ACY_I_hafta_6.pdf

BA MH.MM. FAK. NAAT MH. BL. AHAP VE ELK YAPILAR-I DERS NOTLARI Yrd.Do.Dr. Kaan TRKER 6.HAFTA (2013) 1

2.4 KAYNAKLI BRLEMLER

Ayn veya benzer alaml metallerin s etkisi altnda birletirilmesine kaynak denir. Bu birletirme esnasnda, baz kaynak yntemlerinde ayn veya benzer alaml ilave bir metal (kaynak teli, kaynak elektrodu) kullanlr, bazlarnda ise ilave metal kullanlmaz.

Kaynaklama ilemi srasnda uygulanan teknik bakmndan kaynaklar iki ana gruba ayrlr. Bunlar;

1) Ergitme kaynaklar : Birletirilecek paralarn kaynaklanacak ksmlar ve ilave bir metal alam (kaynak teli, kaynak elektrodu) ergime derecesine (3000o-6000o) eriyerek birleen ksmlar souduktan sonra birleim salanm olur (TS 3357).

2) Basn kaynaklar : Birletirilecek paralarn kaynaklanacak ksmlar kzl dereceye kadar (plastik kvama) stlp basn veya darbe uygulanmak suretiyle birleim salanr. Sadece hafif (ince elemanl) elik yaplarda kullanlmaktadr. Hesap esaslar bulonlu ve perinli birleimlerin hesap esaslarna benzerdir (TS3357).

Ergitme kayna ematik gsterimi ( Standart elektrod kayna)

Basn kayna ematik gsterimi (Nokta (punkta) kayna)

Basn kayna ile tek etkili ve ift birleim

d: Daire eklindeki birleim yzeyinin ap

Basn kuvveti

Basn kuvveti

Birletirilen paralar


2.4.1 Ergitme Kaynaklar

Ergitme kaynaklar kullanlan s kaynana bal olarak ikiye ayrlmaktadr.

Standart Elektrik Ark Kayna (Elektrod Kayna)

Elektrik ark kayna en pratik ve bu nedenle de en yaygn kullanlan kaynak yntemidir. Bu yntemle kaynak iin elektrod, elektrod maas, kaynak makinesi, elektrik kablosu ve balant maas kullanlr.

Elektrod, maa ve bir kablo ile kaynak makinesinin (-) kutbuna balanr. Kaynaklanacak paralar da balant maas ve bir kablo ile kaynak makinesinin

(+) kutbuna balanr. Elektrodun ucu kaynaklanacak blgeye yaklatrlnca, elektrod ile

kaynaklanacak paralar arasnda bir elektrik ark meydana gelir. Bu arkn dourduu yksek s ( 4000o C) etkisiyle paralarn kenarlar ve elektrodun ucu ergime durumuna gelir.

Elektrodun ucunda oluan metal damlalar, yerekimi ve zt kutuplar aras elektron akm etkisiyle kaynak derzini doldurur. Bylece paralar arasnda oluan kaynak dikii ile birleim salanm olur.

Kaynak makineleri : Kaynak iin elverili elektrik akmn (10-60 V ve 60-600 A) salayan cihazlardr. eidi mevcuttur. Bunlar, kaynak jeneratrleri, kaynak redresrleri ve kaynak transformatrleridir.

Kaynak elektrodu : Elektodlar 2-8 mm apnda, kaynaklanacak yap elemannn malzemesine uygun bir alamdan retilmi ubuklardr. ki tr elektrod mevcuttur. Bunlar sval ve plak elektrottur.

Ergitme kaynaklar

Elektrik ark kaynaklar Gaz kayna (Otojen kayna) Metalleri ergitmek iin gerekli s, zel kaynak makinalar tarafndan retilen elektrik yardmyla birletirilecek paralar arasnda oluturulan elektrik ark ile salanr. eitleri;

1) Standart Elektrik Ark Kayna (Elektrod Kayna) 2) zl Elektrodlu Elektrik Ark Kayna 3) Gaz alt Elektrik Ark Kayna 4) Toz alt Elektrik Ark Kayna

Metalleri ergitmek iin gerekli s gaz (asetilen, propan, btan) alevi ile salanr. Birletirilen paralar ile birlikte kaynak teli, gaz alevi ile eritilerek birleim salanr.

Elde edilen kaynaklarn mukavemeti dk olduundan normal elik yaplarda kullanlmaz. Daha nemsiz tespit dikileri iin kullanlr.


plak elektrotlarla yaplan kaynak dikilerinin mukavemeti dktr. Bu nedenle nemsiz tespit dikileri iin kullanlr.

Sval elektrodlarda, elektrotun zeri, kaynak dikiinin kalitesini arttrmak amacyla, bir sva (ince veya kaln) tabakasyla kaplanmtr. Bu sva tabakasndaki maddelerin yanmas ile oluan gazlar ve oluan curuf kaynan kalitesini arttrr ve ayrca eriyik haldeki kaynaa stabilite kazandrarak kaynak dikii geometrisinin daha dzgn olmasn salar. Sval elektrodlar sva ieriklerine bal olarak eittir. Bunlar, rutil elektrodlar, bazik elektrodlar, sellozik elektrodlardr.

Gaz alt Elektrik Ark Kayna Ekipmanlar

Toz alt Elektrik Ark Kayna Ekipmanlar


2.4.2 Kaynak Dikileri

Ergitme kayna yntemleriyle ekilen kaynak dikileri davran bakmndan ikiye ayrlr. Bunlar;

a) Kt kaynak dikileri: Genellikle ayn dzlemde bulunan iki elemann, yan yana getirilen kenarlar boyunca ekilen kaynak dikileri kt kaynak dikileri olarak isimlendirilir. Ancak, iki farkl dzlemde bulunan elemanlarda da kt kaynak uygulamas yaplabilir.

b) Ke Kaynak dikileri: ki elik elemann dik veya en az 60o tekil eden yzeyleri asnda ekilen kaynak dikileri, ke kaynak dikileri olarak isimlendirilir.

Ke kaynak dikii

Kt kaynak dikii

Kt kaynak dikii

Ke kaynak dikii

Kt kaynak rnei

Ke kaynak rnei


a) Kt kaynak dikileri : Kt kaynaklar levha kalnlklarna bal olarak eitli ekillerde yaplmaktadr. Kaynaklanacak kenarda yaplan ileme kaynak az ad verilir ve bunlar I, V, Y, yarm Y, X, U vb. gibi isimler alrlar.

Kt diki eitleri (TS 3357)


Kaynak kalnlnn tanm

Kt kaynak dikiinin kalnl : a

Birletirilen levhalar ayn kalnlkta (t) ise a = t Birletirilen levhalar farkl kalnlkta ise a = tmin (tmin : en ince levha kalnldr)

olarak tanmlanr.

Kt kaynak dikileri iin konstrktif kurallar

Birletirilen levha kalnlklar fark : t2-t1 10 mm ise kaynak (a) eklinde

Birletirilen levha kalnlklar fark : t2-t1 > 10 mm ise kaynak (b) eklinde uygulanr.

Not: Hareketli yklerin hakim olduu elik yaplarda (kpr vb.) 10 mm olan fark 3 mm olarak uygulanr (DIN 4100).

b) Ke kaynak dikileri

Ke kaynak dikilerinde kaynak kalnl (a)

Ke kaynak dikileri, etkiyen kuvvetin ynne paralel ve dik olma durumlarna gre yan diki ve aln dikii olarak isimlendirilir.

Ke kayna dikilerinin kalnl a olarak, kaynak en kesitlerinin iine izildii dnlen ikizkenar genin ykseklii esas alnmaktadr.

(a = 0.707 b)


Ke dikii eitleri


Ke kaynak dikileri iin konstrktif kurallar

1) Ke kaynak dikilerinin kalnl aadaki koullar salamaldr.

min a = 3 mm max a = 0.7 tmin (tmin : en ince levha kalnl)

2) Yan dikilerin hesap boyu ( l ) , gerilme dalmnn emniyetli ve niform olmas bakmndan aadaki koullar salamaldr.

15 a l 100 a

Diki Tr Birleim Sembol

Tek tarafl ke

Diki Tr Birleim Sembol

ift tarafl ke


P

1/2v a.l v

P

a.l

Kt kaynak Ke kaynak

2.4.3 Kaynakl Birleimler iin Hesap Esaslar

Kaynakl birleimler, kaynak dikilerindeki maksimum gerilme (normal gerilme, kayma gerilmesi, asal gerilme vb) deerleri esas alnarak tasarlanmaktadr.

Krater: ekilen kaynak dikilerinin (kt ve ke) u ksmlarnda belirli uzunlukta bir ksmnn mukavemeti dk ve kalnl azdr. Bu zayf ksmlara krater ad verilir ve krater uzunluunun kaynak kalnl (a) kadar olduu kabul edilir. Eer gerekirse zel nlemler ile krater olumas nlenebilir.

Kaynak ekim boyu ve hesap boyu:

zel nlem alnmadka ekilen kaynak boyundan ( l ) 2 adet krater boyu karlarak kaynak hesap boyu ( l ) belirlenir.

Kaynak hesap boyu = kaynak ekim boyu 2 x krater boyu

l = l - 2a

Kt ve Ke Kaynaklarn Gsterim ekli

a

a

Krater boylar

P

Zayf blge

Zayf blge


v

P

1/2v a.l

Kaynak Kesiti

a

l' x x

Kaynak atalet momenti : 12

)a2'l(aI3

kx

= Kaynak mukavemet momenti : 6

)a2'l(aW2

kx

=

Kaynak statik momenti : 8

)a2'l(aS2

kx

=

Kaynak dikilerinin mukavemet zellikleri:

Kaynak dikilerinin alan:

Kaynak kalnl (a) ile kaynak hesap boyunun ( l ) arpmna eittir.

Kaynak alan: Fk = )l(a

Kaynak dikilerinin atalet momenti, mukavemet momenti, statik momenti Kaynaa ait bu zellikler kaynak kalnl ve boyunun oluturduu alan esas alnarak belirlenebilir.

Normal kuvvete (P) maruz kaynak dikileri

Normal gerilme : kemk

k )la(P

FP

==

Kesme kuvvetine (P) maruz kaynak dikileri

Kayma gerilmesi : kemk

k )la(P

FP

==

P

Kesit

v P P

P P

v

Kesit


Normal kuvvete (N) ve Kesme kuvvetine (T) maruz kaynak dikileri


k FN

= Fk = )l.a(

Kayma gerilmesi : kemk

k FT

=

Kyaslama gerilmesi :

Fk =kaynak alan

Not: k ve k gerilmelerinin her biri snr gerilme olan s (EY, EIY yklemesi ve St 37 elii iin s = 750 kg/cm2 ) deerinden kk ise kyaslama gerilmesi ( v ) tahkiki gerekmez (TS 648).

Eilme momentine (M) maruz kaynak dikileri


k WM

=

Eilme momentine (M) ve kesme kuvvetine (T) maruz kaynak dikileri


k WM

=

1-1 Kesitinde Normal gerilme : 1k

1k WM

=

Kayma gerilmesi : me= kkg

k FT


Not: 1k ve k gerilmelerinin her biri snr gerilme olan s deerinden kk ise kyaslama gerilmesi ( v ) tahkiki gerekmez (TS 648).

( Wk : kaynak kalnl ve uzunluu esas alnarak belirlenen kaynak mukavemet momenti)

)3357TS(vem2k21kv + = ( Fkg : Gvde kaynak alan)

)3357TS(vem2k2kv + =

v

P

Y

N T

N=P.sin T=P.cos

M

Kesit

x x

Wkx

M

Kesit

x x

Wkx

M

T

( Fkg)

1 1


Bileik eilmeye (M, P) ve kesme kuvvetine (T) maruz kaynak dikileri

Normal gerilme : kemktk

k FN

WM

+=

1-1 Kesitinde Normal gerilme : kemktk

k FN

WM

+=1

Kayma gerilmesi : me= kkg

k FT


Not: 1k ve k gerilmelerinin her biri snr gerilme olan s deerinden kk ise kyaslama gerilmesi ( v ) tahkiki gerekmez (TS 648).

Kaynak dikileri iin emniyet gerilmeleri (kg/cm2) [TS 3357]

( Fkt : Toplam kaynak alan) (Fkg : Gvde kaynak alan)

)3357TS(vem2k21kv + =

x

x Wkx

Plan

M

N

T

( Fkg )

1

1


Kt dikilerde ekme Emniyet Gerilmesi:

TS3357ye gre;

Birletirilen paralarn zelliklerine bal eitli koullar (Madde 2.5.2.1) salayan kt dikilerde Esas ykler iin emniyet gerilmesi (kem) 1100 kg/cm2 alnmaldr.

Sz konusu koullar (Madde 2.5.2.1) salamayan kt dikilerde Esas ykler iin emniyet gerilmesi (kem) 700 kg/cm2 alnmaldr.

MO-01.R-01/2005 e gre

Kt kaynak tam penetrasyonlu (nfuziyetli) ise kaynan Emniyet Gerilmesi birletirilen paralarn Emniyet gerilmesine eit alnabilir.

Kt kaynak ksmi penetrasyonlu (nfuziyetli) ise kaynan Emniyet Gerilmesi kaynak malzemesinin ekme Emniyet gerilmesine eit alnabilir.( rnein birletirilen paralar ST37 ise kem = 1100 kg/cm2 alnabilir.

Kaynaklar elik Yaplar, H. Deren, E. Uzgider, F. Pirolu, E. alayan, alayan Kitapevi, 3.

bask, (2008). Ahap ve elik Yap Elemanlar, Y. Odaba, Beta Yaynlar, (1992). Structural Steel Designer's Handbook, R.L. Brockenbrough, F.S. Merritt, McGraw-Hill1,

(1994). Design of Steel Structures, E.H. Gaylord, C.N. Gaylord, J.E. Stallmeyer, McGraw-Hill,

(1992). A Teaching Guide for Structural Steel Connections, P. S. Gren, T. Sputo, P. Veltri TS 648 , elik Yaplarn Hesap ve Yapm Kurallar, (1980). TS 3357 elik Yaplarda Kaynakl Birleimlerin Hesap ve Yapm Kurallar, (1979). MO-01.R-01/2005, elik Yaplarda Kaynakl Birleimler- Hesap, Yapm ve Muayene

kurallar, MO stanbul ubesi, elik Yaplar Komisyonu, (2005). MO-02.R-01/2008, elik Yaplar - Hesap Kurallar ve Proje Esaslar MO stanbul ubesi,

elik Yaplar Komisyonu, (2008).

Documents

ACY_I_hafta_6.pdf