Atomik bağların oluşması nedeniyle homojen malzemelerin kalıcı bir bağlantısı oluşturmanın teknolojik sürecine kaynak denir. Bu durumda, temas noktasında, iki malzemenin yoğun bir füzyonu meydana gelir. Böyle bir bağlantının uzun süredir kullanılmasına rağmen, modern metal kaynağı, uygulamasının türleri ve teknolojisi sürekli olarak geliştirilmekte, bu da çeşitli ürünlerin artan güvenilirlik ve kalite ile birleştirilmesini mümkün kılmaktadır.
Yüzey kaynağının özellikleri
Metal kaynağının tüm süreci iki aşamada ilerler. İlk olarak, malzemelerin yüzeyleri, atomlar arası kohezyon kuvvetlerinin mesafesi kadar birbirine yakınlaştırılmalıdır. Oda sıcaklığında, standart metaller, önemli bir kuvvetle sıkıştırıldıklarında bile birleşemezler. Bunun nedeni fiziksel sertlikleridir, bu nedenle bu tür malzemelere yaklaşırken temas, yüzey işleminin kalitesinden bağımsız olarak sadece bazı noktalarda gerçekleşir. Filmler, oksitler ve safsızlık atomlarının katmanları doğal koşullarda her zaman mevcut olduğundan, malzemelerin yapışma olasılığını önemli ölçüde etkileyen yüzey kirliliğidir.
Bu nedenle parçaların kenarları arasında temas oluşturmagerek uygulanan basınç sonucu oluşan plastik deformasyonlar nedeniyle gerekse malzemenin erimesi durumunda elde edilebilir.
Metal kaynağının bir sonraki aşamasında, birleştirilen yüzeylerin atomları arasında elektron difüzyonu gerçekleştirilir. Bu nedenle, kenarlar arasındaki arayüz kaybolur ve ya metalik bir atomik bağ ya da iyonik ve kovalent bağlar (yarı iletkenler veya dielektrikler durumunda) elde edilir.
Kaynak türlerinin sınıflandırılması
Kaynak teknolojisi sürekli gelişiyor ve çeşitleniyor. Bugüne kadar, üç gruba ayrılan yaklaşık 20 tür metal kaynağı vardır:
- Basınçlı kaynak, kristaller arasındaki bağlar malzemenin plastik deformasyon yöntemiyle elde edilmesiyle mekanik enerji uygulanarak gerçekleştirilir. Sonuç olarak, metal, birleştirilmiş safsızlıklar tabakasını alarak birleştirme parçalarının çizgisi boyunca hareket ederek akmaya başlar. Ön ısıtma yapılmadan yüzeylerin deformasyonu ve birleştirilmesi işlemine metal için soğuk kaynak denir. Bu durumda, parçaların sıkı bir şekilde kenetlenmesine yol açan atomlar arası bağlar oluşur.
- Füzyon kaynağı, ürünlerin basınç uygulanmadan birbirine bağlanmasıyla gerçekleştirilir. Bu tür metal kaynaklarındaki ısı kaynakları gaz alevi, elektrik arkı, ışın tipi enerjidir. Kaynak sırasında, yüzeyler ısınır ve erir, iki metal ve elektrot arasında atomlar arası bağlar oluşturarak ortak bir kaynak havuzunda birleşir. Bileşimin soğutulması ve katılaştırılmasından sonra, sürekli bir dökümdikiş.
- Metalin termomekanik kaynağı, ısı ve basınç kullanılarak gerçekleştirilir. Malzemenin birleşim yeri önce ısıtılır ve ardından preslenir. Parçayı ısıtmak ona gerekli plastisiteyi verir ve mekanik hareket, ürünün parçalarını monolitik bir bağlantıda birleştirir.
Füzyon kaynağı
Bu kaynak türü hem endüstriyel koşullarda hem de günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır. Metallerin füzyonla birleştirilmesi şunları içerir:
- Ark kaynağı. Metal ile elektrot arasında yüksek sıcaklıkta bir elektrik arkı oluşturularak üretilir.
- Plazma bağlamada, ısı kaynağı bir elektrik arkından yüksek hızda geçen iyonize gazdır.
- Cüruf kaynağı, erimiş akı (cüruf) elektrik akımı ile ısıtılarak gerçekleştirilir.
- Lazer yapıştırma, metal yüzeyin bir lazer ışını ile işlenmesiyle gerçekleşir.
- Elektron ışını kaynağında, eklem, bir elektrik alanının etkisi altında bir vakumda hareket eden elektronların kinetik enerjisi ile ısıtılır.
- Metallerin gaz kaynağı, oksijen ve gazın yanması sırasında oluşan bir ateş akımı ile bağlantı noktasının ısıtılmasına dayanır.
Ark kaynağı bağlantısı
Ark kaynağı, makinede küçük bir voltaj varken büyük bir nominal değere sahip bir akım kaynağının kullanılmasını içerir. Transformatör aynı anda metale bağlanıriş parçası ve kaynak elektrotu.
Bir elektrotla metal kaynağının bir sonucu olarak, birleştirilecek iş parçalarının kenarlarının eritilmesi nedeniyle bir elektrik arkı oluşur. Arkın etki bölgesinde yaklaşık beş bin derecelik bir sıcaklık yaratılır. Böyle bir ısıtma herhangi bir metali eritmek için yeterlidir.
Birleştirilecek parçaların metalinin ve elektrotun eritilmesi sırasında tüm yapışma işlemlerinin gerçekleştiği bir kaynak havuzu oluşur. Cüruf, erimiş bileşimin yüzeyine yükselir ve özel bir koruyucu film oluşturur. Metal ark kaynağı işleminde iki tip elektrot kullanılır:
- erimez;
- erime.
Sarf malzemesi olmayan bir elektrot kullanırken, elektrik arkı alanına özel bir tel sokmak gerekir. Sarf malzemesi elektrotları bağımsız olarak kaynak oluşturur. Bu tür elektrotların bileşimine, arkın dışarı çıkmasına ve stabilitesini arttırmasına izin vermeyen özel katkı maddeleri eklenir. Bunlar yüksek derecede iyonlaşma (potasyum, sodyum) olan elementler olabilir.
Ark bağlantı yöntemleri
Ark kaynağı üç şekilde gerçekleştirilir:
- Manuel yöntem. Bu durumda, tüm birleştirme adımları basit elektrik ark kaynağı kullanılarak manuel olarak gerçekleştirilir.
- Yarı otomatik metal kaynağı daha verimlidir. Bu yöntemle kaynak elle yapılır ve dolgu teli otomatik olarak beslenir.
- Otomatik kaynak denetleniroperatör ve tüm iş kaynak makinesi tarafından yapılır.
Gaz kaynak teknolojisi
Bu kaynak türü, çeşitli metal yapıları yalnızca endüstriyel işletmelerde değil, aynı zamanda evde de bağlamanıza olanak tanır. Metal kaynak teknolojisi çok karmaşık değildir, yanma sırasındaki gaz karışımı dolgu teli ile doldurulmuş yüzey kenarlarını eritir. Soğurken, dikiş kristalleşir ve malzemelerin güçlü ve güvenilir bir şekilde bağlanmasını sağlar.
Gaz kaynağının birçok olumlu yönü vardır:
- Çeşitli parçaları çevrimdışı bağlama yeteneği. Üstelik bu iş güçlü bir enerji kaynağı gerektirmez.
- Basit ve güvenilir gaz kaynağı ekipmanının taşınması kolaydır.
- Ateş açısını ve yüzey ısıtma hızını manuel olarak değiştirmek kolay olduğu için ayarlanabilir bir kaynak işlemi gerçekleştirme yeteneği.
Ancak bu tür ekipmanları kullanmanın dezavantajları da vardır:
- Isıtılan alan geniş bir alana sahiptir, bu da parçanın komşu elemanlarını olumsuz etkiler.
- Kaynak sürecini otomatikleştirememe.
- Güvenlik önlemlerine kesinlikle uyma ihtiyacı. Bir gaz karışımıyla çalışmanın yüksek derecede patlama tehlikesi vardır.
- Kaliteli bir bağlantı için metalin kalınlığı 5 mm'den fazla olmamalıdır.
Cürufkaynak
Bu tür bir bağlantı, kaynak elde etmenin temelde yeni bir yolu olarak kabul edilir. Kaynak yapılacak parçaların yüzeyleri, telin ve ana metalin erimesini aşan bir sıcaklığa kadar ısıtılan cüruf ile kaplanır.
İlk aşamada kaynak, toz altı ark kaynağına benzer. Ardından, sıvı cüruftan oluşan bir kaynak havuzunun oluşmasından sonra ark yanmayı durdurur. Parçanın kenarlarının daha fazla erimesi, akım akışı sırasında açığa çıkan ısı nedeniyle gerçekleştirilir. Bu tür metal kaynağının bir özelliği, işlemin yüksek verimliliği ve kaynağın kalitesidir.
Basınçlı kaynak bağlantısı
Metal yüzeylerin mekanik deformasyonla birleştirilmesi, bu teknoloji pahalı ekipman gerektirdiğinden çoğunlukla endüstriyel üretimde gerçekleştirilir.
Basınçlı kaynak için şunları içerir:
- Metal parçaların ultrasonik kenetlenmesi. Ultrasonik frekansın titreşimleriyle gerçekleştirilir.
- Soğuk kaynak. Büyük bir basınç oluşturarak iki parçanın atomlar arası bağlantısı temelinde gerçekleştirilir.
- Dövme-dövme yöntemi. Antik çağlardan beri bilinmektedir. Malzeme bir fırında ısıtılır ve ardından mekanik veya manuel dövme ile kaynaklanır.
- Gaz basınçlı kaynak. Demirci yöntemine çok benzer, ısıtma için sadece gaz ekipmanı kullanılır.
- Elektrik bağlantısıyla iletişim kurun. En popüler türlerden biri olarak kabul edilir. Böyle bir kaynakla metalin ısıtılması, içinden bir elektrik akımı geçirilerek gerçekleştirilir.
- Difüzyon kaynağında metal üzerindeki basınç kuvveti düşüktür, ancak bağlantının yüksek bir ısıtma sıcaklığı gereklidir.
Punta kaynağı
Bu tür kaynaklarda birleştirilecek yüzeyler iki elektrot arasındadır. Presin etkisi altında, elektrotlar parçaları sıkıştırır, ardından voltaj uygulanır. Kaynak bölgesi akım geçişi ile ısıtılır. Kaynak noktasının çapı tamamen elektrotun temas yüzeyinin boyutuna bağlıdır.
Elektrotların birleştirilecek parçalara göre nasıl yerleştirildiğine bağlı olarak, kontak kaynağı tek taraflı veya iki taraflı olabilir.
Benzer bir prensipte çalışan birçok direnç kaynağı türü vardır. Bunlar şunları içerir: alın kaynağı, dikiş kaynağı, kapasitör kaynağı.
Güvenlik
Kaynak ekipmanıyla çalışmak, operatörün sağlığına zararlı birçok faktörle ilişkilidir. Yüksek sıcaklıklar, patlayıcı ortamlar ve zararlı kimyasal dumanlar, bir kişinin güvenlik önlemlerine kesinlikle uymasını gerektirir:
- Tüm elektrikli ekipman ve cihazlar uygun şekilde topraklanmalı ve yalıtılmalıdır.
- Kuru tulum ve eldivenle çalışmak gereklidir. Yüz ve göz derisini korumak için mutlaka koyu camlı bir maske kullanın.
- Kaynakçının iş yerinde bir ilk yardım çantası ve bir yangın söndürücü bulunmalıdır.
- Kaynak işinin yapıldığı oda iyi havalandırılmalıdır.
- İş, yanıcı nesnelerin yakınında yapılmamalıdır.
- Gaz şişelerini başıboş bırakmayın.
Kaynakçının ekipmanın mevcudiyetine ve istenen çalışma sonucunu elde etme yeteneğine bağlı olarak seçmeye karar verdiği çok sayıda metal kaynağı türü vardır. Kaynakçı cihazı ve belirli ekipmanlardaki çalışma prensiplerini bilmelidir.
