Kaynak sarf malzemeleri, yardımcı malzemeler ve takımlar
- Tel elektrot türleri
- Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler
- Yüksek alaşımlı çelikler ve nikel esaslı alaşımlar
- Alüminyum ve alüminyum alaşımı
- Diğer malzemeler
Tel elektrot türleri
Alaşımsız çelikler ve ince taneli çeliklerin MIG/MAG kaynaklarına yönelik tel elektrotları DIN EN 440 standartlarına uygundur. Standart, 11 çeşit kaynak telinin kimyasal bileşimiyle farklılık gösterir. Ancak standart içerisinde, Avrupa ülkelerinde de kullanılan kaynak teli türleri de bulunmaktadır. Almanya genelinde alaşımsız çelikler için büyük oranda sadece G2Si1, G3Si1 ve G4Si1 türleri kullanılmaktadır. Bunlar içerisinde belirtilen sırada artan silisyum ve mangan içerikleri bulunur ve bunların oranları ortalama %0,65 ila 0,9 silisyum ve %1,10 ila 1,75 mangandır. Ayrıca ince taneli çelikler için G4Mo ve G3Ni1 ve G3Ni2 türleri kullanılır. Bu çeliklerin kaynaklanması için özlü kaynak telleri DIN EN 758 standartlarını barındırır. Dolgunun bileşimleri arasındaki fark, rutil tipleri, temel tipler ve metal özlü tel tipleri ile sağlanır. MIG/MAG kaynağına yönelik özlü tellerine ek olarak DIN EN 758 standartları içerisinde ayrıca, ek olarak koruyucu gaz uygulanmadan kaynak yapılabilen, kendinden korumalı tellerde bulunmaktadır. Bunlar genellikle yüzey işlemleri için kullanılırlar. Isıya dayanıklı çeliklerin kaynaklanmasına yönelik tel elektrotlar DIN EN 12070 ve bu çeliklere ait özlü kaynak telleri DIN EN 12071 standartlarına uygundur. Tel elektrotların ürün yelpazesi, sadece molibden alaşımlı sürümlerden, %1,2,5, 5 ve 9 krom ve %12 krom alaşımlı tel elektrotlarına kadar uzanmaktadır. Diğer alaşım elemanları olarak molibden, vanadyum ve tungsten bulunmaktadır. Özlü kaynak tellerinde %5'e kadar krom bulunur. Paslanmaz ve ısıya dayanıklı çeliklerin kaynaklanmasına yönelik tel elektrotlar DIN EN 12072 standartlarına uygundur; bu çeliklere ait özlü kaynak teller de DIN EN 12073 standartlarına uygundur. Standartlar arasındaki fark, martensitik / ferritik krom çeliklere, östenitik çeliklere, ferritik / östenitik çeliklere ve tam östenitik, yüksek paslanma dayanımlı çeliklere, ayrıca özel tiplere ve ısıya karşı dayanıklı tiplere ait katkılardır.
MIG/MAG kaynağına yönelik malzemeler
Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler
Alaşımsız ve düşük alaşımlı çelikler, M1, M2, M3 gaz karışımları veya saf karbondioksit ile kaynaklanırlar. Ancak özellikle yüksek performans aralığında düşük çapak oluşumu nedeniyle Almanya genelinde gaz karışımları sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çelikler genelde MAG yöntemiyle iyi bir şekilde kaynaklanabilmektedir. Bu noktada E 360, ykl. %0,45 krom gibi yüksek krom içeren türler bir istisna oluşturmaktadır. Prosesin yüksek kaynak nüfuziyeti sayesinde kaynaklanan ürün, karışımla göreceli olarak daha fazla karbon alır ve bu şekilde ısı çatlağı riski ortaya çıkar. Kaynak nüfuziyetini ve bu şekilde karışımı azaltan tüm önlemlerle buna bir çözüm bulunabilir. Bunlar arasında, kaynaklanan üründe biraz daha önden gidilen kaynak gibi daha düşük akım şiddetlerinin kullanılması sayılabilir - Dikkat: Birleştirme hatası riski. Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde gözeneklenme sadece azot nedeniyle oluşur. Bu, yüksek azot oranına sahip çeliklerin, örn. nitrürlenmiş çeliklerin kaynaklanması sırasında karışım nedeniyle ortaya çıkabilir. Ancak genelde azot, tamamlanmamış koruyucu gaz çanı sonrasında havadan alınır. Doğru bir koruyucu gaz miktarı ayarlandığında ve koruyucu gaz akışında örn. koruyucu gaz memesindeki çapaklar veya prosesteki kararsızlık nedeniyle oluşabilecek türbülanslar engellendiğinde güvenli bir koruma sağlanır. Koruyucu gaz olarak karbon dioksit, gaz karışımlarının gözenek oluşumunun bu türünde daha az hassastır. Gaz karışımlarında hassasiyet CO2 oranının artmasıyla düşer.
Yüksek alaşımlı çelikler ve nikel esaslı alaşımlar
Bu malzeme grupları da prensip olarak MIG/MAG prosesiyle iyi bir şekilde kaynaklanabilir. Koruyucu gazlar olarak yüksek alaşımlı çelikler, %1-5 oranında oksijen (M1.1) içeren argon / oksijen karışımları veya %2,5'e kadar CO2 oranına sahip argon (M1.2) kullanılır. Paslanma dayanıklılığına sahip çeliklerin kaynak dikişinin üzerinde ve yanında kaynak sırasında kalan oksit katmanları önemli bir dezavantaj oluştururlar. Bunlar nedeniyle paslanma dayanıklılığı kötüleştiğinden parça işletime alınmadan önce bunların, fırçalama, taşlama veya ışıma ile tamamen giderilmeleri gerekir. Temizlik uygulaması MAG ile kaynaklanmış dikişlerde, cüruf katmanı yüksek sıcaklıklarda oksijenin kaynak dikişi yüzeyine erişimini engellediği örtülü elektrot kaynağı uygulamalarına oranla daha zordur. Bu nedenle kısmi mekanik kaynağın ekonomik avantajlarının bir kısmı bu yüksek sonradan çalışma maliyetleri nedeniyle kaybedilebilmektedir. CO2 içeren gaz karışımları bu kapsamda O2 içerenlerden daha uygun tepki gösterirler. Bu nedenle gün geçtikçe daha fazla kullanılırlar. Ancak koruyucu gaz içerisindeki karbondioksit oranı çok yüksek olmamalıdır, çünkü ark içerisinde çözünen gaz, kaynaklanan ürünün karbürlenmesine neden olur ve buna bağlı olarak paslanma dayanıklılığı düşer. İzin verilen CO2 oranı bu nedenle maks. %5 ile sınırlanmıştır. Paslanma dayanıklılığı bulunan çeliklerin kaynaklanması sırasında her türlü aşırı ısınmanın engellenmesi gerekir, çünkü krom karpit ile ayrıştığında kırılganlık ve paslanma dayanıklılığının azalması ihtimali ortaya çıkar. Bu nedenle ısı girdisi kontrol edilmelidir ve iş parçası gerektiğinde, ara soğutmalarla soğumaya bırakılmalıdır. Tam östenitik çelik grubundaki iş parçalarında "soğuk" kaynak aynı zamanda ısı çatlaklarının da önüne geçmektedir. Östenitik çelikler hidrojenle kırılgan hale gelmediklerinden, performansın arttırılması (kaynak hızının arttırılması) için argona yüzde bir veya biraz daha fazla oranda hidrojen karıştırılabilir. Ancak gözeneklenme tehlikesi nedeniyle H2 oranı %7'nin üzerine çıkartılmamalıdır. İki fazlı yapıda asteniktik ve ferrit içeren dupleks çelikler, buna karşın hidrojen kaynaklı çatlak oluşumuna daha fazla eğilim gösterirler. Nikel esaslı alaşımlar normalde argon MIG ile kaynaklanırlar. Saf nikel ve bazı alaşımlarda düşük hidrojen katkıları yüzey gerilimlerini düşürür ve bu şekilde dikiş görünümü iyileşir.
Alüminyum ve alüminyum alaşımları
Alüminyum iş parçaları genel olarak MIG ile kaynaklanır. Koruyucu gaz olarak normalde Argon kullanılır. Alüminyumun yüksek ısı iletkenliği nedeniyle burada helyum katkıları çok iyi sonuç verir. Yukarıda belirtildiği gibi helyum, koruyucu gaz atmosferinin ısı iletkenliğini ve ısı muhafazasını iyileştirir. Bu da derin ve geniş bir kaynak nüfuziyeti sağlar. Derin kaynak nüfuziyetine ihtiyaç duyulmadığı, örn. daha ince sacların kaynağında, aynı kaynak nüfuziyeti formunda daha hızlı kaynak yapılabilir. Alüminyumun daha kalın kesitlerinde, iş parçasının yüksek ısı iletkenliği nedeniyle önceden ısıtma yapılması gerekir. Bu sadece yeterli bir kaynak nüfuziyeti sağlamaz, aynı zamanda gözenek oluşumunu da düşürür, çünkü kaynaklanan ürün katılaşma sırasında gazları dışarı atmak için daha fazla zamana sahiptir. Genelde %25 veya 50 oranlarında eklenen helyum koruyucu gazların kullanımında, ön ısıtma süresi düşürülebilir ya da daha düşük et kalınlıklarında ön ısıtma hiç uygulanmayabilir. Bu da helyum içeren gazların daha yüksek fiyatını kısmen dengeler. Banyodaki ısıya dayanıklı oksit katmanının zorluklarını gidermek MIG kaynaklarında mümkün değildir, çünkü burada artı kutup elektrotta bulunur (katodik temizlik). Ancak yine de oksit katmanların kaynaktan hemen önce taşlama veya fırçalama ile giderilmesi önerilir, çünkü bunlar higroskopiktir ve bu nedenle hidrojen kaynaklanan ürüne geçebilir. Alüminyum iş parçalarının kaynaklanması sırasında gözenek oluşumunun tek sorumlusu hidrojendir. Alüminyum sıvı haldeyken hidrojene oranla daha fazla bağıl çözünürlüğe sahiptir, ancak katı haldeyken bu gaz metalde hiçbir şekilde çözülmez. Bu nedenle kaynak sırasında her hangi bir şekilde hidrojen alımı olduğunda, gözenek oluşmaması gerektiğinde, kaynaklanan ürünün katılaşmaya bırakılması gerekir. Bu özellikle kalın kesitlerde mümkün değildir. Bu nedenle et kalınlıkları fazla olan alüminyum iş parçalarında gözenek bulunmayan dikişlere ulaşmak mümkün değildir. Ön ısıtmanın olumlu etkileri yukarıda açıklanmıştır. AlMg ve AlSi alaşımları, %1 oranında Si ya da %2 oranında Mg içerdiklerinde, kaynak sırasında ısı çatlağı oluşumuna eğilimlidirler. Kaynak katkısı seçiminde bu alaşımlardan kaçınılmalıdır. Genelde bir üst alaşımlı tel elektrotlar aynı türdekilere oranla daha iyi sonuç verirler.
Diğer malzemeler
Yukarıda belirtilen iş parçalarının dışında, bakır ve bakır alaşımları da büyük ölçüde MIG ile kaynaklanmaktadır. Ham bakırın, birleştirme hatalarını engellemek için yüksek ısı iletkenliği nedeniyle kıyaslandığında yüksek oranda önceden ısıtılması gerekmektedir. Bronz telden, örneğin alüminyum veya kalaylanmış bronz gibi kaynak ürününde, iyi kayma özelliği bulunur. Bu nedenle yüzey işlemlerinde kaydırma yüzeyleri kullanılır. Demir iş parçalarına bu gibi kaynaklarda, kaynak nüfuziyetinin alınacak önlemlerle düşük tutulması gerekir, çünkü demir bakırda çok düşük çözülmeye sahiptir. Bilye biçiminde kaynaklanan ürüne fırlatılır ve kullanım özellikleri düşer. Bu koşullar MIG lehimlerinde de benzerdir. Bu yöntem örneğin otomobil endüstrisinde galvanizli sacların birbirine bağlanması için kullanılır. Katkı olarak, silisyum veya kalaylanmış bronz tel elektrotları kullanılır. Bu bronzların düşük erime noktası nedeniyle çinko buharlaşması azalır. Daha az gözenek oluşur ve çinko katman, kaynak dikişinin yakınına kadar ve sacın arka tarafına kadar korunur. Bu noktada da çelik iş parçasında mümkün olduğunca kaynak nüfuziyeti oluşturulmamalı ve sert lehimde olduğu gibi bağlantı sadece difüzyon ve yapışma kuvvetleriyle sağlanmalıdır. Bu ancak, arkın sadece akışkan kaynak banyosunda yakıldığı, uygun kaynak parametreleri ve özel torç tutma biçimleri kullanılarak sağlanır.
