaki hallerde tavsiye edilir»

- Dik ve tavan kaynaklarında, butun pozisyonlarda kaynağa uygun olduğundan boru kay-ncgında,

- Yüksek kaliteli bîr kaynak birleştirmesi istendiğinde- Kaynak ağzının dar ve gayri muntazam olması haşinde- Kalın kesitlerin kaynağında

Rutil eloktrodların kaynağı daha kolay yapılır, cürufu kolayca ka!kar. Kö§e kaynaklarındahafif konkav dîkî§!eri elde edilir*

Kaynak yüzeyi pürüzsüz olup, bu eiektrccüarm nüfuzîyetî bazik ebkfrodiardan daha azdır.Kaynak dikişinde cüruf kalmamasına dikkat gösteriîmelidir. Bu elektrodlar yatay köşe veyabütün düz pozisyonlarda kullanılmalar; tavsiye edilir* Bu elektrodîarın kaynağında mümkünse doğru akım tercih edilmelidir.

İşlenebilir özellikte paslanmaz reîîkienn kayncg? tavsiye edilmez. Zira bu çeliklerin bün-yelerindeki kükürt, selenium ve fosfor porozite ve sıcak çatlamaya sebep olurlar. Bu çe -İlklerin kaynağında E 312 veya E 309 eSektrodiarı ve elektrod metali ile esas metalin en azkarıştığı bir kaynak usulü ku!Sanılma!ıdir*

Paslanmaz çeliklerin normal çeliklerle kaynags :

Burada yüksek alaşımlı paslanmaz kaynak eloktrodîarr ^eçîierek, esas malzemeyle karışankaynak metalinde alaşım elamanlarının yeterli oranda kalması saklanabilir.

Paslanmaz çeliklerin normal çeliklerle birleştirilmesinde, i lk önce normal çeliğin birleş -tîrme ağzı bir sıra paslanmaz kaynakla kaplanır, Daha sonra kaynak ağzı paslanmaz kay -nakla doldurulur. Şekil . 4 bu birleştirmeyi resimlemektedir. Bu iş içîn genellikle E 309tipi elektrod kullanılır.

Normal çelik yüzeylerin paslanmaz çeîik kaplanmasında bîr çok metadiar kullanılır.

Şekil a, b bunlardan îkisîni resimlemektedir.

-32-

3. DÖKME DEMİR KAYNAĞI ELEKTRODLARI

Genel olarak biie§îminde 2 ÎİO%5 % karbon bulunan demir karbon alaşımlarına dökme de-mîr denir. Dört ana tip dökme demir vardır :

1. Kır dökme demir,2. Beyaz dökme demir,3. Tempe/dökme demir,4. Sfero dökme demir.

1. Kır dökme demir :

Kır dökme demirin bileşimindeki karbonun büyük bir kısmı grafit levhaları halinde serbestolarak bulunur. En çok kullanılan dökme demir tipidir.

2. Beyaz dökme demir :Beyaz dökme demir İçerisinde karbonun büyük bfr kısmı sementit ( Fe3 C ) halinde bulunur9

Çok sert olup kolay işlenemez,

3. Temper ( yumuşak) dökme demir :Beyaz dökme demirin uzun bir süre ( ekseriya 2 veya 3 günden fazla ) tavlanması işleminde,sementitîn demir ve serbest grafite ayrılması sonunda elde edilir. Temper dökme demir birdereceye kadar plastik şekil verilebilir ve kolaylıkla işlenebilir.

4. Sfero dökme demir :

Karbonun grafit halinde küçük küreler biçiminde yap. içinde çökeldiğî dökme demir çeş» -tidir. Sfero dökme demirin özellikleri, dökme çelik ve kır dökme demir arasındadır.

demirin elektrik ark kaynağında kullanılan elektrodların başlıcaları Tablo , 14 debir araya toplanmıştır«

«33-

Kır dökme dem:rEn l'^yı^'h :Kır dökme demîrîn ku ;r:\;:ivi; »jf.-̂ imssz: çelik elektrodlar kullanıldığında kaynak dikişiçok sert olur«, Kcyrco; ve1-.?ben işaenmeyön ve hassasiyet aranmıyan işlerde çelik elektrodlarkullanıiabiHr. Bu e l^ î ' t ro i j jn mr!»;/eti az mukavemeti iyidir«, Nöfuziyeti en iyi olan e-lektrod tipidir.

Bakır alaşımlı ( Morse! ) elektrodur ekseriya bakırı kır dökme demire kaynak etmede kulla-nılır.

Kır dökme dernir'n ka/noginca nikel ve nikel esaslı elektrodlar yaygın olarak kullanılır«

Ön tavlamaya gerek duyuimocfan çabuk ve kolaylıkla kaynak yapılır. Nikel ve Ferro nikelelektrodlan, kısa erk boyu ve djpk ak.m şiddeti ile kullanmak mümkün olduğundan parça-ya daha az ssı veri! îr« Tcblk e.\Hen Î$Î ve dikişin çabuk soğumasına mani olan cüruf ve ni-kelin grafit formosyorsima mJi:e< tc iri sayesinde geçiş böl gesinda sıvı metal içerisinde eri-miş olan.grafitf tekrar lanieUcr halinde ayrışır.

Nikel elektrodla ycpılan kaynakVann işlenmesi kolaydır. Ferro nikel elektrodlarla yapılankaynaklarda çcHarno kj^i'K:^? d^ha az uzama.ve tutunma daha iyidir. Kaynağı zor olandökme demirler, fenc-nikef dek^ro^aria,daha kolay kaynak edilebilmektedir. Ekseriyaher iki cins eUktrod'jn (?:>'"-Jr.îükîerîrîden faydalanmak gayesiyle dikiş ferro-nikel elektrod-la doldurulur, kepek po:osu ise kolaylıkla işlenebilen nikel elektrodla yapılır. Bu elektrod-lar." dalgalı ve doğru akîmSc kuMandabilir.

Kır dökme djmîrm dökme do-ıh çubı;k eiektrodlarla ancak sıcak kaynağı mümkündür.Doğ-ru akım elektrod pozitif kuîupta kaynak yapılır,, Ark gerilimi 50 volt, akım şiddeti 300 ilâI00Ö amper arasındadır, Pcrça 5üü - 600 °C lîk bir ön tavlamaya tabî tutulduktan sonra ,sürekl i kaynak yap ı ! ; r „

Temper ( yumuşak ) dökme cb^nn kaynağı :Kaynak işlemi pratik olarak gri dökme demirin aynıdır. Başlıca fark kaynaktan sonra özel-liklerini iyileştirmek için teviamaya :ht!yaç göstermesidir.

-34-

Sfaro dökme demirin kaynağı :

Kaynağa elverişlidir. Küresel grafitîî dökme demirin kaynağında bazik örtülü claşımsız çe-l ik, monel, nikel ve ferro nikel elektrodlar kullanılır. Bazik örtülü alaşımsız elektrodlarlakaynak yapıldığı zaman, kır dökme demirin kaynağında olduğu gibi, sıcaklığın tesiri altın-da kalan bölgede sert ve gevrek bir yapı hasıl olur. Bu yapı, kaynaktan sonra 90Ö°C civa-rında bir sıcaklıkta tavlama ile normal hale getiri lebil ir. Kaynak bağlantısında yüksek çek-me mukavemeti istendiğinde alaşımsız bazik örtülü çelik elektrod kullanılır.

Kaynaktan sonra dikişin işlenmesi bahis konusu olduğunda ( mesele bazı döküm hatalarınıntamiri iç in) monel elektrodur! kullanılması tavsiyt. edil ir.

Monel elektrodların kaynak dikişleri sıcakta çatlamaya hassas olduklarından çok p osolukaynaklarda kullanmamak gerekir.

Fazla miktarda kaynak metaline gerek duyulan yerlerde saf nikel elektrodlar kullanılmalı-dır. Nikel elektrodlar hem birleştirme hem de küresel dökme demirin büyük çaptaki temîrişlerinde tercih edil ir.

Sfero dökme demir, temper dökme demir gibi kaynaktan sonra özelliklerini iyileştirmek içintavlamaya ihtiyaç gösterirler.

Beyaz dökme demirin kaynağ ı :

Kaynak edilebilirl iği çok kötüdür ve genel olarak kaynak edilemez olarak bahsedilir.

Kır dökme demirin - karbonlu çelikle kaynağı :

Kır dökme iemirin-karbonlu çelikle kaynağında çelik elektrodlcr, monel elektrodlar, Yük-sek alaşımlı krom - nikelli elektrodlar ve nikel elektrodlar kullanılmaktadır. Kır dökme de-mirin karbonlu çelikle kaynağında birleştirmenin çelik tarafı mukavemetli, dökme demirtarafı gevrektir. Kaynak için çoğunlukla bazik tip ( E 7018) elektrod kullanılır.

Kır dökme demirin karbonlu çelik ile kaynağında en uygun elektrod monel veya nikel çe-kirdekli elektronlardır.Kır dökme demir ile karbonlu çeliğin kaynağında aşağıdaki birleştirme şekilleri tatbik edil ir.

a) İnce parçaların kaynağında bütün kaynak ağzı monel veya nikel elektrodla dol-durulur. Kaynağı müteakip dikiş işlenebilir.

b) Biraz kalın parçalarda kaynak ağzının 3/4'ü ince örtülü bir bapk elektrodledoldurulur. Kepek pasesu nîkel veya munel elektredia çekil ir. Böylece dikişin büyük birkısmı ucuz bir olektrodlc doldurulduğundan, hem ekonomik hemde dış yüzeyi işlenebilirbir bağlantı sağlanır.

c) Kır dökme demir çok fazla derecede çatlamaya karşı hassas işe, kaynak ağzı -nın dökme demire ait kısmı monel elektrodu ile ince bir tabaka halinde dpldurulur, diğerkısımlar çelik elektrodla kaynatılır.

d) Kir dökme demirle-karbonlu çeliğin kaynağında, mümkün olduğu kadar parçayaaz ısı verilmelidir. Bunun için kaynak posciarımn boyu kısa tutulur.

-35-