1-11 Elektrik Direnç Kaynağı

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI

Kaynak Teknolojisi ve Tahribatl/Tahribatsz Muayene Eitim Aratrma, Uygulama Merkezi Bu ders notlarndaki metin ve resimlerin, tamamnn ya da bir ksmnn, GEVin yazl izni olmakszn elektronik, mekanik, fotokopi ya da

herhangi bir kayt sistemi ile oaltlmas yaymlanmas, sunumlarda kullanlmas ve depolanmas yasaktr.

GEV - ATB Revizyon No:001 Tarih :09.03.2009

Blm 1 GR

Elektrik diren kayna, metallerin iinden geirilen elektrik akmna kar gsterdii diren nedeniyle retilen s sayesinde gerekletirilen bir eritme kaynak yntem grubudur. zellikle ince sa ileyen endstrilerde youn bir uygulama alan mevcuttur. rnein bir binek otomobil gvdesinde yaklak 5000 nokta kayna mevcuttur. Aada byle bir otomobil gvdesi gsterilmitir.

Bir otomobil gvdesindeki diren nokta kaynaklar

BLM 2 Elektrik Diren Kaynak Yntemlerinin Snflandrlmas 2.1. Akm iletme trne ve kaynan yaplna gre snflandrma

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 12. Basnl aln kayna

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 14. ndktif basn kayna

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




2.2. Akm trne ve akm ve kuvvetin zamanla deiimine gre snflandrma

No. Akm iletim tr

Akm tr ve akm ve kuvvetin zamanla deiimi

Aklama Diren kaynak yntemi (rnek)

1.2.1 Srekli akm (doru veya alternatif akm)

Srekli akmla kaynak (doru akm veya alternatif akm)

Diren basn kayna; rnein: diren diki kayna

1.2.2 Kesintili akm (doru veya alternatif akm)

Kesintili akmla kaynak (doru ve alternatif akm)

Diren diki kayna

1.2.3 Faz kaydrmal alternatif akm

Faz kaydrmal alternatif akmla kaynak

Kondktif diren basn kayna

1.2.4 Kondktif mpuls eklindeki doru akm

mpuls eklindeki doru akmla kaynak; Bir kondansatrn boalm srasnda; Kondansatr boalmal kaynak, Kondansatr boaltma kayna

(Diren) nokta kayna, kabart kayna

1.2.5 Akm artrml ve/veya akm azaltmal kaynak (doru veya alternatif akm)

Akm arttrarak ve/veya akm azaltarak kaynak (doru veya alternatif akm)

(Diren) nokta kayna, kabartl kaynak, diki kayna, yakma aln kayna

1.2.6 Akm ve/veya kuvvet program

Akm ve/veya kuvvet programyla kaynak

1.2.7 ebeke frekans (dk frekans) (50 Hz veya 60 Hz)

ebeke frekansyla kaynak (Dk frekans kayna); ebeke frekans kayna

(Diren) nokta kay., kabartl kaynak, diki kay., disk transformatr kay., kayc kontak kay., yakma aln kay., basnl aln kay., diren eritme kayna

1.2.8 Kondktif veya

Orta frekans (100 - 10.000 Hz)

Orta frekansla kaynak, kondktif veya indktif orta frekans kayna

Disk transformatr kay., Kayc kontak kay., ndktif basn kayna

1.2.9 indktif Yksek frekans (10.000den byk, en sk 100.000 Hz)

Yksek frekansla kaynak; kondktif veya indktif yksek frekans kayna

ndktif basn kayna

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




BLM 3

DREN KAYNAK BLGESNDE ISI RETM 3.1. Genel Bir iletkenden geen elektrik akm, bir s retir. Bir akm devresinde mevcut temas direnleri de bir s etkisi oluturur. Elektrik akmnn bu s etkisi, diren kaynaklarnn esasn oluturur. ekil 4.1de gsterildii gibi, nokta kaynanda iki sa malzeme temas halinde bulunmaldr. 1 no.lu elektroddan akan elektrik diren ss iin gerekli Is kaynak akm, FE elektrod kuvveti ile tanr. Elektrodlar arasnda retilen s miktar Q, Joule kanununa gre W elektrik iine eittir.

ekil 3.1. Diren nokta kayna.

1 elektrodlar; 2 kaynak paralar (salar); Is: kaynak akm; Us: kaynak gerilimi;

FE : elektrod kuvveti

t sresinde yaplan i W = u i t (W.s)dir.

Ohm kanununa gre u = i R olduundan, W = i2 R t (W.s) yazlabilir.

Alternatif akmda i = Imaks. Sin t

olduundan, t sresinde yaplan i: W = I2 R t (W.s)

yazlabilir.

I, alternatif akmn efektif deeridir.

Sins eklindeki alternatif akmda I = Imaks / 2 dir. 1 W.slik elektrik ii, 1 Jlk bir s miktarna kar gelir. Diren kaynanda retilen s, bu nedenle

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Q = Is2 RG ts (J) dir. (Joule kanunu) Is = Kaynak akm (A) RG = Toplam diren () ts = Kaynak sresi (s) dir.

Diren kaynann temel kanunu olarak da tarif edilebilen Joule kanunu, s miktar, kaynak akm, toplam diren ve kaynak sresi ile tarif edilebilir.

Kaynak akmnn, kaynak sresinin ve elektrod kuvvetinin doru belirlenmesi halinde, kaynak yaplacak paralar arasndaki kaynak metalinde gerekli kaynak ss retilir. Ancak retilen snn tm kaynak noktasn oluturan kaynak metalinde kullanlmaz. Bir ksm, ar snmaktan su soutmasyla korunan elektrodlara akar. Bir ksm ise souk paraya doru akar. Ayrca uzun kaynak sreleri uygulamalarnda, ma da nemli bir s kayb aracdr.

ekil 4.2de diren kaynanda s enerjisinin kullanm gsterilmitir.

ekil 4.2. Diren kaynanda snn dalm

a) Nokta kayna; b) Yakma aln kayna; c) Diren kaynanda s bilanosu. 1: retilen toplam s; 2: Kaynak ss; 3: Esas metale iletilen s;4: Elektrodlara iletilen s; 5:

evredeki havaya iletilen s

ekil 4.3de ise Joule kanununa gre s dengesi gsterilmitir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.3. Joule kanunu Bir nokta kaynann s dengesi

3.2. Kaynak metalinin direnci Joule kanununda akland gibi, s retimi ve dolaysyla kaynak noktasnn kalitesi, toplam diren RT olarak da adlandrlan, elektrodlar arasnda mevcut direnlerin tmnden etkilenir. Toplam diren (ekil 4.5), aadaki gibi ifade edilir.

ekil 4.5. Kaynak devresindeki elektriksel direnler.

dE: elektrod ucunun ap; RK: temas direnci;

RSt: malzeme direnci

Kaybolan s

Qiletilen = I2 . R . t

letilen s

Transformatr

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Malzeme direnci RSt ve

Temas direnleri RK (yani RG = RSt + RK . Malzeme direnleri, kaynak metalinin kendisini oluturur. Temas direnleri ise, birbirine temas eden tm yzeylerdir; yani:

st elektrod - st sa temas yzeyi

st sa - alt sa temas yzeyi ve

Alt sa - alt elektrod temas yzeyidir.

Elektrodlarn direnci genellikle ok dktr ve bu nedenle, belirli unsurlara dikkat edildii takdirde kaynaa etkileri yoktur:

Malzeme direnci ise aadakilere baldr:

1. Kaynak yaplacak paralarn retildii malzemenin fiziksel zellikleri.

2. Kaynak metalindeki akm yolunun bykl ve ekli.

3. Akm yolunun scakl.

Elektrik diren kaynanda direnlerin birbirine gre bykl ve dolaysyla s retimi dalm ematik olarak ekil 4.6da gsterilmitir.

ekil 4.6. Elektrik diren kaynanda direnlerin ve retilen snn genel dalm.

Saf metallere kyasla alamlar daha yksek dayanma sahiptir. Refakat elemanlarnn dnda alam elemanlar ilavesi, saf metalin zgl elektriksel direncini ykseltir. Ancak bu etki, artan scaklkla azalr; bu ekilde bir saf metal ile onun alamnn zgl elektriksel direnleri arasndaki fark, yksek scaklklarda azalr ve pratik olarak hesaba katlmayabilir. eliklerdeki karbon orannn zgl elektriksel dirence etkisi ekil 4.6da gsterilmitir.

Scaklk dalm

st elektrod st para Alt para Kaynak ekirdei Alt elektrod

Elektriksel diren

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.6. eliklerin karbon orannn elektriksel zgl dirence etkisi.

Elektriksel zgl diren, saf demirde 0,10 mm2/m ve % 1,2 karbonlu elikte ise 0,15 mm2/m dir. eliklerdeki elektriksel zgl direnci nemli oranda etkileyen bir unsur da, silisyum ieriinin arttrlmasdr. Teknik metallerin elektrik direnci, souk ekil verme ile veya su verme (sertletirme) ile ykseltilebilmektedir. Ancak ounlukla uygun bir sl ilem uygulayarak ilk deerine getirilebilir.

Bir elektrik iletkeninin malzeme direnci aadaki eitlikle belirlenir:

l RSt = ------ () A

Burada:

(mm2/m) : zgl elektriksel diren l (m) : iletkenin uzunluu ve

A (mm2) : iletkenin kesiti dir.

Nokta kaynanda genellikle silindirik bir akm yolu mevcuttur. Bu durumda bu eitlik:

2s RSt = ------------ () d2250 halini alr. Burada

2s : akm yolunun uzunluu

Karbon ierii

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




s (mm): sa kalnl

d (mm): akm yolunun apdr.

Bu rnekte akm yolunun ap, elektrod ucunun apdr. Elektrodun temas eden ap bydnde, diren klecektir. Nokta dayanmnn ayn kalabilmesi iin, elektrod ucunun apndaki bymenin ok kk deerlerde kalmas gerekir. Byk deiimlerde, elektrod ucunun tralanarak ayn kaliteye getirilmesi gerekir.

Scakln artmasyla, zgl elektriksel diren ve dolaysyla metalsel akm yolunun malzeme direnci de byr. Saf metalin 800 Cdeki zgl elektriksel direnci, oda scaklndaki deerinin yaklak 10 katna kar (ekil 4.7).

ekil 4.7. Saf demirin zgl elektriksel direncinin scaklkla deiimi.

zgl elektriksel direncin scaklkla deiimi, aadaki eitlik uyarnca gerekleir:

T = RT [1 + (T - 20) ] Burada:

T (mm2/m) : Bir T (C) scaklndaki zgl elektriksel diren RT (mm2/m) : Oda scaklndaki zgl elektriksel diren

(1/C) : Scaklk katsays Tablo 1de, baz metalsel malzemelerin RT ve deerleri verilmitir.

Tablo 4.1. Oda scaklnda zgl elektriksel diren ve scaklk katsays deerleri

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Paralar arasnda, kaynak ilemi iin gereken snn retimi, sadece Joule kanunu ile ifade edilen I, R ve tye bal olmayp, ayrca birletirilecek paralarn zelliklerine ve ynteme zg koullara baldr.

Belirli bir kaynak akmnn, belirli bir sre iinde rettii s miktar: - Parann ve elektrodun sl iletkenlikleri ne, ve - Elektrod ile para yzeyleri arasndaki temas direnci ne baldr.

3.3. Temas Direnci Temas direnci (veya gei direnci), bir akmn birinden dierine akt, iki iletken arasndaki diren olarak tarif edilir. ki metal yzeyi bir temas kuvvetiyle birbirine doru bastrld zaman, birden ok sayda noktas temasa geer. Bu ilem, temas kuvvetinin byklne bal olan plastik deformasyonla salanr. Bu ekil deitirme ilemi srasnda yeni temas noktalar ortaya kar. Bu noktalar, ya plastik ekil deitirme ile ya da elastik ekil deitirme ile oluurlar. Temas direncinin aklamas iin ekil 4.8 yardmc olacaktr.

Temas direnci RK , tepe ve ukur direnlerinin toplamdr:

RK = RH + RE

Tepe direnci, temas malzemesinin yzeyindeki, oksit tabakas, slaklk tabakas veya baka yabanc kaplamalardan ileri gelir. Bu yabanc tabakalar, belirli bir kalnl atklarnda, akma kar dk diren gsterdiklerinden, tpk metalsel bir temas gibi davranan, yar metalsel bir temas alan olutururlar.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.8. Temas yzeyinin aklamas.

A : grnr temas yzeyi; A0 : gerek temas yzeyi; aE : temiz (yabanc maddeleri iermeyen) her bir temas yzeyi; AE : temiz (yabanc maddeleri iermeyen) toplam temas yzeyi; aH : kirli (yabanc maddeyle kapl) her bir temas yzeyi; AH : kirli (yabanc maddeyle kapl) toplam temas yzeyi; aE = AE ; aH = AH

Tepe direnci, sadece grnr temas yzeyi Ann byklne deil, ne yazk ki, gerek temas yzeyi A0n byklne de baldr.

Metalsel bir temas, sadece, grnr temas yzeyi Ann belirli noktalarnda olutuundan, akm da sadece bu noktalardan akar. Bu olay, akm yolunun daralmasna yolaar; bu da ukur direnci RE olarak adlandrlr. Bu diren, iki temiz metalsel temas arasnda ortaya kar. Kaynak balantsnn olumas iin en nemli koul, iletim srasnda birim zamanda retilen s miktardr. rnein bakrn ok yksek sl iletkenlii, elektrik diren kaynak kabiliyetinin ok kt olmasn balca nedenidir. Ayrca elik gibi malzemelerin sl iletkenliklerinin byk olmasnn sonucu oluan hzl souma, sertleme ve atlak oluumuna neden olur. Elektrod-para yzeyi arasndaki temas yzeyinde s retiminin dk tutulabilmesi ve sonuta elektrodun yzeye yapmamas iin byk s iletimli veya suyla soutulan elektrodlar gerekir.

3.3.1. Temas Direnci ve Kaynak Parametreleri Temas direnci,

a) Yzey przllne b) Elektrii ya hi iletmeyen ya da ok az ileten pas, ya, gres veya boya gibi yzey tabakalarna baldr.

Yzey przll, kaynak ileminin banda, akmn tm temas yzeyi zerinden deil, gerek temas yzeyi denilen sadece belirli ksmlardan akmasnn nedenidir. ekil 4.9da de

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




gsterildii gibi, elektrod kuvveti arttka, plastik deformasyon artar ve temas direnci der. Dk elektrod kuvvetlerinde temas direncinin ok byk bir aralkta dald grlmektedir. Bu nedenle dk elektrod kuvvetleri uygulandnda, kaynak akmnn farkl deerlerinde, her bir kaynak noktasnn dayanm da birbirinden ok byk farkllklar gstermektedir.

Benzer bir eliki, oksit gibi malzeme yzey tabakalarnn davrandr. Yeteri kadar yksek elektrod kuvvetleri, elektrod ucunun formu da uygun olduu takdirde (rnein hafife kresel ulu elektrodlar) ince oksit tabakalarn ezebilmektedir. Ancak bu durumda yzeyde derin elektrod izleri olumakta ve elektrodun anmas da artmaktadr. ou durumda yzey tabakalarnn uzaklatrlmas gerekir. Bu ilem:

- Mekanik yntemlerle (fralama, talama vs.) - Fiziksel-kimyasal yntemlerle (rnein redkleyici ortamlarda tavlamayla)

yaplabilmektedir.

ekil 4.9 Nokta kaynanda elektrod kuvvetinin temas direncine etkisi

Kaynak blgesindeki snma olay zerine dier bir etki de, temas direncinin hi olmamasdr. ekil 4.10da, kaynak ilemi srasnda direncin deiimi gsterilmitir.

Kaynak sresinin ilk periyodunda temas kprleri, yksek akm younluu nedeniyle byk bir hzla erime scaklklarna ular; temas direnci klr ve birleir. Akmn akt metal yol iinde scaklk yava yava ykselir ve bu nedenle diren de ykselir. Balangta temas direncinin, kaynak blgesinin snmas zerine olan byk etkisi, belirli bir sre sonra temas ve malzeme direnlerinin e zamanl etkimeleri nedeniyle ortadan kalkar ve sonuta byyen malzeme direnci kalr. Bu noktaya ne zaman ulalaca, belirli bir elektrod kuvvetinde temas yzeyinin durumuna, malzemenin plastisite zelliklerine ve sl iletkenliine, ayrca kaynak akmnn byklne baldr.

Daha nce de akland zere, bir kaynak noktasnn olumas iin sa-sa arasndaki temas direncinin, elektrod-sa arasndaki temas direncinden daha byk olmas gerekir.

Tem

as d

irenc

i

Elektrod kuvveti

Dalma band

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.10. Nokta kaynanda elektriksel direncin teorik deiimi.

tV : n tutma sresi; ts : Kaynak sresi; tS : Son tutma sresi Ancak bu durum, kresel ulu elektrodlarn kullanlmas ve kaln salarn kayna durumunda geerli deildir (ekil 4.11). Bunun nedenleri, malzemenin fiziksel zelliklerinde ve artan kalnln plastik ekil deiimini snrlamasnda yatar. Elektrod ile sa yzeyi arasndaki temas alannn bykl, malzemenin dayanmna baldr. Malzemenin dayanm arttnda, zellikle kresel ulu elektrodlar kullanmnda, temas yzeyi klr. Sonuta malzeme-malzeme arasndaki temas direnci deimezken, elektrod-sa arasndaki temas direnci artar.

ekil 4.11. Temas direncinin elektrod kuvvetiyle deiimi.

X10CrNi18 8; Her sacn kalnl 5 mm; Elektrod ucu kresel; 1: Elektrod-sa temas direnci; 2: Sa-sa temas direnci.

Elek

triks

el d

iren

Zaman

T

emas

dire

nci

Elektrod kuvveti

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Kk bir temas direncine ramen, salar arasnda, hatasz bir nokta kayna yaplmas mmkndr. Elektrod-sa arasnda oluan istenmeyen deerlerdeki snma, suyla soutulan elektrodlara akacandan, kaynak blgesindeki s miktarn snrlayacaktr.

3.3.2. Temas Direnci ve Yzey Durumu Oksit tabakalar, kaynak akmnn geiine kar bir diren gsterir ve bu diren o derece byk olabilir ki, akmn geii imkansz hale gelebilir. Ancak yine de bir akm geii salanacaksa, bu oksit tabakasnn paralanmas gerekir. Kresel ulu elektrodlarla bastrarak oksit tabakas paralanabilir ve elektrod-sa temas yzeyi bytlebilir (ekil 4.12).

ekil 4.12. Dz ve kresel elektrod ularnn kullanm.

Bu tabaka ne kadar inceyse, o kadar ok atlak oluturulabilir. Bu ilem, elektrod-sa temas direncinde bir azalmaya yolaar ve daha iyi bir akm ak salar. Dz ulu elektrodlarn kullanlmas halinde ise, oksit tabakas da paralanmadan sala birlikte bastrlr.

Sa-sa geiinde ilk temas, yzeyde temas eden przlerden olacaktr. Bu durumda oksit tabakas, yeteri kadar yksek bir basnla ezilip paralanmaldr. Kaln oksit tabakalar, yksek elektrod kuvvetlerinde dahi paralanamayabilir. Bu durumda oksit tabakasnn kimyasal yntemlerle veya fralama ve talama gibi mekanik yntemlerle uzaklatrlmas gerekir.

Dalama (yzeyin kimyasal yntemlerle temizlenmesi) srasnda yzey durumu deimez. Ancak ukur direnci deimemesine ramen, tepe direncinin azalmas nedeniyle temas direnci bir miktar azalr. Mekanik yzey hazrlama srasnda ise, tepe direnci azalr ve ukur direnci, yzeyin yeni ekline gre deiir; yani azalr veya oalr. Elektrodlarn mr, kaynak edilen salarn yzey durumlarna son derece baldr. Nokta kaynanda, sa yzeyinin kirli olmasna bal olarak elektrod-sa temas direncinin yksek olmas halinde, elektrodun sa yzeyine yapmas olay ok sk grlr. Bu alamlanmadan, tepe direncini dk tutarak ve

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




temas alann mmkn olduu kadar byterek ve bu sayede yerel scaklk ykselmelerine izin vermeyerek kanlabilir.

Dalama ile kaynak ilemi arasndaki sre, mmkn olduunca ksa tutulmaldr. Aksi halde oksit tabakas tekrar oluur ve temas direncini tekrar ykselterek zellikle hafif metal balantlarnda nokta dayanmn drr (ekil 4.13).

ekil 4.13. ekme-makaslama dayanmnn ve temas direnlerinin, dalamadan sonraki

bekleme sresiyle deiimi.

Q = I2 R t Joule kanununa gre, retilen Q s miktarnda I kaynak akm en byk etkiye sahiptir.

rnek: Akm iki katna karlrsa ( I2 = 2 I1)

Q1 = I12 R t

Q2 = I22 R t = (2I1)2 R t = 4 I12 R t

Q2 = 4 Q1

Is 4 katna kmaktadr.

Kaynak parametrelerinin deerlerindeki deiimler arasndaki iliki ekil 4.14.te gsterilmitir. Grld zere, zaman ve basn sabitken kaynak akmndaki % 10luk bir azaltma, retilen sda % 19luk bir azalmaya kar gelmektedir. Akm ve basn sabitken kaynak sresindeki % 10luk bir azalma ise, retilen sda % 10luk bir azalmaya yol amaktadr. Ancak akm ve zaman sabitken kaynak basncnda % 10luk bir azalma, diren

Sa-sa

Elektrod-sa

Nokta

ekme-

makaslama

T

emas

dire

nci

ek

me-

mak

asla

ma

day

anm

Bekleme sresi

N / Nokta

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




arttndan dolay retilen sda % 5lik bir artmaya neden olmaktadr. Dolaysyla, akm veya zamandaki bir azaltma, kaynak ssnda azalmaya yol aarken, basntaki bir azaltma, kaynak ssnda artmaya neden olmaktadr. Bu sonulardan, Akm ve zaman sabit tutuluyorken basn neden azaltlmamaktadr? sorusu sorulabilirdi ve dolaysyla daha ksa zamanda ve daha dk akmda ayn kaynak ss retilebilir sonucuna ulalabilirdi. Ancak iyi bir kaynak, doru elektrod basncna baldr.

ekil 4.14. Kaynak parametrelerinin her birinde yaplacak % 10luk bir azaltmann retilen kaynak ssna etkileri.

% 100

% 100

% 100

AKIM ISI ZAMAN ve BASIN SABT

ZAMAN ISI AKIM ve BASIN SABT

BASIN ISI AKIM ve ZAMAN SABT

% 100

% 100

% 105

% 100

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Dk basn aa daki hatalara neden olur:

- erimi metalin fkrmasna - daha kt metal yzey koullarna - ar elektrod anmasna, ve - her iki sata oluacak ekirdek katlamasnn azalmasna.

Bir alternatif akm devresinde bir U sekonder geriliminde akm : U I = R2 + 2 L2 forml ile belirlenir. Burada:

R = (temas direnci de dahil) sekonder devredeki toplam omik diren. = devre frekans 2f (f:ebeke frekans) L = toplam indktivitedir. Sabit sekonder gerilimde:

a) Diren ve indktivite arttka kaynak akm azalr.

b) Sekonder blge (Pencere akl) bydke ve iindeki manyetikleebilen malzeme bydke indktivite nemli oranda artar.

Yksek bir kaynakl balant kalitesine ancak, kaynak akmnn mmkn olduu kadar sabit kalmas durumunda ulalabileceinden, (dk) direncin ve indktivitenin de mmkn olduu kadar sabit olmas gerekir.

Kaynak akmnn balantnn temel zelliklerinden biri olan ekme-makaslama dayanmna etkisi, ekil 4.14te gsterilmitir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.14. ekme-makaslama dayanmnn kaynak akmyla deiimi

3.4. Kaynak Sresinin Etkisi Is retim miktar, ar elektrod snmas ve hzl ypranma olmakszn yeterli dayanma sahip kaynaklar retmelidir. retilen toplam s, kaynak sresiyle orantldr. Esas olarak s, kaynak noktasn evreleyen esas metale ve elektrodlara doru yaylr. ok az ise radyasyonla kaybolur. Bu kayplar, kaynak sresi ve metal scakl arttka oalr ancak temelde kontrol edilebilirler.

ekil 4.15te kaynak blgesindeki scakln ve direncin seviyesi gsterilmitir.

Bir nokta kayna ilemi srasnda uygun bir akm younluunda erime scaklna ulaabilmek iin minimum bir sre gerekir. Eer akm devam ederse, kaynak ekirdeinin yer ald 4 dzlemindeki scaklk erime scaklnn ok zerine kacak ve i basn, erimi metalin evreye fkrmasna yol aacaktr. retilen gazlar ve metal buharlar da metal zerrecikleriyle birlikte salr. Eer para yzeyleri kirli ve przl ise, gazlar ve metal zerrecikleri 2 ve 6 dzlemlerine de salabilir. Ar uzun kaynak sreleri, esas metal ve elektrodlar zerinde, ar bir akm miktar gibi etki yapar. Ayrca snn tesiri altndaki blge de byyerek esas metal yzeyine kadar ulaabilir.

ek

me

mak

asla

ma

daya

nm

Kaynak akm Srama oluumu, gzenek.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 4.15. Kaynak blgesinde diren ve scakln lekli olarak gsterimi.

ou durumda uzun bir kaynak aralnda, s kayplar, s girdisine eitlenir; scaklk bylece kararl hale gelir. Dier tm koullarn sabit kalmas halinde, kaynak sresi ile nokta kaynann ekme-makaslama dayanm arasndaki iliki ekil 4.16da gsterilmitir.

ekil 4.16. ekme-makaslama dayanmnn kaynak sresiyle deiimi.

Belirli bir durumda, kaynak sresi ile kaynak akm, birbirini tamamlayabilir. Toplam s, ya kaynak akmn ya da kaynak sresini ayarlayarak deitirilebilir. Is transferi zamann bir fonksiyonudur ve uygun ekirdek boyutunun oluumu, akmdan bamsz olarak belirli bir sre gerektirir.

Kaln paralar nokta kayna yaparken, elektrod basnc kesintisiz olarak srdrlrken kaynak akm genelikle ksa darbeler (impulslar) ekilde uygulanr. Akmn darbeli uygulanma nedeni, sy sa paralar arasnda tedrici olarak retmektir. Kayna gerekletirmek iin gerekli akm iddeti, eer s darbe sresi ok uzunsa, fkrmaya oluturacak ekilde, metali ok hzl eritebilir.

Diren Scaklk

Kaynak zaman

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




3.5. Isl Denge Isl denge, erime derinlii (nfuziyet) her iki parada da eit olduu zaman oluur. Nokta ve diki kaynaklarnn byk ksm, eit sa kalnlklarna uygulandndan ve ayn alam, ayn elektrod boyutu ve ekli kullanldndan, sl denge bu durumda kendiliinden oluur. Ancak pek ok uygulamada da paralarda retilen s dengesizdir.

Isl denge aadaki faktrlerden etkilenir:

1. Birletirilen metallerin izafi elektriksel ve sl iletkenlikleri 2. Birletirme blgesinde paralarn izafi geometrileri 3. Elektrodlarn sl ve elektriksel iletkenlikleri 4. Elektrodlarn geometrileri.

(A) - Yksek iletkenlie sahip alama kar daha kk yzey alanl elektrod (B) - Yksek iletkenlie sahip alama kar yksek elektrik direncine sahip elektrod (C) - Bdeki gibi. Ek olarka, dk iletkenlie sahip alama kar daha byk elektrod yzeyi ilavesi (D) - Yksek iletkenlie sahip parann kalnln arttrma.

ekil 4.17. Farkl elektriksel iletkenlie sahip metalleri nokta kayna yaparken balantdaki s dengesini arttrmann tipik yollar.

Eer kaynak yaplacak paralarn kimyasal bileimleri veya kalnlklar veya her ikisi de birbirinden farklysa, stma dengesiz olacaktr. Dengesizlik, ou durumda para tasarmn, elektrod malzemesini ve tasarmn veya (kabartl kaynakta) kabart formunu deitirerek giderilebilir. Ayrca kabul edilebilecek kayna retecek en ksa kaynak sresini ve en dk akm iddetini uygulayarak sl denge oluumu arttrlabilir. ekil 4.17, 4.18 ve 4.19da sl dengenin oluturulma alternatifleri gsterilmitir.

Yksek iletkenlie

sahip

Yksek direnli elektrod

Dk iletkenlie sahip alam

Dk iletkenlie sahip alam

Yksek iletkenlie

sahip

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Farkl ktlelere sahip elektrodlarla farkl malzemelerin nokta kayna

ekil 4.18. Farkl malzeme ve farkl ktlelere sahip elektrodlarla sl dengenin salanmas

Kondansatr impuls kaynayla Cu ve Kondansatr impuls kayna ile Cu ve FeNi 42nin kayna. FeNi42nin kayna Elektrod kutuplamas: WMo (-); CuCr1 (+) Elektrod kutuplamas:WMo (+); CuCr1 (-) ekil 4.19. Farkl malzemelerin kaynanda kutuplama eklinin deitirilmesiyle sl dengenin

salanmas.

Yksek Isl ve elektrik iletkenlik Dk

Trafo sargs Trafo sargs

Kaynak ekirdei Kaynak ekirdei

Yksek

Dk Isl ve elektrik iletkenlik

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




3.6. Elektrik Diren Kaynanda Kaynak ekirdeinin Oluumu 3.6.1. Tanm Elektrik diren kayna, iki veya daha fazla metal parann bir nokta halinde birbirine birletirilmesidir. Kaynak ilemi, birletirilecek paralar basn altnda birarada tutarak ve basn noktasndan bir elektrik akm geirilerek yaplr. Noktadan geen akm, metal eritir ve basn, akm kesildikten sonra da srdrlrse, erimi metal katlaarak bir kaynak ekirdei oluturur. Bu ekirdein boyutu ve yaps, kaynan dayanmn belirler.

Elektrod kuvvetinin Kaynak akmn Tutma (dvme) Elektrodlarn Uygulan geii sresi kaldrl (l sre)

ekil 4.21. Elektrik diren nokta kaynanda kaynak ilem aamalar

3.6.2. ekirdein Oluumu Oluan ekirdein boyutu, elektrod yzeyine, retilen sya ve uygulanan basnca baldr. Daha kaln paralar halinde, ekirdek apnn da, orantl bir ekme-makaslama dayanm oluturmak zere bymesi gerekir. ekil 4.20, kesilmi, parlatlm ve dalanm bir kaynak ekirdeinin bytlm grntsn gstermektedir.

ekil 4.20. Bir kaynak ekirdeinin kesiti.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




BLM 4 3 mmye Kadar eliklerin Nokta Kaynanda Konstrksiyon ve Hesaplama

4.1. Giri

Bu blmde, statik ve dinamik zorlanan nokta kaynakl balantlarn ekillendirilmesi ve hesaplanmas iin tavsiyeler verilmitir.

Bir yap elemannn nokta kaynak kabiliyeti (ekil 6.1), uygun bir imalat akna dikkat edildii takdirde nokta kaynayla bir malzeme balants yaplabilmesi demektir. Burada nokta kaynakl balant, zellikleri ve bulunduu konstrksiyona etkileri bakmndan nceden belirlenen artlar yerine getirmelidir.

Kaynak kabiliyeti faktre baldr:

a) Malzeme (kaynaa uygunluk)

b) Konstrksiyon (Kaynak emniyeti) ve

c) malat (Kaynak yaplabilme olana)

Bu faktrn tm, kaynak kabiliyeti zerinde eit etkiye sahiptir.

ekil 6.1. DIN 8528e gre yap elemannn kaynak kabiliyeti

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.2de diren nokta kaynana uygunluk, bir kaynak dzeneindeki girdi ve kt faktrleri araclyla gsterilmitir.

ekil 6.2. GRD ve IKTI taraflaryla, imalat yntemi olarak nokta kayna

Konstrksiyon asndan, Konstrksiyon Emniyeti zel bir neme sahiptir. (Konstrksiyona bal) kaynak emniyeti, daha ok malzemeye ve biraz da imalata baldr.

Konstrksiyonda ayrca, kaynak yaplabilme olanana da dikkat edilmelidir. Dier bir deyile mevcut kaynakl balant, seilen imalat artlar altnda uygun ekilde imal edilebilmelidir.

Kaynaa uygunluk, bir malzeme zelliidir. Bir malzeme, kimyasal, metalurjik ve fiziksel zellikleriyle belirli artlara uygun bir kaynakl balant oluturabiliyorsa, kaynaa uygun demektir.

4.2. Balantnn Konstrksiyonu Nokta kaynakl konstrksiyonlar, prifllerden, yass salardan veya bunlarn kombinasyonundan oluabilir. Nokta kaynakl balantlar kuvvet iletmek iin, kuvvet tamak iin veya paralarn pozisyonlanmas iin kullanlabilir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




4.3. Kaynakl Balantlarn Zorlanma Trleri

Kaynakl balantnn ekline gre, ekme-makaslama, ayrma, ama veya burulma olabilir (ekil 6.3).

ekil 6.3. Nokta kaynakl balantlara etkiyen saf gerilmeler

a) ekme-makaslama, b) Ayrma, c) Ama, d) Burulma

Nokta kaynakl balantlar, mmkn olduunca ekme-makaslama trnde zorlanmaldr; zira bu zorlanma eklinde bir kaynak noktasyla en byk kuvvet tanabilmektedir. Saf ayrma, ama veya burulma zorlamalarndan, konstrktif nlemlerle kanlmas gerekir.

4.4. Birletirme Trlerinin Gsterimi Diren kaynandaki birletirme trleri ekil 6.4te gsterilmitir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.4. Birletirme trleri

v : kenar uzakl; b: bindirme; dp: nokta ap; e: nokta aral; f: nokta sras

Boyut iaretleri DIN 1912 Ksm 6da aadaki gibi gsterilmitir:

v = kenar uzakl b = bindirme boyu; dL = ekirdek ap (kesitte llen); dP = nokta ap; e = nokta aral; f = nokta sra aral; g = kaydrma; hL = (kesitte llen) ekirdek ykseklii, (farkl kalnlklarda salarda diki nfuziyet derinlii geerlidir); l = diki uzunluu; n = bir nokta srasndaki kaynak noktas says; t = sa kalnl; z = Kesintili dikilerde iki diki uzunluu arasndaki uzaklk

ekirdek ap dL, erimi malzemenin kesitinde llen aptr. Tecrbi deerlere gre nokta ap dP, ekirdek apndan 1,15 kat daha byktr. Bu oran, kaynak artlarna, malzemeye, sa kalnlna, elektrod ucuna ve tahribatl muayene trne baldr.

Makaslama krnda: nokta ap, yapm blge (ekil 6,5-bdeki halka) hari, krk yzeyinin ortalama apdr. Dmelenme ve kark krlmada nokta ap, dmelenmi orta kntnn esas yzeyinin apdr (ekil 6,5-c ve 6,5-d).

a) Tek sral tek kesitli b) ift sral tek kesitli

c) ift sral artmal kesitli d) ift sral ift kesitli

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.5. Nokta lleri

4.5. Kaynak Noktalarnn Dzeni

Tek sral ve tek kesitli balantlarda statik ekme-makaslama kuvveti halinde esas malzemenin dayanm, e > 3,5 . dL seilmise tam kullanlabilir. Dinamik zorlama halinde, Nokta aral e > 4 . dL olduunda, ekme-makaslama kuvveti maksimuma ulaabilir.

Nokta aral e < 8 ... 10 (s1 + s2) iin, yanal akmlarn etkisi ihmal edilmemelidir. Kk nokta aralklarnda eit ekirdek aplarna erimek iin ikinci noktada akmn ykseltilmesi gerekir. Akmn bir ksm, bir nceki noktadan akar ve kaynak iin kullanlamaz. Bu nedenle bir nokta srasnda 2.noktada, kk aralklarda ve sabit ayar datalarnda daha dk ekirdek

Erimi malzeme

Yapma blgesi

Krk yzeyi

Halka blgesi

a) Kaynakl nokta b) Makaslama kr

c) Dmelenme krlmas d) Kark krlma

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ap elde edilir. ok sral olanlarda ise, tek kesitli balantlar, e 5 . dL iin sa dayanm kadar dayanm verirler.

ekirdek ap olarak Tablo 6.1deki deerler, doru deerler olarak alnabilir.

Tablo 6.1. ekirdek ap dLnin sa kalnlna bal olarak seimi. Nokta ap dp, ekirdek ap dLden daha byktr.

ekirdek ap dL mm

Sa kalnl t mm kk orta Byk 0,5 0,8 1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 3,0

2,5 3,1 3,5 3,9 4,3 5,0 5,5 6,1

3,5 4,5 5,0 5,5 6,1 7,0 8,0 8,5

5,5 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,5 14,0

3,5 1) 6,5 9,5 15,0 1) 3,5mm iin deerler ekstrapolasyonla elde edilmitir. Tecrbi deerler yoktur.

Kenar uzakl v (ekil 6.6), hibir zaman 1,25 . dL den kk olmamaldr; zira yanal fkrma oluumundan ve dolaysyla kaynak balantsnn ani dayanm dnden kanlamaz.

a) yi b) Kt

ekil 6.6. Kenar uzakl v.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Bindirme boyu b, ekil 6.4 ve 6.6da verilmitir ve b = 2 . v formlyle hesaplanr. ift sral balantlarda bindirme boyu b = f + 2 . v ile hesaplanr. Nokta sras aral, dik al veya apraz olarak, f e ile seilir. Kaydrma ls g = e / 2 olmaldr.

4.6. nt Akm (Kaak Akm) Kaynak noktalar birbirine yakn oluturulduunda, kaynak akmnn bir ksm nceki kaynak noktalarndan akar. Bu akm ksm, kaynak oluturmaz. Ayn ayar deerleriyle kaynak yaplan ayn sradaki ikinci kaynak noktas, ncekinden daha kk ekirdek apna sahip olur (ekil 6.7).

ekil 6.7. nt akmnn oluumu

Ayn ekirdek apna ulaabilmek iin, ikinci noktada akmn ykseltilmesi gerekir.

Top

Top

nt

nt

nt

Top

nt

Top

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Kaynak kontrol niteleri, ikinci ve daha sonraki noktalar iin, uygun bir program seimi araclyla akm deerini gereken dzeye karan baz programlara sahiptir.

Yap elemanndan yksek kalite taleplerinin olmad durumlarda, aadaki nokta aralklar mevcutsa, yanal (nt) akmnn etkisi ihmal edilebilir

e > 8 ... 10 (h1 + h2). (ekil 6.4). Farkl kalnlkta paralarn bakr altlkla tek taraftan kaynanda, kaln olan parann kaynak yaplan tarafta olmas gerekir (ekil 6.8).

ekil 6.8. Tek taraftan nokta kaynanda bakr altlkla kaynak uygulamasnda uygun olan

ve olmayan para dzenleri. 4.7. Konstrktr in Nokta Kaynak Teknii pular

Ek olarak, konstrksiyon srasnda nokta kaynak ynteminin aadaki zelliklerine de dikkat edilmelidir.

4.7.1. Yanal (nt) akm (ekil 6.9), sadece kaynak yaplm noktadan deil, sa paralarnn temas noktalarnda veya elektrod ile sa arasnda da olabilir. Sa paralarnn temas yzeylerinde kesme apaklar (kymklar) olmamaldr.

Uygun Uygun deil

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.9. Yanal (nt) akm olaslklar

a) Elektrod gvdesi ile sa arasnda yanal akm b) Merkezleme piminde yanal akm (hatal fikstr dzeni) c) Katlanm satan yanal akm (konstrksiyondan doan)

Yanal akmn byklne bal olarak kaynak ekirdeinin bykl azalr. Bu nedenle kaynak yerlerinin dzeni ve ekillendirilmesi, yanal akmdan kanlacak ekilde oluturulmaldr.

- Nokta kaynak makinasnn penceresindeki (kollar arasndaki aklk) demir ktleler, (zellikle alternatif akmda) nokta kaynak dzeneinin sekonder devresiyle indktif etkileime girerek kaynak akmnn bykln azaltrlar. Bu nedenle yap elemanlarnn konstrksiyonu ve yardmc konstrksiyonlar, kaynak penceresinde manyetikleebilen malzemelerin bulunmas halinde, bunlarn ktlelerinin mmkn olduu kadar kk ve sabit olacak ekilde tasarlanmaldr.

- Konstrksiyonlar mmkn mertebe kk yaplmaldr; ksa, dz ve basit ekilli kollar, elektrod tutucular ve elektrodlar kullanlmaldr. Sa yzeyine, sadece dz elektrodlarla byk basnlar uygulanabileceinden, kaynakl balantlarn kalitesi ancak bu artlarda yksek olabilir. Kt ulalabilirlie sahip konstrksiyonlar, zel ekillendirilmi kollar gerektirir (ekil 6.10 ve ekil 6.11). Bu tip elektrodlarla ancak dk basnlar uygulanabilir. Ek olarak zel ekilli elektrodlarn maliyetleri de yksek olur ve su soutma artlar ktleir; ou kez ulaabilirlikleri de snrldr. Dolaysyla kaynak kalitesi dk olur.

ekil 6.10. Kanlmas gereken elektrod kollarna iki rnek.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.11. Yaylanan ve kayan elektrodlar, zayf kaynak kalitesine neden olur.

- ok kesitli birletirmelerde, ince sa mmkn olduu kadar kaln salarn arasna konmaldr.

1:3 ten byk sa kalnlk farkllklarndan mmkn olduu kadar kanlmaldr. Ayn durum, 4ten fazla san birletirilmesi iin de geerlidir.

- i bo cisimlerin iindeki kaynaklarda makinann kollarnn ve elektrod tutucularnn boyutlarna dikkat edilmelidir. Bir sra halinde kaynak yaplacak yap elemanlarnda, kaynak srasnn tespitinde, hi boluk oluturmayacak ekilde bir tasarma dikkat edilmelidir (ekil 6.12).

ekil 6.12. Boluklardan kanmak iin nerilen kaynak sralar.

Kt yi

Kt yi

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




- ok kk nokta aralklarnda, yanal (nt) akm olasl nedeniyle her kaynak noktas zel kaynak parametreleriyle kaynak yaplmaldr (ekil 6.13).

ekil 6.13. ok kk nokta aralklarnda yanal akmdan kanma

- Dz nokta yzeyli kk paralarda, ok kk nokta aralklar durumunda kabartl nokta kayna tercih edilmelidir.

4.7.2. Kaynak Yerine Ulalabilirlik in Minimum ller

Kaynak yerine ulalabilirliin salanmas iin yap elemannn salamas gereken minimum ller ekil 6.14te verilmitir.

Kt yi

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.14. Ulalabilirlik iin minimum ller

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




4.8. Kaynakl Balantlarn ekillendirilmesi

Bu blmde, balantlarn ekillendirilmesinde iyi ve kt rnekler gsterilmitir.

4.8.1. Kaynak Yerinin Ulalabilirlii ekil 6.15te, kaynak flanlarnda, elektrodlarn ulaabilirliinin iyi ve kt rnekleri gsterilmitir.

ekil 6.15. Kaynak flanlarnda kaynak elektrodlar iin kt ve iyi ulalabilirlik rnekleri

Kt yi

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




4.8.2. Elektrodlarn Etkime Yzeyi ekil 6.16da elektrodlarn etkime yzeyleri iin iyi ve kt rnekler gsterilmitir.

ekil 6.16.. Elektrodlarn etkime yzeyleri iin kt ve iyi rnekler.

Kt yi

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




4.8.4. Kaynak Noktasnda Burulma Zorlamasndan Kanma ekil 6.17de, kaynak noktasnda burulma zorlamasndan kanmak iin nokta saysnn oaltlmas nerilmitir.

ekil 6.17. ki kaynak noktasyla burulma zorlamasndan kanma.

4.9. Kaynakl Balantnn Bykl, ekli ve Tr Balantdan beklenenlere gre nokta kayna, ayn para kalnlnda bile farkl byklk, ekil ve trlerde olabilir. ekil 6.18 ila 6.21de bununla ilgili baz ipular verilmitir.

ekil 6.18. Sa kalnlklar ve yaygn kaynak ekirdek aplar

ek

irdek

ap

Tek sa kalnl

ekirdek kalnl

ekird

ek

ap

E

n k

k

En

by

k

O

rtala

ma

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 6.19. Kaynak ekirdeinin kesitinin muhtemel ekilleri.

a) Mercek eklinde simetrik b) Kre eklinde simetrik

c) Silindirik ekilde simetrik d) Muz formunda asimetrik

e) Eit sa kalnlnda simetrik f) Farkl sa kalnlnda simetrik g) Eit sa kalnlnda asimetrik

ekil 6.21. Elektrod izinin kesitteki ekli

4.10. Kaynak Ayar Deerleri Kavramlar

Kaynak parametreleri olarak kaynak sresi, kaynak akm ve elektrod kuvveti daha nceden tanmlanmtr. Bunlarn deikenleri ise aada verilmitir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Diren nokta kaynana uygunluu etkileyen faktrler

Galvanizli ince salarn nokta kayna karakteristik blgeleri.

Elektrodun yapmas

Srama

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Nokta Kaynakl Balantlarn Muayenesi 1. Giri Diren nokta kaynakl balantlarn muayene yntemlerinde, basit atlye deneyleri ile standart muayene yntemleri sz konusudur. Her bir yntem farkl bilgi salar ve muayene dzenekleri arasnda da byk farklar mevcuttur. ekme-makaslama deneyi dnda, bugne kadar diren nokta kaynakl paralar iin bir muayene yntemi standartlatrlmamtr. Bu kaynaklarn ayn boyutlu paralarla deerlendirilmesini saladndan, diren nokta kaynak balantlar iin muayene standard bu nedenle nemli bir ihtiyac karlamtr. Diren nokta kayna ve dolaysyla bundan tretilen kavramlar, bu blmde nokta kayna olarak kullanlmtr. Nokta kaynakl numunelerin davran, nokta kaynakl yap elemanna bal olduundan aadaki hususlara dikkat edilmelidir: - Kaynak artlar sabit olmaldr (manyetikleebilen eliklerde malzemenin sekonder pencereye dalma derinlii de sabit olmaldr) - Malzeme ayn tabakadan veya ayn rulodan kullanlmaldr. Pratikte, sabit artlarn oluturulmas ok g olduundan, kaynakl numune ile kaynakl yap eleman arasnda farkl sonular elde edilebilmektedir. Bu glklerin banda, gereken artlardan sapmalar (salarn birbirine uyumu, yanal akm, yzey durumu, salarn mekanik zellikleri) gelir. Bu nedenle kalite konusunda son gvence, sadece yap elemannn muayenesiyle salanabilir. 2. Mekanik Muayene Yntemleri 2.1. Koparma, Syrma ve Ayrma Deneyleri Koparma, syrma ve ayrma deneyleri, nokta kaynakl balantlarn zelliklerini deerlendirmek iin kullanlan en basit atlye deneyleridir. Burada en ok, tek veya seri noktal kaynak balantlar basit muayene dzeneklerinde veya belirli l deerlerine sahip olmayan bir obje ile dorudan doruya krlmaya zorlanr (ekil 1 ve Tablo 1).

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 1. Nokta kaynakl balantlara uygulanan basit atlye deneyleri

a) Koparma deneyi b) Syrma deneyi c) Ayrma deneyi

a)

Kama

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Tablo 1. Atlye deney yntemlerine bak.

Yntem Numune lleri Yapl Kriterler Koparma deneyi

Genilik B 5 dp malattan gelen para veya numune zerinde

ekil 1aya uygun ekilde ekme deneyi makinasnda kopartlr.

Krlma tr, Nokta ap 1)

Syrma deneyi Sa kalnl s 3 mm B 5 dp

ekil 1bye uygun ekilde, gerilme tamayan salarn syrlmas Syrma yarap 30 mm


Ayrma deneyi 1 mm Sa kalnl 3 mm B 5 dp malattan gelen para veya numune zerinde

ekil 1cye uygun ekilde, ounlukla kaynan 2) yanndan, genellikle keski ile ayrma; s = 0,75 mm .... 1 mm iin - malzeme zelliklerine de bal olarak - salar, muayene dmelenmeyle sonulanarak tatminkar olmayacak tarzda, sadece yar ak kalabilir.


1) Atlye deney yntemlerine gre elde edilen krlma tr ve nokta ap, muayene yntemi nedeniyle ve kaynak noktasna bal zorlamalara gre farkl sonular verebilir. Bu nedenle nokta apnn ifadesinde muayene yntemi birlikte anlmaldr. llen dp nokta ap, dL ekirdek apndan farkldr. s = 0,88 iin ksa sreli kaynak artlarnda rnein dL = (0,8..1,2) dp oran elde edilir (dp, burma deneyinden elde edilir. 2) Otomobil endstrisindeki yap elemanlarnda keski ile yaplan yaptrma kayna nn kontrolu iin de geerlidir.Muayene srasnda atlama tehlikesi vardr.

Krlmann tr (dmelenme veya makaslama) ve krlan kaynak kntsnn veya kesilen yzeyin bykl, balantnn dayanm iin deerlendirme kriterleridir. Kesme krlmasnda nokta ap dp, yapma blgesi de dahil krk yzeyinin ortalama apdr veya dmelenme krlmasnda dmelenen kntnn ortalama apdr. ekirdek ap dL ise, kesme sonucu llen erimi kaynak ekirdeinin apdr. Nokta ap, Tablo 1in 1) ile gsterilen dip notunda akland gibi, belirli bir sapma ile ekirdek apn verir. Kaynaklarn kesilebildii belirli ap blgesinin stnde (dL > 5s* ) dmelenme olabilir. (Yumuak, alamsz eliklerde s=3 mm). Gei blgesinde genellikle kark krlma grlr. Bu muayenelerin sonular, sadece muayene koullarnn tekrarlanabilir olmas durumunda birbiriyle karlatrlabilir. Mmkn olan en sabit muayene koullarnda, ykleme hzna, kama asna, kaynak noktasnn kenardan uzaklna, numune geniliine,

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




bindirme boyuna, sa kalnlna, syrma yarapna, muayene kuvvetinin ynne, keskinin eklinin amaca uygunluuna dikkat edilmelidir. Tablo 1e gre numune lleriyle syrma deneyine bir rnek, muayene keskisiyle birlikte ekil 2de gsterilmitir. ekil 3 ise, muayene keskisinin boyutlarn vermektedir.

ekil 2. Deney dzenei iin tespit edilmi llere sahip syrma muayenesi.

ekil 3. Muayene keskisinin boyutlar. a) Nokta ap 8 mm iin muayene keskisi b) Nokta ap 13 mmye kadar olanlar iin muayene keskisi Malzeme: 45WCrV7

Syrma paras 30 mm

Kenarlar R=2 mm ye

Kenarlar R=2 mm ye

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Kaynakl paralarn muayenesi ve ayar deerlerinin kontrol amal basit atlye deneyleri, hzl ve ucuz muayene sonular gibi byk avantajlara sahiptir. Sorunlar ise, dayanm davran bakmndan hatal niceliksel sonular vermeleri ve ounlukla kesin olarak tanmlanamayan ve sabit olmayan deney sonularna dayanmalardr. 2.2. ekme-Makaslama Deneyi ekme-makaslama deneyi, nokta kaynakl balantlarda numunelerde ekme-makaslama kuvvetinin elde edilmesini salar (ekil 4).

ekil 4. ekme-makaslama deneyi.

a) Serbest ekme-makaslama deneyi b) Takviyeli ekme-makaslama deneyi.

ekme-makaslama deneyinde pratie yakn zorlama tr ve deney sonularnn dar dalm nedeniyle sabit ve optimum kaynak koullarnda yaklak % 1 ila % 4 arasnda olan deiim katsays, serbest ekme-makaslama deneyinin, bir nokta kaynann statik dayanm davrannn gvenilir bir muayenesini salar. Serbest ekme-makaslama deneyi iin numunenin oluturulmas, deneyin yaplmas ve sonularn deerlendirilmesi, DIN 50124te tanmlanmtr. Numune genilii hem sa kalnlna hem de kaynak ekirdek apna gre belirlenir. ekme-makaslama numunesinin serbest ucu, ekme makinasna sktrlr - sa kalnlnn artmas durumunda (> 3,0 mm) bir kar takviyenin kullanlmas tavsiye edilir - ve krlncaya kadar yklenir. ekme-makaslama zorlamasnn yannda, kaynakl balants, artan bir saf ekme zorlamasna da maruz kalr. Bindirme blgesinde numunenin deformasyonu ekil 5te gsterilmitir.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 5. Artan ykleme halinde ekme-makaslama deneyindeki zorlama.

Serbest ekme-makaslama deneyinde elde edilen en yksek kuvvet, saf ekme-makaslama kuvvetinin olmad durumdur. Nokta kaynakl balantnn zorlanmasnn balangcnda ilk olarak elastik, daha sonra da plastik ekil deiimi meydana gelir. Bu durum, ekil 6daki kuvvet-uzama diyagramnda grlebilir.

ekil 6. Kuvvet-uzama diyagram (ekme-makaslama deneyinde)

ekme-makaslama deneyinde, kaynak noktasnn kenarlarnda oluan en byk gerilme tepeleri ve plastik ekil deiimi, sadece kuvvet hatlarnn ynne deil ayn zamanda geometrik ve metalrjik entik etkisine de baldr. Plastik ekil deiimi, ilk olarak gerilme tepelerinin en byk olduu, kaynak noktas evresinde balar (ekil 7).

F ek

me

Fsaf ekme

Fkayma

Fmaks : En yksek kuvvet FS : Akma kuvveti l : Uzama / genleme lmaks : ekme-makaslama krlma uzamas lS : Akma uzamas

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 7. ekme-makaslama zorlamasnda kuvvet hatlarnn dalm

kaynak noktasndaki gerilme tepeleri. Statik zorlama halinde oluan bu gerilme tepeleri, balantnn dayanmn etkilemez. Burada dayanm, iletme srasnda kalc ekil deiimi oluturmayan dayanm olarak tarif edilir. ekil 8de gsterilen, ekme-makaslama deneyinde rastlanan krlma trleri, malzemenin dayanmna, sa kalnlna, kaynak ekirdeinin veya kaynak noktasnn apna, numune geniliine, kenar mesafesine ve bindirme boyuna baldr. .

ekil 8. ekme-makaslama deneyindeki krlma trleri a) Sa yrtlmas b) Nokta ekseninden yrtlma c) Makaslama (kesme) krlmas d) Dmelenme krlmas e) Nokta evresinden yrtlma.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




Dikkat edilmesi gereken nokta, mevcut bulgulara gre, muayene hzna en yksek kuvvetin nemsiz ancak akma kuvvetinin nemli oranda etki yaptdr. Bu nedenle en yksek kuvvetin belirlenmesinde 10 mm/daklk bir maksimum muayene hz, akma kuvvetinin belirlenmesinde ise 5 mm/daklk bir maksimum muayene hz almamaldr. Serbest ekme-makaslama deneyinin doruluu, krk deerlendirilmesiyle ve akma kuvvetinin belirlenmesiyle arttrlabilir. DIN 50124e gre ekme-makaslama deneyi srasnda sonu olarak sadece ekme-makaslama kuvveti elde edilmesine ramen, kuvvet-uzama diyagramnn izilmesiyle akma kuvveti de llebilir. Burada 0,2 akma snrnn tespit yntemi uygulanabilir (ekil 9).

ekil 9. Nokta kaynakl 1 mm kalnlndaki St 14 05 elik sac ile yaplan ekme-

makaslama deneyinde elde edilen kuvvet-uzama diyagram.

Diyagram, farkl kaynak datalaryla oluturulan kaynak noktalarnn farkl ekil deitirme davranlarn gstermektedir. Farkl ekil deitirme davranlar, akma kuvveti / ekme-makaslama kuvveti oran iin eriler olarak da deerlendirilebilir (ekil 10).

Y

kle

me

F

Uzama l

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 10. Kaynak ekirdek apna bal olarak akma kuvveti / ek.-makas. kuvveti oran. 1,0

ve 3,0 mm kalnlnda yumuak elik salardaki nokta kaynakl balantlar. 2.2. Saf ekme Deneyi Saf ekme deneyi, nokta kaynakl balantnn, birleme yzeyine dik ynde zorlanmas halindeki dayanmnn tespiti iin uygulanr (ekil 11).

Krlma ekli

Dmelenme Makaslama Makaslama Dmelenme

Akm

a ku

vvet

i F A

ek.-m

ak. k

uv. F

S O

ran

ekirdek ap dL

Dmelenen kaynak noktas

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 11. Saf ekme deneyi iin numune ve deney dzenei

Bu deney sonucu elde edilen sonular, kaynak ekirdeinin apna, malzemeye, para kalnlna ve kaynak sresine baldr. 2.4. Burulma Deneyi Burulma deneyi, nokta kaynakl balantn ekil deitirme kabiliyetini verir (Sa kalnl 0,5 mm). ekil 12de, muhtemel bir deney dzenei verilmitir (Kenar boyu 4. ekirdek ap). ekil 13te ise nokta kaynakl balantlarn burulma deneyinde elde edilen sonulardan bazlar gsterilmitir.

ekil 12. Nokta kaynakl balantlarn burulma deneyi iin deney dzenei

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




ekil 13. Burulma deneyi sonucunda rastlanan krlma trleri

a) Makaslama krlmas b) Dmelenme krlmas c) Dmelenme krlmas deiik krlma tr arasndaki farkllklar unlardr: a) Her iki san birleme yzeyinden kesilmesi (makaslama krlmas) b) Kaynak ekirdeinin sata kalmas (dmelenme krlmas) Krk yeri: kaynak ekirdei / ITAB geii c) b) gibi ancak krk yeri: ITAB/Esas metal geii.

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




BLM 5 DREN KAYNAK HATALARI Diren kaynak hatalar, standartlarda, tm diren kaynak yntemleri (diren nokta kayna, diren kabart (projeksiyon) kayna, diren diki kayna ve yakma aln kayna iin olmak zere alt grupta toplanmaktadr: 1.Hata grubu: atlaklar 2.Hata grubu: Boluklar ve gzenekler 3.Hata grubu: Kat kalntlar 4.Hata grubu: Birleme hatalar 5.Hata grubu: ekil hatalar 6.Hata grubu: Dier hatalar

Tablo 7.1de standartlara gre hatalarn sra numaralar, tanm, aklamalar ve rnek ekilleri gsterilmitir.

Tablo 7.1. Diren kaynak hatalarnn standart gsterimleri.

Sra No.:

Tanm Aklama Gsterim (rnek)

1.Hata grubu: atlaklar (Taneleraras veya taneii atlak ilerlemesi, srasyla i veya tharfiyle harfiyle; para yzeyine kan atlak k harfiyle gsterilir; 1.00 atlak Genellikle iki boyutlu

uzanan, snrl malzeme ayrlmas. Tek veya kmelenmi halde olabilir. Aadaki ekilde ayrt edilirler.

1.101 1.1011 1.1013 1.1014

Boylamasna atlak

Kaynak dikii ynnde uzanan atlak. Kaynak dikiinde Isnn Tesiri Altndaki Blgede (ITABda) Etkilenmemi esas metalde

ITAB

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.102 1.1023 1.1024

Enine atlak Kaynak dikii eksenine dik uzanan atlak Etkilenmemi esas metalde Kaynak birleiminde

1.1100

ekirdek ortasnda atlak

ounlukla yldz eklinde.

1.200 ekirdek evresinde atlak

ounlukla virgl eklinde.

1.1300 Birletirme dzleminde atlak

ekirdek evresinde ynlenmi halde.

1.1400

ITABda atlak

-

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.1500

Etkilenmemi esas metalde atlak

-

1.1600

Yzey atla Kaynak ekirdeinin zerindeki elektrod dalma izi blgesinde, veya diki blgesinde para yzeyinde atlak.

1.1700

Kanca atlak

Yma apa blgesinde atlak.

2.Hata grubu: Boluklar (Gzenekler) 1.200 Boluk

(Gzenek) - -

1.201

Gaz boluu (Gzenek)

Kaynak dikiinde, ekirdekte veya ITABda gaz dolu boluk (gzenek) (ITABdaki gaz kalntlarnn konumu ilave sra numarasyla gsterilir.)

-

1.2011

Gzenek Kre eklinde gaz boluu

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.2012

niform dal gzenek

ok sayda kk gzenekler.

1.2013

Gzenek kmesi

Yerel kmelenmi gzenek.

1.2016

Gzenek hortumu (Kurt oyuu)

Tek veya birka tane, farkl dzlemde hortum eklinde gzenek.

1.202 Bzlme boluu (Lunker)

Dzensiz olumu boluk

3.Hata Grubu: Kat kalntlar 1.300

Kat kalntlar

ekirdekte veya diki ekseninde kat yabanc madde kalntlar

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.303

Oksit kalntlar

Tek veya birka tane rastlanabilen, ekirdekte veya diki ekseninde metalik olmayan ince (oksit) kalntlar.

1.304 Yabanc metalik kalntlar

Kaynak metalinde yabanc metalik paracklarn bulunmas

-

1.305

Curuf kalntlar

Tek veya kmelenmi halde, kaynak dikiinde veya ekirdeinde curuf kalntlar

1.306

Artk eriyik kalntlar

Kaynak dikii iinde kalan ve iinde yabanc metal olan son eriyik

4.Hata Grubu: Birleme hatalar 1.400 Birleme

(erime) hatas Birleme yzeyinde hi veya yetersiz birleim

-

1.402 Birleme (erime) yokluu

Paralarn, birleme yzeyinde birbiriyle hi kaynak olmamas

-

1.403 Yetersiz erime

Paralarn birleme yzeyinde birbiriyle ksmen veya yetersiz kaynak olmas

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.404 Yetersiz kaynak olmu folyo

Para ile folyo arasndaki birlemenin yetersiz olmas

5.Hata Grubu: ekil hatalar 1.500 ekil hatalar Kaynakl birleimin

eklinin, belirlenenden sapmas

-

1.501 Yanma oluu -

1.502

Ar diki taknl

-

1.507 Kenar kaymas

Kaynak yaplan paralarn paralellikten sapmas.

1.508

Asal kayma Kaynak yaplan paralarn izin verilmeyen bir a oluturmas.

Gereken l

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.520

Distorsiyon Kaynakl parann ekil ve boyut olarak olmas gerekenden sapmas

1.521

ekirdek veya kaynak dikii boyut hatas

ekirdek veya kaynak dikiinin belirlenen boyuttan sapmas

1.5211

Yetersiz ekirdek kalnl veya diki genilii

ekirdein ok yass olmas veya aln dikiinin ok dar olmas

Gereken l

Gereken l

Gereken l

Gereken l

Gereken l

Gereken l

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.5212

Ar ekirdek kalnl veya ar diki genilii

ekirdein ok kaln olmas veya aln dikiinin ok geni olmas

1.5213

ok kk ekirdek ap

ekirdek apnn sapmas

1.5214

Ar byk ekirdek ap

ekirdek apnn sapmas

1.5215

Asimetrik ekirdek veya asimetrik diki

ekirdek veya kaynak dikiinin ekil ve/veya boyut olarak asimetrik olmas

Gereken l

Gereken l

Gereken l

Gereken l

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.5216

Yetersiz ekirdek derinlii

Birletirilen paraya gre birletirme yzeyinden llen diki derinliinin gerekenden dk olmas

1.5222

Tek taraftan tamamen erimi kaynak noktas

Kaynak blgesinde malzemenin fkrmasyla tek tarafta olumu delik.

1.523

Tamamen erimi diki veya kaynak ekirdei

Kaynak blgesinde malzemenin fkrmasyla tamamen olumu delik.

1.524

ITABn ar genilemesi

- -

1.525

Salarn ar ayrlmas

Kaynak yaplan paralar arasndaki araln, izin verilenden ok yksek olmas.

1.526

Yzey hatas Kaynak yaplacak parann kaynaktan sonraki yzeyinin, izin verilen durumdan sapmas

-

1.5261

ukurcuk Para yzeyinde ekirdek blgesinde yerel ar ukurlama

Gereken l

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.5262

Yzey krateri Elektrod izinin evresinde apak veya halka eklinde malzeme ykselmesi

1.5263

Elektrod malzemesinin yapmas

Para yzeyinde yapm elektrod malzemesi

-

1.5264 1.52641 1.52642 1.52643

Elektrod dalma hatas Ar byk elektrod dalma izi Ar derin elektrod dalma izi Dengesiz elektrod dalma izi

zin verilmeyen derinlikte elektrod dalma izi ap olarak ok byk ok derin Derinlik ve/veya ap olarak dengesiz (eit deil)

1.5265 Folyo yzeyinin erimesi

- -

1.5266 enelerin neden olduu yerel erime

Akm kontak yerlerinde para yzeyinin erimesi

-

1.5267 ene izleri Para yzeyinde, enelerin mekanik olarak oluturduu

-

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




hasar

1.5268 Hasarl kaplama

- -

1.527 Sreksiz kaynak

Yetersiz kaynak yaplm diki. rnein: ok geni nokta aral veya ok kk nokta ap.

1.528 Kenar kaymas

Dikiin kaymas

1.529 Folyo kaymas

Her iki folyonun karlkl kaymas

1.530 Eilmi balant

Kaynakl paralarn kaynak blgesinde eilmesi

6.Hata Grubu: Dier hatalar 1.600 Dier hatalar 1. ila 5. Hata gruplarna

girmeyen hatalar.

-

1.602 Srama Para yzeyinde yapm malzeme damlacklar

-

1.610 Temper rengi (grnr oksit filmi)

Kaynak noktas veya dikii blgesinde oksitlenmi yzey

-

1.611 Boyut hatas Gereken boyuttan sapma

-

Gereken deer

IIW No:1.11

ELEKTRK DREN KAYNAI




1.612 Malzeme fkrmas

Kaynakl paralarn arasndan malz

Documents

1-11 Elektrik Direnç Kaynağı